对高校智慧校园基础设施资源整合的探讨*

时间：2024-08-31

王海明，孙志文，薛文辉，冷蒙，赵建平

（河北科技师范学院网络技术中心，河北秦皇岛 066004）

一、引言

智慧校园建设研究受到高校信息化工作者的普遍关注，成为现代信息技术融合学校教育的研究热点。[1-4]2018 年4 月教育部发布《教育信息化2.0 行动计划》，提出了到2022 年基本实现“三全两高一大”的发展目标。三全是指教育信息化教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体学生、数字化校园建设覆盖全体学校。两高是指信息化应用水平和师生信息素养普遍提高。一大是指建成“互联网+教育”的大平台。[5]2.0 行动计划为高校数字化校园建设和智慧校园建设提供了宏观指导和工作要求，同时也为优化高校信息化基础设施建设、不断完善和推进智慧校园建设提供了现实的研究课题。2018年GB/T36342-2018《智慧校园总体框架》国家标准的发布，对规范高校智慧校园工作具有不可替代的作用。[6]因此充分理解数字校园、智慧校园的特点，结合信息化工作对智慧校园基础设施进行整合治理，贯彻落实好智慧校园总体框架标准，对智慧校园业务架构、应用架构、数据架构、技术架构、安全架构进行规范化设计，已成为一般高校信息化治理工作的一项重要内容。

二、数字校园与智慧校园

1.数字化校园

教育信息化发展规律及文献研究表明，数字化校园是智慧校园的基础。基于信息化定义的理解可知，数字化校园具有“化”的动态过程，也有“校园”信息化阶段状态的特征。从“化”的过程看，数字化校园的成果与该时期教育领域呈现的信息技术和信息化管理实践密切相关，是一个不断演进的过程。但作为可描述的实现目标，数字化校园可理解为一个网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育、学习和研究的校园平台。[7]总体来看，数字化校园的建设目标是数字校园，数字校园是在传统校园基础上构建的一个数字空间，其实现从环境信息（包括教室、实验室、学术场馆等）、资源信息（如图书、讲义、课件等）到应用信息（包括教学、管理、服务、办公等）等的全部数字化，从而为资源和服务的共享提供有效支撑。

2.智慧校园

根据知识管理理论与维基百科词条DIKW 可知，数据（Data）、信息（Information）、知识（Knowledge）、智慧（Wisdom）之间是次序递进的关系。[8]图1 将这四者纳入到了一个金字塔形层次递进体系，每一层的升华都依赖于下一层作为基础，并赋予一些特质。从数字化校园角度看，可借助业务录入、调查、观察、物理传感器、AD 转换器、测量等获得业务、校情、环境等方面的数据；由数据间关联、析义获得信息；在工作与学习中应用信息，由分析、理解和归纳产生知识；若达到了智慧层次，则体现在关心未来，具有了分析、判断、预测未来的能力。由此可见，在技术层面上，智慧校园的出现必须依赖于IT 技术、DT 技术和数字校园产生的大数据这个基础，依赖于从大数据走向大知识，依赖于网络群体智能和人机一体化混合智能，即智慧体现为对知识的理性应用、预见性地解决问题。DIKW 关系表明，智慧校园是数字校园的进一步发展和提升，是数字校园的高级形态。

从智慧校园服务视角看，其需要实现物理空间和信息空间的有机衔接，使任何人、任何时间、任何地点都能便捷地获取所需的资源和服务，智慧表现为智能化的充分体现，具有寻求最佳的能力，覆盖了智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务等方面。

图1 数据、信息、知识与智慧的关系

3.智慧校园基础设施

智慧校园基础设施是智慧校园平台的基础保障，其提供广泛的物联网感知、异构网络间通信、海量数据汇集与存储的能力，为智慧校园应用平台提供传感技术、通信技术、计算技术层面的基础支持，同时也为校园大数据技术领域的数据存储、数据挖掘、数据分析等提供数据设施层面的支撑。总的来说，智慧校园基础设施的分类，包括了一般校园信息化基础设施和数据设施（数据库、服务器）两个方面。

一般校园信息化基础设施包括了有线网络、无线网络、数据中心机房、计算机机房、多媒体教室、交换设备、路由设备等。此外，对基础设施分类，也可从应用需求角度来划分，归类为公共网络基础设施、教学环境基础设施、教学资源基础设施、办公自动化基础设施、校园服务基础设施等。

数据基础设施，即数据库系统、服务器和存储设备等，是实现智慧校园海量数据汇集、存储、交换、发布的系统，涉及配置管理数据库、用户数据库、媒体数据库等数据库系统软件层面及与之相应的应用服务器、文件服务器、资源服务器等硬件层面。常见的智慧校园基础设施分类如表1 所示。

