中国人民大学:新型智慧校园平台建设
2019-09-23张蕊
张蕊
近年来,我国教育信息化技术水平得到了大幅提高,信息化对教育改革发展的推动作用大幅提升。高校的信息化建设,也经历了从最初的建设数字校园,到如今建设新型智慧校园等多个阶段。因此,中国人民大学通过对师生的深入调研,依托大数据等新兴技术,打造了新一代更智慧、更实用、更加人性化的新型智慧校园服务平台——“微人大”智慧校园平台。
一、背景
近年来,在科学的发展理念指引下,我国不断加快全国的教育信息化进程,教育信息化技术水平得到了大幅提高,信息化对教育改革发展的推动作用大幅提升。高校的信息化建设,也经历了数字校园、智慧校园和新型智慧校园等多个阶段。最初的数字校园,是“上网”阶段,以基础整合为主;之后的智慧校园,是“网上”阶段,以夯实建设基础为主;如今的新型智慧校园,则为“云上”阶段,重点在系统和数据的整合。
中国人民大学信息化建设起步较早,早在2004年,我校就开始投资建设数字校园,在过去的15年的建设过程中,学校的信息化建设和管理水平得到显著提升,基于校园网的信息资源和应用系统建设不断丰富和完善,初步探索出了一条具有人大特色的教育信息化发展之路。
为了能更好的为师生服务,我们通过深入调研,全面了解了师生在学习、生活以及办公中的实际需求,并在“数字人大”的基础上,依托大数据等新兴技术,打造了新一代更智慧、更实用、更加人性化的新型智慧校园服务平台——“微人大” 智慧校园平台。
二、建设规划
依据《中国人民大学“十三五”发展规划(2016-2020)》的有关指示,学校在微人大平台建设中,遵循了32字工作原则,即学校信息化建设整体上遵循“融合致简、引领创新;统筹规划、协同推进;师生为本、服务驱动;归口管理、标准统一”的原则。
微人大平台的建设,本着以教学为核心,化管理为服务的理念,通过多年的打磨,逐步构建了一套完备的校园信息化生态。以统一身份认证和大数据中心为基础,着重打造服务、学务、课程三大核心平台,延伸发展各类便捷应用,同时适配移动端,力图让中国人民大学成为真正意义上的智慧校园。微人大平台建设的整体架构如下图1所示:
三、数据层搭建
在大数据背景下,高校正在逐步迈入智慧校园时代,但是由于高校信息化规划相对落后、实施厂商众多、开发技术多样等等原因,数据孤岛现象依然很严重,各业务系统在相互联动、协作方面还存在很多困难,未能充分发挥信息化优势。
2018年4月18日,教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知提出了教育信息化2.0的概念,在通知里面着重指出“完善教育管理信息化顶层设计,全面提高利用大數据支撑保障教育管理、决策和公共服务的能力,实现教育政务信息系统全面整合和政务信息资源开放共享。”、“以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础,依托各类智能设备及网络,积极开展智慧教育创新研究和示范,推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构。”,大数据概念在通知中多次被提及,说明了大数据技术在未来的教育信息化工作中的重要地位。
(一)数据搭建整体架构
中国人民大学紧跟国家的政策,结合本校信息化建设的实际情况,规划建设了学校自己的大数据中心。结合中国人民大学的实际情况,学校的大数据中心建设架构如下图2所示:
整个大数据中心从下往上分别是数据源层,数据采集层,大数据处理层,数据应用层。
数据源层主要的数据来源有结构化数据,半结构化数据,以及非结构化数据。
结构化数据源主要是中国人民大学统一数据库,一卡通数据库,计费认证数据库等等。半结构化数据源主要是各种应用和设备的日志信息,包括上网日志,Web服务器的访问日志等等。非结构化数据主要是各种来自互联网的数据及相关的业务系统的数据。
