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高校校务管理数据共享服务平台建设路径研究

2016-09-06孙秋瑞黄洛颖

中国电化教育 2016年3期
关键词:校务服务平台数据库

孙秋瑞,陈 平,黄洛颖,刘 臻

(北京师范大学 信息网络中心,北京 100875)

高校校务管理数据共享服务平台建设路径研究

孙秋瑞,陈 平①,黄洛颖,刘 臻

(北京师范大学 信息网络中心,北京 100875)

近年来,随着教育信息化进程不断推进,高校的信息化建设工作逐渐深入,但数据分布离散、难以统筹使用等问题是高校信息化建设过程中所面临的严峻问题,建设完整统一、高效稳定、易应用、易管理的数据共享服务平台为高校突破校务数据应用瓶颈提供了解决思路。该文分析了目前高校管理信息系统普遍存在着信息分散、应用孤岛等弊端,提出了建设综合性的一体化校务管理数据共享服务平台的解决思路,结合高校数据整合和应用需求论述了高校校务管理数据共享服务平台的建设目标,并对平台的建设途径和建设内容进行了深入研究和探讨。通过应用该平台,建立起一系列跨部门、立体式的人事、教学、学工、科研等综合服务,为学校各类用户的工作、学习和生活提供一体化、全方位的信息化支撑,从而全面提升高校的信息化综合能力。

校务管理数据;数据共享;高校信息化;平台建设

一、高校信息化建设的现状及问题

2010年7月,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)年》(以下简称“纲要”)正式颁布,为我国未来10年的教育改革和发展制定宏伟目标。《纲要》中将“加快教育信息化建成”列为六项保障措施之一,并把“教育信息化建设”列为十个重大项目之一[1],由此可见教育信息化对国家教育改革与发展起着重要作用。作为教育信息化的重要组成部分,高校信息化建设进程不断加快。联合国教科文组织把信息技术应用于教育的过程分为起步、应用、融合、创新四个阶段[2],当前高校信息化工作的重点从软硬件等基础设施建设向信息化应用模式创新转移。《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中提出要大力推进普通高校数字校园建设,推进系统整合与数据共享,促进教育决策科学化、公共服务系统化、学校管理规范化[3]。因此,建立高校的数据共享服务平台是当前高校信息化建设的重要任务。

近几年来,高校信息化建设工作成绩显著[4]。随着我国高校信息化建设的快速推进,信息系统在高校的应用程度不断提高,信息化建设规模不断增长,数据和信息不断积累[5]。然而,高校许多管理部门根据各自工作的需要采用相对分立的管理信息系统,基本上都采用一个部门一个系统的建设模式[6],没有共享的应用架构和技术架构,而且不同时期开发的信息系统在运行环境、开发语言、后台数据库系统等方面采用不同标准,致使各个部门的数据和信息散落在各自独立的信息系统中,并出现数据重复、不一致和碎片化等问题,造成数据可信度差、系统之间信息交换困难等瓶颈。同时,各个部门的业务流程只考虑到部门内部,无法实现多个部门之间的综合处理,出现各自为政的“应用孤岛”现象。这些问题都严重影响了学校的管理工作效率,甚至影响了正常的教学进度。随着高校信息化逐渐向应用和融合阶段推进,在各个系统之间实现数据共享和交换的需求日益强烈,如何消除已有的信息孤岛,实现数据共享和信息集成,已成为高校信息化工作的当务之急。目前,实现从部门级应用向到面向全校应用的升级,有两种方案:一是采用集成的方式,通过数据网关交换和数据联合等方式实现数据共享,但该方案会造成数据接口繁多,导致效率低、资源消耗大、数据同步困难等问题。二是采用统一标准、统一数据库、统一系统平台等方式,基于全校数据和业务进行统筹设计分析,彻底解决信息孤岛和应用孤岛的问题。这种方案能够建立起全面的、具有综合性、通用性、开放性的校务信息共享平台,从而有力支撑高校教育管理综合改革,促进教育决策的科学化和高校管理的规范化。

二、数据共享服务平台建设目标

围绕高校的教学、管理、科研等核心功能,按照国家相关政策或标准的要求,数据共享服务平台应能支持全校范围内的多种数据按照统一的编码规则实现自动化收集、有效集成和充分共享,满足各级各类用户对数据处理、交换和综合利用的需求,并提供基于数据应用的多层次信息服务。

