多维结构，智慧校园的模型化思考
本文从智慧校园的内涵切入，围绕“智慧校园”的建设展开讨论。具体论述内涵模型、需求模型和工程模型。
到底什么是智慧校园？其内涵和本质到底如何理解？是否存在变与不变的规律？在本系列的第三篇文章《路在何方，教育与信息化融合思考》中，我们从社会需求的角度分析了生产关系的变革驱动了“教育智慧化”的需求。智慧校园需要利用信息科技优化师生之间的互动方式，探索更有效的知识传输方式，启迪师生的智慧，实现人的发展。
本文将从教育与学习本身来继续深入讨论“智慧校园”的内涵。校园的核心使命是实现知识的融合传播与创新应用。学习是两个过程：（1）学是通过感知获取外在的数据，然后通过思考加工内化成知识体系；（2）习是将知识外化，应用于实践。所以感知是学习的第一步，也是源头。同样的知识可以通过不同的感知手段来获取，以人体结构知识为例，简要说明：
不难发现，对于不同年龄段的学生，不同的个体而言，不同的感知方式对知识的“传输”效果差异很大。如果一个人的某一方面感知出现问题或障碍，例如视觉、嗅觉、听觉等，那么相对应的知识传输方式一定要重新设计以适应个体的实际情况。反之如果人的某一方面感知甚至多方面的感知能力得到加强和拓展，例如视觉、听觉，那么相对应的知识传输方式也应该重新设计。
实际上，随着科技的发展，我们的感知范围已经远远超出了以往的任何时代。
在空间维度上，通过天文望远镜可以感知行星、恒星、星系乃至更大尺度的宇宙；通过电子显微镜可以感知细胞、分子、原子乃至更小尺度的微观世界。
在时间维度上，通过影音影像感知过去的状态，通过预测分析系统，感知未来。
从实物维度上，有生命的有机物能够进行对外感知，随着技术的发展，传感器技术得以快速运用，未来万物都可互联，都可相互感知。
在虚拟空间中，我们能够超越人类的肉体和思维极限进行感知，可以是真实世界的映像也可以是虚幻世界的构建。
感知能力的增强，对教育的发展观、教育的目的论、教育的内容设定、教育的途径、教育的方法以及教育的实践都带来了全新的机遇和挑战。一个基于中国传统教育文化和当代社会发展需要的、融合信息化特征的、全新的智慧教育体系，正待孕育而生。这个即将新生的教育体系，是对中国传统教育优秀文化的继承，是对社会主义教育方针和教育目标的体现，是对社会发展对人的素质和能力需求的落实，是对每个个体的尊重及自我发展和价值实现的促进，是将教育的内在规律与信息化的内涵充分融合，是对学习规律教学规律和认知理论在信息化时代的新突破，是教育信息化和信息化教育的新发展。而这个新的智慧教育体系必将促进新的学校观、教师观、学生观的建立与形成。
实际上，随着人工智能技术的发展，人的感知方式还将进一步得到增强，例如穿戴式的人工智能设备，让我们的眼睛感知更大范围的光谱，让我们的耳朵辨识更大范围的声音频率，甚至我们的大脑能够与外置的设备进行直接互动。
智慧校园的内涵在于促进人的发展，尤其是知识传输和智慧启迪。而智慧校园的建设必将随着科技的进步而变化，但不变的是“智慧”----启迪人的智慧。
智慧校园的建设一定是从需求开始，需要充分考虑校园内各类用户，尤其是师生在时、空两个维度下的各类需求。为此，知道团队提出了“场景化的需求分析模型”。
场景是以事件为核心的，将环境、时间、角色通过信息化事件进行连接和融合。其中事件是核心，事件可以是人主动触发的，相当于传统信息系统的交互；也可以是系统自动触发的，相当于系统的智能服务。环境是指物理环境和虚拟环境，一般来说都要有信息设备的支撑。所以，场景要牢牢抓住事件的钥匙，角色的关键，在信息化的时空下研究人与系统之间的交互问题和智慧问题。
基于场景化的思维，可以将学校的空间与学校的主体功能交叉、以表格的形式呈现出来，然后加入时间要素勾画出学校的完整场景，然后围绕每一个场景进行具体分析，让各类用户针对特定的场景提出需求和服务。场景化的需求分析需要把握以下原则：
这里的服务提出，不再局限于某一设计公司的冥思苦想，也不是产品开发商的技术功能的包装，更不是某位权威专家的独家思想，而是真正来源于用户。学生可能会提出：在宿舍学习、在校园唱歌、在食堂讨论问题、每天早上都收到日程提醒；在微波荡漾的池塘边上音乐课，让美妙的旋律和自然的我相融合；在绿茵如梦的草坪上美术课，放飞灵感；在婆娑的树影下讨论诗词；在花园式的环境下讨论管理问题，演绎科学猜想；在学校的开放空间展示实践科研成果等等。这些需求实际上已经与环境进行了完美的融合，构建了各类应用场景，这些场景需要信息技术的支撑。基于不同用户的不同场景需求，经过讨论、遴选、整合形成一个完整的智慧校园场景体系，最终形成智慧校园环境建设，软硬件体系支撑需求。
