教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是振興西部高等教育、推動(dòng)西部地方高校高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。借助國(guó)家“教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)”與“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”等一系列重大計(jì)劃與工程的支持，西華大學(xué)堅(jiān)持立德樹(shù)人、以智啟人，積極探索適合自身發(fā)展的技術(shù)路線，賦能教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。近年來(lái)，學(xué)校創(chuàng)設(shè)融合式教學(xué)場(chǎng)景，不斷提升課程的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”，在持續(xù)優(yōu)化數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的過(guò)程中，對(duì)以太彩光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了建設(shè)與探索。

現(xiàn)狀分析

在這個(gè)信息高度互聯(lián)、快速傳播的數(shù)字時(shí)代，學(xué)校需要構(gòu)建自己的核心影響力，應(yīng)從流程、制度、組織和技術(shù)四個(gè)方面入手，堅(jiān)持“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)”的原則，當(dāng)業(yè)務(wù)都通過(guò)建模實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化的時(shí)候，學(xué)校就擁有了快速變革的能力。融合高速的校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)正是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基座，它為校園內(nèi)的各種信息化應(yīng)用提供了穩(wěn)定的傳輸環(huán)境，促進(jìn)了信息資源的共享，推動(dòng)了校園內(nèi)各個(gè)業(yè)務(wù)的整合和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。

西華大學(xué)當(dāng)前有郫都、宜賓、彭州、人南以及泰國(guó)曼谷易三倉(cāng)5個(gè)校區(qū)，在校學(xué)生近4.1萬(wàn)人。郫都校區(qū)校園網(wǎng)自上世紀(jì)90年代末開(kāi)始規(guī)模建設(shè)，已運(yùn)行20多年。

伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與人工智能的發(fā)展，課堂教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的模式發(fā)生了巨大變化。各部門(mén)層出不窮的新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最大障礙，經(jīng)過(guò)深入調(diào)研分析，學(xué)校發(fā)現(xiàn)了影響教學(xué)、科研、管理等業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的三大關(guān)鍵基礎(chǔ)能力：

新時(shí)代教學(xué)模式演進(jìn)，學(xué)校建設(shè)了許多精品教室、智慧教室。智慧教室需要實(shí)現(xiàn)在線課堂、師生線上互動(dòng)、課程錄播等功能，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率有著較高的要求。在實(shí)踐新型教學(xué)法，開(kāi)啟各項(xiàng)智慧教室功能時(shí)，教室無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬峰值需求能達(dá)到2Gbps及以上，未來(lái)隨著AI輔助教學(xué)，常態(tài)化錄播、線上線下混合教學(xué)、AR/VR實(shí)訓(xùn)等多業(yè)務(wù)場(chǎng)景逐步落地，教室內(nèi)各類(lèi)智能化設(shè)備數(shù)量將不斷增多，對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸能力的需求不斷增長(zhǎng)，這將成為學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路上需要提升的核心能力。

隨著學(xué)校加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，海量智慧終端涌入高校，無(wú)線接入環(huán)境成為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，如何搭建一個(gè)安全、快速、可溯源的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，為教學(xué)、科研的新增業(yè)務(wù)提供友好的、人性化的交互界面，是未來(lái)高校人文校園建設(shè)的重要組成。

人工智能技術(shù)的發(fā)展，為高等學(xué)校精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、提升效率、降低運(yùn)維成本提供了更多可行的空間，然而，基礎(chǔ)性的維護(hù)工作量卻難以通過(guò)AI技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)降本增效。四川盆地空氣潮濕，學(xué)校的教學(xué)辦公樓宇內(nèi)的綜合布線多為銅制網(wǎng)線，設(shè)備經(jīng)常因?yàn)槭艹备g等因素，導(dǎo)致線路協(xié)商速率極低，無(wú)法滿足日常業(yè)務(wù)的需要。同時(shí)，由于此類(lèi)故障的隱蔽性較強(qiáng)，常常需要擠占運(yùn)維人員大量工時(shí)進(jìn)行排查，不僅影響了師生的用網(wǎng)體驗(yàn)，也難以實(shí)現(xiàn)學(xué)校簡(jiǎn)化運(yùn)維工作量的戰(zhàn)略需要。

體系構(gòu)架

如何破解教學(xué)、科研、服務(wù)、管理等各業(yè)務(wù)遇到的瓶頸，西華大學(xué)信息與網(wǎng)絡(luò)管理中心從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，希望打造一張“融合”“高速”“靈活”“易維護(hù)”的新型校園網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合，建立大數(shù)據(jù)分析共享平臺(tái)，發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值，充分發(fā)揮信息化對(duì)學(xué)校管理服務(wù)和決策的支撐作用。

