高校數字校園向智慧校園嬗變的邏輯與路徑

蘇 昕，李 岸，李 靜

一、引言

自1995年起，我國高校信息化已持續高速發展20 余年［1］。目前我國大部分高校已經構建了基于數字化信息和網絡的數字校園空間，成效斐然，但依然存在重硬件輕軟件、重建設輕應用、信息資源管理獨立分散、信息孤島和信息化人才隊伍與優質資源比較短缺等問題［2］。這一是因為我國教育信息化發展正處在由粗放型向集約型轉變的階段，雖然此前累計軟硬件資源投入巨大，但分散式的信息化應用系統建設、管理模式使得各種信息化系統和平臺的使用效果低且流程復雜、數據標準不統一、整合難度大；二是因為很多高校的教學科研工作者由于使用習慣、便利程度甚至系統自身可用性等問題，僅將信息技術作為一種演示或信息傳遞工具，并不重視學校所提供的各類信息化應用系統；除此之外，高校信息化相關軟硬件設施、設備管理、維護和保障的人員少且工作強度大、重復性工作多，影響了工作質量與效率。以上狀況給整個數字校園的順暢運行帶來了極大的困難。

隨著物聯網、下一代通信網絡、三網融合、大數據及云計算等新一代信息技術逐步廣泛應用，社會整體智慧化程度不斷加深，智能信息技術對教育的革命性影響日趨明顯。鑒于現有數字校園模式已無法滿足新技術環境下教學、科研和管理的需求，各高校都出現對整合數據資源、統一信息化和數據管理標準、提高全校師生和行政人員信息素養以及提高信息化投資效率的迫切期望。因此，我國高校近年對數字化校園向智慧化校園轉變的路徑探索也愈發深入。本文試以C 大學為例，提出該校在現有數字化校園的基礎上建設智慧校園的可行路徑及方法。

二、數字校園建設現狀與問題

根據教育部2012年3月13日發布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》的要求，數字校園建設應當是利用先進網絡和信息技術，普及建設高速校園網絡及各種數字化教學裝備，整合資源，構建先進、高效、實用的高等教育信息基礎設施，開發整合各類優質教育教學資源，建立高等教育資源共建共享機制，推進高等教育精品課程、圖書文獻共享、信息發布、網絡教學、知識共享、管理服務和校園文化生活服務等的數字化平臺建設，并提升高校教師教育技術應用能力，推進信息技術在教學中的普遍應用［3］。

1.C 大學數字校園建設現狀

C 大學自2012年開始建設數字化校園，歷經三個階段，到2019年為止已初步完成了覆蓋全校的數字校園環境。

基礎設施：網絡方面，完成了學校新建樓宇的網絡規劃與接入，并對校園網絡軟硬件進行了升級改造，全面覆蓋教學區、辦公區，面向全體師生提供免費網絡接入；同時有線無線一體化網絡也已初步建設完成，實現了多運營商復用、高速網絡出口以及校園網分類接入等功能和服務，方便各類人群網絡訪問需求。數據中心建設方面，中心網絡設備實現雙冗余，服務器群采用了IBM 小機、UCS 刀片、EMC 存儲等，提供了1PB 以上的可使用空間；同時針對核心業務提供遠程備份，除有特殊業務需求的幾個單位仍有部分自管服務器外，均集中于兩個校區的數據中心統一管理。

基礎支撐平臺：已建成統一身份認證、信息門戶、主數據庫等三個基礎支撐平臺。其中統一身份認證已對接73 個相關業務系統并在持續完善；信息門戶由一套集中部署、統一管理、獨立建站、客戶端自主維護信息的網站群系統支持，用戶通過授權后，可以選擇學校支持建站，自行聯系平臺公司建站和基于網站群自行建站；主數據平臺已完成基本人員信息遷移和學校主要業務系統的主數據集成，并建立了綜合分析決策平臺，部署平臺節點和BI 模塊，完成科研數據的抽取、分析與展示。

業務系統：已完成辦公自動化、組織干部管理、研究生教務管理、學生公寓管理、公共房產管理等五十多個業務系統建設，并且對本科教務、財務管理、設備管理、一卡通等系統進行了升級改造，滿足在線選課、報賬、設備登記等新需求。

