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高校数字校园建设回顾与展望——以清华大学为例

[日期:2014-11-13] 来源:  作者: [字体: ]

作者按:应北京联合大学张连城副校长之约,在他主编的《高校数字校园建设与应用》一书中发表了一篇长文,总结了我们十多年来对于高校信息化的探索和认识。该书近期已正式由知识产权出版社出版发行。

 

高校数字校园建设回顾与展望
——以清华大学为例

 蒋东兴、付小龙

清华大学信息化技术中心,北京  100084

jdx@cic.tsinghua.edu.cn

    自从上世纪末“数字校园”概念提出以来,我国高校信息化取得了长足的发展。本文以清华大学信息化建设为例,回顾过去十多年来数字校园建设的各个阶段,试图清晰地梳理我国高校数字校园的建设历程,并展望下一阶段数字校园建设乃至智慧校园建设的发展前景。

关键词  信息化  数字校园  智慧校园  大学资源计划

我国高校信息化建设发源于上世纪八十年代,1989年国家教委发布了《国家教育管理信息系统总体规划纲要》推动教育管理系统建设,1994年国家教育部成立CERNET推动校园网络建设,我国高校信息化进入快速发展期。

19981月,美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表了题为 “数字地球:认识二十一世纪我们所居住的星球”的演说后,各类数字概念层出不穷,随后不久就出现了“数字校园”的提法,并在争论中逐步成为高校信息化的主流发展目标,推动了我国高校信息化的持续快速发展。

数字校园概念提出

“数字校园”提出后,围绕数字校园的定义、内涵、结构、任务、建设实施方法等进行了持续的热烈讨论,不同高校、不同公司纷纷提出自己的理解与解决方案。经过多次研讨与修订,清华大学在文献1中提出了清华版的数字校园定义: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、信息等)、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以拓展现实校园的时间和空间维度,从而提升了传统校园的效率,扩展了传统校园的功能,最终实现教育过程的全面信息化。

关于数字校园的体系结构,文献2中用图1.1所示的饼图率先提出了数字校园的分层治理思路,在当时得到了广泛的认可。

Ø  网络基础:网络是数字校园最基础的设施,没有相应的网络基础设施,数字不能流动,就不可能形成数字空间;

Ø  网络基本服务:网络基本服务是数字流动的软件基础,包括电子邮件、文件传输、信息发布、域名服务、身份认证、目录服务、安全服务、计费管理等;

Ø  应用支撑系统:应用支撑系统是数字校园的核心支持系统,它直接管理各种信息资源,并根据相关的逻辑提供给用户使用,如办公自动化系统、数字图书馆、管理信息系统和网络教学系统等;

Ø  信息服务系统:信息服务系统是校内用户的主要使用界面,它将条理化的数据按照用户的需求提供服务,如后勤服务、信息查询、决策支持系统等;

Ø  虚拟大学:虚拟大学是校园数字化后功能的自然扩展,使大学的功能突破围墙的限制,成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的大学。

 

高校数字校园建设回顾与展望

1.1 数字校园的体系结构

数字校园建设蓬勃发展

数字校园概念的提出极大地促进了高校信息化建设的发展,全国高校掀起了教育信息化的建设高潮。以北京大学、清华大学、中国人民大学、复旦大学、中山大学等为代表的高等学校纷纷建立起符合自己学校特点的数字校园,在支撑各自学校教育教学信息化、现代化的同时,也引领了我国高校信息化的发展。

文献32011年清华大学百年校庆时对学校教育信息化的一个全面总结,其中总结的清华大学数字校园建设成果,在国内高校中很具代表性:

先进成熟的校园网络:清华大学校园网是目前世界上规模最大的先进校园网之一,已成为清华大学建设世界一流大学的重要基础设施。目前清华大学校园网拥有2000芯公里光纤通信基础设施,主干网速率10Gbps,出口速率4Gbps,连接185个千兆局域网、98个百兆局域网,通达193座楼宇,支持IPv4/IPv6双协议栈。

数字智能的多媒体教学环境:清华大学建立了200多间多媒体教室与多功能教室,其中直播教室4间,可以实现课堂教学的实时录像、采集和网上广播。主要教学区建立了多媒体教学环境管理应用平台,实现了多媒体教室的远程集中控制管理。全面数字化、网络化、智能化的第三代多媒体教学环境已经成为“具有运用现代化教学手段进行教学的环境与条件;具有开展远程教学活动和资源共享的环境与条件;具有学生网上自主学习,提高开放办学程度的环境与条件;具有教学管理实现自动化的环境与条件”。