(一)制定统一的数据标准和信息编码集

高校校务管理数据具有分散、多样等特点,因此要制定统一的数据标准,来实现各业务系统中数据的集成和存储。同时,以教育部颁发的《教育管理信息高等学校管理信息》标准和相关行业信息标准为基础,结合学校的教学、管理、科研的实际情况,制定学校数据字典并统一各类人员的信息编码规范,进而形成信息编码集,统一数据交换标准,建立起全面高效、充分共享的数据中心。通过各部门的沟通协调,整理各业务系统的主要数据,建立全局数据库,为后续数据深层应用提供数据基础。

(二)构建基于全校数据的共享数据库、归档库和数据仓库

为实现全校校务管理数据的充分集成和共享,需要对已有的各级各类信息化校务数据进行分析、整理和抽取,逐渐建立起集人事、财务、科研、教学于一体的统一共享数据库。在共享数据库基础上建立基于历史数据的归档库,实现基于数据更新属性的多样化归档操作,同时支持对历史数据的个性化查询和访问。建立数据仓库,实现对校务管理数据的主题模式存储,并提供基于多种数据模型的业务监管、动态监测、决策支持等复杂数据应用功能。

(三)基于数据分析模型建立灵活、准确的报表平台

在共享数据库和各个业务系统数据库的基础上构建数据分析模型,并充分利用数据挖掘等手段,建立起灵活、准确的报表平台,实现基于数据的科学决策、评估过程。面向教师、学生等个人用户以及面向部门、院系等职能单位,提供以特定数据为基础的多层次可视化输出报表,并能实现实时统计和输出。完善并深化数据“一张表”应用,通过对大量数据的处理和分析,为学校领导和有关部门提供信息利用、政策评估和决策咨询等方面的参考和支持。

(四)建立完善的运行机制,保障系统持续运行

随着数据共享服务平台的建立和持续运行,应在管理规范、技术规范、工作流程和服务章程等方面制定完善的日常维护和运作保障机制。机制建设带有全局性和长期性,要结合高校校务数据共享平台的实际运行情况,做好长效机制的建设工作。随着系统平台的运行,要及时修订和完善相关的规章制度,逐渐形成系统化的、全面性的运行机制。

三、数据共享服务平台建设途径和内容

(一)总体架构

高校校务管理数据共享平台建设密切围绕着高校教学、管理、科研的核心功能进行设计,强调多个业务数据系统的协调和整合,实现各类数据的采集和集成、分析和应用等核心功能,以期深化高校的改革与发展。基于高校校务管理公共数据的特点,校务管理数据共享服务平台包括业务数据源层、数据集成层、存储层、服务接口层、应用层,校务管理数据共享服务平台的整体架构如下页图所示。

业务数据源包括高校的各类业务数据,涵盖学校所有要集成到数据中心的业务数据,包括操作数据、上报数据和调研数据三类。数据集成层通过平台提供的数据集成工具和数据同步工具来解决全局共享问题[7]。按照管理信息标准,将业务数据源中收集的数据进行异构数据库的数据交换,平台支持触发更新、增量更新、日志挖掘、定时抽取、策略抽取等多种同步或异步的数据维护方式。平台能够支持Oracle、DB2、SQLServer等主流数据库,以及Mysql、Access、Excel、dBase、Foxbase、Tabled Text、WebService、JDBC/ODBC等多种数据源。存储层存储校务管理数据共享服务平台的数据,主要建有共享数据库、归档数据库和数据仓库。共享数据库存储高校公用、权威数据,如教学管理数据、学生管理数据、科研管理数据等公共信息;归档数据库根据归档规则对共享数据库进行归档,为基于历史数据的统计报表提供支持,如历年教师工作量对比、教师历年工资发放规模等;数据仓库依据数据模型,存储多维数据,为更深入的数据分析提供支持。服务接口层通过ESB总线建立数据服务接口,便于其他单位的应用对共享数据库、归档数据库和数据仓库内的数据进行访问和调用。应用层提供教师服务、学生服务、领导决策、一张表、数据管理、数据审计、云管理等各类应用,应用服务包括查询类、分析类、报表类、数据管理类、通讯类、移动平台类等。

