四川师范大学“四全”理念构建数字校园

数字校园是以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化，在传统校园的基础上，构建一个数字空间，拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高教学质量、科研和管理水平的目的[1]。实践证明，数字校园建设对高校提升管理水平和育人效能具有重要作用。在信息技术迅猛发展的今天，数字校园是教育现代化的显著标志，成为评价学校办学水平的一项重要指标。习近平总书记在中央网络安全和信息化领导小组第一次会议上就明确指出：“没有信息化就没有现代化”。教育部《教育信息化2.0行动计划》将“数字校园建设覆盖全体学校”作为“三全两高一大”发展目标之一。通过不断的理念和实践创新，推动建设新一代数字校园，对于实现高等教育信息化转段升级具有重要的支撑作用。

当前数字校园建设存在的问题

我国高校信息化建设与应用起步于上世纪90年代，先后经历了以校园网建设为主和以应用系统建设为主两个阶段，经过20多年的发展和积累，取得了显著成就。目前，多数高校拥有完善的校园网络、良好的信息化基础设施、海量的电子资源和丰富的信息化业务应用，信息技术手段已深入应用到高校人才培养、科学研究、校务管理和校园服务等诸多领域，构建起师生工作、学习、生活的数字空间，在传统校园之上塑造形成了数字校园新形态。但是，随着建设的不断深入和应用领域的不断扩展，业务复杂程度不断增加，当前高校数字校园也显现出一些问题和不足。表现在以下方面：

1.用户定位狭窄。高校作为一个开放的社会性组织，具有广泛的社群属性。这里的“社群”泛指与高校发生作用的各种社会关系，包括校内的教职员工、学生，校外的学生家长、校友、合作伙伴、同行专家，以及潜在的应聘者和拟报考的考生等，既有自然人群体也有法人群体。但就现有情况看，高校数字校园用户人群定位比较狭窄，大部分高校仅包括校内师生和校友，而与学校有密切或较为密切联系的其他群体未能有效覆盖，且用户角色类型没有进行梳理和细分，信息服务比较粗放。

2.应用服务零碎。国内高校数字校园应用系统建设经历了单个应用为主和以统一身份认证、门户和数据交换“三大平台”为主的建设阶段。数字校园建设早期，高校内部的职能部门根据自身业务职能各自建设有若干应用系统用于实现部门业务的自动化和信息化。这些系统的建设并非基于师生用户视角，而是从管理者视角和需求出发，每个系统大多独立运行，用户获取服务需要登录不同的管理系统，师生用户服务分散、零碎、体验不好。进入本世纪以来，很多高校开始探索解决之策，于是相继建立统一身份认证系统和数字校园门户系统，实现用户单点登录和入口的统一，但这也仅是在一定程度上解决了应用集中呈现的问题，还达不到业务集成的效果，无法实现多种方式用户认证和授权管理，更无法体现用户的个性化需求。

3.数据信息分散。作为学校核心资产的数据信息分散在各部门、学院的应用系统中，有些领域或过程中的数据甚至采用电子表格或手工报表的方式进行存储和管理，缺乏统一的数据标准和规范，造成过量的数据冗余和数据不一致，形成彼此隔离的“信息孤岛”。虽然目前很多高校都建立了公共数据平台实现校内数据的共享与交换[2]，但都仅限于一些基础性的公共数据，数据的广度和深度都还不够，与大数据的4V特征（规模性、多样性、及时性和价值性）相比更是相距甚远。由于数据信息的分散、凌乱，数据挖掘和分析利用不能有效开展，学校教学和管理人员无法获得有效的决策数据支持，数据的价值无法得到充分释放。

“四全”数字校园的理念构思

美国管理信息系统专家诺兰(Richard Nolan)提出信息系统进化的阶段模型，把信息系统的成长过程划分为初装、蔓延、控制、集成、数据管理和成熟六个阶段[3]。通过对比可以发现，当前国内多数高校信息化发展正处在集成阶段，这一阶段的特征是：开始重新进行规划设计，建立基础数据库和统一的信息管理系统；信息化建设开始由分散和单点到成为体系。按照诺兰模型的基本思路，结合当前数字校园存在的问题，四川师范大学在数字校园的规划设计和建设实践中提出了“四全”的理念，即：全员用户视角、全量数据驱动、全域业务微化和全程个性服务。

