陳安娜，黃仲開

（漳州衛(wèi)生職業(yè)學院，福建 漳州 363000）

云計算在高職醫(yī)學教育中的應用淺析

陳安娜，黃仲開

（漳州衛(wèi)生職業(yè)學院，福建 漳州 363000）

為實現(xiàn)高職醫(yī)學教育信息化建設的快速發(fā)展，對云計算技術(shù)的應用展開研究。通過對云計算概念的理解，闡述云計算在高職醫(yī)學教育中的應用優(yōu)勢，根據(jù)醫(yī)學教育服務云平臺的部署模式和關鍵技術(shù)，設計醫(yī)學教育服務云平臺的構(gòu)建模型，提出基于云計算的高職醫(yī)學教育新模式，為最終形成高效的、具有醫(yī)學特色的高職醫(yī)學教育云提供有價值的理論依據(jù)。

云計算；醫(yī)學教育；部署模式；構(gòu)建模型

各界人士對云計算的定義和內(nèi)涵有著不同的解釋。通過對各種云計算含義的理解，認為云計算是一種IT服務的統(tǒng)稱，就像自來水廠和發(fā)電廠一樣，把所有的計算機資源都結(jié)合在一起，由軟件對資源進行自動管理，其系統(tǒng)架構(gòu)見圖1，具有以服務方式提供、通過網(wǎng)絡方式提供、按需使用和計費、具有靈活性和彈性4個方面的關鍵特征。隨著云計算的提出和逐步發(fā)展，探究如何利用云計算技術(shù)實踐高職醫(yī)學教育信息化建設，對于高職醫(yī)學教育乃至整體教育改革的深入發(fā)展，起到了重要的推動作用。

圖1　云計算系統(tǒng)架構(gòu)圖

1　云計算在高職醫(yī)學教育中的應用優(yōu)勢

高職醫(yī)學教育突顯醫(yī)學職業(yè)特點，一方面重視實踐教學，以培養(yǎng)學科研究型和技能應用型人才為目標，另一方面不斷提升學生利用信息技術(shù)解決問題的能力，以適應醫(yī)院日益擴大的醫(yī)療信息處理需求。目前，高職醫(yī)學院校很少開設與醫(yī)學相關的信息專業(yè)基礎課，理論、實訓教學信息化基礎設施建設處于起步階段。利用云技術(shù)優(yōu)勢與云服務特點構(gòu)建教育信息化平臺，在這種模式下學?？梢怨蚕怼霸贫恕碧峁┑能浻布Y源，享有“云端”上專業(yè)人員提供的軟硬件的維護與升級服務，從而減少了購買設備和進行軟硬件維護的費用。如何充分利用現(xiàn)有硬件，將醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)海量的前沿數(shù)據(jù)與醫(yī)學院校教學、科研等資源進行整合、存儲、利用，或?qū)⒏髟盒Ｖg的教育、教學資源進行共享，構(gòu)建一個開放的平臺，最終形成高效的、具有醫(yī)學特色的高職教育云，是高職醫(yī)學院校信息化建設面臨的新挑戰(zhàn)。

2　云計算在構(gòu)建醫(yī)學教育服務云平臺中的應用

2.1醫(yī)學教育服務云平臺的構(gòu)建模型

根據(jù)云計算的服務類型IaaS、PaaS、SaaS，將醫(yī)學教育云平臺架構(gòu)設計為基礎設施層、管理層和應用層［1］，見圖2。

圖2　醫(yī)學教育服務云平臺構(gòu)建模型圖

不論是哪一層，部署方式均有3種，分別是私有云、混合云和公有云，其中構(gòu)建私有云是由學院建立，基礎設施完全歸屬學院所有，學院管理人員負責設施的維護和升級，這要求學院有較強的經(jīng)濟實力與專業(yè)的人力資源；構(gòu)建混合云是學院向SP（云服務提供商）租用軟、硬件基礎設施形成滿足學院業(yè)務需求的虛擬云計算，相關資源由學院私有；構(gòu)建公有云是由SP構(gòu)建云平臺，各學院同時租用SP資源，資源的調(diào)度和隔離由SP解決。

