学院信息系统建设过程及优化的实践探索

陆 昕

上海市普陀区教育学院

一、 学院信息系统情况和问题

（一） 建设背景

为全区教师服务的上海市普陀区教育学院信息系统于2008年开始建设，基础架构和信息发布于2009年完成上线。2018年，因学院信息系统整改后不符合安全等保要求，服务器等硬件旧损情况严重，出现运算慢、请求响应慢等各种问题，故将原系统及数据迁至教育云。分析原信息系统的开发技术和系统问题，确认原系统已不能适应现有的移动应用环境，存在对新浏览器兼容性差、不支持跨平台运行、系统安全性低等问题，影响教师在系统上的应用，使教师在使用过程中得到不良的体验。2019年初，普陀区教育局到学院进行专项调研，原则上同意学院提出的信息系统重建申请。其后，学院召开了3次院务会，召集了2次中心组会议。负责具体实施的科室进行了25次研讨会，对其他业务科室进行了4轮需求征询。通过需求分析，新系统形成数据架构（基础）、业务集成（对内）、信息发布（对外）三层结构。为使系统符合现有网络的应用技术环境，提升系统安全性，为对接市教委及区域教育信息化的整体要求，学院聘请信息系统建设的专家对平台系统进行论证，同时在区教育局教育技术中心的指导下，根据各项需求评估了信息系统经费。

（二） 系统建设需要解决的问题和应对措施

1. 系统拥堵问题

在建设前，已预估系统中的技术困难，依据过去每年的使用情况，对全区8 000多名教师在一学年中不同阶段的使用频次作了分析。认为一年中至少有2次会出现并发访问量高、传输量高的情况，而平时教师使用的访问量就较少。设计的新系统需要能从根源上解决此问题，既保证高峰时期不拥堵，又兼顾平时对设备运算能力和网络资源的平衡调动。

2. 系统交互性问题

开发公司参照技术标所完成的产品往往有交互性差的问题。这个问题由两方面引起。一方面，开发公司不清楚教师在教学业务逻辑上的特殊性，套用公司业务流程进行系统产品的研发。例如，系统能按公历年份查询数据，但若要实现按学年或学期查询数据，需要在设计数据库结构时纳入学年和学期字段，且预留每学期校历数据输入接口。有了预先设计后，公司才能便捷地开发出相应功能和操作界面，满足教师按学年和学期查找数据资料的要求。另一方面，建设管理方是从行政管理角度验收产品的功能，未能从教师的应用角度思考如何提供更多的操作便捷性，因而出现建成的系统虽能用，但是教师不愿意多用的情况。这就要求设计建设系统时，要多考虑交互性。

3. 复杂性问题

信息系统要解决线下的复杂工作如何有效地搬到线上的问题。例如，教育科研子系统不但涉及的部门和环节多，而且周期长，仅区一般课题从申请到结题就需要2年，而公司开发完信息系统后的免费维护期只有1年。每年申报课题数量近1 000项，一个课题在各阶段涉及数据的操作可以分解为151个以上的步骤。试运行阶段所面临的更严峻的问题是不能拿到2年后真实的结题数据。若要建设好这个复杂系统平台，就要求建设管理方对业务流程和数据情况清楚，开发公司对产品技术掌握度高。两者深度合作，才能在验收前预判和演算出正确的系统功能和流程，确保2年后系统运行正常。

4. 培训问题

信息系统如何发挥出设计的能效，必要前提之一是解决好教师培训问题。公司开发完信息系统后，通常只会提供简单培训说明和1年免费维护服务，不能解决全区8 000多名教师的使用培训问题，也不能解决每年1 000多名新教师的培训问题。学院通过提前介入公司的文档开发工作，发挥教育系统的专业优势，双方一起从易到难逐步解决培训问题，达到超预期的培训效果。学院不是在终验这一天才看材料中的培训说明附件，而是提前介入和审核开发公司的相关使用说明，以教材审核标准改进说明书上的文字内容，使说明内容更准确易懂。在培训教师前，学院依据培训手册录制操作录像，以视频课程的审核标准改进录像内容。每一阶段的培训结束后，学院将视频放在系统平台上，为受训教师和缺席的教师提供反复学习渠道，从而解决了系统上线后第一次大规模培训和每年新教师的重复培训问题。

