云原生架构融合式信息化教学管理设计

2022-09-21 16:43:58 来源:写作指导

云原生架构融合式信息化教学管理设计

摘要:该文以服务高校教学和管理为核心,以体现高校信息化建设成果和特色为重点,以融合高校信息化管理服务手段为实现途径,基于云原生技术构建一站式、一体化的教学管理与服务的信息化平台,进而实现提升高校教学管理和服务效率的目标。

关键词:教学管理;教学服务;云原生;融合式平台

1引言

近年来,高校充分利用大数据、物联网、云计算等信息技术建设智慧校园,使师生在学校办公、教学、科研、生活等方面获得更高效、便捷的体验[1]。教育部在印发的《教育信息化2.0行动计划》基本目标中提出了教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体学生的要求,这就需要信息技术与教学深度融合,为师生提供网络化、数字化、智能化的教学环境。智慧校园在高校的大力发展促使更多的教学资源网络化、教学应用智能化,因此通过信息化技术手段构建一体化和一站式的教学资源、应用、系统等相融合的管理与服务平台,利用信息服务平台的高效性和便捷性等特点,将可以实现教学信息资源共享,提高教学资源利用率,提升教学管理服务能力,为实现高等教育教学质量提升的最终目标提供重要途径[2-4]。

2建设融合式教学管理与服务平台的重要意义

为提升教学管理与服务水平,学校可结合已建成的统一身份认证、办事大厅、人事、教学、科研、学工、图书等相关系统,建设融合式教学管理与服务平台,面向师生用户提供一站式教学服务。融合式教学管理与服务平台建设以流程牵引、数据驱动的智慧校园教育教学体系为指导思想,以科学规划、逐步推进、协调发展、关注基础、全面丰富为建设思路,为开创学校教育教学模式信息化发展的新格局做出了有益的探索与实践。

(1)丰富教学资源共享。高校智慧校园建设推进了教学资源信息化,师生用户可以通过网络获得越来越多的教学资源,海量的校内外教学资源的展示、搜索和使用是融合式教学管理与服务平台建设的侧重点。因此,平台须逐步构建起具有学校特色和行业特色的教育教学共享资源库,形成丰富的应用和服务体系,使教师更方便地获取教学、科研资源,使学生更充分地利用信息资源,使师生沟通更加多元化、学校整体管理更为高效便捷。

(2)推进教学管理创新。现代高校的教学管理工作越来越繁重,采用传统的管理方法易出现教学管理服务滞后、工作低效、错误难追溯等问题,信息化管理方式的规范性将可以革除传统管理方法的弊病,提升教学管理效果。融合式教学管理与服务平台在对教学管理体系进行系统构建的同时,需要着重梳理从理论教学到实践教学、从课上教学到课下教学、从院系管理到学校管理、从统计分析到教学评估等各个环节,全面促进教学管理模式的改革与创新[5-7]。

(3)打破教学信息孤岛。高校借助教学管理与服务相关系统建设推进了教学流程信息化,为师生提供了便捷的网络平台和丰富的教学资源。融合式教学管理与服务平台的建设,将教学管理与服务功能聚合、将教学信息集中展现,可以促进教学相关系统既相互独立又相互联系,使各系统既可独立工作又能相互制约,从而构成学校人才培养所需要的复杂、庞大、业务范围广的综合管理体系。

(4)提升教学服务效率。高校与教学相关的信息系统往往注重管理职能,而忽略了为学生提供学习、就业等事务办理的服务职能。将分散在各个教学信息系统的教学业务集成起来,为用户提供统一的教学业务服务办理入口,提升了教学服务业务的使用率,倒逼业务部门加大对教学服务的关注度,总结教学服务存在的盲点和问题,有助于完善服务体系、推进业务再造,最终提升教学服务的效率。