在基礎設施層采用云計算的虛擬化、分布式等多種技術(shù)，將各高職醫(yī)學院校與其實訓基地以及相關醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)等現(xiàn)有的計算機硬件設備、網(wǎng)絡設備、實驗設備和各種數(shù)字資源組合起來，形成覆蓋高職醫(yī)學院校、實習/實訓基地和醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的醫(yī)學教育專用網(wǎng)，擴展醫(yī)學專業(yè)教學手段，為臨床視頻教學、遠程教學提供方便。在管理層基于云計算的虛擬化與自動化技術(shù)，提供數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)訪問、系統(tǒng)集成、即時通訊、信息共享、網(wǎng)絡管理中心、監(jiān)控中心和主機托管等服務［2］，減少了學院購買和管理軟件、硬件資源所需要的成本和復雜度。在應用層構(gòu)建網(wǎng)絡教學互動平臺、社會教育平臺和教育管理平臺，對平臺上的各類教學資源和臨床數(shù)據(jù)進行虛擬化，應用程序在數(shù)據(jù)中心集中執(zhí)行、存儲和統(tǒng)一部署，避免了現(xiàn)場支持，加強了軟件管理，減少了客戶端軟硬件資源維護更新的費用，用戶通過瀏覽器即可使用應用層的各種資源和服務。通過筆記本電腦、電視、手機等多種客戶終端設備，教師可以輕松地將自己教學的相關資料備份到云服務器端，方便學生共享和學習。

隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算在高職醫(yī)學教育中的發(fā)展趨勢是從學院自建孤立的云，到各院校共建形成互聯(lián)的云。

2.2構(gòu)建醫(yī)學教育服務云平臺的關鍵技術(shù)

云計算技術(shù)不是一項新的技術(shù)，它是虛擬化、網(wǎng)絡存儲、分布式計算等多種計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的綜合應用［3］。以下介紹在構(gòu)建醫(yī)學教育服務云平臺中主要應用的幾個關鍵技術(shù)。

2.2.1虛擬化技術(shù) 虛擬化是將計算機的各種實體資源抽象化，用戶通過一個共同的接口訪問這些資源。通過虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)服務器虛擬化、應用虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化和存儲虛擬化等［4］。例如，操作系統(tǒng)虛擬化可以實現(xiàn)多個操作系統(tǒng)同時在一臺計算機上運行，并且保持各系統(tǒng)之間彼此獨立，這樣可以解決由于硬件不同，管理人員需要重復進行操作系統(tǒng)的安裝、環(huán)境配置、測試等煩瑣的工作。虛擬化技術(shù)的應用有效地將高性能的硬件和老舊的硬件重組重用，平衡軟硬件資源的資金投入，節(jié)省維護成本。

2.2.2數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 云數(shù)據(jù)的存儲是將各類資源放到“云”上，需要建立能存儲海量數(shù)據(jù)和高吞吐率、高傳輸率的訪問機制［5］，是能同時滿足大量用戶通過網(wǎng)絡存取資源的一種新模式，它可以是一個硬件，也可以是一個軟件，還可以是軟硬件部分的組合。在醫(yī)學教育服務云平臺建設中，可以方便地采用第三方存儲云即混合存儲云模式，教學課件、視頻、科研文獻等資源或醫(yī)療機構(gòu)的臨床數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫商家和專業(yè)的IT企業(yè)整合后提供使用，各學院通過付費方式使用這些資源。這種模式使得不同操作平臺相同數(shù)據(jù)得以共享，解決了管理信息系統(tǒng)集成的問題。

2.2.3云數(shù)據(jù)管理技術(shù) 在醫(yī)學教育云平臺中擁有大量的臨床數(shù)據(jù)和醫(yī)療信息，這就需要有能存儲和處理PB級海量信息的數(shù)據(jù)庫和高效的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，且具備相應的查詢語句。目前，谷歌等已推出了以不同方式管理海量信息的云數(shù)據(jù)管理技術(shù)［6］，如GFS技術(shù)，所有資源文件以庫文件的形式存在，由一個邏輯上唯一的管理者對整個庫文件進行調(diào)度和統(tǒng)籌管理；BigTable技術(shù)是將大量數(shù)據(jù)組織在一張?zhí)摂M的表格中進行管理，能夠根據(jù)要求更快地進行數(shù)據(jù)查找和處理。由于院校各系部信息管理系統(tǒng)不一致，存在信息冗雜、資源建設滯后等問題，應用云數(shù)據(jù)管理技術(shù)可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行處理，最大限度地減少人為管理因素對數(shù)據(jù)管理的影響，更好地提高數(shù)據(jù)處理的可靠性。

3　云計算下醫(yī)學教育模式的轉(zhuǎn)變

云計算技術(shù)的應用體現(xiàn)在教學過程的方方面面，云教育平臺的開發(fā)有助于促進醫(yī)學教育信息化的發(fā)展，深化醫(yī)學教育模式的改革。

