高校开放模式的数字校园建设探讨

李一鸣　韩　博

摘 要:本文分析了目前高校数字校园建设的现状和面临的挑战,针对这些问题提出一种采用开放模式进行数字校园建设的思路,并结合西安交通大学数字校园建设的实际情况加以论述。最后指出采用这种模式进行数字校园建设需要注意的一些问题。

关键词:数字校园 开放模式

中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2009)17-0021-03

从上世纪80年代开始,高校从校园网建设、校园信息化到数字校园建设走过了一段高速发展的历程,各高校的信息化程度都有了大幅度的提高。大部分的高校目前校园网等硬件基础设施完善;已经建成支撑各种教学、科研、管理等业务的应用管理系统;网上教学资源建设方兴未艾。数字校园建设走到了应用集成和信息集成阶段。[1]在这个阶段大家都面临一些共同的问题,比如:如何最大限度地保护已经建设好的数字校园资产?如何应对需求的变化?如何保证数字校园建设的可持续发展?本文从这些方面和大家共同探讨一种解决这些问题的思路和方法。

一、目前国内数字校园建设所面临的挑战

1.数字校园建设的复杂性

高校本身是一个相对松散的组织形式,教学和科研是高校的核心业务,其他活动围绕着这两个主题展开。高校的主要工作是人才的培养,参与教学科研、指导的主体教师是人,被指导对象的客体学生也是人,人的管理具有其先天的复杂性。同时,一个大规模的高校几乎是一个浓缩的社会,社会生活的方方面面都在学校里有所体现,这样在高校信息化建设的时候就面临着前所未有的复杂性和挑战。一个数字校园的实现往往包含教学管理、科研管理、学生管理等十几个甚至几十个功能域。这些功能域又相互关联,有机的结合在一起。如何有效地划分这些功能域,把它们的共性抽象出来,把他们的个性封装起来是高校数字校园建设的一大挑战。

2.需求的变化

现在,“改革”已经不再是一个新的名词,教学改革、管理体制改革、学生培养方式改革已经成为任何一所高校的日常工作。这些改革将带来数字校园需求的持续变化。如何能快速地应对这些变化的需求,如何能最小代价地实现这些需求成为数字校园建设的另一个挑战。要做到这一点首先必须有一个好的数字校园的架构,一个好的业务封装和一套可以快速应对需求变化的管理机制。

3.持续集成的要求

目前高校数字校园建设已经进入了信息集成阶段,信息资源的开发利用和共享成为系统建设的目标;实现跨部门、跨应用系统的面向全校的业务是信息集成阶段数字校园建设的主要内容。不论是老的系统的更新换代,还是新的业务系统的进入,都将不再是孤立的建设某一个系统,而应该是在学校信息资源整体规划下的一次跃进。有些学校目前的数字校园是由某一个供应商提供的整体解决方案,但随着数字校园建设的深入和运行时间的延长,系统必将走向多元化;老的系统与新的系统之间的集成将变成一个持续性的需求。同时学校还面临与教育部、科技部、人事部等部委纵向业务管理系统的集成,以及跨校的、国际的教学科研协作的需求。

二、开放模式的数字校园建设思路和实践

为了解决上述复杂性高、需求多变、持续集成等数字校园建设所面临的问题和挑战,我们提出采用开放模式建设数字校园的思路。

所谓开放模式的数字校园建设就是在全校范围统一制定数字校园实施规划和指导方案,在方案中明确地规定数字校园建设在架构方式、实施遵循的标准规范、数据共享、访问接口、程序编码等方面的开放性指导准则。在学校的数字校园的基础平台的建设、应用系统建设和系统集成与信息集成中都必须遵守这些开放性的准则和规范。从而保证在数字校园的建设中可以统一地规划和部署,可以最大限度地响应需求的变化,适应持续集成的需求,保证数字校园建设的可持续发展。

