系统科学视域下高校信息化标准的制定

张远惠 梁振辉

[摘 要]文章探讨在系统思想的指导下制定高校信息化标准体系，高校信息化系统是一个复杂系统，具有整体性、非线性、突现性、自组织性和层次性等特征，各系统以及系统间相互作用的总和形成的组织整体即为信息化系统，其功能是为了实现高校的数据共享与资源共享，实现共享的核心是信息化标准的研究与制定，系统科学哲学为信息化标准的研究与制定提供了理论基础，系统思想为制定高校信息化标准从而实现数据与资源共享提供了新的视角和方法论基础。

[关键词]系统科学;复杂系统;信息化标准;整体性

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1008-7656（2019）06-0051-05

引言

当前，随着信息技术、网络技术的飞速发展，以及教育信息化进程近十年的不断推进，国家在高校信息化方面的投入大幅增长，极大地改善了高校的信息化教学，有关高校信息化的相关新名词更是层出不穷，如校园大数据、云平台、智慧校园、翻转课堂、微课堂等都在不断地刷新人们对高校信息化的认识，但这种认识还只是停留在简单地应用信息技术指导教学与管理层面，而实际高校信息化应该被视为一个复杂的信息化系统，不能只是片面地理解为单一数据、信息化环境与技术支持，软硬件系统的使用等。高校信息化系统是一个由信息化教学系统、信息化管理系统、信息化技术服务系统以及师生信息化素养系统和各系统间以及系统与外界环境的相互作用关系所组成的复杂组织整体，而其功能是要实现高校数据和资源的有效共享，目前，国家和地方政府投入了大量的人力、财力和物力去打造智慧校园，虽然建设了校园云平台和资源库，并且提供了先进的技术环境和设备，但并没能真正实现数据共享与资源共享，高校内各行政部门和二级学院各自为政，缺乏沟通和交流，信息资源无法共享，关键的问题就在于学校没有统一的信息标准，因此信息化标准的制定是实现数据共享与资源共享的前提。信息化标准的制定是一项复杂的系统工程，要完成这一系统工程就必须进行系统思考。系统科学家G·克勒尔阐述了信息时代系统科学的重要意义[1]。他认为，系统科学是信息社会的智力工具，跨学科的方法论更适合处理信息社会中内在的大规模社会问题[2]。系统科学是信息时代的二维科学[3]，各种系统理论是建设信息社会必需的科学理论，各种信息技术、自动化技术、系统工程等是建设信息社会必须的基本技术。信息社会可以从系统科学中寻找思路和方法[1]。

一、系统科学哲学和复杂性研究

虽然系统科学是产生于20世纪的一个学科群，但系统观念和系统思想古已有之。古代的系统观念主要表现为整体观、目的观和相互联系变化的观念[1]，如《周易》的阴阳五行说，老子的《道德经》，德谟克利特以原子为基础的系统整体观等都具有丰富的系统思想，从《孙子兵法》中运用系统思想对军事的指导、《黄帝内经》对人体系统的认识、亚里士多德关于整体性、目的性观念的阐述，所有这一切无不体现了古人应用系统思维指导生活实践的智慧。随着科学技术的飞速发展，在19世纪下半叶，马克思和恩格斯批判地继承了康德、黑格尔的辩证法和系统思想，他们创立的唯物辩证法使系统思維方式取得了哲学的表述形式[1]。到了20世纪上半叶，数学和计算机技术的发展以及威佛关于有组织复杂性的研究，大大促进了系统科学的发展。诺贝尔奖获得者西蒙教授将系统科学和复杂性探索的发展历程概括为“三次浪潮”[4]。第一次是20世纪20至60年代，一般系统理论、控制论和信息论等学科开始创立和发展;第二次浪潮是20世纪70年代，自组织理论的建立;第三次浪潮是20世纪80年代，复杂系统科学的兴起。

不同于大多数自然系统，系统工程及其管理所研究的系统是有目的性的，系统中各元素是为了特定的目的而联系起来并相互作用的统一整体。如水电站、大坝或地铁等是为了实现保护人类或服务于人类的目的而建造且运转的。因此，韦伯大辞典对系统定义为：“系统是由许多通常是种类不同的部分，依照一个共同的计划或适用于一个共同目的所组成的一个复杂统一体。”[1]这个复杂统一体中的各元素以及元素之间通过与环境间的输入输出关系实现系统的整体特性。首先，对复杂系统进行研究时要从整体角度出发，系统各组成元素单独所具有的性质并不能代表系统各元素相互作用且与环境发生相互作用后整体表现出来的功能，也即亚里士多德曾说过的“整体不等于部分之和”。其次，系统的突现性被系统科学家认为是“系统整体具有其组成部分所不具有且不能根据部分的行为加以预测的性质”[1]。第三，“复杂性的构造是分等级的，并且不同层次需要用不同的语言来描述”[5]。复杂系统由一个或多个层级所构成，对任何系统来说，层级结构提供了最可行的形式[6]，实践证明，复杂系统的组织层级起着相当重要的作用，系统的控制能力越弱，越需要增加系统的层级结构以利于系统演化朝向正确的方向发展。最后，系统处在不断地与外界进行物质、能量与信息交换的变化中。因此，研究系统的动态演化机制是深入了解系统并对系统进行管理的必要手段。