3.1以問題為基礎的教學模式

對于大多數(shù)醫(yī)學生不容易記憶、難以掌握的專業(yè)基礎課，如解剖學、病理學、免疫學等課程，可以通過云計算平臺，以問題為基礎，教師就教學情境、教學活動等內(nèi)容進行設計，并將課程教學資源上傳到“云”上。學生在教師的引導下，根據(jù)自己的需要，登陸“云端”，制訂學習計劃，隨時隨地都可以通過可上網(wǎng)的終端進行自主學習，從學習中遇到的實際問題出發(fā)，發(fā)現(xiàn)和鞏固由問題產(chǎn)生的相關理論和臨床操作技巧的新舊知識，通過參與、思考討論等方式解決問題，進而擴展學生醫(yī)學研究的方法和手段。

3.2虛擬現(xiàn)實的實驗/實訓模式

實驗/實訓中心的建設在高職醫(yī)學院校建設中處于一個重要的位置，對于培養(yǎng)技能型人才起著積極作用。利用云計算強大的資源共享功能，實驗室管理人員按照實驗內(nèi)容所需要的操作系統(tǒng)和應用軟件制作出不同的虛擬桌面模板上傳到“云端”數(shù)據(jù)中心供教師和學生用戶使用。通過云計算的虛擬技術(shù)，不但可以完成由于機房安裝還原卡，原來在計算機上無條件操作的實驗，如Windows操作系統(tǒng)的安裝，磁盤的格式化等，甚至是計算機病毒破壞性實驗也可進行；還可以構(gòu)建以實訓中心為重點的教學專用局域網(wǎng)，構(gòu)建醫(yī)院管理信息系統(tǒng)、虛擬人體解剖系統(tǒng)、臨床診療（示教）系統(tǒng)等，打破傳統(tǒng)的醫(yī)學實驗室受到空間、時間、硬件條件（如人體標本）的限制，在“云端”模擬各種實驗/實訓場景，共享大量的醫(yī)學影像資料，不同地點的學生同時進行虛擬實驗，解決了實驗/實訓資源不足的問題，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)與醫(yī)院實際工作需求的良好銜接，為學生臨床實習奠定了扎實的專業(yè)基礎。

3.3無人監(jiān)考的考核模式

目前，很多高職院校采取無紙化考核方式，應用云計算技術(shù)開發(fā)無紙化考試系統(tǒng)，一方面可以減少無紙化考核應用軟件的費用，另一方面可以降低開發(fā)無紙化考核軟件的成本和后期的維護難度。考試過程中，系統(tǒng)啟動監(jiān)考模式記錄學生的考試行為，從而彌補了無紙化考核需要多位監(jiān)考人員的不足，最大限度節(jié)省了人力資源。

3.4全方位的評價模式

完善的學習評價制度可以很好地幫助教師掌握學生的學習情況，也能體現(xiàn)評價的信度和效度?；谠朴嬎愕木C合考評機制將會記錄更多內(nèi)容，比如學生參與實驗的次數(shù)，與教師或與同學交流的頻率等，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和自主學習的能力，擺脫應試教育的束縛。

4　結(jié)語

云計算正處于成長階段，IaaS、PaaS和SaaS 3種服務層次，“云”+“端”的云服務提供模式，為高職醫(yī)學教育信息化提供了新的發(fā)展思路。云計算的“虛擬化”、“數(shù)據(jù)存儲”、“分布式”等核心技術(shù)對于實現(xiàn)醫(yī)療服務資源的優(yōu)化整合和共享，滿足醫(yī)學教育信息化不斷增長的需求，改變傳統(tǒng)醫(yī)學教學模式和教育模式起著至關重要的推動作用。期望通過對云計算在醫(yī)學教育教學中應用的初步研究，能更好地為今后的深入研究打下良好的基礎。

［1］丁潔.“SOA+云”模式下數(shù)字化校園模型研究［J］.西安郵電大學學報，2014（4）：109-112.

［2］童亞琴，姜玉哉.云計算在衛(wèi)生職業(yè)教育信息化建設中的應用研究［J］.中國教育信息化，2013（3）：76-77.

［3］鄒復民，蔣新華，胡惠淳，等.云計算研究與應用現(xiàn)狀綜述［J］.福建工程學院學報，2013（3）：231-242.

［4］劉猛.基于云計算的中職教育教學平臺研究［D］.廣州：廣東技術(shù)師范學院，2013.

［5］孟燕，郭冬梅.云計算及其數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)研究［J］.信息技術(shù)與信息化，2012（5）：73-76.

［6］江務學，張璟，王志明.云計算及其架構(gòu)模式［J］.遼寧工程技術(shù)大學學報：自然科學版，2012（4）：575-579.■

G40-057

A

1671-1246（2016）16-0033-03

福建省教育廳B類課題研究項目（JBS14376）