高校智慧校园建设的顶层设计及实践应用——以“智慧北航”为例

徐青山张建华杨立华

（1．北京航空航天大学公共管理学院，北京100191；2．北京航空航天大学网络信息中心，北京100191；3．甘肃办公自动化技术服务中心，甘肃兰州730000）

高校智慧校园建设的顶层设计及实践应用
——以“智慧北航”为例

徐青山1,3张建华2杨立华1

（1．北京航空航天大学公共管理学院，北京100191；2．北京航空航天大学网络信息中心，北京100191；3．甘肃办公自动化技术服务中心，甘肃兰州730000）

智慧教育是教育信息化的发展方向，智慧校园是教育信息化发展的高级阶段。智慧校园建设作为一个复杂的系统工程，既要从宏观层面出发加强顶层设计，又要从微观层面考虑具体的操作实施。文章在阐述智慧校园发展背景和内涵的基础上，对智慧校园的顶层设计进行了分析，同时结合“智慧北航”校园建设的实践应用，为高校智慧校园的顶层设计和建设实施提供了一个参考案例。

智慧校园；教育；信息化；顶层设计

随着信息技术的不断发展和教育改革的不断深入，我国教育信息化经历了从传统校园到电子校园、数字校园的发展阶段，进而迈向智慧校园建设的新阶段。教育信息化逐渐呈现出数字化、网络化、平台化、智能化、开放化和社交化等特点，智慧校园已经成为当前教育信息化发展的主题与潮流。如何提升教育领域的信息化和智慧化水平，特别是做好高校智慧校园的顶层设计和实践应用，与智慧医疗、智慧交通、智慧社区、智慧城市等并驱发展，是智慧教育发展面临的现实问题，也是高校智慧校园建设面临的重大挑战。

一智慧校园的发展背景

20世纪70年代，美国麻省理工学院最早提出“电子化校园”计划。1990年，美国克莱蒙特大学教授Kenneth首次提出“数字校园”概念，并主持开展了“数字校园计划”（Campus Computing Project，CCP）科研项目，在开启世界高校信息化建设步伐的同时还提供了许多可借鉴经验[1]。自CCP计划实施以来，美国政府相继于1996年、2000年、2005年、2010年颁布并实施了四个国家“教育技术计划”，实现从小学到大学的“人、机、路、网”成片联结，彻底改变了美国高等教育教与学的方式、手段和过程，使美国教育信息化始终处在国际领先地位。美国始终遵循“信息技术促进教育改革和发展”的战略方针，经历了一个从重视“基础设施建设→系统应用→运行效果→结构调整”的变革过程，逐步由电子校园向数字校园再到智慧校园转变的过程。英国、澳大利亚、新西兰、日本等国也分别制定并实施了一系列的教育信息化推进计划，如英国相继出台了“教育高速公路：前进计划”、“2010-2012教育发展战略”，澳大利亚推出了“数字教育革命实施路线图”，新西兰制定了“学校数字化学习行动计划”，日本实施了“学校联网计划”等[2]。这些行动计划和战略为其他国家实施从数字校园向智慧校园的转型提供了典型案例和经验。

受国外影响，我国高校教育信息化也经历了从电子校园向数字校园、智慧校园的发展过程。1995年正式开通的中国教育与科研互联网（CERNET），实现了校园网的省级互联，为电子校园建设奠定了基础。2004年初步建成的基于IPv6的全国高速主干网（CERNET2），实现了高校之间的高速互联。同年3月，国家还启动了《2003-2007教育振兴行动计划》。2006年，教育部成立了“教育信息化工作办公室”，专门负责统筹各级各类教育信息化建设的顶层规划和统一管理。2010年，国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略部署，提出要加强教育信息网络和基础设施建设，通过加快建设数字化校园和健全完善教育信息化体系来促进教育内容、手段和方法的现代化。浙江大学最先在信息化“十二五”规划中提出建设“智慧型校园”，南京邮电大学、同济大学、清华大学、北京大学、北京航空航天大学等高校也相继开始统筹谋划和建设实施智慧校园。

