全球数字化革命与智慧校园建设

陕西师范大学副校长 王武海

美国未来学家阿尔文·托夫勒（Alvin Toffler）1980年科学预测：人类社会正在经历着信息文明的第三次浪潮冲击。托夫勒认为：从20世纪50年代后期开始的信息化，推动着第三次浪潮即信息文明社会的到来。 1995年，美国麻省理工学院尼葛洛庞帝（Nicholas Negroponte）教授出版了《数字化生存》一书。 这本书告诉人们，数字化未来就是人类与计算机的和谐相处。事实上，在过去20年甚至更远时间，几乎社会各个领域都在不断涌现全新的基于计算机和网络信息技术的数字化人本化的行业应用模式。举例来说，人们日常生活可见的餐厅用的Pad点菜器、电子网络门锁、电子炒菜机、GPS导航、信用卡购物结账、公路ETC自动付费通道等等，起初这些都只是美国等个别发达国家的独享，不长时间便迅速传播到地球的每一个角落。数字化生产、数字化物流、数字化服务、数字化人际交往和数字方式消费已经遍及人类社会的生产、生活及现代社会的每个肌体细胞。

2013年6月底有一组关于手机网民的统计数字：截至2013年6月底，我国网民总数达到5.91亿，这已经是地球上最大的群体。手机网民规模4.64亿，手机网民占总网民的78.51%， 2013年与2012年相比，一年间新增的网民的70%都是智能手机网民。2013年前半年时间，网络应用的各类业务（即时通讯、搜索引擎、微博、网络文学、网络游戏、网络视频等）中，增长率最高的达到两位数的就是手机网民，而pc机网民的增长率均在7%以下。尽管对智能手机应用存在争议，智能手机已经成为现在及今后的主要信息终端设备。手机信息终端的“方便携带、不受时空所限”构成了智慧地球、智慧城市、智慧校园的主要特征。

在这样一个大背景下谈“全球数字化与智慧校园建设”，具体来说分三个部分：一是人类已置身全球数字化革命时代；二是我国高校信息化历程回顾；三是陕西师范大学智慧校园探索。

人类已置身全球数字化革命时代

1.人类社会正在经历信息社会数字革命的演进

我们已经置身全球化的数字革命时代！互联网、物联网、云计算在迅猛推进人类社会的信息化进程。这些信息技术来自哪里？来自于美国等科技发达国家的高校实验室，来自于高校支撑的科技硅谷。

处在这一时代的高校教学、管理和服务面临思想理念、方法手段正在经历着全面变革。人类已经进入了全球数字化时代，也许我们还保持10年前的思维，延续着10年前的理念。但年轻师生们对于学习、授课、管理和服务的需求、评价都较之过去发生了质的飞跃，已凸现出数字经济时代的特点。许多高校的尝试结果已经证明:数字校园是全面提升学校教学质量、管理水平和服务质量的必由之路。

2.发达国家正在掀起3D打印工业革命的谋变

2012年6月以来，新闻媒体开始大量介绍美国、欧盟等西方发达国家新近动态，在总结国际金融危机的原因和教训基础上提出通过数字革命，重返制造业巅峰。在总结国际金融危机原因和教训的基础上，欧盟提出加快“再工业化”进程；英国提出“英国制造与英国创造同样重要”；美国提出通过信息技术、网络技术、云计算技术等技术创新，提高数字化制造技术，降低产品中的劳动力要素，引导制造业回流美国，重返制造业巅峰。