数据采集层主要由Sqoop,爬虫和Flume组成,分别用于采集结构化/非结构化数据,且存盘写入hdfs,hbase进行存储。
大数据处理层主要由离线计算引擎(hadoop) 实时流式计算引擎 spark,从底层数据 hdfs hbase中抽取数据,通过资源调度工具(mesos等) 进行大数据并行处理。
数据应用层基于大数据框架的各种服务,提供整个大数据中心平台管理维护模块、各个主题数据的统计展示模块、基于机器学习算法的智能应用模块。
(二)大数据中心:数据中枢整合共享
在高校信息化建设中普遍存在数据孤岛问题,各个信息管理系统间,数据不同步,数据不统一,难以获取,难以回写。这些数据集中在了用户、部门、专业、身份、课程、建筑这些校园业务的核心数据实体中。
数据中心是微人大平台的数据中枢,不仅存储了平台的各项基础数据和业务数据,更重要的是给数据制定了一整套数据标准和交换方式。通过数据中心,维护标准的数据接口,提供统一的数据共享方法,为不同应用场景、应用需求提供不同数据接口,断绝业务系统间的引用关系,各业务系统只与数据中心有关系,形成数据共享星型结构。
数据中心基于教育部数据标准,整合了十大类三百多项个人相关的结构化数据以及其他学校基础数据,从个人基本信息到教学信息、科研信息,从学校基本信息到楼宇信息、资产信息,包罗万象。
对于数据中心还需要解决的一个重要问题,在于数据同步。我们使用的是PUB/SUB的机制,通过消息队列,保证数据同步的实时性,它的日志机制,可以保证数据送达,同时,同步是异步的,不会因为一个对接系统宕机,原系统就无法使用,摆脱了数据服务与技术实现方式解耦对单一技术框架或数据库的依赖,同时保证数据与服务的高可用性。
数据中心提供对于用户信息导入功能的工具支持。包括数据导入管理涉及的批次、激活码等业务,提供生成、管理、使用等逻辑支持。通用数据的存储以数据中心为准,其它系统以星型结构挂载于数据中心周围。
数据中心作为数据治理的一个重要环节,为数据提供了安身之所,更为数据提供了交互舞台,让数据在流动中发挥更大的价值。但对各高校而言,数据整合是一个长期、复杂的过程,涉及组织架构、管理流程、技术攻坚等多方面内容,需要持之以恒的探索和付出,才能让数据更好的为信息化服务,为高校建设赋能。
(三)统一认证:洞悉身份安全统一
作为学校,不可避免的要和众多的厂商打交道,每个厂商用户认证的方式各不相同,或是基于LDAP、CAS,或是基于数据库、API等等。同时,学生可能存在本科生、研究生等多个身份,老师也可能同时身兼数职。
因此,统一认证技术,主要解决了两个问题:第一,统一入口;第二,定义UID,也就是用户唯一标识。
通过统一认证,我们实现了适配多语言,多技术方案的统一AC入口。在其上,以OAuth 2.0安全认证协议为蓝本,进行扩展,为第三方应用提供认证,师生用户在微人大中使用第三方应用时,不必再次输入账号密码,只需一个微人大账号和一次登录,保证用户认证的安全性。
统一认证的实现,是将“用户接入”作为一种“数据资源”来管理发放。任何一个厂商的第三方应用如果想接入学校,必须向信息技术中心申请对这个应用开放入口授权,如果合作结束或者出现隐患,我们可以随时关闭入口,让对接工作更具主动性和安全性。
通过统一认证技术,梳理了全校教职工与学生的身份关系,解決了校内多身份管理的难题,彻底消除一人多账户的情况,终结了账户信息冗余。
三、应用层建设实施
微人大平台从最初的规划,到最后的建设实施,不是一个一蹴而就的过程。在进行科学的规划设计后,微人大平台的建设需要按照规划分布实施,整个系统的实现也投入了大量的人力和物力。
(一)搭建服务中心,解决校园事务
