众所周知,国外高校大多实行住宿学院制,在学生公寓中举行学术活动和实施学生日常管理,不同专业学生住在同一幢公寓,出现了不同文化的碰撞。其中最典型的是2所世界著名大学牛津大学和剑桥大学,最早实行了住宿学院制并加以改进。中国近几年出现的书院制借鉴了古代书院的特色,吸收了国外住宿学院制度的管理经验,并融合了中国大部分高校传统的学生管理模式,以公寓为单位建立学习生活社区^[1],融合了人文精神和博雅教育,促进了中西育人文化交流^[2],创新了素质教育的方法,在人才培养上旨在实现全人教育。在中国最早实行书院制的是香港中文大学,随后其他高校也陆续推广实行了书院制,取得了不错的效果^[3]。据有关数据统计,自2005年至今十几年间,国内先后有几十所大学实行了书院制管理模式的探索和实践^[4],已有130多家书院建立^[5]。书院制坚持“以学生为中心”的教育理念^[6],学生发挥人的主体作用,书院为学生自主管理和学习构建良好环境,加强环境熏陶,落实导师制^[7],师生关系紧密,学校组织工作得以更加细化^[8]。相对于传统学院制事务繁杂、职责不清的现状,书院制在一定程度上简化事务处理流程,注重学生的素质文化教育,促进全人教育的实现与推广,符合当今人才培养的需要。

浙江科技学院坚持把国际合作办学作为学校发展的策略,在中德合作的基础上学习国外先进的教育培养模式,形成了鲜明的国际化办学特色^[9]。2014年学校在安吉建立了分校区中德工程师学院,它是学校与德国合作30余年的重要结晶。中德工程师学院自开设以来,发挥中德合作特色,学习德国应用科学大学教育模式和质量评价体系,创新应用型人才培养模式^[10]。在中德合作的国际化背景下,安吉校区吸收了国外住宿学院制的管理经验,探索了书院制的学生管理制度,下设6个书院——新竹书院、劲竹书院、秀竹书院、翠竹书院、雅竹书院、怡竹书院,以竹为名,体现了安吉当地的自然特色,探索了新形势下以一院一品为特色、学生主导为手段、学生的个性化发展为目的的新模式,以硬件和软件相配合的方式,构建学生学习生活环境,促进智慧学习^[11],融书院文化于日常生活,在潜移默化中进行思想文化教育。通过书院与校区结合,线上线下处理学生日常事务,打造凸显一院一品的特色书院^[12]。

课题组以建构主义学习理论为基础^[13],应用“互联网+”教育的新理念,结合特色化的书院制管理模式,契合应用型人才办学理念,以智能移动设备为载体,以移动互联为纽带,设计与开发了以学生为主体、以管理为服务的“掌上书院”智慧校园平台,将互联网应用于学生辅助服务和智慧校园建设,构建基于书院制的符合本高校特点的“互联网+”教育应用系统,旨在为学生的日常生活带来方便的同时又便于学生事务的管理,营造智慧校园的学习氛围。

系统主要分基础框架和应用建设两大模块。基础框架模块保存学生、教师、管理者等基本信息。应用建设模块实现本系统的各主要功能,包括活动管理、课堂管理、学生请假、离返校统计、图书借阅、信息查询等子系统。通过基础框架模块和应用建设模块功能的搭建,记录各子系统的使用数据并进行大数据分析。系统通过多模块搭建,各模块具有一定独立性,又运用互联网系统架构理念,拆分成服务层、感知层、数据层和应用层,在为各子系统提供服务的同时又保证了子系统间的解耦,并增强了系统的鲁棒性和安全性。

高校里经常会举行讲座、影视欣赏、英语角等活动,这在实行书院制的浙江科技学院安吉校区则更为突出,以打造一院一品的管理模式。经调查发现,目前大部分活动都通过短信、微信、书面申请等方式报名,过程繁杂,且对报名者的统计基本上都采用人工处理,效率不高。通过活动管理子系统(图1),学生组织负责人可发起活动申请,输入活动信息,教师端和管理端可查看申请; 审核通过后,该活动会出现在活动报名页,感兴趣的学生可选择报名和输入个人信息,即报名成功。活动开始后,学生端可以根据定位进行活动签到,后台留存数据。教师端和管理端可以查看活动数据、报名信息等,有利于活动统一管理,活动举行也更加井然有序。

图1 活动管理子系统架构
Fig.1 Structure of activity management subsystem

传统课堂存在着学生数量多、课堂管理困难、少数学生玩手机等问题,难以保证良好的教学质量。通过课堂管理子系统(图2),教师在课堂上发起点名,学生在学生端报到,系统会根据上课地点来判断学生点名成功或失败,与传统教师点名相比,线上点名省时省力,提升了课堂效率。学生可进入无手机课堂模块记录上课时间,若在上课时间切出计时界面,则计时停止。学生的上课计时数据留存在后台,并于每周、每月、每学期进行排名,对排名靠前的学生进行表扬和奖励,这在一定程度上能促进学生使用无手机课堂的积极性,降低上课玩手机的频率,提高学生课堂听课效率,对端正高校学习风气有一定的作用。