二智慧校园的内涵

“智慧校园”目前尚无一个准确科学的定义，不同领域的专家学者对其的理解有所不同。从教育视角看，智慧校园是以面向师生个性化服务为理念，能全面感知物理环境，识别学习者个体特征和学习情景，利用信息化手段提供开放的教学环境、舒适的生活环境和丰富的校园文化[3]，是发展学习者智慧的智慧环境、智慧教学和智慧学习的出发点和归宿[4]。从信息技术视角看，智慧校园是在新型技术的推动下，运用互联网、云计算、物联网等技术构建一个开放、互动、协作的信息化和智能化综合服务平台，提供电子化、网络化、数字化和智能化的校园服务，使广大师生全面地感知教学信息，有效共享各类数据资源，方便教学和生活的智慧型校园[5]。

综上所述，智慧校园是一个广义的概念，是“技术+教育+管理+服务+理念”等的总体描述。本研究认为，智慧校园就是以教育信息化基础设施为基础，运用云计算、物联网、大数据、虚拟技术、传感技术、移动通信技术等新一代信息技术，全面感知和整合共享各类教育信息资源；以教、学、研、用、管等业务需求为向导，构建个性化、数字化、网络化、集成化、融合化、协同化、一体化、智能化的综合信息资源平台；以多元化主体的智慧化服务为核心，面向学生、教师、校务行政人员、校友、家长和社会公众等多元化主体提供智慧化服务；以创新、协调、绿色、开放、共享为理念，深度融合技术、教育、管理、机制和文化等，形成智慧学习、智慧教学、智慧科研、智慧应用、智慧社交、智慧管理、智慧决策、智慧服务和智慧生活等为“共同体”的一体化教育新模式，以创建一个便于学习、教学、工作和生活的信息化、智慧化新环境新空间。

三智慧校园的顶层设计

智慧校园的建设不是一个简单的信息化工程，而是新一代信息技术与教育管理相融合的复杂系统工程。汪玉凯[6]认为顶层设计是一种整体性、全局性的谋划，是战略规划的具体实施路径。智慧校园顶层设计就是要统筹考虑技术、业务、管理、服务、机制和文化等各方面环境要素，进行整体、全面、系统的规划设计，且各环境要素之间相互协调、匹配、支撑和融合，以“统一谋划、集约建设，统一部署、资源共享，统一推进、多方协同，统一实施、注重成效”为原则，是“自上而下”的设计方法和“自下而上”的可操作实施相结合的设计过程，具有顶层决策性、具体可操作实施性、标准规范统一性、整体推进协同性等特征。具体而言，智慧校园顶层设计的总体架构主要包括组织结构、业务流程、制度标准、校园文化、平台建设、公共服务、运维保障、信息安全、监督评估等九大体系，如图1所示。

图1 智慧校园的顶层设计总体架构图

1组织结构体系是关键

组织结构体系是推进智慧校园建设的组织结构、职能职责和协调机制，主要包括领导决策体系、实施执行体系和专家咨询体系——领导决策体系是领导层和决策层，负责重大事项的领导决策和协调管理；实施执行体系是执行层，负责智慧校园建设的具体建设和实施推进工作；专家咨询体系是辅助决策层，负责为智慧校园建设提供辅助决策和专业支撑。智慧北航的信息化组织结构体系由信息化工作管理委员会、执行小组和专家咨询委员会组成，形成了两级信息化工作管理机制。信息化工作管理委员会由校领导和各部门领导组成，下设信息化工作管理办公室（常设在网络信息中心）；信息化工作执行小组由网络信息中心和各部门主要负责人组成，而信息化建设专家咨询委员会由教授、高级工程师和外聘专家等组成。

2业务流程体系是主线

流程是跨部门、跨业务之间工作协同配合和承接流转的过程。业务流程体系是围绕每一个部门、岗位和角色的业务实际需求，把业务流程进行精简、细化、优化、再精简、再细化、再优化的过程，通过构建一个满足需求和切合实际的统一、科学、标准、规范的智慧化业务运行系统，最终实现业务流程再造和信息资源再利用。智慧北航业务流程体系建设从学校基本业务需求出发，借鉴企业资源规划（ERP）中业务流程管理（BMP）生命周期管理方法，对各类业务进行定义、建模、模拟、启动、执行、监控、分析、优化等，基于BPMN 2.0标准进行业务建模，使每一个业务单元和事务活动定量化、指标化、规范化，从而实现业务流程的全局优化。