二、信息化标准的制定是复杂系统的工程

教育信息化始于20世纪80年代，韩国教育信息化发展规划启动于20世纪80年代;美国前总统克林顿于1993年提出建设国家信息基础设施由此揭开了美国教育信息化建设的序幕，中国从1989年正式颁布《国家教育管理信息系统总体规划纲要》开始正式走上了具有中国特色的教育信息化之路[7]。高校信息化系统是一个包含多种要素，层级丰富功能多样的非线性系统，该信息化系统的构建是一项复杂系统工程，受各种因素的影响与制约，同时该系统还是一个开放系统，受到外界社会、政治和经济的影响。

所谓信息化标准，就是在信息的产生、传输、交换和处理时采用统一的概念、名词、术语、规则、传输格式、表达格式和代码[8]。把信息化标准应用于高校，即是指在高校内与教学和管理相关的所有人员能共同遵守和使用的信息表达标准，这一标准涉及信息传递、信息技术处理、数据流程以及通讯控制等。目前在教育部颁发的标准中，信息类标准包括编号、信息项名、中文简称、类型、长度和说明六部分的内容。目前高校内信息化建设、运维和管理等工作没有真正的统一规划，教务、科研、财务、后勤以及各二级学院等部门各自为政，采用的数据标准不统一，造成各信息系统间兼容性差，数据信息资源不能共享，因此研究和制定适合本校信息化发展的标准是解决校内信息化孤岛，消除校内低水平重复建设，改善对各信息系统数据的重复管理及数据不同步现象的关键[9]。

组成高校信息化生态系统的各子系统具有各自的信息化标准，如教学信息化标准、管理信息化标准等等，这些标准可以实现学校内部数据按照标准进行存储，各子系统的信息化标准间又具有统一的规范，通过对数据的标准化处理统一整合校内相对独立且分散的各部门子系统，从而有效地实现数据与资源的共享，只有当信息实现共享，各行政部门需要数据时可以直接从数据中心获取，各二级学院教师需要资源时可以从资源中心获取，学生需要素材时可以从资源中心获取，这样才能避免重复劳动，提高工作效率，真正实现智慧校园的目标。

从上述分析可以看出，信息化标准系统中的各标准体系在统一的规范下相互联系和相互作用，并受外界标准（如教育部和各省市信息化标准）的制约，为全校师生以及行政管理人员提供统一的使用标准。信息化环境下的数据共享与资源共享表明信息化标准系统是一个开放的复杂系统，各标准间具有非线性相互作用，全校的标准系统是一个组织整体，具有整体性、多样性、自组织性、层次性和动态性等特征，因此制定信息化标准体系是一项复杂的系统工程。近20年来，将系统科学与复杂系统理论用于教育领域的研究思路正在全世界兴起，尽管目前系统科学与复杂系统理论在国内教育界还没获得广泛的关注和深入研究，但已经引起了部分学者专家的浓厚兴趣，相关议题也已经着手进行研究。系统科学哲学与复杂性理论为高校信息化标准的研究提供了理论基础，为信息化标准的制定提供了新的视角和方法论支持。

三、复杂信息环境下标准制定的对策

（一）整体性思维是关键

长久以来，学校各个职能部门和二级学院的管理信息系统和办公自动化系统从设计规划建设到使用运维管理阶段都存在各自为政的现象，某些地方信息匮乏，某些地方又存在信息冗余，信息不对称情况比较严重[9]，原因就在于信息系统建设人员缺乏系统的整体性思维，学校信息化系统在建设初期没有统一规划，而系统科学运动就提倡采用“整体论”而非“还原论”的思想来解释和处理现实世界中的复杂性问题[5]。

高校信息化标准是由多个不同标准要素层级构成的整体，而不是单个整体，这个组织整体表现出它的组成部分所不具有的整体性质。例如，传统的观点认为，单靠接口就想实现系统集成，但这实际是不可行的，要实现真正的系统集成，必须在校园内制定各行政部门及二级学院业务系统统一遵循的格式数据和标准规范才能实现不同业务系统间基础数据的统一，并对其进行相应的管理。统一了基础数据标准，才能在进行数据采集、处理及传输过程中实现校内各业务系统间信息数据及资源的共享，满足各级部门对学校信息进行查询、统计及管理的要求。