“數(shù)字西華”戰(zhàn)略依據(jù)教育部《高等學(xué)校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》進(jìn)行設(shè)計(jì)。在基礎(chǔ)設(shè)施層構(gòu)建了“數(shù)字西華全光網(wǎng)絡(luò)數(shù)字底座”和“數(shù)字西華數(shù)據(jù)中心”，為教學(xué)、辦公、科研、通用計(jì)算與高性能計(jì)算提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；在支撐平臺(tái)層構(gòu)建了“數(shù)字西華數(shù)據(jù)中臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)互通與數(shù)據(jù)治理；在平臺(tái)應(yīng)用層構(gòu)建了“AI西華”“一表通”“教職工畫(huà)像”“校園知識(shí)門(mén)戶”等應(yīng)用平臺(tái)，通過(guò)“讓數(shù)據(jù)多跑路”實(shí)現(xiàn)“讓師生少跑腿”；在應(yīng)用終端上構(gòu)建了“網(wǎng)頁(yè)端+移動(dòng)端”多端融通的信息門(mén)戶，為師生提供便捷的業(yè)務(wù)服務(wù)窗口。

圖1  西華大學(xué)利用網(wǎng)絡(luò)組織跨校區(qū)教學(xué)能力提升培訓(xùn)

探索路徑

依托新技術(shù)融合組網(wǎng)，讓數(shù)據(jù)跑上“高速路”

為了實(shí)現(xiàn)“數(shù)字西華”的整體戰(zhàn)略目標(biāo)，學(xué)校以基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)為牽引，通過(guò)創(chuàng)新使用以太彩光網(wǎng)絡(luò)方案，打造了一張多網(wǎng)融合的全光網(wǎng)絡(luò)底座，有效促進(jìn)“跨部門(mén)、跨專業(yè)、跨人員、跨終端、跨空間”的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通共享，打破信息孤島，加快了學(xué)校的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

信息與網(wǎng)絡(luò)管理中心經(jīng)過(guò)深入的技術(shù)路線研究與實(shí)地考察調(diào)研，對(duì)比了傳統(tǒng)銅制雙絞線組網(wǎng)方案、千兆GPON全光網(wǎng)組網(wǎng)方案、萬(wàn)兆XGSPON組網(wǎng)方案、以太網(wǎng)EPON融合組網(wǎng)方案、以太全光彩光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案之后，結(jié)合自身的歷史特點(diǎn)，以及當(dāng)前的主要任務(wù)，選擇了基于以太網(wǎng)的彩光網(wǎng)絡(luò)解決方案。

彩光技術(shù)是一個(gè)發(fā)展多年的成熟技術(shù)，是通過(guò)波分復(fù)用（WDM）傳輸方式，配合無(wú)源波分器件實(shí)現(xiàn)的一種全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。然而，由于搭載此項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品傳輸速率較高，因此價(jià)格也較貴，在校園園區(qū)網(wǎng)中鮮有使用。

近年來(lái)，受到云計(jì)算與AIGC等先進(jìn)技術(shù)的科研需求帶動(dòng)，高校對(duì)數(shù)據(jù)中心的使用頻率大幅提升，辦公網(wǎng)絡(luò)萬(wàn)兆接入已成為現(xiàn)實(shí)，因此國(guó)內(nèi)廠商開(kāi)始創(chuàng)新將彩光技術(shù)引入園區(qū)網(wǎng)，并大力投入研發(fā)資源降低該技術(shù)成本。

學(xué)校經(jīng)過(guò)論證發(fā)現(xiàn)，圍繞彩光網(wǎng)絡(luò)搭建數(shù)字底座建設(shè)，可以為全校師生構(gòu)建一個(gè)人人皆學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)、處處能學(xué)的友好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時(shí)還能將校內(nèi)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的圍墻打通，讓數(shù)據(jù)更加自由流動(dòng)。此種組網(wǎng)不僅高速集約，提升運(yùn)維、管理、服務(wù)效能，也能滿足國(guó)家各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，同時(shí)具備較高先進(jìn)性。

因此，學(xué)校采用了以彩光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的以太全光網(wǎng)絡(luò)方案，對(duì)全校29棟樓，共計(jì)2000多個(gè)房間進(jìn)行升級(jí)改造。

圖2  西華大學(xué)彩光網(wǎng)絡(luò)各場(chǎng)景部署圖

應(yīng)用效果

構(gòu)建“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的數(shù)字基座

西華大學(xué)另辟蹊徑，通過(guò)彩光技術(shù)實(shí)現(xiàn)100G骨干組網(wǎng)、80G彩光傳輸?shù)綐牵?0G光設(shè)備入室部署，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量校園接入網(wǎng)絡(luò)，有力支撐了全校全場(chǎng)景的泛在學(xué)習(xí)。