技術規范與運維：所有已建或在建業務系統均需滿足統一身份認證和主數據庫接口規范；測試并上線綜合網絡運維管理平臺，實現了用戶報修及派單流程的在線化。

網絡安全建設：已按照國家要求完成了重要信息系統等級保護測評，網絡安全管理制度已經制定完成并在不斷修訂完善，建立起了有效的網絡安全事件處理機制，并且從網絡入口到應用終端構建了由邊界防火墻、上網行為管理設備、下一代防火墻、IPS、WAF、漏掃設備及云檢測服務所組成的5 層防御體系來保障校內外的網絡安全。

由此可見，C 大學的數字校園結構已經在基礎設施層、支撐平臺層、業務系統層完成了基本架構，并在技術層面與網絡安全層面保障整體運行（見圖1）。換句話說，C 大學的信息化環境基本覆蓋校內的大部分教學、科研和管理信息化領域，數字校園建設已經初具規模，為后續智慧校園建設奠定了堅實基礎。

圖1 C 大學數字校園結構

2.C 大學數字化校園建設現存的問題

（1）頂層設計缺乏系統思維。系統思維傾向于從整體上把握事物，以動態的視角看待事物并探索問題的核心所在。數字校園建設對頂層設計的宏觀把握和微觀把控要求較高，決策復雜、難度大，需要系統思維的指導［4］。數字校園建設在初期規劃過程中著重基礎設施層、支撐平臺層、業務系統層的架構設計與保障體系的運行，但忽略對信息化應用系統的整合建設、關聯建設，極大程度上阻礙了各部門在數字化系統中的流程銜接，導致使用效率較低。同時，對共享數據庫建設規劃不完善，導致出現信息資源管理分散以及信息孤島現象、數據不一致等問題，難以實現共享。

（2）建設目標需從管理轉向服務。已有的數字化校園建設圍繞著滿足業務處室的管理需求展開，向最終用戶服務的理念缺乏［5］。由于缺少有效合理的信息化需求反饋渠道，對師生個體在教學、科研、生活等方面的需求考慮不足；部分信息化項目定位不準，沒有充分調研用戶需求與使用習慣，便捷性體驗設計不夠，師生的個體應用訴求得不到滿足，后續升級與更新不到位，導致相關系統使用率不高。用戶個性化服務體驗感不強，仍與信息化應用存在較大距離感。

（3）建設應對需求變化的能力不足。隨著學校事業的發展，各部門業務規模和類型不斷變化，由此帶來了針對系統需求的持續變化。傳統項目制信息系統建設模式從開始需求調研到最終驗收，以直線形式推進，缺少應對變化的能力。在項目建設過程中或試運行后遇到需求隨實際工作發生較大變化的情況時，由于變更帶來的成本增加以及實施周期的延長，建設方無法滿足在項目過程中迸發的新需求，最終影響應用效果。

（4）建設標準化問題日趨復雜。數字化校園建設工作龐雜，需要學校、產品供應商、網絡運營商等多方主體參加。但目前主體間協同治理能力較弱，并存在彼此間的利益博弈。在實際建設過程中，由于參與廠商眾多，而跟蹤項目建設的學校人員有限，對廠商在系統建設過程中的合規與標準化工作督導不足，部分項目建設邊界相對模糊，廠商之間權責難以明確，出現問題互相推諉，廠商之間整合難度加大。另外，學校在業務系統數據錄入質量、代碼標準化等方面缺乏監控與保障手段，導致數據源頭質量不高，對學校數據質量造成影響。同時，業務單位缺乏信息管理經驗且缺少與管理保障單位的有效溝通渠道，導致web 資產統計困難，數字資源無法得到有效利用。

（5）信息化人員隊伍建設滯后。信息化發展速度快，隊伍規模拓展與信息化發展存在差異，尤其是在硬件運維方面，由于大量設備的管理和運維操作復雜，并且信息化管理人員少、任務多，難以專職進行，對信息化部門造成的壓力較大；資源投入少，多面向科研與教學人才，且薪酬福利待遇與其發揮作用不對稱，難以吸引優秀人才，導致隊伍結構存在缺陷，普遍缺少創造性人才和創新型人才，存在隊伍老化現象；隊伍中成員理念差異大，導致協作效果差，難以全面推進業務［6］。