5. 系统使用问题

可以认为“系统使用”是判断信息系统费效的关键变量。学院所开发的信息系统是教师在日常工作中常接触的区域功能性教科研系统，教师使用信息系统的情况直接反映系统的开发效果。从2016年开始进入人工智能和大数据时代，如何从庞大的教学科研资料中获得进一步成果，成为信息系统要解决的目标之一。戴瓦拉吉（Devaraj）和科利（Kohli）提出，信息技术对组织影响的驱动力并非来自技术投资，而是实际的技术使用，改进信息技术的使用方式可能是未来经济增长的主要来源［1］。随着技术的发展，以及教师对信息系统的使用和参与度加大，对新的系统提出了更大的应用挑战，在满足所有用户的信息使用需求的同时，要求教师接受并有效地使用［2］。

因此,对建设单位而言，如何利用好国家资金，避免平台建好后的低效使用问题，取决于能从信息技术使用中获益的所有教师都在以最优效率实际使用信息系统。教师进行教学科研的规模日渐扩大，为了整合区域教师的教学科研成果，提高后疫情阶段的控制效果，将建设线上教学科研平台作为提高系统平台使用效率的路径之一。希望通过教学科研平台，提高组织效率，提高科研成果推广效果。预期的效率和效果能否实现，在于教师是否持续使用。

体系中的个人往往对新技术持有拒绝态度。教书育人的教师对新技术也不是都持欢迎态度。一方面，新的信息技术应用带来流程和行为变化，教师需要学习新的技能和操作，改变已习惯的工作或信息交流方式会很困难。另一方面，再好的信息系统也有缺点，即使是由于行政要求或业务需求必须使用，使用者也总会找到抱怨的理由。教师与上级管理机构的使用动机和目标不同，信息系统的建设管理层也得不到所期望的最好结果。由于教师不积极使用，导致新建系统建成不久就“荒废”，教师用用就放弃的例子并不鲜见。因此，学院通过建设系统实现有效的信息数据管理，提高教师持续使用新系统的意愿，夯实大数据分析基础，简单的行政命令不是最优选择，需要的是营造友善的交互界面，从而促进教师接受技术和使用技术。

二、 学院系统建设前的优化准备

（一） 发挥原有系统的参考优势

通过参考旧平台，能达到事半功倍的效果。对原系统功能进行归类，其可以分为项目型和应用型。项目型系统功能对新系统的帮助较少，可以通过分析研究如何进一步优化功能和操作，辨别新旧系统的建设方向，避免重复建设和浪费；应用型系统功能有继承特性，新系统可以进一步强化原有功能，优化技术适应新技术环境，建设的主要精力可以放在提升技术方面，继承并强化原功能。建设时，可以参考原有系统的数据字典、操作流程、业务流程。新系统界面既要照顾原有界面的操作习惯，也要优化和设计新界面，特别是功能设计时要寻找新技术和成熟技术之间的平衡点，让平台能在多种操作系统环境下兼容。

学院信息系统提供了Windows、Android、iOS系统的访问接口，让使用者可以在不同的计算机和操作系统上无缝访问和使用。在继承原系统功能的基础上，实现了技术升级和新技术环境的适应。

图1是2009年系统与2019年系统数据字典中部分字段的比较，可以看出虽然开发环境和计算机技术都有变化，但在部分数据结构上还是体现了一贯性。

图1 学院两个版本系统在数据字段上的相似性

（二） 详尽调研，完善业务需求是平台系统有用性的前提

需求调研不论做几遍都是不够的，在正式招标前应尽量做到调研详尽。建设立项前的需求会议至少要解决2个基本问题：（1）明确现有业务流程的环节；（2）明确新旧系统上需要调整的业务变化。如果招标前的调研时间允许，就按业务流程详尽记录实际执行期间的工作内容和数据，在每个业务环节的执行期间访问具体操作人员。有了第一手的流程资料，可以避免因依靠事后回忆或预估评测而出现的操作环节缺失问题。

例如，从2019年初的教育局专项调研开始，至批准建设单位提出的重建申请期间，学院信息系统建设单位组织各个部门进行了4轮需求征询，每个部门都提供了统一的科室业务需求文档和工作流程图。通过需求分析形成数据架构（基础）、业务集成（对内）、信息发布（对外）三层结构，为建设单位的需求报告提供了扎实的调研基础。

最后，在招标前形成的记录和归档资料有1 311个，文件数据1.45 G。通过立项前会议和需求图，讲清楚了各部门的需求，这是平台系统有用性的前提。

（三） 利用好图示工具，节约沟通成本

为什么沟通成本高？因为我们的思维模式决定了沟通会存在困难，我们的思维模式是当一个事件触发了大脑的神经，从而引起辨认、回忆大脑深处的记忆。输入不等于输出，每个人对事物的理解受多种因素影响，会产生偏差（图2）。