图2 课堂管理子系统架构
Fig.2 Structure of classroom management subsystem

目前大部分高校仍采用学生向辅导员提交纸质请假单的方式,这种传统方式有时较费时,且难以在特殊情况下请假。通过学生请假子系统(图3),学生可下载请假单,写明请假原因、请假时间、上传图片(可选)后发起请假申请。系统根据学生的请假原因等因素来决定审批流程,如提交到辅导员还是学院领导。教师端和管理端收到学生端发起的请假申请,审批后将结果反馈到学生端,并留存后台数据,还可以进行数据统计和人员管理。学生通过线上的方式能更加快捷地提交请假申请,不必赶往辅导员办公室处理,节省了路途往返时间,辅导员处理事务的效率也大大提高。

图3 学生请假子系统架构
Fig.3 Structure of students' asking for leave subsystem

为了保证学生的安全等问题,在寒暑假及法定节假日,学院和班级会对学生离返校情况进行统计。在离返校统计子系统(图4)中,学生可以选择离校或在校,离校则需要输入离校时间、离校方式、离校缘由、预计返校时间、紧急联系人等信息。系统能够实时自动地生成统计报表。在达到了简化学生统计流程的同时还更准确和快速地收集了信息,可以对学生进行更有效的管理。

图4 离返校统计子系统架构
Fig.4 Structure of leaving and returning-to-school statistics subsystem

图书馆拥有丰富的文献资源和齐全的专业资料,对大学生而言,充分利用图书馆资源对个人学习有着不可忽视的作用。有的高校拥有多个校区,图书资源通常分散在几个校区,学生要借到想读的书可能需要预约并从其他校区的图书馆运送过来,借阅书籍的时间周期加长。通过图书借阅子系统(图5),学生可以搜索图书馆中是否有自己想借阅的图书及想借阅的图书目前是否在所在校区,若该书当前不在所在校区图书馆,可发起图书调运申请,预约自己想借的书,也可查看调运进度。对于已借的图书,可查看还书日期及续借。教师端和管理端可以对图书借阅情况进行数据统计和查询,也可实现读者管理。相比去图书馆寻书,学生通过在线上搜索、预约,极大地节省了时间,简化了流程。

图5 图书借阅子系统架构
Fig.5 Structure of book borrowing subsystem

在校大学生会接收来自各方的信息,繁杂的信息在一定程度上影响了学生的学习生活效率,因此有必要建立一个统一的信息查询平台,供学生查询关注的信息。通过信息查询子系统(图6),学生可查询本专业的个人课表、院历、校区班车、失物招领、书院风采等信息,由于信息收集全面,使学生的学习、日常生活更便捷。同时运用大数据分析方法,结合学生日常的检索关键词,分析并记录学生的偏好,为不同的学生推送适合的信息,摆脱千篇一律的门户信息。

图6 信息查询子系统架构
Fig.6 Structure of information query subsystem

为了使本系统能面向全体学生,课题组独立开发iOS和安卓双端。安卓端使用Java开发技术,iOS端采用Object-C开发。后端基于LAMP环境,使用Nginx作为Web服务器,采用PHP+MySQL实现接口和存储系统基础数据^[14],使用PHP作为后端基础服务开发语言,易维护,执行效率高。MySQL作为最流行的关系型数据库,在Web应用上存储效率较高,保证了系统运行的稳定性。系统使用基于Java的Hadoop分布式系统架构实现大数据服务,用户在使用过程中,前端使用数据流的方式向后端实时传递基础使用数据和个性数据,同时使用系统日志采集法,将这些数据存于面向列和分布式的开源数据库HBase,对海量数据进行数据挖掘和机器学习。本系统在应用界面分为课程、校园、消息和我四大模块。在课程模块(图7)中,学生可以选择校区和时间,查询个人课表; 校园模块(图8)实现了各子系统的功能,为学生提供日常生活上的服务; 在消息模块中,学生可接收信息,避免由于信息繁杂而导致的遗漏; 在我模块中,学生可编辑个人资料、更改系统设置。

图7 课程模块界面
Fig.7 Interface of course module

图8 校园模块界面
Fig.8 Interface of campus module

从互联网应用的角度和基于书院制学生管理模式的背景,课题组设计开发了“掌上书院”智慧校园管理系统,并在浙江科技学院安吉校区经过试运行,使用率接近100%,取得了良好的效果。经初步统计,2018年浙江科技学院安吉校区使用本系统完成离校到校统计20余次,完成近200个活动的报名、签到管理,节约了大量纸张,提高了事务处理效率。此外,配合书院制管理模式下互通、互融、共建、共享、“互联网+”的理念,系统使用大数据技术分析学生数据,对学生进行实时了解,以书院为单位对学生进行个性培养和思想政治教育,并完善了信息征集、活动报名等事务处理模式,探索了文化对学生培养的作用及如何构建文化学习环境,促进大学生全面发展及全人教育的实现。