基于目前數字校園建設的重重困境，可見數字校園難以滿足新時代下高校內外部主體資源共享、應用聯動等動態需求，數字化校園并非高校教育信息化的最終形態。在技術變革的時代背景下，智慧校園取代數字校園，構建教育信息化新形態成為必然趨勢。

三、智慧校園建設的框架與優勢

復雜多變的新時代對高校教育提出了更高的要求，高校應以培養創新型人才為目標，運用現代信息技術提高學生核心競爭力，促進教育現代化的發展進程。傳統教育模式難以滿足新時代教育發展要求，以“智慧”為軸心的教育變革應運而生。理念轉變不足以推動實踐進步，加之傳統數字校園建設難以將學校物理環境與虛擬環境有機融合，存在應用差、共享難、教學融合度低等現實問題，難以為智慧教育提供支撐。智慧校園作為教育信息化的新形態，有著學校物理空間與虛擬空間耦合程度高、數據標準化、資源共享便捷等優勢，彌補了數字校園形態下的缺陷，適應新時代提出的挑戰與要求。

1.智慧校園的邏輯框架

智慧校園建設是指將學校物理空間和信息空間進行有機銜接，使任何人，在任何時間、任何地點都能夠便捷地獲取資源和服務。其基本實現方法是將校園工作、學習和生活環境通過物聯網進行一體化整合，以各類智能化應用服務為載體，融合教學、科研、管理和校園生活，使得高校辦學、科研質量和管理水平產生飛躍。技術進步推動智能軟硬件設施遍布校園，極大程度上打破了校園中的時空界限，為智慧校園發展創造條件［7］。我國已于2019年1月1日正式實施了《智慧校園總體框架（GB/T 36342-2018）》（以下簡稱《總體框架》），在其中規定了智慧校園建設的系統架構及基本要求，為我國高校在進行智慧校園建設的設計與實施方面指明了方向。按照《總體框架》，智慧校園分成了4 層（基礎設施層、支撐平臺層、應用平臺層和應用終端層）和2 個體系（技術規范與保障體系和信息安全體系），具體如圖2所示。

圖2 智慧校園總體框架

基礎設施層是智慧校園的基礎保障性設施，需要能夠為智慧校園的各類系統和平臺提供異構通信網絡、廣泛的物聯感知和海聯數據匯集存儲等基礎性支持，為大數據挖掘、分析提供數據支撐。其主要包括網絡、教學環境、教學資源、辦公自動化、校園服務等校園信息化的基礎設施以及數據庫和服務器。

支撐平臺層是智慧校園的核心要素，該層將基礎設施層所采集到的所有數據經存儲、清洗、轉換、分析和分類后以標準的數據格式根據統一身份認證所限的后臺權限向應用平臺層提供統一的各類標準數據接口，為高校各類應用系統和平臺提供其所需的數據服務。

應用平臺層是智慧校園應用與服務的內容體現。該層于支撐平臺層提供的標準數據及接口的基礎上，在高校自身及合作廠商能力范圍內，構建智能的校園環境、資源、管理和服務應用系統及平臺，更高效地為高校及社會大眾提供泛在服務。

應用終端層是所有用戶接入應用服務的信息門戶，由瀏覽器和各類系統平臺的PC、移動端組成。用戶經統一身份認證后可接入其所需的應用，獲取資源和服務。

技術規范與保障體系則要求高校按照自身需求制定基礎設施層、支撐平臺層和應用平臺層的軟硬件參數、數據、開發和使用標準，以及數據中心等基礎軟硬件設施的運維體系及制度。

2.智慧校園的優勢

（1）學校業務流程得到有效規范。通常學校每個部門的業務流程都不盡相同，這些業務流程既有合理之處，也有不合理之處。智慧校園的實施應用，則可以無形中規范學校的各項業務流程，提高工作效率，減少以往一些工作因手工操作所帶來的隨機性大，流程不易規范化的缺點。