制定统一的信息数据标准实际上就是整体性思维的体现，学校旧有的信息化系统从建设之初都存在各自为政的现象，各业务部门制定自己的规章制度，并视为各自遵守的所谓标准，但实际上各业务部门单靠这些单一标准是无法满足智慧校园的需求的。学校的信息标准化应包括信息管理的标准化、信息教学的标准化、信息技术服务的标准化以及师生信息素养的标准化，并在体系架构、数据规范、互操作规范、业务规范等方面进行统一要求，形成整体的解决方案，例如，对教师信息的更新，传统的做法是人事处每学期督促各二级学院上报教师的相关信息以便进行更新，教师的信息包括继续教育、职称、科研、培训以及奖惩等等众多资料，教师填报完成后上交给人事处，人事处只是存储在自己的人事系统中，并不能供其他行政部门使用，接着科研处又要求教师上报科研及成果等各项信息，教师们又要再重新填报上交给科研处，科研处录入的当然也是自己的业务系统，这样数据存储于不同的业务系统中，当有其他部门比如教务处需要教师的相关数据时又需要教师进行填报，对于教师来说他们做了许多重复工作，当全省开展普查和统计时，全校就要全面开展信息的收集与更新工作，接着新一轮的填报和上传数据又开始了。这样较难实现智慧校园的目标。数据共享中心就为解决数据的存取及更新提供了最佳的解决方案，如果学校制定了信息化统一标准及互操作规范，那全校教师的相关信息就可以在数据共享平台录入、取用及更新，既避免了重復工作，也便于整体管理。

（二）注重不同层级间的非线性相互关系

传统的观点认为，信息化生态系统的构建是基于线性的过程，也即规划——建设——运维——提升，但实际它是一个非线性的循环过程。信息化生态系统间各要素的相互作用必定是动力学的，这一复杂系统会因此而随时间变化，对于信息化系统可以把要素间的相互作用理解为信息的转移。复杂性是作为要素间的相互作用模式的结果而突现出来的[10]。

在信息化标准系统这一大的系统下包含着信息化管理标准、信息化教学标准、师生信息化素养标准以及技术服务标准，其中一个标准体系不完善都会影响到其他的标准体系的建设与运用，而标准体系中某一看似不重要的标准细则恰恰有可能发挥着重要的作用，这就是复杂系统非线性相互作用的体现。除了平行层级间的相互作用，复杂系统表现出来的整体性特征，还与上下层级间的相互作用相关联。以信息化管理标准体系的制定为例，信息化管理标准体系的第一层级可以分为信息、工作、事务性工作、成果中心和资产，这五个平行层级各自又细分为第二级，如信息的第二层级根据学校各行政部门可以分为人力资源域、教学管理域、学生管理域、科研管理域、财务资产域、学校档案域、系统管理域以及公共服务域，主要针对人事处信息的人力资源域的第三层级可以分为教职工基本信息管理、教职工招聘、入校离校、职称评审、职务聘任、考核管理、薪资管理、党团工作、出国管理、培训管理和离退休管理等，再来看科研管理域层级，其下一层级可以分为项目管理、合同管理、成果管理、科研机构管理以及科研经费管理。标准的制定要考虑平行层级以及上下层级间的相互联系，如某一教师的信息不仅体现在人力资源域，还体现在教学、科研以及财务等领域，所以学校信息化标准的制定之所以复杂并具有不确定性，就是因为单一要素对于信息化标准整体系统的行为是无知的，它仅可以对局域信息作出响应，但对系统整体行为具有不可预测性。正因为各层级间要素丰富的相互作用，以及相互作用间形成的正反馈和负反馈，在制定学校信息化标准时必须注重层级间的非线性相互用，弄清相互作用的机制以便在日后的管理与更新中对其进行调整和转换。

（三）信息化标准体系是一个具有自组织性的开放体系

复杂系统是一个不断地与环境进行能量与物质交换的开放系统，在信息化标准的制定和使用过程中要充分利用其自组织性的特征，有效地解决信息化标准体系形成过程中一系列深层次的问题。自组织是指通过低层次客体的局域的相互作用而形成的高层次的结构、功能有序模式的不由外部特定干预和内部控制者指令的自发过程，由此而形成的有序的较复杂的系统称为自组织系统[1]。自组织开放系统是由系统元素中局域性的相互作用引起的，这种局域性的相互作用协同产生复杂的有序模式，该系统的跃迁会将学校的整体信息化水平带入不同的状态，在信息化标准的形成和发展过程中，有序程度会随时间推移而增加，标准体系需要从环境中获得信息，提高适应环境的能力，因此，在制定信息化相关标准的时候要注重标准体系的开放性，引入外部的信息和能量来促进学校信息化标准体系的发展进程。

