黃 松,郭 偉
(1.湖北工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,湖北 武漢 430068; 2.江漢大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430056)
“教育信息化”始于20世紀(jì)90年代,是伴隨著美國“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)”而出現(xiàn)的[1]?!敖逃畔⒒笔峭ㄟ^在教育領(lǐng)域全面、深入地運(yùn)用信息技術(shù),以推動教育在思想、觀念、模式和內(nèi)容的全面創(chuàng)新與深刻變革,促進(jìn)教育不斷發(fā)展,使其適應(yīng)信息化社會對教育發(fā)展新要求的過程[2]。作為教育現(xiàn)代化的重要組成部分,高等學(xué)校教育信息化也是構(gòu)建現(xiàn)代國民教育體系、形成學(xué)習(xí)型社會的內(nèi)在要求。作為信息技術(shù)研究與應(yīng)用的前沿領(lǐng)域,我國高校經(jīng)過多年的教育信息化建設(shè),已在校園網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)資源和環(huán)境、信息系統(tǒng)、運(yùn)維服務(wù)體系以及信息化理論研究等方面取得了豐碩的成果。目前,各高校已陸續(xù)建成高速校園網(wǎng)絡(luò),并以此為基礎(chǔ),通過建設(shè)和完善各類教學(xué)、科研和管理信息系統(tǒng),使其成為學(xué)校學(xué)術(shù)支撐環(huán)境的重要組成。
然而,縱觀我國高校信息化建設(shè)的發(fā)展歷程,由于缺乏成熟的解決方案以資借鑒,相關(guān)研究主要集中于信息系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、開發(fā)方法與集成手段,對信息化建設(shè)進(jìn)程的內(nèi)在規(guī)律有所忽略。從而導(dǎo)致重視硬件購置,輕視應(yīng)用服務(wù),信息資源缺乏有效共享,不利于高校信息化的持續(xù)發(fā)展。
美國哈佛大學(xué)查理·諾蘭(Richard L.Nolan)等根據(jù)對200多家公司、部門發(fā)展信息系統(tǒng)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),提出著名的信息系統(tǒng)發(fā)展階段模型,即所謂“諾蘭模型”。諾蘭認(rèn)為,一個(gè)企業(yè)、行業(yè)或地區(qū)的信息化應(yīng)用發(fā)展需要經(jīng)過引入(Initiation)、傳播(Contagion)、控制(Control)和集成(Integration)4個(gè)階段。在這4個(gè)階段中,信息化建設(shè)的資源投入具有一定的變化規(guī)律,呈現(xiàn)出一條“S”型曲線,其最終階段是集成階段。20世紀(jì)80年代,隨著信息系統(tǒng)用途的不斷擴(kuò)大,經(jīng)過進(jìn)一步驗(yàn)證與完善,諾蘭將其4階段模型擴(kuò)展為初始期、普及期、控制期、整合期、數(shù)據(jù)管理期和成熟期6個(gè)階段(見圖1)。
諾蘭強(qiáng)調(diào),任何組織的信息化發(fā)展都要經(jīng)歷從低級到高級不斷成熟的過程,各個(gè)階段之間互相聯(lián)系,不能隔斷或超越,并為應(yīng)用需求和技術(shù)發(fā)展逐步推動,以一種波浪式的歷程不斷向更高階段發(fā)展。其中,前3個(gè)階段具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理時(shí)代的特征,后3個(gè)階段具有信息技術(shù)時(shí)代的特點(diǎn)。在兩個(gè)時(shí)代之間的“轉(zhuǎn)折區(qū)間”里,由于辦公自動化設(shè)備的普及、終端用戶計(jì)算環(huán)境的提高將導(dǎo)致非連續(xù)性發(fā)展,又稱之為“技術(shù)性斷點(diǎn)”。該轉(zhuǎn)折點(diǎn)是進(jìn)行信息資源規(guī)劃的最佳時(shí)機(jī)。諾蘭模型的預(yù)見性,被其后國際上眾多企業(yè)與行業(yè)的信息化發(fā)展情況所驗(yàn)證[3]。
圖1 諾蘭6階段信息化發(fā)展模型
所謂高校教育信息化是指隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,高等院校根據(jù)自身發(fā)展的需要,以教育技術(shù)為動力,全面推進(jìn)高等教育系統(tǒng)的變革和發(fā)展,使之成為與知識經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的新型教育形態(tài)。因此,高等學(xué)校信息化建設(shè)的目標(biāo)是通過采用先進(jìn)的信息技術(shù)構(gòu)建與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng)的校園信息化體系,以在教學(xué)、科研、管理和生活等諸方面提高學(xué)校的綜合實(shí)力和人才培養(yǎng)質(zhì)量。作為國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化的重要組成部分,高等學(xué)校信息化建設(shè)也必然遵循整個(gè)社會信息化發(fā)展規(guī)律,其信息化建設(shè)過程同樣展現(xiàn)出諾蘭模型的階段特征,并與信息技術(shù)發(fā)展保持著緊密關(guān)系[4]。
我國高校信息化建設(shè)始于20世紀(jì)80年代中后期,其主要標(biāo)志是在信息技術(shù)研究和計(jì)算機(jī)教學(xué)中引入小型計(jì)算機(jī),以及完成一些簡單的統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)處理工作。