（2）輕松解決學校信息化孤島問題。智慧校園使學校內部相對獨立分散的網絡系統得到統一整合，消除了學?！靶畔⒒聧u”問題，有效地實現數據共享、消除對數據的重復管理及數據不同步的問題，使學校各個部門可以分別管理自己業務的相關信息。由于數據采集點唯一，所有的數據信息都可實現共享，當某個部門需要與其他部門信息互通時，可以直接從智慧校園系統中獲得，這樣就避免了多部門的重復勞動，節約了人力成本，保證了數據的標準化存儲。

（3）低勞動強度，提升人員腦力價值。智慧校園可將管理人員從繁雜、簡單重復的數據輸入、傳送、管理、檢索等工作中解脫出來，尤其是智慧校園系統提供的信息檢索及統計報表的生成功能，把以往需要花費大量時間和精力進行信息查詢、統計、計算工作，交給系統來完成，大大降低了工作強度，提高了工作效率，使人員的腦力價值得到提升，改善了師生員工的工作、學習和生活環境。

下面本文以C 大學為例，根據智慧校園總體框架的體系指導，提出該校進行智慧化校園建設的體系框架和建設內容。

四、C 大學智慧校園建設思路和規劃

由C 大學數字化校園存在的問題以及《總體框架》的標準可以看出，高校智慧校園與數字校園的差距，在于信息化建設頂層設計、業務系統整合聯動、精準把握用戶需求、高效應對因校內體制機制變革而產生的業務需求、標準化數據以實現數據共享等方面。因此智慧校園系統能為用戶提供個性化服務，并實現高校各項業務的智慧運行。盡管數字校園建設也進行頂層設計與框架構建，但在實踐中仍以管理為目標，側重業務管理系統自身建設，而智慧校園建設更加強調整體規劃并傾向于在建設前期構建系統的技術框架。即，智慧校園的各類平臺、系統和應用需貫徹前期規劃與框架流程，才能行之有效的為高校提供智慧服務［8］?；诖松系膰覙藴?、存在問題和原因分析，本文為C 大學提出了如下的智慧校園建設思路。

1.制定健全的IT 治理體系

（1）健全的IT 治理體系需要體制機制方面的創新。在智慧校園建設過程中，通過在體制、機制、文化方面的創新實踐，逐步建立符合學校發展目標的IT 治理框架，制定IT 戰略計劃和階段項目規劃，并根據項目推進實際，對制定出的計劃進行實時調整，從宏觀決策方面，確保IT 投入方向準、效果優。

（2）健全的IT 治理體系需要代表學校更廣泛、更多樣化的成員群體，并確保IT 相關的政策討論能夠與學校研究、教學和服務三大支柱形成全面的聯系。智慧校園建設需要注重IT 戰略規劃機構與需求單位和最終用戶之間的關系，通過設立相關委員會的形式定期交流和討論，對信息化發展提供建議和支持，為建立良好的信息化管理體制創造良好環境。

（3）健全的IT 治理體系需要逐步完善治理政策體系。參照國家和教育部有關文件，在現有學校信息化政策的基礎上，根據工作推進情況，逐步細化完善，形成學校IT 治理政策體系，為高標準、高質量完成智慧校園建設提供支撐。所需制（修）訂的標準規范可分為如下幾類：用戶界面與互操作類、系統建設集成類、校園數據治理類、運行維護保障類與安全合規審計類。上述標準規范有機銜接、相輔相成，共同構成智慧校園相關應用的IT 政策環境。

2.建設數據中臺，開展數據治理

首先，要通過制定統一的數據編碼標準、數據接口標準等核心要求，結合現有業務部門孤島系統的升級換代，逐漸實現數據治理工作的常態化。其次，要通過園區數字平臺將原本孤立的周界、門禁、消防、車輛、樓宇、群控、配電等業務子系統統一接入、匯聚、建模，形成綜合分析展示、集成聯動和統一服務的應用支撐能力。再者，要根據現有系統業務部門主導的模式，從信息孤島形態出發，逐步演化并構建“中心+衛星城”分布式建設運行模式，實現共享共治。

為實現這一目標，C 大學應構建校級云資源中心，夯實智慧校園資源底座，建設云計算及智能網絡基礎設置，使學校IT 資源具備集中交付、彈性供給、按需提供與高可用、可持續等多種能力，為后續建設做好準備。同時還應建立專有云平臺，承載學校關鍵業務，適時新建、升級各孤立系統，保證建設實施過程的可靠性和安全性，確保充分的數據和業務能力冗余；建立教師、學生全域數據中心，實現師生在整個在校周期內的服務整合與優化。