丰富多样的多媒体数字教学资源:清华大学目前完成了音视频教学专题片660余部,精品课程课堂实录近百门3700学时,研制多媒体网络课程近100门;数字音视频资源库采集、存储、编目视频数据近6000多个节目,内容包括各类教学专题片、精品课程、优秀教师课堂实录、教师岗位培训、名家讲座、新闻宣传专题等,容量达12TB。以清华网络学堂为依托,积累了近6000门课程的多年教学资源,包括课件、讲义、作业、题库、答疑记录等,数据容量达到3TB

集成整合的信息系统:清华大学信息系统涵盖了100多个子系统,存储了1.5亿多条业务数据,全面覆盖了学校各个业务环节。建成了支撑网上辅助教学开展的网络教学系统,覆盖本、研教学管理各项业务的教学管理支撑系统,全面综合的科研信息系统,集成统一的学生管理系统,深度支撑业务的人力资源管理系统,支持业务协同的财务信息系统,关联整合的校园一卡通系统,提供个性化用户信息服务的信息系统集成平台等。信息系统进一步向院系拓展,很多院系建立了院系级信息系统,并与校级信息系统实现有机结合。信息系统支撑下的信息化应用已经成为清华大学教学、科研、管理、服务等各项工作的重要组成,为拔尖创新的人才培养、高水平高质量的科研活动开展、高层次的人才引进、开放共享的仪器设备利用、有效合规的经费管理、高效透明的行政办公提供了全面、深入、高效的信息化支撑。

安全稳定的运维服务体系:清华大学数据中心已经成为数字校园的枢纽和核心,运行着全校 100多个信息化应用子系统,管理着300多个操作系统、近30个数据库、超过140TB存储,并实现了校内楼宇间的容灾备份。通过冗余、负载均衡和集群等高可用技术,数据中心实现了信息系统运行环境无单点故障的可靠性目标,信息系统整体实现了7×24小时的不间断运行。通过安全管理、安全服务、安全技术三方面的措施,构建了数字校园整体安全体系,保证了数字校园核心信息资产和信息应用的安全,实现了信息系统的可信、可知、可控和可查

贴切个性的信息化服务:清华大学信息门户以用户为导向,面向用户的活动组织各类信息和应用服务,实现了校内各类信息个性集成,覆盖了学校教学、科研、学生、人事、财务、设备资产、后勤、办公等各项管理活动的信息集成。目前,信息门户集成了各类子系统100多个,设置频道130余个,为教师、学生、管理人员等各类用户提供18种个性化模板页面,日访问量达4万人次,每天页面总访问量近40万次,已经成学校各类用户日常工作不可或缺的信息服务网站。同时,清华大学建立了网络和信息用户服务中心,为全校师生提供7*24小时的信息服务,以现场接待、热线电话、电子邮件、服务网站、上门服务等多种服务形式,为校内个人用户、职能部门、单位用户提供多层次、多角度、更深入的信息化支持与服务,让全校各类用户有着良好的信息化体验。

数字校园建设理论与方法论逐步完善

教育信息化是一项新兴的事业,其理论研究还很不成熟,从概念、政策、建设与运行模式到技术方案等方面都有赖于结合实践进行探讨。随着数字校园建设的蓬勃发展,国内教育信息化理论研究也进入到了体系化的研究阶段,出现了大量的研究成果,全面指导了我国高校信息化建设。

为了使清华大学数字校园建设可持续发展,不偏离教育信息化的发展趋势,清华大学在深入分析信息化先进行业发展历程的基础上,结合我国高校信息化的建设过程,认真研究数字校园信息系统建设的发展规律,逐步形成了具有清华特色的高校信息化理论。具体包括:提出“数字校园”、“新一代数字校园”等概念,将学校信息化建设引导到以用户为中心,加强信息资源的开发、共享与利用,提高教育质量与效率的本源目标上;提出了数字校园的参考模型——大学信息化架构,对大学信息化的总体结构进行描述;提出了数字校园蓝图绘制方法论——信息化顶层设计,并全面分析设计了学校信息化总体技术方案与路线图;提出了新一代数字校园的核心——校级统一信息系统的概念与建设思路。同时,在管理信息标准的基础上,提出了高校管理信息标准体系结构,全面规范了学校信息系统的建设,并带动了国家教育管理信息标准的研制。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.1 清华大学数字校园建设理论与方法论