校务管理数据共享服务平台整体架构图

(二)建设内容

高校校务管理数据共享服务平台应能满足各部门对数据集成、存储和应用等方面的常态化需求,实现数据集成、数据存储是高校校务管理数据共享服务平台的关键,也是实现数据多样化应用的基本条件。

1.数据集成

(1)数据集成标准

高校的校务管理数据来源广泛,遍布学生管理系统、教学管理系统、科研管理系统等多个信息化系统。因此,建立统一的数据和信息标准是实现数据的精确集成和有效共享的根本前提,从根本上避免相关的数据冗余、不一致、不同步等问题[8]。高校的数据标准必须要具有一致性、兼容性和可扩展性等特征,需要满足国家和教育部的相关标准、行业标准以及学校的规定。

建立并不断完善学校的各项数据标准,并出台信息分类编码说明书,逐渐形成一套符合学校自身实际情况且满足教育部《教育管理信息高等学校管理信息》标准等要求的数据管理标准,使各类业务系统所产生的数据能够按照统一的标准生成和存储,为实现多种数据的真正集成和共享奠定基础。随着高校信息化进程的不断推进,数据标准也必须要及时更新和动态调整,因此在数据标准建立的同时,要提供能够支持数据标准不断灵活改变的管理和维护工具。

(2)数据集成平台

数据集成平台是高校校务管理数据共享服务平台的关键部分,是数据收集和数据存储之间的桥梁,实现了数据传输和数据交换的重要功能。数据集成平台将各个信息系统数据库中需共享的数据自动上传到数据集成中心库中,并按照各个信息系统的数据交换需求将对应的数据分发到相应的业务系统中。该过程实现了数据的标准化集成和准确交换,为基于数据的综合查询、统计分析等信息化服务奠定了坚实的数据基础。同时,数据集成平台保留了各业务系统中的原有数据,很好地保证了各业务系统中数据的完整性。

数据集成平台主要实现数据集成功能,涵盖数据的抽取、转换、清洗、装载的过程,完成数据从数据源到目标数据库的转移过程。在数据抽取阶段,由于高校的校务管理平台相对分散且类型丰富,因此首先要定义各个业务系统中数据库的数据抽取规则,从而实现自动化数据抽取。在数据转换过程中,应根据各业务部门的数据特性以及对数据更新的要求,实现灵活的数据交换过程,如针对信息变更频繁的数据采用实时更新方式,对于变动相对不频繁的数据采用定期上传的方式等。另外,数据集成平台要能够适应各个信息系统中数据格式及内容的变更,并通过友好地配置管理界面,快速实现各个系统数据与标准数据之间的转化,同时还应能够对集成数据做出验证和质量监控,并通过完善的数据集成日志记录全过程。数据清洗主要实现多余、错误数据的删除和修改等功能,应能够支持图形化的数据转化与映射的工具,支持数据增量抽取及自定义函数实现数据转换等操作。数据装载过程是将清洗后的数据初始化到数据库中,包括数据表、代码表的更新、管理等操作。

在数据集成过程中,要注意对大数据量的支持以及数据交换安全等问题。由于数据集成所面向的对象是全校范围内的数据,数据集成平台应能支持跨平台、跨网络模式的分布式数据交换。在数据集成过程中,可能会涉及到对敏感或私密数据,数据集成平台应支持数据加密传输,防止信息泄密。

2.数据存储

数据存储是在数据收集和数据集成后进行的,主要包括共享数据库、归档数据库、数据仓库三个方面。

(1)共享数据库

建立在数据集成平台基础上的共享数据库,需要保证数字编码的统一,通过遵循“谁产生、谁维护”的原则实现所有数据只有唯一的维护者。数据共享库存储着全校范围内的共享数据,应能保证提供反映全校的数据和信息。

共享数据库可以用来落实全校范围内数据资源的标准化和统一化,从而实现各类资源的有机整合和全面共享。在建设目标上,共享数据库应结合学校实际情况及未来的发展和规划,制定校内数据字典和数据编码规范,确立统一的数据交换标准,建成安全高效、充分共享的数据中心;在建设内容上,基础数据库建成以学生、教职工等各类人员的全面人事类数据以及涉及到教学、科研、管理和后勤管理等相关的活动数据;在数据模式设计上,要兼顾到结构化数据、半结构化数据以及非结构化数据等多样化的数据形式。