近期美国学者强调新的工业革命即将到来，其核心技术是制造业数字化。美国依据信息技术方面的巨大优势，大力发展和广泛应用以数字化和智能化为核心的先进制造技术，实现制造业的革命性变化。美国总统奥巴马在近四年中发布了四个战略计划，提出要重新认识先进制造业在国民经济体系中的地位，保持在先进制造业领域的国际领先和主导地位。2012年3月，奥巴马政府宣布推出“大数据的研究和发展计划”，美国国防部每年将投资2.5亿美元支持研究计划，其中6000万美元用于支持新的研究项目，旨在创新使用海量数据的方式，稳固自身的世界数字化霸主地位。德国、英国、日本等国家依靠科技创新，也纷纷抢占国际竞争制高点，提升经济发展核心竞争力，先后推出了一系列重振制造业的重大举措，正在掀起一场被称为“第三次工业革命”的谋变，抢占未来发展的主动权。

所谓第三次工业革命，就是指继18世纪60年代蒸汽机的发明引起的第一次工业革命、19世纪70年代电力的广泛应用的第二次工业革命之后，20世纪四五十年代开始至今逐渐成形的以原子能、电子计算机、信息技术与工业技术高度融合的第三次工业革命 。这种融合出现了一种被称为“3D打印机”的新生产方式，3D打印机已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，它是能够将多层材料制成立体实物的添加制造技术，2010年3月，一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计出了一种神奇的3D打印机，它可以“打印”出一幢完整的建筑。

现在美国每年都会打印出数百万个助听器；2011年，世界上第一辆3D打印的汽车在美国诞生，3D打印成型技术已经应用在工业设计领域，如汽车配件、电子医疗、日化家具等产品早就渗入到人们的生活，只是我们才刚刚知道。

毫无疑义，3D打印加工制造技术将会彻底改变现有的大规模制造生产模式为个性化的制造。那么3D打印与传统加工的区别是什么？传统的加工是切除切削，把没用的削掉，即减法，而3D打印是将材料一层一层摞上去，用叠加、层叠的办法形成产品，也叫加法，可见3D打印的材料利用率将大大提升；同时由于3D打印的人工成本大幅度低于传统的流水线生产成本，例如iPhone目前的生产线需要成千上万的工人排列在生产线上，美国设计的iPhone则依靠像中国这样的发展中国家的廉价劳动力进行生产，中国深圳的富士康就有23万名工人从事着iPhone的装配劳动。3D打印的新高端制造技术使劳动力成本变得微乎其微，给予发达国家的制造工厂回归本国提供了条件和可能。美国学者认为，中国制造业在未来20年中可能出现美国在过去20年所经历的困境，美国把3D打印看成是从中国手中重夺制造业的利器。

3.我国政府战略部署国家信息化教育先行战略

面对如此严峻的国际竞争形势，面对创新型研究人才严重不足的问题，面对未来需要接受过良好教育的人去看管和操作各种数字化设备和复杂软件的社会需求，我国政府对信息化发展已经做出重大部署：一是建立起政府主导的产学研紧密结合的国家创新体系，通过以数字化为核心的信息技术改造提升传统制造业，加快和推进数字化与工业化深度融合；二是大力推进教育信息化，从基础教育开始直到高等教育共同承担培养具有良好数字化素养的创新型人才的历史重任。

我国高校信息化历程回顾

1.有文献记载的三个发展时期

近30年来，大致每10年就会发生一次校园信息化革命。

1990年左右校园网的概念从美国传入，在中国落地生根，《世界研究与开发报道》1989年2期学者李启明《校园联网战略》首位介绍了美国“校园网络”概念，《华东师大学报（自然科学版）》1991年4期在国内首个介绍华东师大校园网建设的构架和功能；此后的10多年全国高校纷纷花费巨资建设校园网，但网络应用很少，数字资源贫乏，仅限于收发电子邮件、少量网络版管理软件，有人质疑资金投入的效益问题，后勤网络售饭较早进入了高校。

2000年左右，数字校园的概念进入我国是《计算机与网络》1999年12期日本庆应大学环境信息学院院长斋藤信南教授《网络时代的大学教学更新》介绍了日本数字校园的概念及内涵。《通信世界》2000年12月介绍清华同方数字校园全国巡展，清华大学从2003年开始实施学生注册后可进入机房、实验室、图书馆，是有记载的大学较早应用的教育信息化实例；复旦大学与企业合作，较早实现迎新系统、校园一卡通、学校统一门户。问题是大量管理信息系统诞生的同时“信息孤岛”问题伴生。