3.1 高校信息化的建设目标——数字校园

清华大学2000年在文献2提出了数字校园建设理念,在2006年中国高等教育学会教育信息化分会学术年会(文献4)和2007CERNET学术年会(文献5)上根据高校信息化的发展进一步提出了建设新一代数字校园的概念,其核心思想是:以用户为中心组织信息资源与服务,以提高用户工作效率为目的;以信息资源的开发、共享、利用为目标建设信息系统,充分发挥信息资源的作用;以构建与现实校园有机衔接的数字空间为重心,实现跨部门的校级业务系统。新一代数字校园继续采用分层的建设思路,建设目标具体包括以人为本的用户环境、关联的应用环境、集成的数据环境、高可用的运行环境及高可信的安全环境,从而将高校信息化引导到以用户为中心,加强信息资源的开发、共享与利用,提高教育质量与效率的本源目标上。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.2 高校数字校园结构示意图

3.2 数字校园的管理理论——大学资源计划

资源计划是一个组织中最高级、最重要的工作,大学资源计划(University Resource PlanningURP)利用大学的所有资源,包括内部资源与外部资源,为大学教学、科研与社会服务创造最优的解决方案,实现提高大学运作效率、提升大学核心竞争力的目的。

URP是信息时代的大学管理理论,包括URP管理思想、URP系统、URP实施方法论等,URP是大学信息化建设的理论统领。URP管理思想主要包括以人为本的管理理念、以信息流为核心的管理模式、管理与服务分离的管理机制、量化的管理方法、显性化的知识管理、开放的办学思路等方面。文献6和文献7分别阐述了URP管理思想与解决方案。

3.3 数字校园的参考模型——大学信息化架构

大学信息化架构(University Architecture, UA)是从大学全局的角度审视与信息化相关的业务、信息、技术和应用间的相互作用关系,采用结构化的体系、层次性的框架描述方法,对大学信息化的总体结构进行描述。文献8描述了UA的四部分构成:绩效模型(Performance Model)、业务架构(Business Architecture)、信息系统架构(Information Systems Architecture)和技术架构(Technology Architecture)UA是联系高校业务和IT支撑系统的桥梁,高校可参考UA,通过梳理高校的组织机构、职能和业务,完成信息系统设计、实施和维护等方面的总体规划。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.3 UA结构图

3.4 新一代数字校园的核心——校级统一信息系统

校级统一信息系统是学校统一组织建设的全局性信息系统,能够支撑学校的各项业务有序运转,是新一代数字校园建设的核心。校级统一信息系统具有六个核心要素,即:整合的基础设施、整合的数据、整合的用户、整合的应用、整合的权限和整合的流程。校级统一信息系统建设可进一步细分为三个阶段:应用集成阶段、信息集成阶段和业务集成阶段。文献9-12描述了校级统一信息系统的概念、建设模式与关键技术。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.4 统一信息系统的六个要素

3.5 数字校园的蓝图绘制方法——信息化顶层设计

顶层设计是信息化总体规划的具体化,是联接数字校园规划到实施的重要桥梁。顶层设计是从全局的视角出发,站在整体的高度,以信息化的思维,全面分析高校的各项业务,建立高校的业务模型、功能模型、数据模型、用户模型和权限模型,并结合信息化现状,进行技术架构与基础保障环境规划,进而设计出信息化总体技术方案与路线图,包括信息化建设和实施方案。文献13描述了校级统一信息系统建设的顶层设计方法。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.5 信息化顶层设计流程

3.6 数字校园可持续发展的技术保障——信息标准

高等学校教育管理信息标准体系是数字校园可持续发展的技术基础。信息标准体系规范定义高校管理各业务领域的数据元,为高校管理信息标准建设提供重要指导,使高校在数据建模、信息采集、加工处理、数据交换的过程中有统一的标准、规范,最大限度地实现信息优化管理和资源共享,帮助使用者方便、快捷、规范地建立应用系统的数据结构,满足信息系统的建设需求。

在中国高等教育学会教育信息化分会的组织下,清华大学和兄弟院校一起提出了高校管理信息标准体系结构,研制了《高等学校管理信息标准》,该标准即将成为国家标准。在此基础上,又提出了教育管理信息标准体系架构,包括:总体框架-教育管理信息标准体系架构;基础标准-教育管理基础代码标准、教育管理基础信息标准;应用标准系列-教育行政管理信息标准、普通中小学校管理信息标准、中等职业学校管理信息标准、高等学校管理信息标准、信息交换标准,该系列标准已经作为教育部行标发布。文献1415介绍了这方面的情况。