(2)归档数据库

归档数据库是指在归档规则的要求下,对共享数据库中的共享数据进行归档,以便于为基于历史数据的统计报表提供支持。数据共享库的建设基础是制定明确的共享数据库归档规则,设置各类数据的对应归档时间维,对多种类型的历史数据设定核实的归档时间是降低数据库负载、保持数据库稳定运行且相应迅速的有效措施。

归档数据库应在数据归档规则的指导下,实现对静态历史数据、动态历史数据进行自动化的归档处理,优化数据库的性能。此外,归档数据库要能够支持对各种类型数据的历史数据查询功能,提供基于不同业务内容的多样化时间维以及较权威的历史数据切片,并能够实现历史数据与当前业务数据的对比、趋势分析等数据查询与统计服务,而无需再进行任何人工的技术处理。

(3)数据仓库

数据仓库中的学校校务管理数据按照主题模式进行存储,通过建设数据仓库,可以实现标准评估、预测、差异分析、问题定位等面向管理服务的复杂功能。数据仓库建设的关键在于数据模型设计,数据模型是各类数据分析的基础,常见的数据模型包括事实表、维度表、维度级别、关联关系、逻辑列等等,通过建设数据模型可以实现灵活多变的钻取、切片、即席查询、即席分析等功能。由数据仓库抽取形成的数据集市,主要用于解决数据仓库的性能和逻辑性问题,能够实现数据逻辑关系的简化,从而提高数据检索效率,另外数据集市为学校的各种BI分析提供数据支撑。

3.数据接口建设

数据接口建设是连接共享数据库与数据应用层的关键环节。数据共享服务平台通过ESB总线建立数据服务接口,便于其他单位的应用对共享数据库和归档数据库内的数据进行访问和调用。数据接口层提供了教师组件、学生组件、科研组件、组织组件和其他组件用以支撑数据读写和接口服务。平台支持三种主要类型的接口,包括移动平台接口、短信、彩信接口和数据读写接口,可以便捷地与高校的即时通讯平台、移动平台等进行对接。此外,其他应用可通过数据读写接口进行安全的数据访问和写入。

4.数据应用层建设

校务管理数据的集成和存储都是为了实现基于共享数据的教学服务、学生服务、管理和科研服务等各项应用。传统的报表开发组件或手工生成报表的模式,需要投入大量的时间和人力成本,已经远远不能适应快速变化的数据分析需求。开发一种新型的数据应用工具来满足大量的、灵活变化的、复杂关联的报表开发需求,并为高校的决策支持和报表展示提供支撑。通过数据仓库的复杂建模,将数据仓库的多维度分析模型进行数据可视化实现,对高校的决策支持甚至是智能决策提供可执行的数据应用。

四、数据共享服务平台应用

高校校务管理数据共享平台的建设,将为高校数据建设与数据综合应用服务建立起可持续发展的技术基础与规范标准,并以高校决策层、部门、院系、师生的视角,建立起一系列的跨部门、立体式的人事、教学、学工、科研等综合查询服务,从而为学校各级用户提供全方位的信息服务。数据共享服务平台通过云服务模式,为学校高层提供科学决策支持,为上级部门提供相关报表数据,为业务部门和院系提供业务数据查询和分析服务,为师生提供信息查询服务,由原来的管理应用数字化和集成化,逐步转变为管理和应用的服务化。通过校务管理数据的收集、集成、存储和分析,使高校数据信息统计工作成为常态,实现数据统计和分析的全面性、时效性、准确性与科学性,进而提升学校管理效率、支撑科学规划与决策,更好地服务于学校的综合发展。

面向高校决策层,数据共享服务平台基于学校全局视角,为校级领导提供如学生整体情况、教师情况、科研情况等学校整体情况的综合信息查询服务。基于全校数据的分析报表有助于校领导全面、清晰地认识当前学校的整体发展现状,为制定科学的重大决策奠定基础,并有利于诸如教室、工作人员等多种资源的合理、科学调配。此外,该平台还支持与其他高校数据的横向比较,为学校的发展规划提供有力支撑。

