基于DAR的高等學校數字校園架構設計與應用研究
作者:西安音樂學院計算機教研室 陜西西安 邱 陽
發布時間:2015-03-20 11:40:16
【摘 要】文章首先概述了高校信息化存在的問題,提出了數字校園的建設思路——“統一規劃、分層建設、階段實施”;其次,設計了基于“數據基礎—應用集成—資源共享”(DAR)的數字校園架構,建立了數字校園三層體系;最后,結合某高校的應用實踐,提出了數字校園建設的兩階段實施策略。
【關鍵詞】數字校園 數據基礎 應用集成 資源共享
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A
高等教育步入信息化時代,以計算機網絡為基礎,作為現實校園在數字空間的延伸,數字校園對高校課程設置、教學內容、學習方式、教學手段、評價方式等諸多方面產生了深刻影響[1]。本文從影響高校數字校園建設的主要因素入手,提出了建設思路,架構體系和實施策略。通過陜西省某高校數字校園的建設實踐,驗證了所提架構與方法的可行性與有效性。
高校信息化存在的問題
1.缺乏總體規劃和部署。已有規劃偏重新技術的引進,缺乏對本校信息化現狀、需求,以及學校整體發展規劃的充分了解,導致不斷修改規劃,或是棄之不用。
2.信息化架構缺乏頂層設計。標準不統一,應用缺乏有效集成;運維體系和工作機制尚不健全,信息服務不及時,網絡安全措施不完善。
3.實施過程無序可循,缺乏協同。一些高校采用信息化平臺整合教學資源,囿于數據庫異構、資源系統繁雜等問題,數據整合難以向信息整合、知識整合遞進。
數字校園建設規劃
1.建設思路
針對影響數字校園建設的三個主要因素(建設思路、架構體系和實施策略),必須從數字校園的整體著眼,按照“統一規劃、分層建設、階段實施”的建設思路,將數字校園建設作為一項系統工程,對高校信息資源進行整合和優化,分階段構建數據基礎層、信息化應用層和數字資源共享層。
2.基于DAR的數字校園架構
基于“數據基礎—應用集成—資源共享”(Data foundation—Application integration—Resources sharing,DAR)的數字校園架構如圖1,該架構包括以下三層:
圖1 基于DAR的數字校園架構圖
(1)數據基礎層。該層是數字校園的基礎,確保基礎平臺的可靠性和可用性,構建由各類信息系統、通信網絡和多種技術標準組成的IT基礎。
(2)信息化應用層。該層是數字校園的業務載體,在充分分析高校內外部應用需求的基礎上,實現IT對高校業務流程的支持,以及業務系統之間的信息集成。
(3)數字資源共享層。該層是數字校園的網絡延伸,用于整合校園數據與信息資源,支持校內外教學資源的充分共享。
數字校園建設體系
按照圖1提出的數字校園架構,數字校園的三層體系又包括若干系統和模塊。
1.數據基礎層
(1)用戶管理。包括統一身份認證、用戶注冊、校園一卡通等基本模塊。統一身份認證包括統一用戶管理(LDAP)、單點登錄(SSO)、認證與授權管理、訪問控制、審計與監控等功能,采用統一的用戶管理和身份認證,用戶一次登錄后就可以訪問數字校園的多個應用;用戶注冊保證用戶信息的準確性與一致性;校園一卡通以IC卡作為電子身份的載體,實現圖書館、餐廳、機房、宿舍及辦公室門禁、電子錢包等功能。
(2)數據管理。包括數據存儲、數據備份、數據統計與分析模塊。實施以集中存儲為主的數據存儲策略,各部門、院(系)的數據服務器由學校數據中心統一運維;數據備份是保證數據安全,使數據不因意外災難而損毀的必要手段,在校園中的不同區域實施分布式數據備份,以支撐信息化應用層的可靠運行;數據統計與分析主要包括數據交換配置、數據抽取與訂閱、數據綜合查詢、統計與分析等。