据不完全统计,目前学校各职能部门因管理需要,每年需要在校师生填写各类表格270多种。每种表格几乎都要重复填写姓名、所在部门等各类基本信息,以及人事、科研、教务、学籍等各类基础数据。而传统的办事流程,办理一个简单的业务,也需要一张申请表辗转多个部门,反复审核,效率很低。
服务中心打破了部门的藩篱,结束了各部门办事系统各自为战的局面,将全校的复杂业务化零为整,化繁为简,是真正的一站式校园业务办理平台。它可以为全校用户提供一个统一的服务获取渠道,服务内容可以涵盖学校教学、科研、管理和生活的各个层面,服务结果直接接受用户评价,并产生口碑排行和热门排行。
对于校内师生来说,服务中心是一个统一服务平台。目前发布运行的服务主要有:申请、报销、预约、报修、调查问卷五类。师生可以像处理电子邮件一样,处理个人的各类在线服务记录,只要在“个人资料”中完善各类字段信息,就可以使这些字段方便地用于各项服务。为了充分保证用户的隐私安全,每一项服务使用个人信息时都需要征得用户的同意和授权。
基于服务中心,我校创造性的将传统迎新工作通过数字化手段来实现,大大缓解了高校在传统迎新环节中的工作压力。全程无纸化既节约了成本,又节省了迎新当日的大量信息采集时间,而生成的迎新数据也便于后续进行统计分析。
服务中心也将改变很多职能部门的传统服务模式。原来需要上门办理、手动填写的各类表格将被取消,所有的流程都可以在线进行,不需要工作人员下发、说明、收集、整理、上交,而职能部门可以更快、更准确、更全面地掌握所需信息。同时,通过对一张表格设定有效期,系统就可以帮助职能部门自动催促当事人处理待办事项。审批流程将全程在线上进行,保证了审核流程的公开透明。
(二)搭建课程中心,改革教学模式
随着信息化的发展,传统的教学模式也发生了改变。《国家中长期教育改革发展规划纲要(2010-2020)》明确指出,要建立开放灵活的教育资源公共服务平台,创新网络教学模式,使用网络进行教学与管理,实现优质教学资源共享,带动其他课程建设。
互联网技术的快速发展,数字化、移动化,让在线学习已成为人们的新型学习习惯,相对于传统教育模式,在线课堂具有学习时间碎片化、学习地点无限制、内容针对性强、可重复学习等优势,对推动传统“被动式”课堂教学模式向“互动式”在线学习方式的转变发挥了重要作用。课程中心,作为教学辅助中心,是传统课堂向线上的延伸,旨在践行在线教学的理念,推进教学阵地从教室向互联网转移,为师生提供一个更加自由、更具广度的学习平台。
在课程中心中,详细收录了用户的课程列表以及每一节课的课程信息、班级信息、相关课程,各项信息一目了然。授课老师可以在课程中心发布教学大纲,规划并更新教学进度、学时说明等,学生在课前即可了解课程的规划,课中可随时了解课程的进度,有效掌握课程进展。同时,授课老师可以通过课程中心布置作业及说明,学生下载并完成作业后也提交到课程中心,老师即可在线完成作业的批改,提交情况也能一目了然,实时掌握。
教学方式现代化,改变了传统的以老师为主的单向教学方式,混合式教学已成为高校课堂教学改革的新方向,老师也开始意识到课堂教学不能再用一份PPT讲到退休,不再单向地以知识传授为主。教育信息化利用信息技术改变传统的教学模式,学生可以通过课程中心随时点播和下载网上教学资源,充分利用网络的互动优势开展学习活动。这样,每一个学生都能自由地发挥创造力和想像力,进而成长为具有探索求新能力的新型人才。
(三)搭建学务中心,创新思政活动
在今年3月份的“学校思想政治理论课教师座谈会”上,习近平总书记还强调“推动思想政治理论课改革创新,要不断增强思政课的思想性、理论性和亲和力、针对性。要坚持政治性和学理性相统一,以透彻的学理分析回应学生,以彻底的思想理论说服学生,用真理的强大力量引导学生。”
我校对思政教育十分重视,在高校思政工作中应该做到因事而化、因时而进、因势而新,并以此为理论基础,一直不断完善思想政治工作体系,不断强化对学生的思想政治教育。
