基于全生命周期、一體化理論的智慧校園建設(shè)體系研究

徐向宇 劉康康 王江濤 徐 豪

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0 引言

我國(guó)高校開(kāi)展信息化建設(shè)主要經(jīng)歷了3個(gè)大階段。第一個(gè)階段為信息化校園建設(shè)階段，以部門(mén)業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)建設(shè)為主，如教務(wù)系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)等。第二個(gè)階段為數(shù)字化校園建設(shè)階段，其中數(shù)字化校園1.0以管理為中心，追求業(yè)務(wù)自動(dòng)化、資源數(shù)字化、應(yīng)用多樣化；數(shù)字化校園2.0以用戶(hù)服務(wù)為中心，追求通過(guò)流程再造改善用戶(hù)體驗(yàn)。第三個(gè)階段為智慧化校園建設(shè)階段，此階段內(nèi)考慮應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、IOT等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)全數(shù)字化、數(shù)據(jù)全融合、應(yīng)用全聯(lián)接，并追求教科研模式、服務(wù)模式的創(chuàng)新。目前，國(guó)內(nèi)高校的智慧校園建設(shè)已取得初步成果，基本實(shí)現(xiàn)校內(nèi)資源感知、交互和共享，但是在支撐教學(xué)科研、服務(wù)管理、科學(xué)決策等方面還存在不足。

1 智慧校園建設(shè)問(wèn)題分析

伴隨云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、IOT等技術(shù)在校園建設(shè)中的成熟應(yīng)用，智慧校園建設(shè)投資額正不斷攀高，也逐漸暴露出一些新的建設(shè)問(wèn)題。

（1）過(guò)分追求技術(shù)先進(jìn)性，對(duì)人性化服務(wù)關(guān)注度不夠

部分智慧校園建設(shè)過(guò)分追逐使用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、IOT等技術(shù)，但是在應(yīng)用過(guò)程中一方面未明確新技術(shù)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和實(shí)用價(jià)值，另一方面也忽略了信息化設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，導(dǎo)致出現(xiàn)業(yè)務(wù)全景模糊、信息化體系殘缺、管理流程混亂、界面不友好的情況，智慧校園整體建設(shè)成果“好看不好用”。

（2）易出現(xiàn)碎片化建設(shè)現(xiàn)象，校內(nèi)外信息交互能力較弱

智慧校園作為一個(gè)長(zhǎng)期系統(tǒng)的建設(shè)工程，高校一般采用分步實(shí)施的建設(shè)策略，易出現(xiàn)碎片化建設(shè)現(xiàn)象。建設(shè)部門(mén)在建設(shè)中主要關(guān)注內(nèi)部的流程及管理數(shù)據(jù)的積累，導(dǎo)致不同部門(mén)系統(tǒng)間信息交互能力較弱，為校園數(shù)據(jù)的更新、傳輸以及分析帶來(lái)障礙，也導(dǎo)致校園各部門(mén)業(yè)務(wù)協(xié)同能力的下降。

（3）重管理輕服務(wù)，數(shù)據(jù)資產(chǎn)利用不足

在校務(wù)管理、課程教學(xué)、師生服務(wù)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，沒(méi)有在系統(tǒng)中得到很好地匯總和沉淀，大量重要信息面臨流失風(fēng)險(xiǎn)。高校數(shù)據(jù)資產(chǎn)利用不足，一方面無(wú)法提高師生教學(xué)、服務(wù)水平，另一方面未能為管理者提供有效分析和輔助決策能力。

2 智慧校園建設(shè)目標(biāo)和理念分析

2.1 建設(shè)目標(biāo)

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》對(duì)智慧校園的描述包括：一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)、規(guī)模化教育與個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合、推進(jìn)管理精準(zhǔn)化和決策科學(xué)化。本文認(rèn)為《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》中智慧校園核心建設(shè)目標(biāo)是以師生為中心，打造一個(gè)教育科學(xué)、服務(wù)人性、管理高效、綠色生態(tài)的智慧型校園社區(qū)。

2.2 建設(shè)理念

基于教育科學(xué)、服務(wù)人性、管理高效、綠色生態(tài)的智慧校園建設(shè)目標(biāo)，本文提出智慧校園建設(shè)四大理念：以人為本，服務(wù)到位；高效管理，信息流通；數(shù)據(jù)應(yīng)用，技術(shù)創(chuàng)新；全域感知，綠色安全。