三、智慧校园基础设施的整合分析

1.基础设施的建设与管理

充分理解和分析智慧校园基础设施的内涵，对优化智慧校园基础设施的应用与管理、共享信息基础设施资源、科学规划智慧校园建设具有实际意义。由于不同高校的历史延续或某种客观环境差异，高校智慧校园基础设施的申请者、建采者、使用者、运维管理者的归属管理不尽相同。

表1 智慧校园基础设施分类

从调研了解到的情况看，一般高校通常会依据基础设施的作用、中层部门设置、组织结构与授权等情况，将智慧校园基础设施建设与管理工作授权给几个不同的部门，再依据部门业务需求进行申购、使用及运维管理。例如，常见的多媒体教室系统设施，有的归属学校教育技术中心、计算机中心进行管理维护，有的则归属学校教务部门管理维护，也有的直接归属到学校具体使用部门管理维护等。再如，高校安防监控系统设施，有的归属学校保卫部门使用与运维管理，有的则由学校信息技术部门协同负责技术维护。总之，可以通过了解一个基础设施项目建设工作的项目申请、系统论证、立项授权、启动准备、建设采购、验收交付、运营维护、改进完善等环节，来分析判断该基础设施的业务共享能力、共享程度、运维服务水平等，进而分析提出是否有必要进行整合治理的建议，以及进行整合治理的工作方案。

在整合治理的风险考虑上，充分借鉴使用PESTEL（Political、Economical、Sociological、Technological、Environmental、Legal/legislativ）分析模型进行大环境分析是非常必要的。例如若在智慧校园基础设施项目的论证阶段，全面引入对行业业务规范、技术规范、安全规范等方面的合规性分析、论证与研究，即对L 因素的论证，则会降低整合治理中的风险，并带来后续应用整合的一致性。对智慧校园基础设施整合情况的分类及考虑如表2所示。

表2 智慧校园基础设施整合分类

2.基础设施整合的政策标准考虑

在智慧校园基础设施项目中，无论申购者、使用者、管理者、维护者等如何变更，应首先考虑项目的建设是否符合相关国家标准、行业标准等要求。因此作为智慧校园基础设施整合治理工作的基线，应建立在符合行业规范和国家标准上。下面从业务规格、技术规范、安全规范三个方面进行举例说明。

业务规范举例。从业务规范的角度看，被整合后基础设施的应用管理应符合行业业务规范。例如：①《教育信息化2.0 行动计划》的通知，教技〔2018〕6 号，教育部印发2018 年4 月13 日；②JY/T 1006—2012 中华人民共和国教育行业标准《教育管理信息高等学校管理信息》；③JY/T 1007—2012 中华人民共和国教育行业标准《教育管理信息教育统计信息》；④GB/T 36342-2018 中华人民共和国国家标准《智慧校园总体框架》；⑤JY/T 1002—2012 中华人民共和国教育行业标准《教育管理信息教育管理基础信息》等。此外，从智慧校园基础设施建设项目自身来看，也应符合项目管理所遵从的PMBOK、PRINCE2 等项目管理规范。

技术规范举例。从技术角度看，被整合的基础设施应符合技术方面的国家标准和行业标准。例如：①GB/T 2887-2011 计算机场地通用规范；②GB50174-2017《数据中心设计规范》；③JY/T 1009.1—2013 中华人民共和国教育行业标准《多媒体教学环境第1 部分：基础条件》；④GB50348-2018《安全防范工程技术标准》；⑤YD/T2437-2012 物联网总体框架与技术要求等。

安全规范举例。从信息化安全工作角度看，整合后的基础设施应符合国家安全法规和有关行业标准。例如：①《中华人民共和国网络安全法》，2016 年11 月7 日第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过；②GB/T 22239-2019《网络安全等级保护基本要求》；③GB/T 25070-2019《网络安全等级保护设计技术要求》；④GB/T 28448-2019《网络安全等级保护测评要求》；⑤GB/T 28449-2019《网络安全等级保护测评过程指南》等。

3.信息化成熟度模型考虑

智慧校园基础设施整合旨在促进高校信息化工作成熟与发展。根据Gartner Group 提出的IT 成熟度模型（IT Maturity Model），一个组织的信息化成熟度可以由低到高分为五个等级，[9][10]即分别为：

第1 级，初始混乱级（Fire Fighting）。主要表现为，信息技术使用与管理服务仍然停留在原始状态，犹如早期的消防救火，IT 服务工作处于被动状态。

第2 级，响应处理级（Reactive），主要表现为一个组织的信息技术使用与管理已具有适当的人员、流程来支持其所需提供的服务。

第3 级，主动预防级（Proactive），主要特征是信息技术服务组织或部门能够主动根据一个组织或公司的需要去规划信息技术应用、进行需求变更管理、主动解决问题等。