图2 对事物的理解出现偏差

不同个体之间不好沟通是因为思维模式不同。可以用工具建立更好的通道，有了一致的讨论对象，使输入等于输出，即看清客观事实。因此，沟通过程中有一个好的沟通工具，可以避免交流期间的信息丢失，降低沟通成本，提高沟通效率。

在平台系统需求调研期间，建设单位对于新业务，可以通过思维导图工具，整理需求内容，清理各个工作环节，发现平时工作流程中忽视的业务事项。通过使用思维导图，可以记录下“头脑风暴”期间发现的新需求、新想法，在导图的基础上容易讨论出新需求。通过将需求图形化，可以分析不同需求在整个业务系统中的位置和重要程度。根据各个点线的连接，容易分析出新旧业务之间的逻辑关系，梳理好整个业务流程。

在系统建设期间，承建单位在思维导图的基础上容易理解建设单位的业务需求，画出符合建设单位构想的实体联系图。有了明确的沟通渠道，建设期间的工程例会就有讨论的基础对象，提高了会议成效和解决问题的效率。通过建设实践可知，利用好需求导图，利于将部门工作流程有效地传递给承建方的程序员。

三、 学院系统建设期间的优化实践

（一） 一对一沟通机制的实践

建设之初，建设单位和承建单位就信息系统建设期间的对话机制进行协商，初步约定实行代表人和项目经理一对一沟通机制——建设单位所有部门的意见由一位代表汇总后向承建单位反映，承建单位的各级下属机构反馈信息由项目经理整理后向建设单位反馈。

这种沟通模式为建设期间遇到的各种问题和新需求提供了明确的负责人和接口渠道，为平台系统建设顺利完成提供了机制保障。在系统建设结束后，这种对话机制为承建方和建设方提供至少有1人能掌握系统全面情况的保证，为信息系统今后的运维提供了人员保障。此种方式的高效运作需要代表人和项目经理有较高的业务素质和全职工作安排。若代表人是兼职负责平台系统，在交流过程中建议使用多对一沟通模式，也能很好地完成平台系统建设任务。

（二） 发挥好录播教室在建设期间的两种作用

如果建设单位有一间功能完善的录播教室，那么就可以利用此录播教室的录像和回放功能来保障建设单位的信息系统质量，这是录播教室在建设期间起到的一种作用。

学院信息系统建设期间所有的工程例会都在一间高清录播教室中进行，且做好每一次工程例会的视频记录和归档工作。通过视频回放，相关人员可以复查承建单位的每一次会议纪要，对于会议纪要上遗漏的问题，能做好补缺工作，确保建设期间发现的每一个问题都得到有效的记录和推进。

录播教室的另一种作用是记录验收操作过程。学院信息系统建设期间所有阶段性功能演示会议、验收会、测试会、信息系统终验等都放在高清录播教室中进行，并用录播系统记录下承建单位的所有演示操作，利用操作录像回放，能找到平时一般不易重现的内隐性程序问题。

例如，信息系统的一个标签页在测试时出现上传信息慢且显示内容错误的问题，但是向公司反馈此问题后，公司测试人员回复不能复现此错误，表示无法处理此项维护申请。学院通过截取出现问题时的录像，再次反馈情况到开发公司，最后公司程序员确认此问题出现在读取全部数据阶段，属于内存数据溢出不能进行确定操作。公司承认属于代码问题，并通过算法优化缩短读取数据时间，初步解决了这个程序问题。

由此可见，发挥好录播教室的记录优势，对提高平台系统质量确有帮助。在建设实践过程中，还可以进一步利用移动摄像机，记录下在机房内的小规模平台测试情况，利于会后总结问题，防止遗漏。不论是专用录播教室的视频，还是移动摄像机上的录像，都可以作为提高项目建设质量的支撑。

（三） 公司开发模式带来的两种低效问题与对应建议

在信息系统建设期间，承建单位采用分组代码开发模式。开发公司用此方式虽然可以避免关键开发人员流失的建设和管理风险，但也带来了各种建设进度延迟和系统问题倍增。这虽然是承建单位的内部机制问题，但建设单位可以在招标时和信息系统建设期间，通过有效的时间管理避免以上问题发生。具体措施是利用甘特图检查平台系统开发进度，请专业监理审核工程进度情况和进度延迟申请。