1.全员用户视角

在用户类型上，数字校园的目标用户可分为两类及三种：学校已经提供信息服务的为相关用户（如校内师生、校友、学生家长等），有可能提供信息服务的为准相关用户（如报考学生、应聘人员等）。相关用户中，根据用户对学校信息资源使用的频度，可分为强相关用户（如校内师生）和弱相关用户（如校友、学生家长、合作伙伴、政府管理机构等）（如图1所示）。不同种类的用户具有不同的角色，功能与业务需求都不尽相同。强相关用户数量相对固定，服务内容也相对固定，对服务的精细化程度要求高，对服务的实时性要求强；弱相关用户和准相关用户则数量更庞大，对服务内容要求更加多样性，与社会服务的对接更加迫切。这些用户都应该是数字校园在进行用户梳理时要考虑和包含的。在两类三种用户中，强相关用户属于数字校园用户的核心层，与业务应用和数据处于强交互作用的状态，是学校多数业务流程的服务对象，是大量数据的生产和使用者。弱相关用户属于数字校园用户的外围层，与业务应用和数据处于弱交互作用的状态，有一定的业务交集，参与部分业务流程，使用和贡献一定量的数据。准相关用户属于数字校园用户的拓展层，有对学校信息的需求，也是数字校园潜在的相关用户。上述三种用户存在动态演变的情况。例如，一位用户在处于报考阶段时属于准相关用户，录取入校后就成为强相关用户，毕业离校后又变成弱相关用户。在进行用户梳理和需求分析时就要考虑这种情况，尽量做到从全员用户视角展开，特别是在规划上不仅要考虑不同用户的不同需求，而且还要考虑不用种类用户的平滑过渡。

2.全量数据驱动

图1 数字校园用户分类

在传统的数字校园的架构中，一般是采用公共数据库或数据交换系统的方式实现数据共享与交换，借助ETL工具将业务系统的数据经过抽取、清洗转换之后加载到公共数据库。共享数据的种类主要是学生信息、教职工信息、科研项目信息以及公共资源信息等，其数据量有限，更多数据是存储在各部门的应用系统中。从数据资产管理的角度来看，学校的核心数据资产没能实现统一管理。而所谓全量数据驱动，就是将全校的数据尽量集中到一个数据平台之上，尽可能涵盖现有的各种数据形式，包括业务数据、历史数据、日志数据、统计数据等，甚至网上爬取的数据。在统一数据平台之上进行业务应用的架构，做到数据和应用的分离，实现业务数据一次一处获取、多次多处使用，保证数据的准确性、及时性和完整性[4]。在此基础上，建立各种主题的分析算法模型，深入挖掘数据中隐藏的信息，从而实现教育教学决策的科学化、资源配置的最优化和管理的精细化。

3.全域业务微化

在数字校园的应用架构上，采用“大平台+微服务”的一体化系统设计。所谓“大平台”，就是针对数据管理和服务、电子身份认证（包含人脸、指纹等生物信息）、消息传递（包括微信、短信、电子邮件等）、校园统一支付等基础性功能建立集中统一的公共支撑平台，通过接口为各业务应用提供支撑和服务，从而实现统一的用户认证和授权管理，并达到“一处建设、多处使用”的效果。所谓“微服务”，就是在统一平台架构上，将全校各种业务系统的功能分解为若干微服务，通过微服务中心进行统一管理，每一项服务都是一个独立的功能单元。用户面对的不是以往孤立封闭的业务系统，而是一个个“小应用”，可以按照用户角色需求进行服务聚合，并根据用户属性（如专业、性别、政治面貌、学业状态等）、时间阶段甚至空间位置进行智能的服务推送。同时，微服务之间为松耦合关系，后台管理端可以根据具体的业务流程和用户需求进行服务编排，更加灵活自如地配置和重构业务应用。应当说，业务微化不是最终的目的，解构是为了更好的重构。

4.全程个性服务

新的数字校园的用户界面应采用统一架构设计，将数字校园“一站式”网上办事服务大厅，升级为用户个人“服务助理”。整合全校的业务应用，支持多种设备终端访问（如常用的PC端浏览器和移动端的微信及原生APP等）。针对不同的用户对象（强相关、弱相关、准相关），可以定义不同的业务流程与个性化界面或主题桌面，进而提供不同的服务模式和服务内容。并依靠统一数据平台积累的数据支持，通过建立机器学习算法模型，实现基于数据驱动的个性化服务，并通过统一消息传递系统实现信息的精准及时推送，为每一类甚至每一位用户提供精准化的学情诊断、个性化的信息服务和智能化的决策支持。