第4 级，服务战略级（Service），信息技术服务与管理单位，已将自己提升为一个组织或企业内部的服务提供者，以确保企业竞争力，即信息技术使用达到极佳状态，唯一欠缺的是尚未将信息技术战略与一个组织的运营战略有效结合。

第5 级，价值创造级（Value），能够将信息技术价值与企业的战略管理相结合，进而对因需导入的信息技术加以使用，具有价值量化决策能力，即在价值创造级上引入信息技术，具有价值可量化的决策能力。

上述五个级别体现了在IT 基础设施与运营方面，企业从“被动响应”到“主动管理”、从“主动管理”到“服务导向”、从“服务管理”走向“创造价值”的认识与成长过程。与进行企业数字化转型的工作考虑类似，开展数字化校园、智慧校园知识培训对广泛达成信息化共识，落实学校信息化战略具有重要作用。高校ICT 技术和基础设施的应用，为学校教育事业发挥最佳作用，通过智慧校园基础设施的整合来更好地贯彻落实学校战略，进而为学校不断发展创造价值。

四、智慧校园的架构整合

1.架构内容框架

智慧校园基础设施整合是智慧校园架构治理的一个组成部分。在信息化架构建设方面，国际权威组织The Open Group 在研究推进企业信息化进程中提供了具有广泛价值的TOGAF 架构体系模型。[11]科学系统地应用该架构模型，可从根本上解决信息化工作中诸多困惑，例如信息孤岛日趋严重、用户体验不满意、数据多源性、信息系统跟不上业务发展需求、互联互通共享困难、信息化管控力度不足、成果产出不高等系列问题。因此该架构体系模型已成为一般企业信息化工作中的架构标准，受到IBM、HP、SUN 等国际知名企业的认可与推动，国内的华为公司、国家电网等组织也均采用。

架构建设是一个大型组织信息化建设工作的制高点，是企业推进数字化转型的总开关，目前在高校信息化工作中受到关注。[12-14]因此借鉴TOGAF 的ADM（Architecture Development Method）方法和架构内容设计对智慧校园架构治理具有重要参考意义，TOGAF 内容框架的元模型概观图如图2 所示。内容元模型提供了一个架构内部的各种类型构建块的定义，说明这些构建块如何被描述以及彼此之间的联系。例如，创建一个架构时，架构师需要识别应用、支持应用的“数据实体”和实现技术，通过这些应用来支撑用户部门业务工作，满足其业务服务的需要。内容元模型识别出所有这方面的考虑，例如应用、数据实体、技术、参与者、业务服务等，并最终确定哪些用来呈现这些考虑的工件。

图2 TOGAF 架构内容框架

依据国标GB/T 36342-2018《智慧校园总体框架》，采用ADM 方法来进行智慧校园架构设计时，项目任务被规划和进一步细化为具体阶段和阶段内容。对照图2，按照由上到下、从左到右的顺序，则分别对应ADM 的预备阶段、需求中心，以及架构愿景、业务架构、信息系统架构、技术架构、机遇和解决方案、迁移规划、实施治理、架构变更管理等八个具体阶段。此外图2 也直观反映了BIT 视角的架构，即业务架构（Business architecture）、信息系统架构（Information systems architecture）和技术架构（Technology architecture）在ADM 架构开发过程中的核心地位。

TOGAF 的ADM 方法阐述了从企业的基线状态到目标状态的变化过程，阐述了一个业务需求所经历的愿景、架构定义、迁移规划和架构治理的过程。在此过程的每个阶段，ADM 需要有输入信息和在一些步骤执行之后的输出结果。内容框架为ADM 提供了一个根本的结构，其更详细地定义了输入和输出，并整理到企业整体架构景观内容。因此，内容框架被用作ADM 开发智慧校园架构的参考。ADM 阐述了创建一个具体架构需要做哪些事情，内容框架阐述了一个架构被开发出来所呈现的模样。

2.架构存储

智慧校园基础设施整合及智慧校园架构的实现是高校信息化治理工作的重要成果，往往具有里程碑的意义，对推进高校信息化全局性工作发展具有不可替代的作用。此外，架构治理成果的科学性、连续性、复用性和规范指导作用，需要在进行信息化治理的同时，以建立和启用信息化架构存储库（Architecture Repository）为标志。