而学务中心作为全新的思政教育平台,正是对传统思政教育的改革创新。在深度践行“立德树人”教育理念的同时,创新的引入了各类可量化的思政积分,并與学校成绩系统对接,鼓励学生积极参与到思政活动中,进而帮助思政教育工作者更好的衡量教育状况,不断提升教育水平。
在学务中心中,学生的活动组织、参与,在校期间的获得的奖惩等,都可以科学的转化为组织分、参与分等思政积分,教师可以此真实客观的评价学生在思政教育中的表现。同时,学务中心通过对积分数据的采集和分析,可以识别出在接受思政教育上有一定困难的部分学生,第一时间向班主任、辅导员推送预警信息,保证全校学生思政教育的顺利进行。
特别是在如今,数据的价值已不仅停留在简单的统计上,随着大数据的蓬勃发展,学生在使用学务中心中产生的诸如参与次数、参与活动类型、所获积分等等数据,通过模型和公式的计算,每一个学生都将拥有自己独一无二的学生画像,让学生可以更加清楚的认识到自己的长处与短板,教师也能更加科学准确的开展教育工作。
(四)补足三大中心,构建一站式服务平台
通过服务、课程和学务中心的搭建,微人大平台已涵盖了事务、教学、和思政三大校园内的核心场景,基本解决了师生在校园生活中的工作和学习需求。在此基础上,我们又陆续开发了应用中心、个人中心和支付中心,进一步扩展了微人大平台的服务范围,形成了校园信息生态的闭环,构建了真正的一站式服务平台。
应用中心,通过提供隐私化的数据认证接口与大数据算法服务,整合了如空教室查询、工资查询等多样化的校园管理应用,并不断横向扩展,形成“一平台、多应用”的服务体系;应用中心包含校内的各类应用,分为教务、校务、财务、服务和学务五个类别,包含全校课程表、空教室查询、党费计算器、会议车证等多种应用;各个应用采用统一的账号和密码,一次登录所有应用均可使用。同时,应用中心向第三方开发者开放,鼓励更多能解决师生问题的应用进入平台。
个人中心,是进入微人大的校园服务信息门户,师生用户可以查看校内通知,阅览校内新闻,访问各类业务平台,还可以使用日程功能查询校历、规划日程、获取课程表等信息。通过多功能导航栏,师生用户可以方便快捷的访问校内已上线的任何业务系统。个人中心秉承以用户为中心的理念,应用导航、通知公告、新闻动态和我的日程等功能,都是为了让师生能更加自如的享受信息化建设所带来的便捷。
支付中心,是针对校园的专用支付平台,满足了四六级报名、网费缴纳等高频小额的支付需求,支持支付宝、微信、网银等主流支付方式;支付中心改变了过去财务人员繁琐的数据统计工作,通过详细的表格和清晰的数据可视化呈现,为财务人员的对账工作提供了有力的支撑;统一的支付平台,将微人大各中心、各应用及其它信息系统的支付渠道进行整合,借助先审批后支付的流程机制,保证了支付可靠、数据同步、快速响应。
四、建设成效
随着微人大平台的搭建完成并逐步完善,广大师生用户已亲身体验到了信息化带来的便捷高效的流畅体验,各大中心的丰富功能,也让校园事务和学习变得前所未有的轻松。师生从开始的排斥到现在每日必看,每日必用,关注度极大提高。微人大平台的建设,突破了传统时空的限制,满足了师生看、做、查的日常需求。
我们认为,任何信息系统都绝不能陷入自娱自乐的误区,脱离实际环境,脱离用户的真实需求和体验。过去我们以系统可用为标准,而现在,在保证可用的基础上,我们更应努力提升系统的易用性,让师生愿意使用,经常使用,这样才能让信息化建设真正的惠及校园,产生价值。
五、结语
高校信息化是个难题,但正因为其难,更突显其价值所在。微人大服务平台作为学校信息化建设的代表性成果,让师生产生了更自由广泛的连接,提升了其在教学、科研、管理和生活中的获得感,让信息技术在智慧校园中真正发挥到了极致。未来,我们将遵循《教育信息化2.0行动计划》,接受新时代下教育信息化新的使命,让学校能够更好地应对未来的挑战,拥抱教育信息化2.0时代。
作者单位:中国人民大学信息技术中心