在信息化初始階段,部分重點(diǎn)高校使用VAX II等小型計(jì)算機(jī)和X.25等分組交換技術(shù)在局部范圍內(nèi)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究,并實(shí)現(xiàn)有限的文件資源的傳輸與共享。同時(shí),開始嘗試電子郵件系統(tǒng)、CAI系統(tǒng)、中西文圖書檢索系統(tǒng)等軟件的開發(fā)與應(yīng)用。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代,隨著信息技術(shù)的發(fā)展和微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,一些在單機(jī)系統(tǒng)上開發(fā)的應(yīng)用軟件在高校教學(xué)、科研和管理等領(lǐng)域得到迅速推廣,并取得很好的效果。隨著對信息交流,特別是信息數(shù)字化保存與處理需求的日益提高,我國高校信息化建設(shè)工作進(jìn)入推廣階段。
隨著基于C/S架構(gòu)的信息系統(tǒng)數(shù)量迅速增加,應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,有些高校開始在一些部門采用Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建局域網(wǎng),使用Novell Netware、UNIX等多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和Foxpro、Sybase、MS SQL Server等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)信息的匯總和文件、打印等資源的共享。而1993年中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CERNET)建設(shè)項(xiàng)目的啟動,標(biāo)志著國內(nèi)高校開始構(gòu)建校園網(wǎng),以滿足日益增長的信息資源共享需要。
據(jù)CERNET信息中心公布的數(shù)據(jù)顯示,自1995年底開放CERNET接入,到1999年底,CERNET入網(wǎng)用戶單位從108個(gè)發(fā)展到530多個(gè),入網(wǎng)主機(jī)從2萬發(fā)展到20萬,用戶數(shù)量從3萬增長到近100萬,擁有50多個(gè)B類IP地址空間,為國內(nèi)擁有IP地址數(shù)量最多的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的日益積累,信息系統(tǒng)在教學(xué)、科研和管理工作中的應(yīng)用不斷深入、覆蓋范圍不斷擴(kuò)大,國內(nèi)各高校開始意識到信息資源及應(yīng)用的重要性,在控制信息化建設(shè)的發(fā)展速度與規(guī)模的同時(shí),相繼成立網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)主管部門,以統(tǒng)一規(guī)劃和管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)與信息數(shù)據(jù),這標(biāo)志著高校信息化建設(shè)進(jìn)入控制階段[5]。
在控制階段,校園網(wǎng)絡(luò)主要以交換式快速Ethernet網(wǎng),采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使用超五類雙絞線和單(多模)光纖為基礎(chǔ)架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)多采用SUN Solaris等UNIX系統(tǒng),和Oracle、Sybase、Microsoft SQL Server等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供WWW、FTP、BBS等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)。
信息化建設(shè)的快速發(fā)展,也同時(shí)推動了信息化建設(shè)理論研究的深入發(fā)展。從內(nèi)涵、標(biāo)準(zhǔn)、存在的問題、管理模式、系統(tǒng)集成等方面對高等教育信息化進(jìn)行研究,以持續(xù)指導(dǎo)后續(xù)信息系統(tǒng)的建設(shè)[6]。2000年清華大學(xué)在國內(nèi)高校率先提出“數(shù)字化校園”建設(shè)目標(biāo),以大學(xué)資源計(jì)劃(University Resource Planning,URP)作為大學(xué)信息化建設(shè)的指導(dǎo)理論,意味著高校信息化進(jìn)入到建設(shè)與應(yīng)用并重的階段[7]。
進(jìn)入“十一五”規(guī)劃期間,面對信息化建設(shè)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分散、數(shù)據(jù)源缺乏唯一性、應(yīng)用系統(tǒng)難以整合、關(guān)鍵數(shù)據(jù)難以共享等問題,國內(nèi)高校開始嘗試以數(shù)字化校園建設(shè)為背景,以校園“一卡通”建設(shè)為突破口,從整體角度對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃和整合。以期通過建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,將各信息系統(tǒng)整合到一個(gè)統(tǒng)一的信息管理平臺之上加以管理,使各類信息資源得到充分的集成,以便更有效地在學(xué)校內(nèi)部得到共享和利用。特別是教育部《2003-2007年教育振興行動計(jì)劃》的“教育信息化建設(shè)工程”,在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制與推廣、信息資源開發(fā)與整合以及信息化人才培養(yǎng)等方面,對高校信息化建設(shè)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃和部署。
在集成階段,校園網(wǎng)已發(fā)展為一個(gè)非常龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它不僅需要為教學(xué)、科研、管理等一系列信息管理系統(tǒng)提供一個(gè)基本的運(yùn)行平臺,而且還要為各種應(yīng)用系統(tǒng)提供多種服務(wù),使信息能及時(shí)、準(zhǔn)確地在各系統(tǒng)間傳送。為此,國內(nèi)各高校校園網(wǎng)建設(shè)普遍采用開放的技術(shù)架構(gòu)、綜合的信息標(biāo)準(zhǔn),建立集中式基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和信息資源庫,以構(gòu)建統(tǒng)一的信息資源服務(wù)平臺,關(guān)聯(lián)和整合各信息系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù),以為更多類型的用戶提供統(tǒng)一展現(xiàn)的個(gè)性化服務(wù)[8]。