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.6 高等学校管理信息标准基本结构图

3.7 数字校园可持续发展的基础保障——运维服务体系

运维服务体系是信息化部门提供运维服务的基础框架,结构合理、规范有序的运维服务体系是数字校园可持续发展的工作保障。清华大学的运维服务体系划分为IT服务管理、IT基础设施管理、运维管理流程与规范、运维支撑工具与系统、组织机构与人员队伍五个部分,详细内容可参考文献16-18

 

高校数字校园建设回顾与展望

3.7 数字校园运维服务体系结构示意图

数字校园的智慧提升

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》对教育信息化高度重视,明确指出信息技术对教育发展具有革命性的影响,提出把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略。《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》更是指出:高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径,是教育信息化发展的创新前沿。进一步加强基础设施和信息资源建设,重点推进信息技术与高等教育的深度融合,促进教育内容、教学手段和方法现代化,创新人才培养、科研组织和社会服务模式,推动文化传承创新,促进高等教育质量全面提高,高校信息化将迎来一个新的建设热潮。

展望未来,高校信息化将进入“以绩效为导向,以业务为驱动,深入融入学校核心业务,全面提升信息化核心竞争力”的新发展阶段,两个方面的发展将逐渐成为主流:一是云服务,二是智慧提升。

4.1基于云服务的高校数字校园

近年来,移动互联、社交网络、云计算和大数据等新技术迅猛发展,智能终端在师生群体中得到了广泛使用,高校无线网络业务开始大规模部署,传统数字校园建设模式在发生重大变革。基于云服务的新一代数字校园要在传统数字校园的基础上,广泛引入以Web 2.0、云计算等为代表的新兴信息技术,将信息化从对管理的支撑拓展到对沟通、交流与协作的支撑,以大学资源计划为基础,以用户为中心,以知识创造、传播和利用为主要目标,全面支撑大学人才培养的根本任务。

文献19是清华大学依据近年来在教学信息化建设方面开展的一些建设探索,提出的基于云服务的新一代数字校园的基本概念、建设思路和建设内容,包括要利用信息技术为教师、学生搭建创造知识、发现知识、存储知识、组织知识、交流知识、传播知识的平台,为知识的创造、传播和利用服务:面向人群提供群体沟通、圈子组织和人群聚集的支撑,形成人群网络;面向知识提供知识存储、知识体系组织和聚合展现的支撑,形成知识网络;面向知识和人群的链接,提供发现、分享、推送、以及广播、组播等的支撑,形成传播网络。

具体工作包括:建设高校数字校园云服务平台,为学校师生等最终用户和数字校园业务信息系统提供资源存储、信息搜索、消息通知、日历管理、位置查找等基础服务,由存储服务、日历服务、通信服务、位置服务、视频服务、图像服务和搜索服务等组成;基于这些基础服务建设云服务应用为师生提供与他们学习、工作密切相关的贴心的信息服务,如知识管理、社交网络、网络教学和信息门户等,并通过智能手持终端提供移动化的访问支持,随时随地支撑师生学习和工作活动的开展。

4.2 云端一体化的高校智慧校园

智慧校园是高校信息化进入高级阶段的表现形式,是数字校园建设向融合创新方向发展的必然产物。智慧校园不但广泛采用智能技术、移动互联、物联网、云计算、数据挖掘、知识管理、社交网络等技术工具,更注重用户参与、以人为本的创新2.0理念及其方法的应用,构建有利于创新涌现的制度环境,以实现智慧技术高度集成、智慧业务高端发展、智慧服务高效便利、以人为本持续创新,完成从数字校园向智慧校园的跃升。

文献20是根据作者在北京联合大学主办的“高校智慧校园建设的理论与实践研讨会”的发言整理,主要总结了高校智慧校园的六个典型特征:互联网络高速泛在,智能终端广泛应用;团队协作便利充分,集体知识共生共荣;业务应用智能融合,外部智慧融会贯通。从智慧之人才培养、智慧之科学研究、智慧之管理决策、智慧之生活服务、智慧之社会服务、智慧之文化传承创新等六个方面探讨了未来一二十年智慧校园可发挥的重要作用与主要建设任务。探讨了以人为本、云端协调配合、宽带泛在互联的智慧校园云端一体化计算模式,并从智能预警、决策支持、知识管理、社交网络、一卡通应用、物联网应用、以及个性化门户、统一通讯、移动互联、云平台、大数据等方面阐述了当前阶段就可以开展的智慧提升项目。

结束语

十多年的数字校园建设,使中国高校信息化取得了丰硕的成果,但我们仍应清楚地看到,国内高校信息化总体上仍处于发展阶段,在对学校教学和科研活动创新的支持、学校核心业务改革的促进、信息资源的深度利用、新技术的广泛应用等方面仍然存在很多不足,同国外发达国家的高校相比总体上仍处于落后状态。