当一个组织具有了成熟的架构建设能力时，将会产出大量架构成果。对这些架构成果的有效管理和使用，需要对那些不同类型的架构资产和架构内容存储工具进行分类。TOGAF 提供了架构存储库一个结构化的框架，这就令一个组织在拥有不同类别架构资产之间卓而不凡。架构存储库是企业更广泛存储库的组成部分，其提供了链接架构资产到详细设计、部署和服务管理库组件之间的能力。

架构存储库主要由架构元模型（Architecture Metamodel）、架构景观（Architecture Landscape）、参考库（Ref erence Library）、标准信息库（Standard Information Base）、治理记录（Governance Log）、架构能力（Architecture Capability）、架构需求库（Architecture Requirements Repository）等部分组成。架构元模型描述了经组织裁剪的架构框架的应用方式和架构内容元模型；架构景观展现了当前组织内使用的构建块的架构视图，其可呈现在战略级别、部门级别等多种不同层级上，以满足不同的架构目的；参考库汇集与提供最佳指引、模版、模式和其他形式的参考资料，以加速创建新架构，这些参考资料可能来源于标准机构、产品和服务提供商、行业或社区论坛、模版资料库、项目实施形成的最佳实践；标准信息库捕获与提供架构必须符合的标准，包括法律标准、行业标准、组织标准、业务标准、应用标准、数据标准、技术标准，以及对标准生命周期的说明。有关这部分内容的应用，在本文关于基础设施整合的政策标准考虑一节中曾有举例说明；治理记录，提供整个组织内架构治理活动的记载；架构能力，定义了支持架构治理的参数、组织结构和工作流程。

总之，智慧校园架构存储库是重要的无形资产，对高校信息化成果的重用性、连续性提供支持，其用来存储由ADM 方法创建的，不同抽象层次、不同种类的架构输出，TOGAF 架构通过应用架构存储库的方式，鼓励信息化架构师在开发特定架构时，去利用所有相关的架构资源，并使之在促进不同层次利益相关者和实践者之间理解和协作方面发挥作用。

五、整合治理的原则

实现学校智慧校园基础设施整合工作预期的基线目标，需要先在学校各有关部门整合期间达成关于整合治理的最大共识，使各部门能够从学校信息化与智慧校园的全局高度，协同推进整合工作开展。因此在整合工作的预备阶段，建立一套整合治理原则是必要的，基本原则可在如下六条原则基础上进一步扩充。

（1）战略目标驱动与最大共识。要在评估学校信息化成熟度状态的基础上，制定学校信息化和智慧校园发展战略，明确定义智慧校园基础设施层面整合的战略目标和每个阶段的工作目标，将解读后的战略目标转化成为可落地的具体项目，然后在学校各个层面，特别是中高级管理者和领导者层面达成最广泛的共识。

（2）与学校信息化及智慧校园战略保持一致。校园信息化基础设施整合，有时是智慧校园建设的一项巨大投资，应对实现学校战略目标和教育信息化业绩做出贡献。一方面，学校的智慧校园战略能够从基础设施的整合工作中得到积极反馈。另一方面，整合工作不允许偏离学校的发展战略。依据学校信息化与智慧校园战略目标而进行的基础设施整合，通常会为学校数字化校园建设提供稳定、持续和有力保障。

（3）助力学校教育事业的进步与变革。基础设施的整合管理与应用，往往意味着要改变原有分散的、多部门建设与管理的权限或工作方式，这对学校原有的信息化组织结构和领导力是一种挑战。一项可达预期目标的基础设施整合工作，需要积极引导相关利益者的参与，因此在解决问题方案、人员变动、整合愿景等方面，需要在整合之前进行沟通与评估，从而获得对变革的授权和多部门、多层面的支持。

（4）建立和沟通一个清晰的愿景。整合工作因愿景的共需而产生，智慧校园基础设施整合工作的领导者必须率先描述未来愿景，其体现在对智慧校园发展的更有利的未来状态中。同样，对实现智慧校园基础设施整合愿景的清晰的、一致的沟通，将会获得相关利益者对未来成果的认可与支持。

（5）关注效益与风险。基础设施整合项目是通过实现最终预期效益使一切工作发展符合信息化与智慧校园的战略目标，因此整合工作不同阶段的划分，均为了实现预期效益而存在，特别是当预期效益如果定位在战略价值方面，则风险管理更为重要。忽略了战略问题和长期问题的解决，可能会为整合工作中实现阶段预期效益带来困难。

（6）具有增加价值的结果。整合之前，原有独立模式下的智慧校园基础设施具有独立的价值评估方式，并能得到有效识别和说明。整合后的基础设施建设使用和管理模式，依赖于其共享复用、降低成本、服务与管理质量提升等，额外的收益和价值应能得到评估、显现和说明。