这些指导性的准则和规范并不涉及具体的技术细节,对于相应的系统需求和功能需求,在实施过程中可以根据这些准则制定具体的实施规范。下面分别介绍这些开放性的准则和规范。

1.遵循开放的标准

标准是实现系统开放性和可持续发展的基石。这里所说的标准包含开发标准、描述标准、管理标准、编码标准、部署标准等各种标准。在标准的采用上首先应该采用国际上通行的使用比较成熟的标准,例如ISO,OASIS,IEEE等国际标准化组织所制定的标准。对于找不到国际标准支撑的要考虑采用国家标准,对于行业所特有的业务要采用行业标准。如果这些公开的标准都不能解决我们所面对的问题,则需要考虑制定学校自己的标准。

采用的标准必须公开,不论采用那种标准体系都应该让系统建设者、使用者了解这些标准,并应该建立一个保障和监督体系,保证可以帮助系统的建设者快速地实施这些标准,同时解决标准应用中出现的问题,不断地完善标准体系。

西安交通大学在数字校园的统一身份认证平台建设中采用了JA-SIG组织开发的CAS系统,CAS被美国EDUCAUSE成员学校广泛地用于数字校园的统一认证服务。[2]应该说,在统一认证层面我们采用了一个国际上的行业标准。采用这样一套标准的系统给我们带来了如下好处:

(1)该统一认证体系是一套成熟的系统,其安全性已经得到了美国近百所高校实际使用的验证;[3]

(2)该认证体系支持目前所有主流的技术平台,能与任何旧有系统和新系统集成;

(3)该认证体系是开放源代码的,可以根据实际需要方便地对其扩充和增强;

(4)由于认证体系是开放的,任何人都可以得到源代码,因此各系统开发商在进行集成的时候可以自己下载搭建测试平台,只要在测试平台上通过,在生产环境上只需要修改认证服务器地址就可以放心使用。这样既减少了系统集成的复杂度,同时也提高了用户数据的安全性。

2.开放的数据访问

不管是系统集成还是信息集成,最终都依赖于数据的集成。集成的数据环境是新一代数字校园的基础。[1]经过多年的实践,建设一个大而全、覆盖学校教学科研管理方方面面的单一的数据库被证明不可行。根据主题来组织管理数据是目前比较好的解决方案,OLAP与OLTP数据库相分离也是目前比较通行的做法。如何处理好各主题数据库之间的数据交换和共享,以及如何高效准确地进行由OLTP数据库到OLAP数据库的数据装载是数据集成所面临的一个现实问题。为了解决这个问题构建一个开放的数据集成环境尤为必要。

为了构建开放的数据集成环境,西安交通大学专门建立了元数据的统一注册和管理系统。首先制订一套应用系统元数据的描述规范。所有应用系统的元数据都必须按照该规范注册到该系统中来,系统对需要数据的使用者有条件的公开这些元数据。随着系统的运行,应用系统的元数据可能会发生变化,比如:增加新的字段,废弃不再使用的字段,增加新的模块等等。该系统会自动地追踪系统元数据的变化,并把这些变化分发给需要使用这些数据的应用系统的管理员,由管理员根据需要采取相应的措施。该系统同时提供元数据的版本控制。很多系统随着运行时间的延长,维护人员的流失,最终都变成了孤立的“烟囱系统”,有了元数据的统一注册和管理系统,可以通过规范的元数据管理和公开元数据最大限度避免“烟囱系统”的形成,同时为其他系统使用数据和进行OLAP数据装载提供有力的支撑。[4]

3.采用开放的访问接口

信息的集成只有开放的数据是不够的,数据层面的集成只适合于基础性的信息与分析统计工作。通过开放的接口进行信息集成正在成为现在的热点话题。GOOGLE、FACEBOOK、YAHOO纷纷开放其编程接口,掀起了一场轰轰烈烈的OpenAPI运动。