《南京邮电大学学报（自然科学版）》2010年04期 宗平等4人《智慧校园设计方法研究》，首次提出了智慧校园的概念与设计方法。 浙江大学在2010年学校信息化十二五规划中，提出建设“令人激动”的“智慧校园”，描述蓝图：“无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务管理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。”随着云计算技术、物联网技术、大数据技术、WIFI无线通信、3G通信技术、RFID无线射频非接触式识别技术、智能终端的发展，校园WIFI无线网覆盖智能手机普遍使用。泛在学习、教学、研究、管理、服务平台无时不在(anytime)、无处不在(anywhere)、无事不在(anything)、无人不在(anybody)。存在的问题是模块组件共享困难。

2.智慧校园相关情况

智慧校园是构建在现有校园网的基础上，通过应用RFID等传感技术组建校园物联网，应用无线网络技术和智能手机等终端组建校园移动学习网，实现对校园内的人(教师、学生、管理者、家长及其他人员)、财(学校经费、个人消费等)、物(教学大楼、图书馆、教室、实验室和教学设备等)和信息(教学资源、教学管理信息、学校公共管理信息、活动信息等)进行识别、传输、存储、处理和控制，为师生提供智能化的管理和个性 化的信息服务。

建立符合数字化的理念和思维方法、科学制度和先进文化、大型数据和应用组件模块化的共享共用思路的学生学习、教师教学和科研、管理和服务人员的“anytime anywhere anything anybody”“4A”的虚拟泛在服务平台。

“智慧校园”系统平台采用面向服务的多层架构模式 (SOA)，将学校的资源、数据、信息和业务流程，按照基于服务的方式整合起来，使平台具有很强的适应性、扩充性、 维护性和易用性。SOA （service oriented architecture）是面向服务的组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使构建在各种这样系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。

陕西师范大学智慧校园的探索

1.陕西师范大学信息化历程回顾

陕西师范大学在信息化过程中，学校后勤系统走在全校前列，学校信息化从1993年起步，历经4个时期。第一阶段从1993年到1996年，建立后勤局域网络，开发基于DOS版本的后勤应用软件；第二阶段从1996年到2004年，建设校园网，建立校园门户网站、用户身份认证平台，接入国际互联网，开发基于校园网络的学校管理信息系统；第三阶段从2005年到2011年，建设数字化校园阶段，丰富数字化资源，大力研发学校事务的数字化管理软件；第四阶段从2012年至今，建设智慧校园，开发基于移动智能手机终端的学生学习平台、教学与辅导答疑平台、移动服务平台。

陕西师范大学智慧化校园的基本框架是在已有的大量数字化应用软件的基础上，为了发挥智能手机终端的使用，大力推进学校无线宽带网覆盖大力推进一卡通介质的使用范围和智能化水平，把校园的大型仪器设备、房屋资产、智能门锁的人与人，物与物、人与物紧密物联起来，开发智能管理平台，服务于教学、科研、管理和人才培养中来。其中，陕西师范大学数字后勤管理实践中，数字后勤模式采用“1+X”模式。“1”是全校最基础的、最权威的、提供给全校来使用的URP基础数据库。“X”是若干个方面的应用系统。如果把数字后勤比做一棵树，那么这里的“1”就是树干之下树根，“X”就是各个分支和树冠。

2.自主研发的管理系统和信息化平台

学校依靠自身技术力量，研发出30多套管理应用软件平台。大致可以分为三大类：一是学校办学资源的共享公用类别的平台；二是学校运行管理类别的；三是服务监督评价类别的平台。

