云計算在高職醫學教育中的應用淺析

陳安娜，黃仲開

（漳州衛生職業學院，福建 漳州 363000）

云計算在高職醫學教育中的應用淺析

陳安娜，黃仲開

（漳州衛生職業學院，福建 漳州 363000）

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

云計算；醫學教育；部署模式；構建模型

各界人士對云計算的定義和內涵有著不同的解釋。通過對各種云計算含義的理解，認為云計算是一種IT服務的統稱，就像自來水廠和發電廠一樣，把所有的計算機資源都結合在一起，由軟件對資源進行自動管理，其系統架構見圖1，具有以服務方式提供、通過網絡方式提供、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展，探究如何利用云計算技術實踐高職醫學教育信息化建設，對于高職醫學教育乃至整體教育改革的深入發展，起到了重要的推動作用。

圖1　云計算系統架構圖

1　云計算在高職醫學教育中的應用優勢

高職醫學教育突顯醫學職業特點，一方面重視實踐教學，以培養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解決問題的能力，以適應醫院日益擴大的醫療信息處理需求。目前，高職醫學院校很少開設與醫學相關的信息專業基礎課，理論、實訓教學信息化基礎設施建設處于起步階段。利用云技術優勢與云服務特點構建教育信息化平臺，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。如何充分利用現有硬件，將醫療衛生行業海量的前沿數據與醫學院校教學、科研等資源進行整合、存儲、利用，或將各院校之間的教育、教學資源進行共享，構建一個開放的平臺，最終形成高效的、具有醫學特色的高職教育云，是高職醫學院校信息化建設面臨的新挑戰。

2　云計算在構建醫學教育服務云平臺中的應用

2.1醫學教育服務云平臺的構建模型

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

圖2　醫學教育服務云平臺構建模型圖

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濟實力與專業的人力資源；構建混合云是學院向SP（云服務提供商）租用軟、硬件基礎設施形成滿足學院業務需求的虛擬云計算，相關資源由學院私有；構建公有云是由SP構建云平臺，各學院同時租用SP資源，資源的調度和隔離由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，將各高職醫學院校與其實訓基地以及相關醫療衛生行業等現有的計算機硬件設備、網絡設備、實驗設備和各種數字資源組合起來，形成覆蓋高職醫學院校、實習/實訓基地和醫療衛生行業的醫學教育專用網，擴展醫學專業教學手段，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，提供數據交換、數據訪問、系統集成、即時通訊、信息共享、網絡管理中心、監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。在應用層構建網絡教學互動平臺、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據進行虛擬化，應用程序在數據中心集中執行、存儲和統一部署，避免了現場支持，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。

隨著云計算技術的不斷發展，云計算在高職醫學教育中的發展趨勢是從學院自建孤立的云，到各院校共建形成互聯的云。

2.2構建醫學教育服務云平臺的關鍵技術

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

2.2.1虛擬化技術 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。通過虛擬化技術可以實現服務器虛擬化、應用虛擬化、網絡虛擬化和存儲虛擬化等［4］。例如，操作系統虛擬化可以實現多個操作系統同時在一臺計算機上運行，并且保持各系統之間彼此獨立，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的安裝、環境配置、測試等煩瑣的工作。虛擬化技術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，節省維護成本。

2.2.2數據存儲技術 云數據的存儲是將各類資源放到“云”上，需要建立能存儲海量數據和高吞吐率、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療機構的臨床數據由數據庫商家和專業的IT企業整合后提供使用，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據得以共享，解決了管理信息系統集成的問題。

2.2.3云數據管理技術 在醫學教育云平臺中擁有大量的臨床數據和醫療信息，這就需要有能存儲和處理PB級海量信息的數據庫和高效的數據管理技術，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據管理技術［6］，如GFS技術，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度和統籌管理；BigTable技術是將大量數據組織在一張虛擬的表格中進行管理，能夠根據要求更快地進行數據查找和處理。由于院校各系部信息管理系統不一致，存在信息冗雜、資源建設滯后等問題，應用云數據管理技術可以有效實現數據的并行處理，最大限度地減少人為管理因素對數據管理的影響，更好地提高數據處理的可靠性。

3　云計算下醫學教育模式的轉變

云計算技術的應用體現在教學過程的方方面面，云教育平臺的開發有助于促進醫學教育信息化的發展，深化醫學教育模式的改革。

3.1以問題為基礎的教學模式

對于大多數醫學生不容易記憶、難以掌握的專業基礎課，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的終端進行自主學習，從學習中遇到的實際問題出發，發現和鞏固由問題產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，進而擴展學生醫學研究的方法和手段。

3.2虛擬現實的實驗/實訓模式

實驗/實訓中心的建設在高職醫學院校建設中處于一個重要的位置，對于培養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容所需要的操作系統和應用軟件制作出不同的虛擬桌面模板上傳到“云端”數據中心供教師和學生用戶使用。通過云計算的虛擬技術，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；還可以構建以實訓中心為重點的教學專用局域網，構建醫院管理信息系統、虛擬人體解剖系統、臨床診療（示教）系統等，打破傳統的醫學實驗室受到空間、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，實現了人才培養與醫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基礎。

3.3無人監考的考核模式

目前，很多高職院校采取無紙化考核方式，應用云計算技術開發無紙化考試系統，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無紙化考核軟件的成本和后期的維護難度?？荚囘^程中，系統啟動監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考人員的不足，最大限度節省了人力資源。

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容，比如學生參與實驗的次數，與教師或與同學交流的頻率等，培養學生的信息素養和自主學習的能力，擺脫應試教育的束縛。

4　結語

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，為高職醫學教育信息化提供了新的發展思路。云計算的“虛擬化”、“數據存儲”、“分布式”等核心技術對于實現醫療服務資源的優化整合和共享，滿足醫學教育信息化不斷增長的需求，改變傳統醫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.云計算在衛生職業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：廣東技術師范學院，2013.

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

［6］江務學，張璟，王志明.云計算及其架構模式［J］.遼寧工程技術大學學報：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）