圖2展示了在信息化發(fā)展的不同階段,我國高校信息化建設(shè)的主要工作。
圖2 高校校園網(wǎng)與信息化發(fā)展階段模型
從上述分析結(jié)果不難看出,我國高校信息化建設(shè)歷史雖然較短,其發(fā)展歷程依然遵循諾蘭階段模型,并具有鮮明的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代特點(diǎn)。在高校信息化歷程中,校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)扮演了極其重要的角色,并成為推動教育信息化發(fā)展的重要力量。
在信息化初始階段,校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要任務(wù)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸平臺以傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),使之成為未來高校信息化發(fā)展的基礎(chǔ)。該平臺隨著通訊技術(shù)的發(fā)展,也從最初的X.25專線,發(fā)展為當(dāng)前廣泛采用的超五類雙絞線纜、單(多)模光纖作為信息傳輸介質(zhì)的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng),并在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
在信息化推廣階段,校園網(wǎng)建設(shè)的主要任務(wù)是利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建信息交換平臺,通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù),將其推廣到教學(xué)、科研、管理和生活等各個(gè)領(lǐng)域。除WWW、DNS、E-mail等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之外,高校校園網(wǎng)建設(shè)主要致力于利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等技術(shù)在學(xué)校教學(xué)、科研和管理等領(lǐng)域構(gòu)建信息系統(tǒng),以從模式、內(nèi)容和方法上推動信息化發(fā)展。
在信息化控制階段,由于信息內(nèi)容的迅速增加,校園網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)由基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)向應(yīng)用推進(jìn),在使用信息新技術(shù)改進(jìn)和完善已有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和基本服務(wù)的同時(shí),通過構(gòu)建信息存儲平臺,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式存儲方式以滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(課件)、科研、數(shù)字圖書館、用戶管理等對信息資源數(shù)字化存儲在容量、效率,乃至安全、災(zāi)備等方面的需求。
在信息化集成階段,由于各類信息系統(tǒng)已基本建成并初具規(guī)模,信息化應(yīng)用也已深入到學(xué)校的各個(gè)業(yè)務(wù)方面,此時(shí)的校園網(wǎng)建設(shè)重點(diǎn)集中在信息資源平臺的構(gòu)建上。利用SOA等開放技術(shù)架構(gòu),以用戶為中心組織和整合信息資源與服務(wù),為用戶提供集成的個(gè)性化信息服務(wù)。
盡管不斷有新技術(shù)的引入,在信息化建設(shè)理念并未發(fā)生根本性變動的前提下,可以預(yù)期未來信息化發(fā)展的趨勢不會改變,并依然具有鮮明的網(wǎng)絡(luò)特性。這也意味著在高校教育信息化的數(shù)據(jù)管理階段實(shí)現(xiàn)中,校園網(wǎng)建設(shè)仍然將是信息化的基礎(chǔ)和主要內(nèi)容。
目前,我國部分重點(diǎn)高校信息化建設(shè)已率先進(jìn)入諾蘭模型的數(shù)據(jù)管理階段,而大部分學(xué)校的信息化則處于集成階段,這意味著高校教育信息化正處于由控制階段向集成階段邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期。然而,這種跨越與此前各階段的提升卻有著本質(zhì)的不同。在諾蘭模型中,系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)管理被分割為前后兩個(gè)階段,以期先實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的整合再進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理。然而,后續(xù)的大量實(shí)踐證明情況并非如此,這一點(diǎn)也為我國高校信息化在集成階段獲得極大發(fā)展,卻也存在著信息孤島,雖然逐漸消除,但是信息共享的深度與廣度無法為教育、科研、產(chǎn)業(yè)和管理提供有效支持等諸多問題所證實(shí)[9]。對所謂的諾蘭模型“技術(shù)斷點(diǎn)”,美國信息化專家米歇(Mische)指出信息系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)管理密不可分,系統(tǒng)集成階段的重要特征就是數(shù)據(jù)組織,信息系統(tǒng)集成的實(shí)質(zhì)就是數(shù)據(jù)整合與集成[10]。