在這一過程中，C 大學應充分與大公司、小型企業和其他高校共同合作，以產品為主，通過小企業為學校提供個性化的定制信息服務能力，并于其他高校共享建設成果與最佳實踐，實現跨校共建共享，解決資源問題。

3.構建新一代技術設施平臺

（1）繼續完善一體化網絡平臺。積極推進校園骨干網的更新換代，升級校園網核心設備；新建有線無線一體化網絡，實現校園無線的高品質覆蓋；提升校園網出口帶寬，應對移動互聯網、泛在網絡、云計算、大數據等數字化校園新型應用需要，對出口流量進行分析和預測，實現精細化的流量管理；進一步推進IPv6 網絡建設，實現v4 與v6 網絡資源的共享，避免低水平的重復建設。

（2）建設超融合云資源平臺。構建軟硬件結合、橫向靈活擴展的下一代校園云資源平臺，面向智慧校園子系統建設單位和項目承建商提供云資源目錄、自助式資源申請及日常訪問服務。云資源平臺還應支持學校開展云資源運營管理，支持多級用戶角色劃分，實現基于租戶的資源分配和多租戶安全隔離，并提供多維度的資源使用量統計策略，以便進行評估與分析，以提高計算、存儲、帶寬資源在整個生命周期中的利用效率。

4.設立多個中心整合系統結構

（1）建設流程服務中心，推動流程再造。啟動“一站式”服務工程，全面梳理校內辦事流程，按照從易到難、線上線下結合的原則，分批推進。同時配套開展綜合自助服務站、智能文件中轉柜等智能設施建設，為師生提供更便利快捷的服務。

（2）建設身份與應用中心，統一管理智慧校園內人員身份注冊與應用接入，支持分級、靈活的權限管理體系，實現對角色、資源、數據、的統一權限分配與動態調整。

（3）建設數據治理中心，負責數據管理辦法、信息編碼標準等一系列標準規范的最終落地。建設涵蓋結構化、非結構化數據的底層數據存儲與處理設施，并加快推進由業務系統權威數據庫、公共基礎數據倉庫、主題分析數據集市組成的數據資源體系建設。

上述三個中心并非單一平臺或單一系統，而是由分階段建設的多個系統構成的有機結構。

5.加強網絡安全系統建設

（1）學校應積極推進網絡與信息安全系統建設，完善管理制度和應急響應機制，確保網絡與信息安全。一是建可信、可控、可查的網絡安全環境；二是建立數據備份與恢復系統；三是建立網絡安全監測預警與應急體系。為了實現關鍵應用系統的業務連續性，還應通過雙活等方式實現核心業務系統的容災，確保在單個數據中心災難發生時，業務不會中斷、數據不會丟失。

（2）學校應當構建符合教育行業特色的安全標準規范體系，逐步完善標準規范，健全制度體系。綜合運用入侵防御、攻擊防御、WEB 防護、數據庫審計等技術實現校園網各種業務的安全防護，建設校園網網站安全防護平臺。

同時，網絡安全事件在很多情況下都是人為因素導致的，因此還需建立完善的網絡安全管理機構和制度。開展信息系統安全等級保護測評工作，建立完善的網絡與信息安全應急響應機制，及時處置網絡與信息安全事件，加強對師生的網絡安全素養教育。

6.提高信息化建設隊伍水平

學校首先應加強信息化工作隊伍建設，增加信息化建設扎口單位的專業技術人員數量，逐步建立一支滿足智慧校園建設的專業技術隊伍，并輔以廠商的駐場運維，迭代推進智慧校園建設。其次，應進一步建立健全信息化工作制度，細化信息發布管理辦法和問責機制［9］。同時，應在各二級單位設立信息化工作專崗，負責本單位網絡安全與信息化工作，并代表各自單位，參與智慧校園建設。除此之外，還應面向信息化工作人員，開展多樣化的技術與管理能力培訓，不斷提升學校教育教學應用能力、技術支持和服務能力、信息化決策和治理能力。