（1）以人為本，服務(wù)到位

智慧校園建設(shè)要求以實(shí)體校園為基礎(chǔ)、以虛擬校園為路徑，重點(diǎn)針對(duì)師生生活、工作、學(xué)習(xí)、科研等人性化服務(wù)要求，提供一站式、針對(duì)性的全方位服務(wù)，為高校實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)校管理、人性化師生服務(wù)、個(gè)性化人才培養(yǎng)提供支撐。

（2）高效管理，信息流通

智慧校園建設(shè)應(yīng)推動(dòng)學(xué)校管理流程的線(xiàn)上化、高效化、精細(xì)化，減少繁瑣、耗時(shí)的人工操作流程，實(shí)現(xiàn)高校管理的高效、流暢。在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)注意打通不同系統(tǒng)間的接口，通過(guò)強(qiáng)化管理信息的收集處理、整合、存儲(chǔ)、傳輸和應(yīng)用，減少行政人員的管理壓力。

（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用，技術(shù)創(chuàng)新

智慧校園要真正實(shí)現(xiàn)“智慧”，校園師生、設(shè)備數(shù)據(jù)的連接、共享、應(yīng)用是必不可少的。而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)廣泛連接的前提是學(xué)校師生、環(huán)境狀態(tài)全過(guò)程數(shù)據(jù)化。當(dāng)然，在智慧校園全面數(shù)據(jù)化的過(guò)程中，離不開(kāi)數(shù)字孿生、5G、人工智能等新興技術(shù)支撐。

（4）全域感知，綠色安全

智慧校園應(yīng)是一個(gè)全面感知、綠色安全的生活學(xué)習(xí)環(huán)境，因此建設(shè)學(xué)校安全管理系統(tǒng)要充分應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、IOT等等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體校園中生活環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、教學(xué)情況、人員活動(dòng)的智能感知，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能分析、風(fēng)險(xiǎn)因素的及時(shí)預(yù)警和智能管控措施的智慧安排。

3 建設(shè)體系分析

基于前述四大建設(shè)理念，結(jié)合智慧校園建設(shè)存在的問(wèn)題，從一站式、一體化、全域服務(wù)、數(shù)據(jù)應(yīng)用角度思考智慧校園建設(shè)體系，具體分為四大部分：一站式服務(wù)體系、一體化管理平臺(tái)、高校大數(shù)據(jù)應(yīng)用，以及物聯(lián)感知平臺(tái)。

圖1 智慧校園建設(shè)問(wèn)題解決路徑

3.1 一站式服務(wù)體系

當(dāng)前智慧校園建設(shè)中，校園服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)水平良莠不齊，一方面是因?yàn)椴糠指咝?duì)校園服務(wù)體系的關(guān)注度不足，另一方面是由于缺乏完善的建設(shè)指導(dǎo)體系。因此，為提升智慧校園的建設(shè)水平，高校有必要提高教學(xué)管理系統(tǒng)關(guān)注度，系統(tǒng)地梳理教學(xué)管理系統(tǒng)的建設(shè)指導(dǎo)體系。基于全生命周期理念，教學(xué)管理系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)體系能覆蓋從教師課程新開(kāi)到教學(xué)評(píng)估分析的全過(guò)程，能有效提高該專(zhuān)業(yè)的建設(shè)水平，其包括兩大內(nèi)容：教學(xué)服務(wù)和智慧課堂。

校園服務(wù)系統(tǒng)承擔(dān)支撐高校日常運(yùn)行工作、服務(wù)師生生活的功能，其能力直接影響校園運(yùn)行效率。但在當(dāng)前校園服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，由于缺乏相關(guān)建設(shè)指導(dǎo)體系，加之高校服務(wù)復(fù)雜化、多樣化、專(zhuān)業(yè)化的特點(diǎn)，系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)不全面和服務(wù)能力不突出的問(wèn)題逐漸暴露。本文在校園服務(wù)體系的設(shè)計(jì)過(guò)程中，借鑒政府一站式服務(wù)大廳的設(shè)計(jì)思維，基于校園不同客戶(hù)群體，圍繞學(xué)習(xí)、生活和工作的眾多場(chǎng)景，從簡(jiǎn)化交互、高效便捷、主動(dòng)響應(yīng)等方面切入，構(gòu)建智慧校園的一站式服務(wù)體系，如圖2所示。