场景化的需求分析模型是一种理念，一种思维模式，一种设计方法，一种调研工具，在信息化需求分析方面具有明显的优势。
首先，用户能直接参与智慧校园设计。每一个用户都能从空间的整体视角出发，在校园的每一个角落发掘出需求，直接参与智慧校园设计。需求即设计，需求即实现。场景化将人与环境进行紧密的连接，在环境中感受、传播、沉淀知识与情感，实现从实体的物理校园到智慧的服务校园再到情感的心灵家园的逐步进化。
其次，学校将实现空间的优化利用。将全校的所有空间（室内、室外、网络）一体化通盘考虑，将师生的真实需求最大程度地与时空融合，让学校的领导和管理人员从全新的视角来看待学校的空间，整体发掘利用空间的潜在价值，通过空间的复用解决空间不足等问题。
再次，需求更容易落地和推广。传统信息化建设过程中，技术和业务之间的矛盾，“两张皮问题”一直是建设的痛点。技术部门直接拿出技术方案，业务部门，领导不能完全理解甚至听不懂，也没有办法提意见。场景化设计能够让学校不同的用户坐在一起，真正参与信息化，理解信息化，尽可能消除需求和技术的障碍。在场景化需求分析中用户已经对智慧校园的最后应用有了认知，所以，在推广过程中也更容易接受，更充满期待。
最后，学校之间的需求更容易趋同。场景化设计能够从学校的根本职能入手，各类用户更容易参与，甚至全员参与。更重要的是在这个过程中，校领导、业务人员、技术人员、师生、厂商等都在基于场景谈需求，消除了领导语言，技术语言，管理语言，需求语言等不同语言之间的障碍。需求分析的结果与学校的核心功能更匹配，能够在一定程度上解决信息化需求不聚焦，不同学校差异过大的问题，凝练更有共识的产品，促进教育信息化生态发展。
智慧校园建设任务的完成，依赖于一系列建设工程的组织实施。智慧校园项目的落地可以分解为若干个建设任务，而每一个建设任务又可分解为若干个建设工程。任务关注谁来负责建设，工程关注招投标实现。比如教学系统建设任务，就可以分解为资源建设工程、网络教学系统建设工程、实验实训教学系统建设工程等。
信息化之经纬
在实际工作中，由于智慧校园建设任务复杂，工程众多，容易出现责任体系不清，任务分配不当，建设次序混乱，甚至工程缺失等问题。为此，我们团队采用系统化的思维，设计了十大工程，简称“信息化经纬模型”（本模型的提出借鉴了百度智能云主任架构师刘俊先生2019年关于数字化转型的一篇演讲，在此感谢并向刘先生表示敬意）。五横是：智能物联层、云化资源层、数据共享层、应用系统层、用户服务层。五纵是：组织实施体系、信息安全体系、运维保障体系、生态发展体系、持续运营体系。这个模型是一个信息系统建设的通用标准模型。可以作为智慧校园，智慧城市，智慧园区等大型的信息系统建设的参考模型。
智能物联层，包括有线网络，无线网络、物联网络、运营商的网络以及专有的网络。这一层是整个信息系统最基础，最基本的部分，解决系统与系统、数据与数据、物与物、人与人以及人与物之间的连接的问题，其核心内涵是联接服务。
云化资源层，包括机房、服务器、存储等软硬件资源作为一个整体来考虑，基于底层的联接，通过云计算为顶层的信息应用提供统一的标准的服务。解决的是计算能力标准化和服务问题，其核心内涵是计算服务。
数据共享层，包含数据库、中间件、统一的数据标准、统一的数据集成规范、统一的数据共享机制、统一的身份认证、统一的流程平台、统一的消息中心、统一的集成规范等一系列与数据共享以及业务系统集成有关的支撑平台。这一层既包含系统平台，又包含一系列的规范，解决的是大信息系统中多个子系统之间的数据共享，数据集成的问题，其核心内涵是数据服务。
应用系统层，按照业务的实际管理范畴构建各类业务系统。正因为有了数据共享层的一系列建设规范，所以才能保证系统之间的数据共享和集成，其核心内涵是应用。这里需要注意一点，不同学校之间的业务管理范围可能不同，而同一个学校的业务管理范畴也会发生改变，所以在构建应用系统的时候，可以将管理和服务分开考虑，尽量采用灵活的系统架构，尽可能做到系统可拆分复用。