3.意义及存在的问题

(1)陕西师范大学智慧校园探索的意义

一是释缓师生怨气，优化了后勤服务生态环境；二是彰显快捷服务，展示了高校后勤管理水平；三是降低管理成本，增强了后勤服务竞争能力；四是堵塞经营漏洞，提高了后勤服务收益能力；五是优化管理体系，推进了后勤组织扁平管理；六是固化规则刚性，增强了后勤制度规约力度；七是创新评价体系，确立了师生评价主体地位；八是创新评价体系，确立了师生评价主体地位。

(2)存在的问题及原因

存在的问题有：全校信息化建设缺乏整体的规划、设计和标准。信息化项目建设缺乏统一管理，重复建设、信息孤岛现象普遍存在。具我所知，我校现有网络视频会议系统3套(校办、网络学院、网络信息中心)，媒体资源管理系统2套(新闻中心、网络信息中心)；存储系统就更多了，可能还有我不知道的重复建设的系统。跨部门的协同工作无法有效实施，各类查询、数据统计、分析能力太弱。用户对现有应用系统的设计不满，认为使用不便，不能满足实际工作需要，问题处理不及时。

造成以上问题的主要原因是：

①原先的系统设计已经不能满足现在的业务需要。

2005年前后，国内教育信息化工作刚刚起步，许多工作尚处在探索阶段，没有多少好的原型可供参考，当时的系统设计主要关注数据层面的集成，很少从业务的角度考虑流程的交互与协同，因此，当时的系统只在形式上实现了数据的集中和简单的数据共享，且每个业务系统自成体系，业务与业务之间实际上形成的仍是信息孤岛。

②需求分析不细致，软件实现缺乏人性化设计。

以前的许多项目均由网络信息中心发起，具体使用单位积极性不高，在前期的需求调研阶段业务人员对自己的本职工作如何信息化缺乏感性的认识，不能较好地描述具体需求，因此，软件实现时凭经验揣测的成份较大，实现技术也不够灵活，后期修改的副作用很大。

③公司开发的模式局限大。

前面提到的三大平台和四大管理系统，均由软件开发商独立完成，大部分是他们在已有的系统下进行部分的修改完善，一旦涉及结构的调整，开发难度较大，周期较长。另外，开发商对使用过程中的问题处理不及时，用户意见较大。

今后网络信息中心的核心工作将是信息服务，其中，最重要的就是尽快开展URP（即大学资源计划）项目建设，将学校的人、财、物等数据统一到一个平台上进行管理，并最终实现云服务。

目前，我们的许多业务系统（如人事、科研、教务等）在设计之初，往往是从业务管理者的视角出发，考虑的大多是内部事务，很少从服务对象的角度去考虑。这些系统似乎与学校的主体人员（师生）无关，是为机关的管理者提供的专用系统。但其中却有大量的师生基本信息需要维护，信息的维护者与信息的真正拥有者脱节，因此造成了信息的维护不及时、各个系统的数据不统一、具体维护人员的工作量大等问题。其实，广大师生才是这些信息的拥有者，他们是最关注这些信息变动的人。所以，我们必须理顺信息维护和发布渠道，为师生提供一个信息录入、更新、展示的平台。同时，将这些数据自动同步到各个业务系统，各系统的管理人员只需进行相应的审核即可，从而真正减轻他们的工作量。

另外，以部门业务为着眼点的系统设计是造成跨部门协同业务无法开展的最根本原因。大家可能已经注意到，我们每年进行职称评审时，教师要分别进入人事、科研、社科、教务等多个系统填报数据，十分不便。如果教师能够通过一个统一的入口，一次性地完成所有填报任务，无疑将极大地提高用户的系统使用感受。因此，我们将重构现有的业务流程，提高各业务数据的共享程度，改造门户系统架构，提供按需配置、主动推送、灵活协同、安全可靠的云服务平台。

同时无线网络信号弱、运行不稳定，校园网出口带宽不足、高峰期网速太慢也是目前硬件环境上存在的主要问题。