圖2 一站式服務(wù)體系

3.2 一體化管理平臺(tái)

高校管理工作有繁雜性、階段性、重復(fù)性的特點(diǎn)。高校某個(gè)模塊會(huì)出現(xiàn)多種需求，每種需求可能涉及到高校的多個(gè)管理部門(mén)，需多方協(xié)同處理，但是該需求放在整個(gè)師生群體中又是普遍的和重復(fù)的。因此在構(gòu)建高校管理體系前，需全面系統(tǒng)地梳理高校的各個(gè)管理模塊以及相關(guān)管理內(nèi)容。通過(guò)收集、分析高校管理工作，本文總結(jié)出高校的四大管理模塊：學(xué)生管理、行政管理、教學(xué)科研管理，以及后勤管理，各模塊管理內(nèi)容如圖3所示。

圖3 一體化管理平臺(tái)

以學(xué)生管理模塊為例，該模塊需覆蓋從學(xué)生入校到離校畢業(yè)的全生命周期。因此具體管理內(nèi)容需包含前期的招生工作管理、中期的學(xué)工管理和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)管理以及后期的職業(yè)生涯管理，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)領(lǐng)域跨部門(mén)的一體化管理工作。通過(guò)一體化的管理平臺(tái)幫助學(xué)生事務(wù)處從復(fù)雜、零散的高校學(xué)生業(yè)務(wù)中解脫出來(lái)，提高部門(mén)工作效率，規(guī)范業(yè)務(wù)流程。

3.3 高校大數(shù)據(jù)應(yīng)用

目前大部分高校的管理信息系統(tǒng)和校園服務(wù)系統(tǒng)在統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心中積累了大量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，同時(shí)各類(lèi)系統(tǒng)中還散布著大量的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但這部分?jǐn)?shù)據(jù)在高校管理中卻未形成相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景，根本原因在于缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用體系。本文初步設(shè)計(jì)一個(gè)智慧校園大數(shù)據(jù)平臺(tái)，其業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖4所示。通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，對(duì)各業(yè)務(wù)域分散、重復(fù)、混亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、建模、整合、評(píng)價(jià)、控制，打破信息壁壘，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。針對(duì)各業(yè)務(wù)需求開(kāi)發(fā)數(shù)學(xué)建模，將數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，從教學(xué)運(yùn)行、行為畫(huà)像、行為軌跡、綜合預(yù)警、精準(zhǔn)資助等各方面進(jìn)行綜合分析，并將分析結(jié)果發(fā)送給相關(guān)部門(mén)，為分析決策提供數(shù)據(jù)支撐。

圖4 大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)

3.4 物聯(lián)感知平臺(tái)

校園全域物聯(lián)網(wǎng)體系作為智慧校園的重要基礎(chǔ)設(shè)施，能提供復(fù)雜設(shè)備接入、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理及多樣化數(shù)據(jù)服務(wù)等核心能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)校園運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)的全域感知，并構(gòu)建相應(yīng)智慧化場(chǎng)景應(yīng)用。本文基于校園日常運(yùn)營(yíng)中設(shè)備和系統(tǒng)的使用情況，設(shè)計(jì)出一個(gè)初步的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)架和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，分別見(jiàn)圖5和圖6。物聯(lián)網(wǎng)體系重點(diǎn)關(guān)聯(lián)智慧能源管理平臺(tái)和校園安全管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校園安全與能源的一體化管理。

圖5 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)

圖6 校園全域物聯(lián)網(wǎng)體系

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前高校智慧校園建設(shè)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，重新界定智慧校園的本質(zhì)目標(biāo)和建設(shè)理念，并根據(jù)目標(biāo)和理念構(gòu)建全生命周期、一體化、全方位服務(wù)理念下的智慧校園建設(shè)體系，為高校智慧校園建設(shè)構(gòu)架提供思路和借鑒，取得部分研究成果。未來(lái)可以對(duì)高校智慧校園的系統(tǒng)架構(gòu)體系和基礎(chǔ)設(shè)施體系做進(jìn)一步研究。