3融合式教学管理与服务平台的技术构架

平台的技术框架采用四层构架。平台按照技术框架进行搭建,以设备设施、新兴技术手段为基础,以数据资源为核心,通过统一身份认证、权限管理、安全保障体系支撑,构建资源集成、应用集成、数据集成、消息集成、业务集成的一体化、融合式的教学管理与服务平台。平台基础层提供了支撑应用系统运行的基础设施[8]。基础层中的计算和存储资源,全面采用云原生标准,基于符合CNCF云原生标准的Kuber⁃netes平台实现弹性伸缩的容器云技术。提供具有高可用性的计算和存储能力,支持整个服务平台的整体性能与可靠性要求。同时,提供基于Kuber⁃netes的持续集成能力,支持平台的长期统一运维,提高运维效率。此外,采集用户服务数据的智能终端,为平台提供设备设施和网络支撑。平台数据层汇集了各系统以及数据中心存储的教学相关数据,包括学生数据库、教师数据库、教学资源库、科研资源库、图书资源库等资源数据库。数据层的建设基于统一的数据标准。以标准化的数据目录承载形式,实现面向各数据库的数据治理工作,将不同来源、不同系统的数据以统一的标准,面向应用场景实现原生共享。同时,通过基于Ser⁃viceMesh的数据网关,实现数据共享的可扩展性、高可用性。平台支撑层提供了与PC端、移动端等多种终端连接的机制,利用统一身份认证打通各教学系统的壁垒,根据用户角色类型进行权限划分,使平台中的应用既各自独立又相互关联。支撑层采用面向服务的架构,对服务进行抽象和统一建设,形成服务标准,面向应用进行能力共享,并且进行有效的权限控制。同时支撑层充分利用云原生架构,提高性能与可靠性。平台服务层集成了教学资源中心、教学应用中心、教学办事中心、个人数据中心、消息中心、日程中心等,为接入用户提供全面丰富的教学管理与服务。服务层建设的重要手段是提供具备快速开发能力的低代码工具链,实现应用场景的快速拓展,并为丰富多变的服务场景需求提供快速的变更响应和可持续的运维及优化能力。

4融合式教学管理与服务平台的建设内容

为实现一体化、一站式的融合式教学管理与服务平台建设目标,平台主要建设了以下内容:

4.1教学资源中心

教学资源中心汇集了学校与教学相关、服务于师生的教学资源。用户可以在教学资源中心查看并搜索官方资源,还可以自主上传和分享资源。教学资源中心提供的资源须同时具备丰富性和实用性,资源分类要合理化,便于用户查找和搜索。教学资源中心包括常用工具资源、期刊数据库资源、电子图书资源、学习园地资源、正版软件资源和网站资源。在学术科研方面,教学资源中心提供了CNKI、SCI、EI、CSSCI等国内外期刊文献数据库资源搜索下载服务,电子图书线上阅读服务,学校图书馆馆藏书目查询服务以及网络教学平台在线课程学习服务。教学资源中心汇集了校内讲座信息,师生可以及时了解讲座的时间和主题,使学校的讲座资源得到充分利用。教学资源中心按照教学院系、基层教学组织等类型收集和归纳了学校的各类网站,形成学校教学网站地图,师生可以轻松获取学校教学院系、专业、学科建设情况以及教学相关信息。教学资源中心的教师个人主页服务平台综合展示教师在科学研究、教育教学、论著成果等方面的信息,师生可以按照院系、学科、姓名等多种搜索方式查询教师信息。在办公方面,为保障师生网络环境的安全性,教学资源中心提供了MicrosoftWindows、MicrosoftOffice等正版软件免费下载服务。在智慧校园建设中,教学模式在不断进行转变,网上教学资源呈现井喷式增长,依托融合式平台集中性和易扩展性的优势,通过学校规划部署和师生自主共享,教学资源中心将为师生用户提供更丰富、多元的教学资源,为学校素质培育、课程教学等人才培养工作提供信息化支撑[9]。

4.2教学应用中心

融合式教学管理与服务平台实现了教学应用的跨平台集成和,平台提供开放的API,校内第三方应用及公用APP可以通过平台配置集成在教学应用中心。平台采用从页面、业务流到数据的全流程的应用生成方式,应用配置后就可以在PC、APP、微信等第三方应用端呈现,实现应用在第三方应用平台使用的无缝切换[10]。教学应用中心集成了科研管理与服务、本科生人才培养、研究生人才培养、学生管理与服务、心理教育管理、知识产权管理、图书、就业管理与服务、数字离校、大型仪器设备、财务等信息系统,集成了空闲教师、课程表、成绩查询等应用。在教学应用中心,师生可根据需求进入教学相关信息系统或应用,无须二次登录,使用起来更便捷。

4.3教学办事中心

平台与学校网上办事中心做对接,能够与网上办事中心的流程、数据、消息、节点等深度融合,实现了无缝集成与对接。平台PC端、移动端首页可直接展示网上办事中心各分类下的对应事项,用户点击事项名称后即可进入办理页面进行事项办理和审批。平台同时对接了网上办事中心的待办事宜、进行中事宜、已结束事宜,直观展现了事项的实时办理状态,还通过消息推送的方式为用户提供事项办理进度提醒服务。根据平台权限划分,教师用户可以办理办公、教务、科研、财务、资产、国际交流、学工、图书、生活等方面的事务,学生用户可以办理学习、学术、科研、财务、资产、国际交流、就业、图书、生活等方面的事务。利用网上办事中心与系统的深度对接打通了各教学信息系统和教学管理与服务平台的通道。教学办事中心融合了基于流程平台建设的审批类事务和基于教学系统对接的管理服务事务,不仅全面提供网上选课、成绩查询、网上评教、成绩录入等教学管理事务,更侧重教学服务事务建设,增加了学术讨论、心理咨询、就业毕业等服务类事项建设,以学生为中心,建立全生命周期教学管理与服务平台,提升学校教学管理与服务水平。