3制度标准体系是重点

制度标准体系包括技术、管理、服务等方面的标准、规范、制度、机制等。从技术层面来说，需要确定信息采集、数据处理、数据交换和数据分析的标准和规范，以确保数据结构和数据接口的一致性，满足数据交换的需要，为数据整合和资源共享奠定基础；从管理层面来说，需要建立一系列项目规划设计、工程实施管理、信息资源管理、系统运行管理、信息安全管理、绩效考核管理等规范和制度，以提高智慧化管理水平；从服务层面来说，应根据教、学、研、用、管的实际业务需求，建立以人为本的智慧服务理念，以提升智慧化服务水平。智慧北航在制度标准方面制定了信息化项目管理办法、运维管理办法、网络与信息安全管理办法等，确定了数据架构、业务架构、技术架构、应用架构等相关技术标准，编制了各类系统维护的技术手册和操作指南，以及首席信息官制度、人员培训制度、绩效考核制度等。

4校园文化体系是精华

智慧文化是在信息化背景下人与智慧环境进行互动的过程中，在继承传统校园文化精神基础上形成的具有网络文化特征、体现先进校园精神和凝聚时代“正能量”的创新意识文化。校园文化体系主要包括物质文化、制度文化、行为文化和精神文化等四个层面。智慧北航校园建设形成了独具特色的智慧文化，如小“i”文化、网站文化、新媒体文化等。

5平台建设体系是核心

平台建设体系包括：①感知层，指利用传感器、RFID（射频标签）、二维码、3D打印、摄像头等，用于实现“人—机—物”之间的全面感知；②基础设施层，包括服务器存储设备、网络安全设备、终端设备、云平台设备、机房和教学办公场所等；③网络层，是由校园有线网、无线网、移动网络等构成的私有云、公有云、混合云、智慧云；④数据层，包括各类业务数据库、数据仓库、资源库、信息资源目录以及数据备份和异地存储等；⑤支撑层，包括基础支撑构件、业务支撑构件、公共支撑构件和统一支撑平台；⑥应用层，是教学、科研、管理、服务和生活的各类业务应用软件系统；⑦表示层，是通过门户网站、学生或教师主页、移动微门户、微信、微博等，面向师生和社会公众提供个性化信息服务。智慧北航基于云平台围绕教、学、研、用、管等各类业务需求建成了相应的软件系统平台，如教学、科研、财务、人事、资产、后勤、办公、学籍、招生、就业等系统和“ihome”综合应用平台。

6公共服务体系是目标

公共服务是提高高校整体教学、科研、管理和服务水平的重要举措，也是提升高校办学综合实力和核心竞争力的重要途径[7]。校园公共服务体系包括图书档案、网络教育、科研设备、基础设施、大学生服务、体育、人才、文化和信息安全等各类教育资源服务。构建智慧校园公共服务体系，可以有效促进教育改革、转变高校管理服务模式，具体来讲，就是从窗口服务向在线服务转变、从单一服务向多样化服务转变、从被动服务向主动服务转变、从校内服务向校外服务转变、从服务学校向服务社会转变。智慧北航公共服务体系探索采用“1+1”模式和“一带一路”模式联合相关高校，利用智慧校园平台向校内外和社会提供图书、科研、网络教育、基础设施、信息化、人才、文化等方面的公共服务。

7运维保障体系是支撑

运维保障体系包括组织、人员、流程、制度、支撑平台和管理对象等——运行维护的组织结构和人员是指要有专门的运维机构和专业化的运维队伍，按照运维对象的不同配备不同专业、不同层次的保障人员；运维流程是指要制定规范化、标准化的工作流程，确保运维工作有序开展和运行问题得以及时解决；运维制度是指制定一系列的管理制度，确保运维工作协同高效进行；运维支撑平台是指运维工作依赖的各类软件平台系统；运维管理对象是指各类基础设施、业务应用系统、数据库、信息资源等。智慧北航建立了对运维人员、运维技术、运维资源、运维流程和运维制度等方面的统一管理体系，采用集中监控、协同联动、分级负责和规范服务的方式，提供7天×24小时全天候运维保障服务，为智慧校园的规划、建设、实施和管理提供了安全可靠的运行环境。

8信息安全体系是基础

信息安全体系由物理安全、网络安全、数据安全、应用安全、内容安全、用户安全和安全管理等方面组成——物理安全包括设备安全、介质安全、容灾备份、强弱电安全等；网络安全包括安全接入、风险评估、防入侵检测、防病毒攻击、安全等级保护等；数据安全包括数据库安全、数据加密、数字认证、数字签名、数据审计等；应用安全包括安全监控预警、应急响应处置和安全策略定制等；内容安全包括信息过滤、隐私保护、涉密信息管理等；用户安全包括用户身份认证、访问权限控制等；安全管理包括安全管理制度、安全组织机构和职责、安全应急措施等。智慧北航从技术、管理、制度和应用等多个层面来加强信息安全体系建设，采用防火墙、防病毒、入侵检测、统一认证、网络审计、数据加密、访问控制、虚拟专用网（VPN）等技术来保障信息安全。