面向上级部门,数据共享服务平台可以基于需求抽取相关数据并生成有关报表,如教育部要求高校每年都填报的《高校基础建设报表》等。通过对平台中有关数据的抽取、集成和统计分析设计,可以自动生成所需的各类报表,此外还可以通过设定报表生成时间而实现报表的自动化生成和提交,并支持历史报表的查询和下载。

面向院系,该平台通过整理各种分析指标及相关计算公式,按照院系具体投入与产出数据对比分析,帮助院系领导与工作人员查阅本学院的具体工作情况,如学院资产、财务、人力投入与学校人事、科研、教学、学科建设的产出,从而优化学院内部的资源分配和管理。通过对比往年学校发展数据,为后续的发展和规划奠定数据基础。

面向业务部门,该平台通过将部门核心业务数据进行数据统计,实现历史数据之间的纵向对比,完成关键指标项分析等工作,为业务部门领导与管理人员总结部门工作上的失误和管理上的疏漏,以利于及时纠正错误,做出科学的决策,有效提升工作效率和质量。同时,通过数据共享,为跨部门业务办理和业务流转提供了条件。

面向师生,该平台通过记录师生相关的各类数据,逐渐建立起涵盖教职工和学生等个人用户的校园生活和工作的全生命周期数字档案,提供各类信息数据综合查询服务。教职工和学生都可以查看自己的历史发展数据,并下载打印数据报表,为后续的工作和生活奠定基础。

五、结语

为满足高校业务部门对数据交换和共享的实际需求,达成国家关于推进教育信息化的相关要求,建立高校校务数据管理共享服务平台是当前高校信息化推进过程中的重要任务之一。本文论述了数据共享服务平台的建设目标和实现途径,并从数据集成、数据存储、数据接口建设和数据应用层建设等方面详细分析了平台的建设内容,为高校数据共享平台建设提供了基本思路。通过分析数据共享服务平台为多种用户提供的多维度、多层次应用服务,对平台的具体应用描绘了蓝图,为高校开展基于数据的深层应用提供了借鉴。

[1] 国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)[DB/OL].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm,2010-07-30.

[2] 周红春.高校教育信息化的新发展:信息化教育——我国高校教育信息化试点学校建设的启示[J].电化教育研究,2012,(6):6-28.

[3] 中华人民共和国教育部.教育信息化十年发展规划(2011-2020年)[DB/OL]http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t20120313_133322.html,2015-10-15.

[4] 周增国,李春兰,庞有军.高校信息化建设现状分析和建设原则[J].办公自动化,2008,(8):19 -21.

[5][6] 连纯华.高校信息化建设中的信息孤岛现象及对策[J].教育评论,2009,(1):36-38.

[7] 冯勇,王倩.电子校务共享数据中心的规划和挖掘[J].天津师范大学学报(自然科学版),2007,(6):69-72.

[8] 詹必胜,王宏宾,韩冰.统一数据库与管理信息标准[J].中山大学学报(自然科学版), 2009,(S1):60-62.

责任编辑:赵兴龙

Research on Sharing Service Platform Building for Affairs Management Data of University

Sun Qiurui, Chen Ping, Huang Luoying, Liu Zhen
(Center of Information & Network Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875)

With the continuously push forward education information process, universities’ information construction gradually deepen. But discrete data and difficulties in co-ordinate use are serious problems during the construction. Building a complete and unified, highly efficient and stable administrative affairs data sharing service platform for universities is essential to break the bottleneck of data applications. This paper analyzes prevalent defects of current universities’ management information system, such as scattered information and application isolation and proposes a solution idea about construction of a comprehensive and integrated management data sharing service platform. Combining with universities’ needs in data integration and application, this paper reports the goal of management service platform data sharing building, and probes into content building and construction. By using this platform, universities can establish a series of integrated services including teaching, research and other types of work. Through comprehensive range of information technology support, universities information ability will be enhanced.

Affairs Management Data; Data Sharing; University Information Construction; Platform Building

G434

:A

1006—9860(2016)03—0069—06

孙秋瑞:硕士,工程师,研究方向为高校信息化研究、信息系统设计与开发(qrsun@bnu.edu.cn)。

陈平:博士,高级工程师,研究方向并行计算、数据挖掘算法(chenping@bnu.edu.cn)。

2015年12月28日

① 陈平为本文通讯作者。

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