4.4个人数据中心

个人数据中心包括个人数据服务、部门数据服务、综合校情展示、数据运行监控四个部分。在个人数据中心根据用户身份权限划分展示特定的数据信息,教职工用户可以查看本人的学历学位、工作经历、职务职级、授课信息、科研项目、学术成果、预约报账、资产、出差、图书借阅、教师个人主页、校园卡、校园网等信息;学生用户可以查看学籍、学习经历、课程、成绩、奖励、资助、勤工助学、实践、图书借阅等信息。部门数据服务模块接入了学校各部门各类业务产生的数据,形成数据资源目录,完整系统地展示了学校各部门的数据情况,支撑学校大数据建设。通过对数据唯一性、非空性等方面的检查,完善和优化各部门数据,提升学校各类业务数据的质量。综合校庆展示部分对学校各类业务服务数据进行统计和分析,将分析结果以图表的形式展现出来,包括学校师资情况、科研情况、教学情况、招生情况、就业情况等。每个数据类别下包含了各子类数据,如教学情况中包含本科生、研究生各年度课程开设数量柱状图、各年度教学评价优良中差数量柱状图、各年度热门选修课柱状图。个人数据中心为用户提供了设置个人昵称、联系方式、办公地址、手机号码绑定等基本信息和头像修改等功能。用户可以自主配置个人数据中心的站址内容,平台管理员可以灵活配置各权限人员的展示内容。

4.5日程中心

日程中心为用户提供公开日程查看和个人日程管理服务。日程中心以通用的月历形式呈现个人日程信息,日程中心也支持周或日的呈现方式。用户可以自主创立、编辑个人日程,设置日程的起始时间、主题、备注等信息,支持定时重复提醒功能。平台同步抓取学校多种公开日程,如为教师提供的会议日程、为学生提供的招聘日程等。实现与第三方应用对接以获取日程信息,如与教学、科研、课程表、办公等系统进行对接,对不同类型的日程用颜色进行标记。管理员可以设置用户组,为相应用户配置并推送公开日程,实现组织机构内的日程共享。日程中心可以服务于学生学习和管理工作,为学生推送课程表、院系活动、校内讲座等信息,教师通过平台下发日程任务,平台为学生推送日程信息并进行提醒,较传统方式节省了教师的时间和精力。

4.6消息中心

消息中心的校内消息模块汇集了学校与教学相关的信息,具备了信息的及时性、一致性和可扩展性。信息中心的数据来源于学校办公、工学新闻、校团委等网站,这些数据被实时抓取并推送至平台。用户可通过平台消息中心在校外访问校内信息。根据用户权限配置消息推送类别,为教师用户推送工作通知、会议活动、规章制度、人事任免等信息,为学生用户推送团委活动、本科生新闻、研究生新闻、图书馆公告等信息。消息中心的个人通知模块接收系统通知、部门通知以及群组通知,用户接收到新的信息后将以红色数字角标的形式展现在平台首页,同时移动端平台可推送消息至移动端,便于用户及时读取。用户可以将消息设为已读或删除。

4.7平台特色功能

(1)支持多重服务界面。平台基于用户的身份、岗位、部门等属性,支持建立多重工作和服务界面。在遵守平台整体规范的基础上,实现用户不同属性的个性化需求。用户同时具备多重属性,可以自由切换工作和服务界面,使平台更具适用性,提升用户工作效率。(2)群组协作。根据学校统一管理和用户个性化需求可以建立一定的群组。对于学校统一管理的群组,可以按照学校统一规划建设官方群组。如教职工按部门建立工作群组、学生按照院系班级建立学习群组。对于按照用户个性化需求管理的群组,用户可以提出创建群组的申请,由管理员对群组主题及群组人员进行审核及监督。在群组中,用户可以上传作业、课件、文档等资源,可以留言、评论、点赞等。平台的群组协作功能实现了师生间的资源共享、交流互动,使得教学服务更加便捷和高效。

5结语

本文详细描述了高校在智慧校园背景下基于云原生技术的融合式信息化教学管理与服务平台的设计过程。该平台按照学校智慧校园教育教学体系要求,依据一站式服务理念和一体化平台构架,提供了一站式的教学资源共享、教学应用服务、教学事务办理、个人信息展示、消息服务、日程服务、交流互动等功能。平台融合了全流程的教学管理与服务,支持PC、APP、微信等多终端全媒体展示方式,为师生提供了更便捷更高效的教学信息化服务。

作者:吴宇平 曲英涛 刘秀琴 单位:哈尔滨工程大学信息化处