通常人们认为，高度组织性的系统一定是集中控制系统，但实际并不是这样，信息化标准系统制定过程的控制就是一种分布式控制。在信息化标准体系的制定过程中，它的进程是由系统的各组成部分按一定的概率分布协同发出控制信号分散地实现，而不是由一个统一的控制者系统来执行，如制定信息化技术服务标准体系包括信息技术标准化和教育行业标准化，该体系的制定和应用是基于各组成部分，分别是体系架构、数据规范、互操作规范、业务规范协同地发出控制信号来加以实现的，当这种自组织系统跃迁达到一定的稳定性后，可以通过他组织（他组织指系统中有序结构的这样一种形成过程：是在外界环境施加决定性影响的情况下或由一个分离的子系统即控制者系统施加组织指令的作用下形成的[1]），比如學校领导对信息化标准制定的支持与推动，或者学校的信息制度与文化建设给予标准化体系发展动力，只要这种支持和动力适时又适度，就有助于标准化体系的跃迁，使学校的整体信息化水平进入一个更好的阶段。

四、结语

高校信息化标准体系是一个复杂系统，需要用系统思维对其进行研究和分析，而复杂科学理论为高校信息化标准体系的构建提供了方法论的指导。依照本校实际情况编写信息化标准是为了实现校内各业务部门和二级学院的数据和资源按照标准存储及使用，标准为数据库和资源库提供数据字典和资源字典的作用，通过对数据和资源进行标准化处理，将全校各自分散的信息系统进行统一整合，为各业务部门和二级学院系统进行信息交换、资源共享提供必要的基础条件，为各子系统的开发应用提供数据使用规范，并实现数据共享与资源共享，消除数据和资源不能同步和不同共享的问题。试图一次性建立信息化标准体系是不现实的，信息化标准会受外界的影响，在制定和使用的过程中也不是一成不变的，新的标准会不断突现，在发展过程中需要系统科学理论做指导，遵循系统的突现性的特点，着重系统的变化适应性，根据相应的政策及技术的发展对标准进行相应的调整，以适应不断发展的适合于本校的信息化需求。

[参考文献]

[1]颜泽贤，范冬萍，张华夏，等.系统科学导论——复杂性探索[M].北京：人民出版社，2006.

[2]G·J·Klir，Facets of Systems Science[M]. Kluwer Academic/Plenum Publishers，2001.

[3]G·J·克勒尔.信息社会中二维的科学的出现[J].哲学研究，1991（9）.

[4]西蒙（司马贺）.人工科学：复杂性面面观[M].武夷山，译.上海：上海科技教育出版社，2004.

[5]彼得·切克兰德.系统思想，系统实践：含30年回顾[M].闫旭晖，译.秦洪雷，校.北京：人民出版社，2018.

[6]H.Simon，“The Organization of Complex Systems”.in Howard Patter（ed ）Hierarchy Theory.Braziller[M].New York，1973.

[7]赵建华著.规范与发展：教育信息化标准研究[M].北京：高等教育出版社，2018.

[8]单长革.高校信息标准实施的研究[D].大连：大连海事大学，2006.

[9]吕轶凡.浅谈高校数字化校园建设中信息化标准的制定[J].北京电子科技学院学报，2007（3）.

[10]保罗·西利亚斯.曾国屏译.复杂性与后现代主义——理解复杂性[M].上海：上海世纪出版集团，2006.

[11]陈国祥.复杂科学视域下的学校信息化进程[J].中小学信息技术教育.2010（1）.

[12]普利高津.探索复杂性[M].罗久里，等，译.四川：四川教育出版社，2010.

[13]米歇尔·沃尔德罗普.复杂——诞生于秩序与混沌边缘的科学[M].陈玲，译.北京：北京京海印刷厂，1997.

[14]麻志毅，李梅.高校信息化建设中的变化适应性解决方案[J].现代教育技术，2018（6）.

[15]任友群等.信息化促进优质教育资源共享[J].开放教育研究，2013（5）.

[16]约翰·H·霍兰.隐秩序——适应性造就复杂性[M].上海：上海科技教育出版社，2001.

[作者简介] 张远惠（1979-），女，广东汕头人，广东省外语艺术职业学院高级工程师，博士生，研究方向：科学技术哲学;梁振辉（1979-），男，海南万宁人，广东省外语艺术职业学院副教授，硕士，研究方向：高职教育信息化。

[责任编辑 方 仁]