“四全”数字校园的建设实践

“十三五”以来，四川师范大学在建设实践中，按照“四全”的理念进行数字校园的框架设计和项目实施，并从管理机制和建设模式上进行创新，对构建新一代数字校园进行了积极的探索。

1.构建基本框架，绘制数字校园建设蓝图

图2 四川师范大学数字校园基本框架

在明确新发展理念后，学校进行了新一代数字校园总体规划和设计，拟定了数字校园的基本框架（如图2所示）。按照业务分层、功能分块的架构原则，将数字校园的业务分为多层，每层完成独立的功能，层内部继续细分子模块，每层以及每个子模块能够独立开发、部署和运行。最下方为基础资源层，主要包括校园网、云机房等基础设施及其相应的管理软件。基础资源层的上方是公共支撑平台层，包括统一数据平台、电子身份认证平台、消息传递系统和校园统一支付平台等子模块，每个子模块都是数字校园各场景业务应用需要调用的公共服务，独立、可复用的子模块可以降低业务应用的开发难度，同时避免重复建设，提高资源的利用效率。公共支撑平台层的上方是服务层，通过应用中心管理众多的微服务，通过微服务聚合，形成面向用户的个性化服务。再往上是表现层，包括PC端的“一站式”网上办事服务大厅、移动端的“掌上川师”微信服务号以及综合自助终端等，为用户（强相关、弱相关、准相关）提供信息服务。在规划建设和运营管理中，管控体系、标准体系、安全体系、运维体系建设贯穿始终。

2.强化基础建设，构筑数字校园支撑体系

在框架任务的落地实施上，学校按照先基础、后应用的思路进行推进。先夯实数字校园的基础资源和基础平台，然后通过“微服务”的模式逐步“消化、吸收、替换”各职能部门的业务应用，从而推动对现有业务系统的重构。在具体实施上，2016年重点完成基础资源建设，包括云数据中心，覆盖全校的WiFi无线网络和有线网络改造。2017年重点完成基础平台建设，包括升级“一站式”网上办事服务大厅、主数据管理平台、网站群平台、可视化校园管理平台等。2018年重点进行应用服务建设，推出“掌上川师”微信门户，教师、学生、学院三个一张表的数据展示、6大主题域的数据分析服务，将OA、迎新离校、人事管理等业务进行“微化”，上架80多个直接面向用户的微服务。2019年学校还将建设统一的电子身份认证平台（含指纹、人脸识别等）、可视化的校园房屋管理应用、和“大学工”域170多个业务应用的微服务。可以看到，前期的基础建设为数字校园构筑了稳固的支撑体系，为业务应用的不断丰富打下了基础，学校逐渐形成了一体化、多层次的数字校园建设格局。

3.变革管理模式，集中数字校园建设力量

为了从工作机制上改变过去建设分散的情况，学校对信息化管控体系进行了大胆变革，统筹规划建设，实现管理、经费和项目实施推广的“三统一”。在管理架构上，成立网络安全和信息化办公室统筹管理全校数字校园相关业务，避免多头管理、重复建设。在经费安排上，针对信息化经费单独编制部门预算。在项目实施上，由学校网信办统一征集信息化需求，并根据校内各单位提出的需求进行整合设计和方案编制，归口对应学校招标采购中心发起采购流程，以及项目建设实施和后期运维，从机制上保证了在统一平台基础上扩展业务应用目标的实现。

4.整合社会资源，营造数字校园开放环境

在数字校园建设中，学校还引入共享经济思维，按照学校主导、社会参与的思路，广泛吸纳社会资源参与建设。近年来，学校与中国电信、中国移动、中国联通三大网络运营商在校园网络融合、数字校园应用、智慧教室建设、联合科研创新等领域进行合作，并积极探索5G和人工智能在教育领域中的应用，旨在实现共建网络、聚合用户、融合应用、联合创新、孵化产业的目标；与国内著名的教育信息化公司进行数字校园应用和解决方案的探索与实践；与国内著名的一卡通公司建立软件开发联合实验室，共同完成校园一卡通部分业务应用的研发和测试。通过广泛的社会合作，完善开放结构布局，拓展了数字校园的发展空间，完善了应用生态，取得了良好成效。

目前，学校数字校园建设正沿着规划目标和路径加快前进，但距离设想的理念和框架还有一段路程。特别是当前5G、大数据和新一代人工智能的快速发展和应用，数字校园建设更是“变幻莫测”，只有抓住业务与技术深度融合这个基本思路，紧密结合学校实际需求，紧跟信息技术发展步伐，才能实现数字校园应用不断创新，支撑引领教育现代化发展。