9监督评估体系是保障

监督评估体系包括发展战略地位、组织管理与保障、基础设施建设、信息化人才建设、信息资源建设、信息技术应用、信息安全保障等方面。智慧北航立足实际结合学校特色，从顶层设计、组织管理、基础设施、信息资源、数据中心、网络应用、系统应用、信息安全、信息管理、流程管理、人才建设和制度建设等多方面制定详细的评估指标，充分利用信息化手段进行信息公开、在线互动、网上评价、网络监督，实现智慧校园的智慧监督和智慧评价。

四智慧校园的实践应用

1一卡通服务

一卡通服务是智慧北航建设中最为重要的应用之一，是集成化、网络化、融合化、智能化的集中应用体现。智慧北航一卡通的后台由硬件、软件系统、数据库、数据交换平台、终端机等软硬件组成，主要集成各类卡、证、表、单、票等于一体（如学生证、借书证、就餐卡、洗澡卡、电卡、水卡、门禁卡、考勤卡、通勤卡、医疗卡、缴费卡、消费卡等），实现认证、管理、服务、消费、金融等一卡多用功能，做到了“一卡在手，校园无忧”。一卡通的应用贯穿师生从入校到离校所需提供服务的整个生命周期和每一个环节，通过集中共享各类数据解决了“信息孤岛”，重复利用各类资源避免了重复建设、整合融合各类业务诉求提高了教学质量和效率、规范优化各类流程标准提升了管理和服务水平，为广大师生的学习、工作和生活提供了便捷、高效、满意的个性化服务。

2一体化服务

一体化服务是智慧北航建设最具特色的服务之一，采用虚拟网上办事大厅与实体服务大厅相结合的服务形式，有效解决了师生在学习、工作、生活中“折返跑”与“转圈跑”的问题，切实提升了学校综合管理和公共服务的品质。智慧北航建立了实体师生综合服务大厅、后勤服务大厅和财务结算中心，委派各职能部门集中进驻服务大厅，提供学校印信、学籍、毕业、出国、就业、户籍、科研、人事、住宿、后勤、学费、财务等服务，结合在线网上办事大厅提供的统一网上综合服务平台实现线上线下服务的无缝衔接，是智慧北航一体化服务的集中体现。

3一站式服务

门户网站是高校信息发布、形象宣传、品牌展示和提供服务的重要平台，是一所大学的“门脸”。智慧北航采用先进的设计理念、成熟的网站技术和完备的管理机制，构建了基于云平台的一站式服务网站群管理系统。智慧北航网站群管理系统以Web 2.0方式聚合各类资源，支持网站群数据服务总线和分布式部署，后台管理主要采用内容管理系统，实现了各院系和各职能部门网站统一标准、统一规划、统一框架、统一发布、统一管理、统一维护的集约化建设，解决了门户网站资金、人员、管理、维护和安全等统筹问题，实现了网站群的一网式、一站式管理和服务模式。

4无线网

智慧北航无线网建设主要采用Wifi和移动互联技术，结合有线网实现了对两个校区教学楼、办公楼、实验楼、宿舍楼、图书馆、餐厅等场所的全面覆盖——从规模上实现了无线网络环境覆盖到校园每一个场所角落，从速度上实现了无线网络高速度和高质量传输，从整合上实现了无线网络与有线网络认证的互联互通、互用共享，从应用上实现了无线网络可以承载各类业务应用系统，从使用上实现了无线网络可以支撑移动PDA、平板电脑、智能手机等各类移动终端设备。智慧北航无线网突破了空间界限，为广大师生提供了便捷、简易、个性、安全、可靠、稳定、高效和轻量级的移动智慧化服务。

5统一身份认证

智慧北航统一身份认证是在统一编码规则、统一技术标准和统一流程规范的基础上形成的，主要采用单点登录方式和轻量目录访问协议（Lightweight Directory Access Protocol，LDAP），认证接口支持JAVA、C、C#和PHP等多种语言，利用唯一用户名和口令登录不同业务应用系统，从接口层、数据层和应用层等不同层面提供了用户的唯一电子身份认证，实现了基于身份认证、身份管理、授权管理和安全审计等4A认证管理。智慧北航的统一身份认证平台与统一门户网站、统一公共数据交换平台共同实现了单点登录与数据同步，做到了真正意义的统一身份认证。

