李 勇
综观国内数字校园的建设模式，主要分为学校自主建设和区域统筹建设两种。在学校自主建设模式下，个体学校可以更全面地掌控需求，突出特色，但是这种模式对学校的信息化素养有较高的要求，而且由于数据规范难以统一，因此很难实现基础数据和教育资源的区域共享。区域统筹建设模式则以区域教育资源共享为目标，兼顾区域整体教育理念和学校特色，统一数据标准，减少重复投资，降低建设成本，但其对区域的整体基础架构设计有极高的要求。数字校园好比城市建设，基础架构相当于城市中的电力系统、暖气管道、燃气管道、供水和排水管道等公共基础设施，而具体应用则相当于城市里各具特色的建筑。基础架构的科学性、开放性和稳定性将决定整个区域的教育信息化质量，因此在建设初期，区域统一的数字校园基础架构建设就显得尤为重要。
大兴区数字校园采取区域统筹建设模式，数字校园基础架构建设方案由大兴区教育信息中心统一设计，各实验学校参与论证。经过两年的实践和研究，已取得突破性成果，基础架构实现了六个“统一”，即统一的用户管理和身份认证系统、统一的应用管理系统、统一的消息管理系统、统一的存储管理系统、统一的个人门户系统和统一的数据互操作系统（如图1）。
统一的用户管理和实名身份认证系统
大兴区教育网统一实名身份认证系统采取区校两级的架构设计，建立并统一了全区教师账号、学生账号和家长账号，实现了各种用户的统一实名身份认证和单点登录，利用数据互操作技术实现了CMIS数据的共享和各种基础数据的区校共享。
我们根据教委人事科的教师数据，在区级平台建立了教师实名信息数据，教师账号与教师实名身份信息绑定，实现了教师实名认证。区级平台还与人事科调令管理系统整合，调令管理系统直接操作教师实名信息数据，从源头上确保了教师人数和教师所属单位信息的准确性。各学校的校级平台通过数据互操作技术从区级平台自动同步教师实名信息和账号数据，当区级平台的教师信息发生变动时，能够自动同步到校级平台。
学生和家长账号的建立过程充分体现了数据互操作技术的应用价值。在建立学生和家长账号的过程中，所发生的一系列数据流转，都通过数据互操作系统实现了无人值守的自动同步（如图2）。
当CMIS中的学生信息发生变化时，变动的信息会自动同步到校级平台，然后自动同步到区级平台，当学生或家长在任意一级平台修改密码后，修改信息也会自动同步到另一级平台，账号信息始终在区校两级保持一致。
大兴区统一实名身份认证系统利用权威数据，实现了各种用户账号的全区统一，为后续各种应用的建设和实施奠定了坚实的基础。
统一的应用管理系统
随着数字校园建设的不断深入，学校的信息化应用系统将逐渐增多，应用管理系统成为数字校园建设的公共需求。大兴区教育信息中心建立了全区统一的应用管理数据规范，将应用管理系统作为数字校园基础架构的一部分进行统一建设。
应用管理系统由云应用商店和个人应用中心两部分组成。云应用商店为教育软件公司提供了一个开放的产品发布平台，为第三方教育应用提供了标准的基础数据共享规范。教育软件公司或自由开发者均可在应用商店注册公司账号，将自己的产品在应用商店中发布，并对产品以学校为单位进行授权管理。
应用商店分为两个区域，一个是全部应用区域，另一个是“我学校的应用”区域。学校管理员进入应用商店后，可以在全部应用区域中选择本学校已经购买或允许试用的应用，将其添加到“我学校的应用”区域中。
教师、学生或家长登录应用商店后，可以在“我学校的应用”区域中选择与自己有关的应用，将应用添加到个人应用管理中心。教师也可以在全部应用区域中浏览各种应用说明或申请试用，学校根据教师的反馈意见，在应用商店中购买教育应用产品。
应用管理系统实现了学校零部署的云服务架构设计，与区级统一身份认证系统整合，为全体教师、学生和家长提供了统一的应用管理环境，通过开放的应用发布体系和标准化的应用接入规范，为第三方应用建立了从公司到学校、从学校到教师、从教师到学生和家长的区域教育应用生态系统。
统一的消息管理系统
每一个独立的应用系统都有自己的消息管理机制，如OA办公系统、通知系统、留言系统、微博、博客等，但这些应用系统的消息是分散的，只有当用户登录某个系统时，才能获得该系统的消息提醒，这降低了数字校园的应用效率，尤其是随着应用数量的不断增加，其缺点就更加明显。
大兴区数字校园统一消息管理系统由区级消息数据中心和多个消息门户组成，并对外提供标准的数据接口，当第三方应用产生用户消息时，会调用统一的数据接口，向区级消息中心发送消息数据，消息中心汇聚的消息数据通过各类消息门户推送给用户。
消息门户主要包括客户端消息门户、Web消息门户和移动终端消息门户三种模式。客户端消息门户由全区统一部署的即时通讯系统——校园通实现，基于浏览器的Web消息门户由个人中心实现，基于安卓或IOS系统的智能移动终端是实现移动消息门户的主要模式，手机短信平台也可以与消息中心整合，实现另一种方式的移动消息门户。
统一的存储管理系统
大兴区数字校园统一存储管理系统是在云存储硬件设备基础上建立的一套文件管理系统，主要实现教师对资源文件的上传、下载、管理和共享，取代传统的FTP工具，让教师操作远程文件如同本地文件一样简单。每一位教师都可以在区域云存储上建立自己的云盘，并通过客户端软件或Web页面对其进行文件管理。
