基于开放平台思想的新一代数字化校园建设研究

解晓峰

摘 要：基于开放平台思想，面向数据、应用和服务，以数据中心为核心，以应用平台为手段，建设新一代数字化校园。全面提升系统扩展性，促进数字化校园持续创新与局部微创新，改善用户体验。

关键词：开放平台；数字化校园；数据中心；应用平台；用户体验

中图分类号：TP311 文献标志码： A 文章编号：1673-8454（2015）21-0054-05

一、引言

纵观数字化校园的发展历程，到目前主要分为两个阶段。

第一阶段始于上世纪末，以松耦合的MIS（Management Information System）系统建设为主要形式，重硬件、轻软件，主要解决“业务部门”的管理需求，所建立的业务管理系统没有进行统一规划和实施，系统之间相对孤立、各自为政，逐渐形成了“烟囱式架构”的第一代数字化校园建设形态，如图1所示。这些业务系统需求明确，自身获取业务数据效率高，但从校级角度出发，则产生了数据孤岛、管理维护成本高等问题。

第二阶段建设试图解决第一代数字化校园存在的数据孤岛问题，开始从校级角度出发，重视软件与用户服务，强调整体设计和实施。但已建业务系统多数已进入正式运行阶段，为保护建设成果，形成了“整体规划、平台建设、系统整合”的第二代数字化校园建设形态，如图2所示。以整合数据流、业务流、单点登录、统一认证为核心目标，引入数据平台、统一身份认证、校园门户等平台，解决数据共享和一站式用户服务问题。为避免新旧系统间接口众多、标准不一等问题给数字化校园后期运行管理带来困扰，部分学校开始采用单公司提供一站式解决方案的建设方式。但单一平台以全面代替合适，过多依赖于固定软件厂商造成某些业务系统适用性能不佳，约束了数字化校园建设，难以满足师生员工日益多样的需求和移动等多样化终端设备接入需求。

数字化校园发展到今天，除了实现统一规划、统一建设、统一管理的目标以外，还需要突出个性化服务，让各类用户快速获取所需服务。基于开放平台，面向数据、应用和服务的数字化校园重构是化解有限自身能力与不断变化的用户需求之间矛盾、构建有效服务型数字化校园的有效途径，也是新一代数字化校园的建设方向。

二、开放平台概述

开放平台始于互联网行业。国外始于2007年Facebook和2008年Google发布开放平台战略，国内自2011年开始，互联网厂商纷纷推出各自的开放平台，如腾讯开放平台、新浪微博开放平台、百度框计算搜索开放平台、淘宝开放平台等。上述开放平台将不同的服务封装到一系列数据接口中，并开放接口，由此网站不仅可以提供简单的网页接入，还可以进行复杂数据交换。这样，第三方开发者可以基于开放平台开放API开发各种应用，构造生态圈，服务和吸引更多用户，实现开放平台厂商与第三方开发者共赢的目的。

三、基于开放平台的数字化校园基本思路

基于开放平台思想重构的数字化校园建设在统一数据核心的基础上，构建共享、重用和连接的系统架构，代替封闭、僵化的传统架构。遵循“用户主控、随需而变、全局规划、整体集成”的思路，以“数据中心开放平台”为核心，以“数据服务”和“用户服务”为理念，以“全局数据应用和服务”为目标，以“应用开放平台”为手段，通过开放应用接口，使标准数据服务不再受限于某个厂商，打破应用系统壁垒，减少人工干预过程，为学校争取主动权，实现开发者、学校、用户共赢。

“数据服务” 是一种软件服务，它封装了数字化校园关键数据实体的操作。“数据服务”要给不同应用系统和工作流程提供服务。“数据服务”让使用者无需访问或者更新多个数据源，有助于维持数据的完整性、执行数据可视化和访问规则。“数据服务”为数字化校园改进业务需求提供了一个可持续的基础。

“用户服务” 是一种用户体验，用户体验是指在访问网站或系统的过程中，用户对界面、功能、相关信息的可读性、可操作性、交互便捷性等方面建立起来的心理感受。目前，用户对服务的需求已经逐渐从满足功能向方便操作方向转变。四处散落的应用或简单功能罗列已经无法满足用户服务体验。用户希望一站式获取服务，进而需要根据与自身身份或任务相匹配的智能推荐。

“全局数据应用和服务”，不局限于数据集成工具和数据共享，从认证层面、信息的集中和个性化服务层面、数据层面实现全校范围内数据的统一集中和共享。

以“应用开放平台”为手段，以“小应用代替大系统”为目标，逐渐淡化面向业务部门的管理系统的概念。通过移动APP或Web APP的方式，将单元化的业务操作APP化，打破传统MIS之间的壁垒。为用户提供统一、快速服务，同时便于拓展移动校园服务。例如，新职工入职的数据输入，以前的做法是在人事管理系统中添加新职工数据，通过数据交换平台分发到其他业务系统中。新的做法是建立一个如移动APP或Web APP应用程序的服务，直接将新职工数据储存到校园统一数据中心开放平台中，其他业务系统通过数据中心开放平台调用或者被推送新职工数据。