6数据中心

数据中心是智慧北航建设的重中之重，也是北航“十三五”信息化规划的重要内容之一。智慧北航运用云计算与虚拟化技术搭建了一套虚拟化数据中心架构，对基础硬件资源、网络资源、数据存储资源进行了全面整合，实现了对计算池、存储池、网络池、安全池、应用池等资源池的全面优化，进而实现了数据中心的全面虚拟化、实现了对各类资源的高度整合和优化共享。智慧北航数据中心由存储基础设施、数据采集系统、数据交换平台、智能分析系统和智能决策系统等组成，将教学、科研、实验、档案、图书、管理、服务、人才、国际合作等多源数据进行深度的加工、处理、分析和挖掘，最终实现用数据说话、用数据决策、用数据管理和用数据创新，把数据作为一种战略资源为智慧北航的校园建设提供安全可靠的支撑保障。

7 ihome综合应用平台

智慧北航基于“互联网+”思想，构建了ihome综合应用平台。“ihome+教学”集成了在线课程中心、课程录播系统、云视频中心、学生教务系统、教学评价系统等，融合了各类教学业务，实现了在线教育功能；“ihome+管理”集成了学生管理系统、人事管理系统、财务管理系统、资产管理系统、网上办公系统等，统筹安排人、财、物、事等实现了协同管理功能；“ihome+服务”集成了招生就业系统、户籍安保系统、医疗就诊系统、网上缴费系统、后勤服务系统、科研申报系统等，实现网上在线办事服务功能；“ihome+社区空间”集成了师生个人主页、交流空间、BBS、学术论坛、社团活动等系统，实现网上社区和在线交流功能。智慧北航ihome综合应用平台体现了“互联网+教育”的个性化特色，是智慧校园集成化、融合化、协同化、个性化、一体化和智能化等特征的重要体现。

五结束语

基于云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术，充分借鉴国内外数字及智慧校园建设的经验和成果，从技术、业务、管理、服务、制度和安全等多个层面加强智慧校园顶层设计，不断创新应用构建一个个性化、数字化、网络化、集成化、融合化、协同化、一体化、智能化的高校智慧校园平台，实现智慧学习、智慧教学、智慧科研、智慧应用、智慧管理、智慧决策、智慧服务等，是高校智慧校园建设的最终目标和教育信息化发展的必然趋势。

[1]蒋艳红,陈琳.中美高校教育信息化发展与现状研究比较及启示[J].电化教育研究,2012,(10):115-120.

[2]刘邦奇,孙曙辉.数字化校园理念、设计与实现[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2014:2-6.

[3]黄荣怀,张进宝,胡永斌,等.智慧校园:数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究,2012,(8):12-17.

[4]祝智庭,贺斌.智慧教育:教育信息化的新境界[J].电化教育研究,2012,(12):5-13.

[5]严大虎,陈明选.物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术,2011,(6):123-125.

[6]汪玉凯.准确理解改革的顶层设计[J].领导科学,2012,(4):20.

[7]孙裕金.高校校园公共服务研究综述[J].渭南师范学院学报,2015,(8):31-34.

编辑：小西

The Top-level Design of College Wisdom Campus and Its Application——Taking the Smart Beihang University for Example

XU Qing-shan1,3ZHANG Jian-hua2YANG Li-hua1
(1.School of Public Administration,Beihang University,Beijing,China100191; 2.Network Information Center,Beihang University,Beijing,China100191; 3.Office Automation Technology Service Center of Gansu,Lanzhou,Gansu,China 730000)

Wisdom educationis the development direction of educational informationization,and wisdom campus is the high step of educational informationization.As being a complicated system engineering,the construction of wisdom campus should enhance the multi-functional top-level design and consider the micro-level implementation.This paper expounded the development background and definition of wisdom campus,and analyzed the top-level design of wisdom campus.Moreover,this paper provided a reference case for the top-level design and construction implement of college wisdom campus based on the actual case of“Smart Beihang University”.

wisdom campus;education;informationization;top-level design

G 40-057

A【论文编号】1009—8097（2016）12—0112—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.12.017

徐青山，高级工程师，在读博士，研究方向为信息化、公共管理，邮箱为xuqs@buaa.edu.cn。

2016年4月21日