随着国家教育信息化新政策的不断出台,高校信息化发展迎来了前所未有的新的历史机遇期。信息技术快速发展,Web2.0时代的新技术在信息化中的应用越来越广,也给高校信息化应用的模式带来深刻的变革。展望未来,作为教育信息化的从业者,要抓住历史机遇,一方面需要借鉴高校信息化发展建设历程中积累的成熟经验,不断用信息化手段支撑学校的各项工作发展,一方面要大胆应用新技术不断提升学校在信息化支撑下的核心竞争力,从而开拓高校信息化建设新的历史阶段。

 

参考文献

[1] 蒋东兴、陈怀楚、沈培华、王映雪,《清华大学数字校园建设发展与规划》,高校信息化研究会2001年学术年会,2001.7,《试验技术与管理(2002年增1)》,p14-20

[2] 蒋东兴、王映雪、沈培华、陈怀楚,《数字校园,初露端倪》,《微电脑世界》,2000年第40期,p11-12

[3] 蒋东兴、付小龙、陈怀楚、佟秋利,《清华大学信息化发展回顾和展望》,《实验技术与管理》,第28卷第4期,20114月,p1-4,8

[4] 蒋东兴、许庆红、刘启新、陈怀楚,《信息集成阶段新一代数字校园建设探讨》,《教育信息化》,200610月(增刊)p1-7,中国高等教育学会教育信息化分会2006年学术年会优秀论文

[5] 蒋东兴、郭大勇、罗念龙、刘启新,《清华大学新一代数字校园建设规划与实践》,厦门大学学报(自然科学版),2007年第46卷增刊2p173-178

[6] 蒋东兴、史宗恺、陈怀楚、刘启新、沈培华、王映雪,《大学资源计划的方案研究》,《清华大学学报》,2004年第44卷第4期,p572-576

[7] 王旭、蒋东兴、陈怀楚,《大学资源计划的理论与发展》,《教育信息化》,200511期,p14-16

[8] 蒋东兴、袁徐磊、刘启新、袁芳、付小龙,《大学信息化架构探索》,《实验技术与管理》,第28卷第5期,20115月,p7-11,中国高等教育学会教育信息化分会2010年学术年会优秀论文

[9] 蒋东兴、王进展、袁芳、褚庆军,《数字校园校级统一信息系统建设研究与实践》,《中山大学学报(自然科学版)》,2009 48z1

[10] 袁芳、蒋东兴、郭大勇,《关于校级统一信息系统建设模式的探讨》,《计算机工程与应用》,45卷专刊,2009.10

[11] 袁芳、苗春雨、刘乃嘉,《校级统一信息系统应用支撑环境建设研究与实践》,中国高等教育学会教育信息化分会第十次学术年会论文集,2010.11

[12] 付小龙、刘启新、袁芳,《校级统一信息系统技术体系建设研究与应用实践》,中国高等教育学会教育信息化分会第十次学术年会论文集,2010.11

[13] 刘启新、蒋东兴、付小龙、袁芳、沈立强、王映雪,《校级统一信息系统顶层设计方法》,《大连海事大学学报》,第35 220099月,p65-68

[14] 蒋东兴、佟秋利、蒋磊宏、沈锡臣、褚庆军,《高等学校管理信息标准体系研究》,《中山大学学报(自然科学版)》,2009 48z1 中国高等教育学会教育信息化分会2008年学术年会优秀论文

[15] 罗念龙、蒋东兴、宓詠、肖平、马亮,《教育管理信息系列标准的规划与研制》,《中国教育信息化》,20128月,p20-22

[16] 蒋东兴、戚丽、沈立强、袁芳、陈怀楚、王映雪,《数字校园运行服务体系建设探讨》,《教育信息化》20047月(增刊),p35-38,中国高等教育学会教育信息化分会2004年学术年会优秀论文

[17] 戚丽、蒋东兴、袁芳、沈立强、吴海燕,《高校运维服务体系的研究和实践》,《实验技术与管理》,2008.7

[18] 袁芳、付小龙、蒋东兴,《数字校园数据管理体系的研究与实践》,《大连海事大学学报》,第35220099月,p21-24

[19] 蒋东兴、付小龙、杜炤、张新钰,《基于云服务的高校数字校园》,《科研信息化技术与应用》(双月刊),2012年第3卷第6期,p5-9

[20]蒋东兴,关于云端一体化高校智慧校园的畅想,新浪博客:蒋东兴THUhttp://blog.sina.com.cn/s/blog_53803d800101kaq6.html2013.5

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