因此,在未來的數(shù)據(jù)管理階段,高校信息化工作的重點(diǎn)將由于此前的數(shù)據(jù)處理、組織機(jī)構(gòu)和行為管理轉(zhuǎn)向各種信息技術(shù)的集成,在信息化理論的指導(dǎo)下,對學(xué)校信息化的總體架構(gòu)重新進(jìn)行構(gòu)建,以全面規(guī)范學(xué)校信息系統(tǒng)建設(shè),通過數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和工作流/數(shù)據(jù)流定制及SOA等技術(shù)的綜合運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)校內(nèi)數(shù)據(jù)的按需流動和共享,將信息技術(shù)與教育管理深度融合。
構(gòu)建統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)的目的是將整個(gè)學(xué)校視為一個(gè)整體,通過采用統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園的頂層設(shè)計(jì)和信息資源規(guī)劃,以構(gòu)建統(tǒng)一的業(yè)務(wù)模型、用戶模型、信息模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)校內(nèi)信息資源的充分整合與利用,全面提升學(xué)校的教育競爭力。
而建設(shè)統(tǒng)一的信息系統(tǒng)整體架構(gòu)的關(guān)鍵,是統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范接口技術(shù),實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、流程、技術(shù)的分離,在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與技術(shù)發(fā)展的無關(guān)性,以保障系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性的同時(shí),將現(xiàn)有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)作為相互聯(lián)系的子系統(tǒng)整合進(jìn)該框架之中,以整合其服務(wù)功能和信息資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,從而消弭由于此前各信息化建設(shè)階段中由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃而導(dǎo)致的“信息孤島”等問題,進(jìn)而提高信息交換、管理、存儲和挖掘的效率。
數(shù)字化校園建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,由于其功能眾多,聯(lián)系復(fù)雜,其系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)表述為層次結(jié)構(gòu),通過用戶接入層、信息服務(wù)層、接口層以及數(shù)據(jù)層的劃分,以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)模型、用戶模型、信息模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建,完成數(shù)字化校園基礎(chǔ)支撐平臺的建設(shè)。
用戶接入層:該層位于整個(gè)架構(gòu)的最頂層,直接面對用戶,是用戶進(jìn)入信息系統(tǒng)的唯一入口,主要功能包括統(tǒng)一身份認(rèn)證和用戶權(quán)限控制等,使用戶可以方便、安全、可靠、高效地訪問到授權(quán)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)及服務(wù)。
信息服務(wù)層:該層除傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之外,還在為校園一卡通、圖書管理系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)等各類應(yīng)用信息服務(wù)提供整合并方便靈活地進(jìn)行部署、拓展的同時(shí),支持不同用戶、不同權(quán)限的個(gè)性化定制,以提供用戶獨(dú)有的個(gè)性化信息服務(wù)。
數(shù)據(jù)交換層:該層是信息服務(wù)層各類信息服務(wù)的數(shù)據(jù)提供平臺,提供統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)接口。通過接口的注冊、發(fā)布以及授權(quán)使用等功能,在各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間提供有效的數(shù)據(jù)交換渠道。
公共數(shù)據(jù)層:該層位于整個(gè)架構(gòu)的最底層,主要用于基礎(chǔ)信息的數(shù)據(jù)存儲,包括用戶基本信息、認(rèn)證權(quán)限信息、國家標(biāo)準(zhǔn)代碼庫等各類公共信息,但并不涉及各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),以為其上層提供底層的數(shù)據(jù)支持。該層次化統(tǒng)一數(shù)字化校園系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖3所示。
圖3 層次化統(tǒng)一數(shù)字校園系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
高校信息化建設(shè)是一個(gè)長期的過程,也是高等教育改革與發(fā)展的重要任務(wù)和必經(jīng)之路,期間所涉及巨大的人力、物力和資源投入,對任何高校而言都是一項(xiàng)艱巨的工程。本文通過運(yùn)用諾蘭模型理論對我國高校信息化發(fā)展歷程的不同階段加以界定,認(rèn)為其發(fā)展符合諾蘭模型關(guān)于信息化發(fā)展的一般規(guī)律,而諾蘭模型數(shù)據(jù)管理階段的信息化理論對當(dāng)前高校信息化建設(shè)及今后發(fā)展方向的規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。
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