存储管理系统与区级统一身份认证系统整合，实现单点登录。教师上传到个人云盘中的资源文件，可以在其他第三方应用系统中分享，如教师个人空间、区级教育资源平台、名师工作室、论坛社区、家校协作平台等。教师只需向自己的云盘上传一次文件，就可以在多个平台发布资源共享目录或文件共享链接，有效减少了资源冗余，为其他应用系统的设计开发提供了文件管理支持。
统一的个人门户系统
个人门户系统是用户使用数字校园的入口，因此，其质量和用户体验直接影响到数字校园的成果转化。为实现统一的应用体验、降低建设成本和培训成本，大兴区将个人门户系统作为基础架构的一部分进行统一规划和设计，以云应用的形式为全体教师、学生和家长提供服务。
综合各种需求和技术实现方式，大兴区数字校园通过客户端形式的校园通、Web形式的个人中心和智能移动终端的APP应用构成个人门户系统。校园通与统一用户管理系统实现了无缝集成，教师在注册账号时，账号管理系统会自动为教师分配一个校园通号码，教师既可以用字母账号登录，也可以用校园通号码登录，区级用户管理平台为学生和家长自动分配的账号就是校园通号码。
校园通与区级认证中心整合，实现统一身份认证和单点登录。校园通与应用管理系统整合，实现了客户端应用管理门户，用户可将常用应用添加到校园通客户端面板上。校园通与消息管理系统整合，实现了客户端消息门户，校园通直接读取消息中心数据，实时地向个人用户推送消息，并实现消息回调。校园通与存储管理系统整合，实现客户端形式的个人文件柜，并利用即时通讯功能，实现文件的点对点共享和群组共享。
统一的数据互操作系统
随着数字校园建设的推进，学校的应用系统会越来越多，各种应用系统间的数据交换、共享将成为数字校园建设的重要问题。
实现不同应用系统间数据交换的技术方式主要有两种：一种是利用同步通信技术即数据接口，实现不同系统之间实时的数据交换；另一种则是利用异步通信技术，通过数据代理，基于数据队列机制实现不同系统间非实时的数据交换。
在数字校园建设过程中，数据交换的需求比较复杂，一是应用系统数量会不断增加，二是多家公司参与数字校园建设，各自的数据标准并不一致。在这种情况下，如果使用数据接口技术实现系统之间的数据交换，就需要单独开发大量的数据接口，数据交换过程也难以实现标准化，使应用系统的整合工作变得异常复杂和难以维护。
基于异步通信技术数据交换方式可以大量减少单独开发数据接口的数量，通过规范化数据对象、标准化交换过程，可简化各应用系统间的数据整合过程，轻松实现校园内部和区校两级应用之间无人值守的数据同步。银行ATM自动取款机实现跨行支取，银联卡能够在全国范围内统一刷卡消费，实现多个银行系统之间数据的自动交换，利用的就是异步通信技术，这种利用异步通信技术建立的数据交换中心，就是我们通常所说的数据互操作平台。
大兴区为实现区校两级和学校内部多应用系统间的数据交换，在数字校园建设上统一使用了数据互操作技术，区级互操作平台负责区级应用之间和区校两级应用之间的数据共享，校级互操作平台实现校内应用之间的数据共享。通过数据互操作平台，大兴区数字校园已经实现了以下应用系统之间无人值守的数据自动同步：学校CMIS系统向校级认证系统的数据同步、校级认证系统与区级认证系统的双向数据同步、校级认证系统与校级OA办公系统和其他第三方应用的用户数据同步、区级认证系统与应用管理系统的数据同步、区级认证系统与消息管理中心的数据同步、区级认证系统与校园通系统的用户数据同步、区级认证系统与存储管理系统的用户数据同步、区级认证系统与网安审计系统的用户数据同步。
随着数字校园应用系统的增多，数据互操作的价值也将得到更加充分的体现，对数据互操作系统的成功应用，为将来建立大型数据中心，实现大数据采集和统计分析奠定了基础。
区级教育云计算中心
大兴区教育云计算中心为大兴区所有学校提供了区域私有云服务。目前，云计算中心主要提供虚拟服务器申请和云存储申请服务。学校不必再单独购买服务器和存储设备。大兴区教育私有云降低了数字校园的建设成本，极大提高了服务器和存储资源的使用效率，减少了资源浪费，为建设区域教育云和实现云数字校园提供了基础环境。
在区域统筹的数字校园建设模式下，区县教育信息中心必须发挥重要作用，敢于承担责任。信息中心和数字校园实验学校应该协同工作，明确分工。信息中心既不能一竿子捅到底，更不能完全大撒把。一定要分清哪些是公共的需求，需要统一；哪些是个体的需求，需要特色。公共的需求由信息中心负责，实现区域统一，而个体需求则由数字校园实验学校负责，充分体现特色。只有做到统筹兼顾，才能实现数字校园建设的可持续发展。
大兴区数字校园建设充分体现了统筹兼顾的科学发展观，通过顶层设计，在区级层面统一了技术标准和基础数据规范，为后续的特色应用建设提供了统一的基础数据支持、统一的用户认证支持、统一的应用管理支持、统一的消息管理支持、统一的文件管理和数据共享支持。经过两年多的开发和建设，大兴区数字校园基础架构已经逐渐成为区域数字校园建设的“操作系统”，基础架构中的主要项目已实现校级零部署，任何第三方应用都将基于这个统一的“操作系统”进行设计、开发和部署。“大兴模式”为实现数字校园标准化建设和区域教育信息化整体推进提供了可复制、易推广的解决方案。
随着大兴区数字校园建设的逐步深入，基础架构还将作为整体项目进行持续的升级和完善，为数字校园的大范围推广和可持续发展提供“操作系统”级别的支撑和保障。
（作者单位：北京大兴区教师进修学校）