承建单位通过项目经理制度隔断建设单位与开发人员的直接联系，确保程序员只做功能开发，不了解业务需求，无法将代码卖给其他需求方。同时，项目经理只掌握建设单位需求，不接触代码，没有核心技术，无法跳过公司直接开展满足其他单位商务需求的业务。最终确保没有人能直接复制整个信息系统，成立新机构，开展同质低价的业务竞争。这样做虽然有以上优点，但是对建设单位而言，造成了沟通成本上升。比如，建设单位的10个修改意见，经过2—3轮的任务下达，开发人员最后完成的内容只有十分之一符合要求。不仅仅是修改意见的执行数量会下降，建设单位的需求被层层传递后，原有的意思也会发生扭曲。

为了避免这类问题的发生，建设单位可以在招标文件中提出约束性要求，也可以在建设期间的工程进度例会中通过以下3种方式达到降低沟通成本的目的：（1）项目经理和研发负责人同时参会；（2）会议的第一个议程是承建单位依据上一次会议的会议纪要，汇报上一次会议内容的完成情况和进度；（3）每一次工程例会都要有会议纪要，会签表是会议纪要的组成部分，且在每次会议结束后再进行内容会签和审核。

在本次建设实践过程中，注意到一个问题：会前的签到表只用于承建单位的最后验收材料中，设置会前签到表这种形式对提高会议质量非但没有帮助，而且承建单位用会前签到表代替会签表，反而降低了工程例会的质量监督作用。

（四） 完善图文在系统建设中的沟通渠道作用

将思维可视化，有利于沟通交流，防止理解偏差。工程管理中，不仅仅需要用到甘特图，对于复杂业务，通过图文配合才能说清楚需求，反馈好产品情况，这是建设单位和开发公司都需要做好的工作。例如，学院科研部门的开发需求涉及多个环节，最长的一个业务流按真实时间节点全部完成就需要2年时间，其间涉及的操作将近200个步骤；每个阶段的服务对象涉及全区所有教师，引发的功能需求复杂度曲线发生几何级提高，即使是熟练的开发人员和程序测试员，将全部流程按规范要求全部走完也需要3天。

整个项目执行过程中用到多种导图形式。学院用思维导图向部门确认需求；公司用流程图向学院汇报建设计划，确认建设需求；双方用甘特图确认进度，防止工期延误；验收时增加导图，用以表述产品业务关系，协助项目的有效实施并完成建设目标。

四、 优化新系统后的应用效果和实践小结

学院信息系统从设计之初就以教师使用感受为导向，不断优化信息系统的使用体验。以学院申报数据为例，2020年9月，通过提交纸质材料申报的人数占可申报总人数的29%，如图3所示，有19%的人同时在线上和线下提交了材料；由于数据堵塞，线上提交的材料卡在主任审核阶段的有9%；数据最后成功到达审核委员会的有16%，其中申报成功的单项数据占10%，备案数据占6%。通过提高平台操作适用性，截至2021年9月22日，已有超过40%的教师通过平台提交了申报材料，且有40%的单项已申报成功，预计后期数据会继续提升。

图3 2020年与2021年教师申报数量中单项申报数量的比较

可以看出，2020年通过平台申报的数据不算多，其原因在于：（1）由于操作不熟练，2020年，有10%的线上数据未被科室主任送到审核委员会；（2）2020年、2021年都提供了线上和线下提交材料的通道，没有行政要求，2020年大部分人还是选择使用线下提交通道。而2021年通过平台申报的数据有大幅度提升，其原因在于：（1）2021年的平台优化了上传模块，提高了附件上传的速度，改善了操作体验；（2）2021年的上传内容和要求比2020年的少一半；（3）2021年，新进专业人员约占总人数的8%，离退休专业人员占3%。通过对部分教师的访谈，确认以上情况变化对专业人员的申报热情有影响。分析以上数据可以看出，即使加上专业人员有5%增长的变化情况，也不影响最后申报数量出现大幅增长。分析其余因素可以看出，提高了系统的使用体验，教师会乐于自发使用带来工作便捷性的信息系统，验证了技术接受模型（TAM）中的易用性知觉对教师使用行为有显著的影响。

学院信息系统建设过程中，收获了不少实践经验。每周例会和会议纪要是平台系统高效建设的保障，录播教室能提高测试和验收质量，做好标书要求和严格时间管理可以抵消承建单位欠合理的制度带来的影响。平台系统建设期间，学院坚持每周开一次例会，两年内建设单位记录和归档的资料有2 918个、文件数据3.86 G、视频数据约2 T，这些记录工作和实施过程中的各类工作图为信息系统成功建设与以后的运维打下了坚实的基础。