四、基于开放平台的数字化校园总体设计

基于数据中心开放平台的数字化校园软件布局可以描述如下，如图3所示：

（1）规范：包括服务规范、接口规范等，为应用提供标准接口，使遵循接口的应用能够良好集成，也能向第三方开放接口。

（2）平台：数据中心开放平台实现数据统一存储、共享、服务；统一身份认证平台实现身份统一管理和认证。

（3）应用：指遵循接口标准的各类应用，包括移动APP、轻应用与PC端应用管理系统。

（4）服务：用户服务从门户获取一站式服务，门户包括PC端门户与移动端门户，为用户提供基于不同终端的个性化服务。

五、基于开放平台的数字化校园实现

1.数据标准的实现

数据标准的建立是数字化校园的基础和核心之一，是学校信息化建设能否长久发展的一个关键。经过数据标准规范和标准化的数据是数据中心的基石，可以确保各应用系统之间元数据的统一，以标准、高效、交互的方式运行。可以确保各种数据库之间相互操作，降低数据库应用开发成本。

数据标准建设包括数据编码原则和数据标准内容。数据编码原则可将数据规划为信息类规范、管理类规范和技术类规范三类。基于已经制定的数据元素标准和信息分类标准，还要对各应用系统和数据中心所需共享的数据制定统一的数据交换标准，使系统间的数据能够进行互联互通，涉及从各部门的数据和共享的需求分析，到各部门的数据格式和权限要求等内容。

随着信息化进程的发展，信息标准也必须是一个及时更新、不断充实的动态系统。因此，学校的信息标准系统建设必须有很强的兼容性和开放性。在我们的信息标准建设时，参考教育部颁布的《教育管理信息化标准》和教育信息化技术标准委员会的相关标准，结合学校的实际情况，制定校内通用的统一的数据编码标准。

2.数据中心开放平台实现

数据中心开放平台采用基于数据服务的建设模式，数据中心为数据提供集中存储，交换与数据发布服务为共享数据提供一次录入，业务系统承担业务数据的录入和维护工作。整个体系共分为三层，从下到上分别是存储层、服务层和应用层。

存储层：包括基础数据库和数据仓库的建设。基础数据库主要为上层应用提供数据支撑，并在此基础上不断丰富跨部门的全局应用。数据中心远期将考虑数据仓库的建设。

服务层：包括数据交换服务、数据发布服务等。承担数据的交换任务；统一为各系统及部门提供数据交换服务；为各应用系统提供统一的数据访问接口，变数据开放为服务开放，变开放表结构为开放API，减少系统耦合性。

应用层：面向用户和数据提供开放平台，根据工作和流程提供个性化设置。面向开发者提供应用开放，支持多维度检索、权限认证、接口申请、应用导航等一系列服务。

各类业务系统各司其职，为全校师生提供服务；基于数据中心的应用系统可以充分发挥数据的综合利用价值，如图4所示。

3.统一身份认证实现

统一身份认证的设计核心是在数据中心开放平台中集中储存和管理用户以及用户在各应用系统中权限的信息，实现对用户的集中管理。统一认证和统一授权是这部分工作的两大任务，前者决定用户是否有权限进入整个业务系统，后者决定用户对哪些业务系统具有什么样的权利。按照树状信息组织模式形成的目录服务，实现信息管理和服务接口的一种方式。目录信息树中的一个节点对应着信息库中的一个个合法用户，节点的属性包括用户的身份信息和一些认证机制中需要用到的控制信息，因此每个节点所带有的属性，以及这些节点如何组成结构合理的目录信息树，是用户身份管理服务的设计目标和关键。

在我们提出的数字化校园中，统一身份认证的基础是数据中心开放平台，而不是任何一个应用系统，这使用户在学校数字化校园中开展任何应用之前都必须先经过统一身份的认证。然后经过统一有线门户、移动无线门户进入各业务系统以及APP应用开放平台。入口唯一降低了需要设置单点登录所带来的开发复杂性，也降低了实际运行中的管理难度。

4.统一信息门户实现

统一信息门户位于数字化校园体系结构中的最上层，实现数字化校园各应用系统与用户的交互服务过程，是数字化校园信息集中展示的窗口，是各应用系统中各种应用服务集成和部署的平台，它把分立各个业务系统的不同功能有效地组织起来，为各类用户提供一个统一的信息服务入口。

在我们提出的数字化校园中，我们希望用户从统一的有线门户和无线门户登录作为日常信息化工作的第一步。在这两个信息门户上，集成身份认证，用户在登录页进行认证以后，进入信息化管理平台（俗称内网）进行业务管理。