在数字校园建设中使用开放的接口,不仅可以有效地封装各业务系统的复杂度,减少应用系统之间的依赖。同时也可以为用户提供更丰富多样的服务。

西安交通大学在“一卡通”系统的建设中并没有按照通常的做法,由供应商提供一个一卡通网站来实现网上的业务办理。而是要求建设单位提供一套能完全实现业务功能的基于Web service的API。最终的业务实现通过在校园信息门户中开发访问这些API的portlets来实现。这样使用户可以只要登录校园信息门户就可以完成他需要的校园卡操作,提升了用户的体验。更进一步,基于这些API我们已经开发出了基于IM客户端的全面的一卡通业务服务平台,又给用户增加了一个使用我们服务的手段。今后还可以方便地把一卡通的服务集成到手机平台。如果没有开放的API,这些是不可能实现的。因此,开放的API不仅仅带给我们服务的本身,同时也带给我们业务集成的灵活性,最终方便了用户。

同时,高校有大量的人才资源,对学生开放API,由学生建立各种兴趣小组,在这些API的接口上进行扩展开发,不仅可以调动学生参与的积极性;同时,由于学生本身就是系统的最终用户,也有利于发现真正的用户需求,使数字校园建设更贴近实际,为用户解决实在的问题。

4.适度开放的源代码

这里所说的开放的源代码有两方面的含义:一是采用开放源代码的软件,另一方面是在数字校园的建设中要求开发商有限度的公开源代码。

优秀的开源软件不仅可以降低使用的成本,更多的是提供了一种开放式的解决方案。而封闭的系统很容易形成对于某个产品供应商的依赖,最终导致“烟囱系统”反模式的形成,如果有多个这样的系统就构成了“烟囱企业”反模式。[4]

因此,在数字校园的建设中有必要要求开发商不要过多使用自己企业私有的标准和体系结构。对于这些私有的技术应要求其有限度地公开其编程接口甚至源代码。要求其公开源代码并不是要获得他的技术,更重要的是保证系统的应变能力,保证与其他系统的持续集成。

西安交通大学在数字校园建设中一直坚持开发商对学校公开源代码的原则。同时,学校也要保护好他们的知识产权,这样才能为数字校园建设提供更好的服务。

三、开放模式需要考虑的问题

采用开放的模式进行数字校园建设还需要考虑以下问题:

首先,应做好信息资源整体规划。如果没有一个好的整体规划,持续的集成和可持续发展无从谈起。所有制定的开放的标准和架构必须是稳定的,同时又是可持续发展的,可以根据技术的进步和时代的发展而演进。规划的制定应该独立于任何厂商和产品,要避免受到个别厂商或者产品的制约。

其次,应建立一只学校自己的信息化技术队伍。前面论述的开放的标准,开放的数据,开放的接口和开放的源代码都要求学校本身具有一定的开发能力。实践证明,拥有既懂技术又懂业务的人员会使信息化建设取得事半功倍的效果。学校的开发人员必须熟悉制定好的各种标准和规范,可以指导开发厂商来实施这些规范。

最后,应该保证强有效的执行力。虽然信息化建设开放的趋势势不可挡,但是不同的人对于开放有着不同的理解和认识。因此,如果说服因循守旧的人对于开放有一个正确的理解,保证已经制定好的规划能够不折不扣地实施是成败的关键。

四、结束语

目前,各高校数字校园的建设正在紧锣密鼓地进行中,对于数字校园建设中遇到的各种问题大家都有不同的解决方案。本文结合西安交通大学在数字校园的建设实际,对于数字校园建设中的方式方法提出了一些思路与大家共同探讨。希望各位专家同行多多指正。

参考文献:

[1]蒋东兴,许庆红,刘启新,陈怀楚.信息集成阶段新一代数字校园建设探讨[J].教育信息化,2006(10):1-7.

[2]http://www.ja-sig.org/products/cas/

[3]http://www.ja-sig.org/products/cas/community/deployers/index.html

[4]William J. Brown,Raphael C. Malveau,Hays W. McCormick III,Thomas J. mowbray.反模式-危机中的软件、架构和项目重构[M].北京:人民邮电出版社,2008.1:100-105.