用户服务层，将各应用系统提供的服务整合，以便捷的方式展示给最终用户，一般包含统一的门户、统一的消息提醒、统一的服务大厅等。本层要考虑各类终端支持、浏览器兼容、多语言适应等问题。这一层主要解决的是在不同的场景下，用户利用不同的终端，使用各类服务的问题，其核心内涵是服务。
我们已经论述了这五个层次的基本内涵以及它们之间的联系。其中第三层相当于各大厂商提出的中台概念，重点解决一个大的信息系统中既要求各子系统尽量独立解耦，不受其他系统干扰，又要保证各子系统之间有序连接形成统一完整的大系统。
我们将信息系统划分成五个层次的另一个目的是用于界定不同职能部门和人员在信息化建设中的职能分工。第一层和第二层，基本属于技术问题。在建设过程中，其设计、建设、管理、运营、维护可以由技术部门全面负责。第三层，既有技术问题，也有管理问题。像数据库和中间件的选择，标准技术架构的确定，统一的门户认证，统一的集成规范，统一的流程平台，统一的消息中心等“统字头”的都可以由技术部门负责，业务部门参与了解即可。涉及到数据标准的确定，哪些数据需要共享，数据的权限如何分配等与数据相关的问题需要技术部门与业务部门共同协调完成。一般来说，技术部门负责技术平台建设，业务部门负责数据的产生、采集、授权、共享、应用等方面的管理。
第四层的问题比较复杂。各高校中信息化建设中长期存的两张皮问题，就是在这一层产生的，根本原因在于权责划分不清晰。由于一些人的错误认知，将信息化归结为简单的技术问题。有些学校就把业务部门应该承担的信息化职责划分给了技术部门，业务部门只提需求，由技术部门直接开发实现或者充当翻译官翻译给第三方承建公司。由于负责业务的领导和业务人员都认为信息化不是自己的本职工作，因此不重视，不认真，提出的需求不到位，就会出现需求反复变化，实施方案难以落地，开发周期延长，开发成果无法应用等问题。针对这一普遍问题，有些学校采用CIO制度，由副校级领导全面推动信息化建设。多数学校成立了信息化办公室并赋予信息化管理职能，协调各业务部门之间的关系。其中，一些学校办公室直接落在信息中心，一个单位两个牌子，赋予它相应的职能，但由于信息部门在高校本身的地位不高，挂个牌子并不能解决问题。而另一些学校会成立专门的信息化办公室，但是信息化办公室与信息中心技术部门又出现两层隔阂的问题，之间又扯不清，矛盾重重，带来了更多的问题。所以这个问题的合理解决方案，就是通过第三层的抽象，使业务系统能够相对独立，然后让业务部门做自己的业务系统，真正成为系统的主人，而技术部门提供相应的技术支持。
第一个维度是组织实施体系。是信息化项目在规划完成之后，能够按照规划，有序执行的关键。这个组织体系与学校的体制有关系，要考虑信息化项目建设过程中，各类人员的职能和分工，经费的保障，规章制度的建设，推进方案、实施方案的编制等。
第二个维度是信息安全体系，涉及到五个层的所有方面，包括最底层的网络安全、云服务和操作系统安全、数据安全。应用系统安全以及用户端的安全。
第三个维度是运维保障体系。这个维度，在有些学校的规划中往往不受重视，容易把它粗浅的理解为购买服务或者升级。实际上，信息系统的五个层次的运维技术需求、运维经费的需要以及运维人员的构成是需要在规划中详细的进行设计和合理的安排，这样才能保证系统的有序运行，持续演进和完善。
第四个维度是生态发展体系。高校的信息系统应用推广需要从生态发展的角度考虑问题，将系统的建设、系统的使用、系统的反馈、系统的评价以及系统的优化作为一个整体，一个闭环的来考虑，以保证系统具有生命力。
第五个维度是持续运营体系。这个维度往往不受重视，也很少有人考虑，但这个维度非常重要，是学校应该与企业一起考虑的问题。创新运营模式，获取新的创新点和运营利润点很关键。要考虑多方投入，创新建设模式，营收模式，看哪些可以突破。往往一个突破就可以成就一个公司，往往一个创新就可以带动整个行业。
其实智慧校园的模型化思考共有七个模型，除了本文介绍的三个模型外，还包含：“思维指导模型”、“顶层规划模型”、“技术体系模型”和“任务分解模型”四个模型。由于篇幅限制，具体内容就不再赘述。如果大家感兴趣可以关注“知道空间”联系我们进一步探讨。