(3)信息管理。包括信息標準體系和數據標準體系的建立。前者是數字校園中不同層次的應用系統能夠互相訪問的基礎,包括軟硬件平臺標準及開發規范、信息集成、交換標準與規范、信息化管理規范等;數據標準體系包括數據編碼原則和數據標準內容。數據編碼依賴數據標準代碼集,數據標準內容的建設從對象(人、財、物)和活動(管理、教學、科研)兩個維度實施。
(4)網絡安全。從安全性角度,防止對數據的非授權訪問;從完整性角度,保證數據在存儲或傳輸過程中不被破壞和非授權的刪改;從可用性角度,按照用戶的需求提供數據服務,支持系統在發生災難時能夠快速完全地恢復數據。
2.信息化應用層
(1)業務系統。業務系統直接管理各部門的信息資源,根據相關的業務邏輯,支持用戶的管理活動,以實現管理的規范化。信息化應用層提供的主要業務系統有教務管理、科研管理、設備資產管理、人力資源管理、財務管理等。
(2)信息服務。包括信息發布、個人空間、決策支持模塊。信息發布的目標是建立一個覆蓋全校、綜合、開放、分布、多媒體的信息服務平臺;個人空間面向教師、學生、行政人員,整合校內各業務應用系統的數據資源和服務,建立滿足用戶個性化需求的信息呈現平臺和統一入口;決策支持是信息服務的高級形式,依據信息系統中積累的大量數據,對給出的決策主題,進行數據挖掘,發現關聯信息,為教學評估、招生評估、學科評估提供參考。
(3)網上辦公。辦公自動化系統(OA)基于工作流的概念,排除了時間和空間對辦公條件的限制,使校園用戶快捷、高效地協同工作,尤其適應多校區遠程辦公、移動辦公的需要。系統主要包括公共通訊平臺建設,以及日常辦公、公文運轉、會議管理等功能。
3.數字資源共享層
(1)網絡教學。網絡教學創造了一個在教師指導下的學生自主學習環境,包括電子講義、視頻、試題庫,支持網上備課、課件制作、素材建設、網絡授課、網上交流、網上自學、網絡考試等教與學的各個環節。
(2)數字圖書館。數字圖書館以統一的標準和規范為基礎,以分布式海量資源庫群為支撐,采用智能檢索技術,建立不受時空限制的超大規模知識中心,它覆蓋了數字信息資源的生產、加工、存儲、檢索等全流程。
(3)虛擬實驗室。基于多媒體技術、計算機與網絡技術、虛擬儀器技術,結合認知模擬理論建立的虛擬實驗室,師生可以通過鼠標的點擊以及拖曳操作,實現虛擬和仿真實驗,不僅提高了網絡教學的效果,而且為實驗類課程的教學改革提供了技術手段。
數字校園實施策略
陜西省某高等院校自2012年開始進行數字校園建設,完成了數字校園規劃,構建了基于DAR的數字校園架構體系,數字校園建設分兩期實施。
1.數據基礎層與基礎應用建設
一期工程主要完成數據基礎層與信息化應用層中基礎應用的建設。在學院統一規劃下,各單位首先完成了基礎數據、基本信息的標準化,實施了統一身份認證和網絡安全部署。完成了校園一卡通、教務管理、財務管理、網上辦公等學校急需的應用系統的建設。在網上教學和數字圖書館等成熟軟件已經部署的基礎上,實現了兩系統與基礎平臺中用戶管理功能的集成。
2.信息化高級應用與資源共享建設
二期工程主要完成信息化應用層中的高級應用、數字資源共享建設。建設信息服務平臺,實現個人空間、決策支持、視頻會議等功能。在業務系統領域,開展了人力資源、設備資產管理、科研管理等高級應用的建設。在資源共享層中,完成虛擬實驗室的建設。
經過一年多的建設,學院已經完成一期工程全部和二期主要項目的實施,全面實現了財務、資產、教務等不同廠商、不同產品、不同運行環境的業務系統的應用集成,為最終實現數字校園打下堅實基礎。
結束語
高校數字校園建設是實現高等教育現代化的必由之路,是信息時代高校發展的必然趨勢。今后,數字校園的相關研究和應用將朝著標準化、集成化、智能化、資源整合的趨勢發展,多系統異構數據庫信息共享、中間件和信息安全等將成為影響數字校園應用的關鍵技術。
參考文獻:
[1]唐盛昌.數字校園引發教學重構[J].中國電化教育,2013,(05):91-98.