廣大師生依托無(wú)處不在的高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可隨時(shí)隨地訪問(wèn)教學(xué)資源、分享資源、生產(chǎn)資源，配合學(xué)校在各教學(xué)樓打造風(fēng)格不同的學(xué)習(xí)空間與學(xué)習(xí)園地，為學(xué)生們自習(xí)、小組研討等活動(dòng)提供了便利，方便學(xué)生在課余時(shí)間坐下來(lái)記憶單詞、練習(xí)聽(tīng)力、學(xué)習(xí)網(wǎng)課、梳理筆記、交流思想，提升學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)成果孵化。

圖3  西華大學(xué)學(xué)習(xí)園地

數(shù)字技術(shù)與新型教學(xué)法融合，推動(dòng)數(shù)字育人新發(fā)展

教室作為學(xué)校培養(yǎng)人才的主戰(zhàn)場(chǎng)，為新型教學(xué)法應(yīng)用提供了載體，西華大學(xué)除支撐常規(guī)的PBL/TBL教學(xué)法應(yīng)用之外，學(xué)校還將ISW教學(xué)技能工作坊融入其中，ISW以BOPPPS有效教學(xué)模式為核心理念，采用參與式、小組體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)方法，教室信息化水平不斷升級(jí)。

傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)方案在應(yīng)對(duì)教學(xué)設(shè)備調(diào)整與教學(xué)方法變更方面存在較多桎梏，傳統(tǒng)全光網(wǎng)絡(luò)方案解決了高帶寬和快速部署難題，而彩光網(wǎng)絡(luò)在前者基礎(chǔ)上，通過(guò)無(wú)源部署和波分技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多網(wǎng)融合與簡(jiǎn)化運(yùn)維的創(chuàng)新成效。

如今，智慧教室中的教師大屏、學(xué)生小組屏、無(wú)線AP、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)中控、攝像頭等眾多分屬于不同子網(wǎng)的設(shè)備，均可通過(guò)彩光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一承載（業(yè)務(wù)之間流量互不干擾，波分隔離），極大提升了業(yè)務(wù)調(diào)度速度，節(jié)約了投資成本，降低了運(yùn)維工作量。也幫助新型教學(xué)法更便捷落地，幫助師生更快吸收課堂知識(shí)，也為后續(xù)通過(guò)智慧教學(xué)平臺(tái)觀看學(xué)習(xí)課程的師生提供更清晰穩(wěn)定的數(shù)字教育資源。

圖4  西華大學(xué)實(shí)踐ISW新型教學(xué)法

多業(yè)務(wù)融合承載，讓數(shù)據(jù)跑上“高速路”

學(xué)校在推動(dòng)教學(xué)與管理業(yè)務(wù)模式變革的過(guò)程中，以學(xué)?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)為牽引，支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型、教學(xué)科研發(fā)展、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)增效為目標(biāo)，通過(guò)建設(shè)一張融合創(chuàng)新的彩光網(wǎng)絡(luò)核心底座，有效促進(jìn)“跨部門(mén)、跨專業(yè)、跨人員、跨終端、跨空間”的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通共享，打破信息孤島，促進(jìn)智慧校園數(shù)字化轉(zhuǎn)型，運(yùn)用融合數(shù)字技術(shù)構(gòu)建教育與管理新模式，致力于取得新成效。

“AI西華”是融合了教師服務(wù)、科研服務(wù)、校內(nèi)生活、教務(wù)服務(wù)、個(gè)人業(yè)務(wù)、IT服務(wù)、公共服務(wù)于一體的校內(nèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦理一站式服務(wù)平臺(tái)，涵蓋校內(nèi)各單位的相關(guān)辦理流程，為師生提供便捷。得益于新彩光網(wǎng)絡(luò)的搭建，學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、傳輸速率與融合承載能力大幅提升，使得“AI西華”的應(yīng)用更加流程，場(chǎng)景使用率大幅提升。目前，“AI西華”配置完成的業(yè)務(wù)流程有60多個(gè)，涉及10多個(gè)部門(mén)，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中樞整合共享、統(tǒng)一身份認(rèn)證等核心業(yè)務(wù)，將與教育教學(xué)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)等工作深度融合，解決校內(nèi)各部門(mén)相關(guān)業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)上流轉(zhuǎn)，提高辦事效率。

通過(guò)此次彩光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與探索，西華大學(xué)的教學(xué)科研數(shù)據(jù)全面跑上“融合高速路”，真正實(shí)現(xiàn)了“讓數(shù)據(jù)多跑路，師生少跑腿”，促進(jìn)了“服務(wù)提質(zhì)增效”，為智慧教學(xué)、智慧科研、智慧管理、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧服務(wù)等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。