借鉴互联网浏览器发展的理念，创新性的建设允许用户定制个性化服务的信息门户，贴合用户需求，提高工作效率，改善现有的服务体验。

（1）用户服务设计上：区分登录前与登录后的用户服务。登录页面集成部分用户常用网站、新闻列表和通用组件（如天气预报）等，以贴片式、个性化的方式呈现出来，同时集成一些学校集中管理、推送信息，如热点宣传、院校新闻、通知公告等等。用户登录完成的页面集成数字化校园各业务管理系统的快捷入口，内部的新闻、通知、邮件、流程等，同时个人常用或者现阶段需要用到业务管理系统中的单个功能被抽取出来，根据用户角色呈现在页面上。

（2）页面风格设计上：我们借鉴微软WIN8采用全新的Modern UI，采取扁平化设计风格，可配置内容以动态方块的样式呈现在屏幕上，用户配置采取拖拽式、点选式等互联网常见操作，充分提高可用性。

5.应用开放平台实现

应用开放平台（AOP）侧重在APP标准的建立、APP应用的管理、APP开发环境的建立。功能包括APP 接入流程、APP 附加属性设定、角色管理、授权管理、用户APP展现框架、APP样式的管理风格、APP 接入引擎、独立应用的接入规范、原生态的APP 开发流程，框架、界面开发、跳转关系、服务调用、打包部署、运行监控等。AOP是学校为校内外业务系统、网站等产品创建和维护的数字化应用发布平台，允许用户从APP Store浏览、使用一些由第三方或AOP本身提供的遵循AOP开发规范的APP应用。

在我们提出的数字化校园中，我们希望应用开放平台能作为传统应用管理和教学系统的一个辅助，根据用户的需要和喜好，不断地从传统应用管理和教学系统中抽取适合的功能，在应用开放平台中注册成为独立的APP应用，这样的APP应用同时提供给有线门户和移动无线门户，方便用户依托这两大门户进行信息化管理和教学工作。围绕“数据服务”，转变信息化服务方式，将服务与业务流程剥离，采用轻应用、APP化的服务显示方式，为用户提供快速服务通道。用户不需要再进入业务系统寻找服务，平台根据角色提供更清晰、个性化的数据服务。

当我们确定了APP开发和接入标准以后，两大门户就能成为不断容纳新增应用APP的标准容器。在数据中心开放平台的基础上，传统应用管理系统将逐渐转变成指向性明确的应用功能。标准数据服务不再受限于某个厂商，如选课、查询、报修、预定等功能完全可以通过市场化运作，以吸引更多的应用软件厂商，甚至可以组织具有能力的学生团体参与开发。以笔者所在的学校为例，建立用户统一门户网站，如图5、图6所示，在门户上按照用户类型推送或者自定义一些功能应用。

当前的教育资源有微化的趋势，如微课件、微视频等，AOP提出了一种将业务大应用微化的解决方案，使未来的软件开发不再以大的业务方向为单位，而以细颗粒度的功能点为单位，具备一定的创新性和前瞻性。

6.深化数据服务与决策支持

学校开展数字化校园建设，最初的目的是实现数据的集成和共享，提高数据的时效性和工作人员的工作效率。随着数字化校园进程的推进，校园各业务系统的数据库积累了大量数据，这些数据可以满足教学管理人员的查询、检索、统计、报表等日常事务处理的需求。如果挖掘出蕴含在大量数据中的有效信息，能辅助学校提升教学理念、拓展办学思路、丰富决策手段、优化管理策略、激励教学改革。

深化数据服务能为我们实现个性化数据服务和决策支持提供数据依据与技术支撑。

我们希望数字化校园能为不同类型用户提供有效的、个性化、多角度、综合性的统计查询和灵活报表。在以数据中心开放平台为基础的数字化校园中，形成了数据大集中的环境，有利于执行这种深化数据服务。比较典型的数据服务是针对学生和教师的“一生一档”和“一师一档”，以及学校资产从采购到报废的生命周期管理呈现。我们设计的数据服务以时间线为序将各种基础数据、业务数据和归档数据整合、归类，为学生、教师、资产提供全面、唯一的电子档案，能够完整呈现学生和教师的成长情况，或资产的管理情况。数据永久留存，也有利于学校下一步进行大数据分析与用户个性化服务建设。（见图7）

六、结束语

数字化校园是一个长期的建设过程。需要结合学校的实际情况完成顶层设计。笔者比较了基于开放平台的新一代数字化校园与传统的数字化校园建设。（见表1）基于开放平台的新一代数字化校园，改变了封闭、紧耦合的系统结构，能够将封闭的业务数据、服务能力开放，面向合作伙伴联合创新，共同构建可持续发展的数字校园，实现1+1>2的增值生态环境。

未来的数字校园是面向用户的，是服务驱动的。我们希望通过校园服务能力的逐步开放，形成开放、合作、共赢的环境，为学校争得主动权和使用价值，为第三方开发者服务拓展提供便利。最终使数据与应用系统松耦合、学校与厂商之间松耦合、持续积累的数据产生效益，应用繁荣带来丰富服务。

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（编辑：王天鹏）