云計算平臺下高等醫(yī)學(xué)院校數(shù)字校園建設(shè)的實踐與思考

仲秋艷 鄭曦

摘 要：結(jié)合云計算的特點，分析了云計算應(yīng)用于高等醫(yī)學(xué)院校數(shù)字校園建設(shè)中的諸多優(yōu)勢。探討了基于云計算的高等醫(yī)學(xué)院之間、高等醫(yī)學(xué)院校及其附屬醫(yī)院之間以及高等院校內(nèi)部各部門之間數(shù)字資源的共享機(jī)制。針對數(shù)字化校園建設(shè)過程中出現(xiàn)的幾個問題，提出了基于云計算技術(shù)解決策略和實施辦法。

關(guān)鍵詞：云計算；數(shù)字校園；共享機(jī)制；虛擬化；資源池

中圖分類號：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）17-0000-00

數(shù)字化校園是一種虛擬化的教育環(huán)境，它是建立在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的，利用信息化手段收集、處理、整合、存儲、傳輸校園內(nèi)諸如教學(xué)、科研、管理、后勤服務(wù)等信息資源，實現(xiàn)教育過程的數(shù)字化。在傳統(tǒng)校園內(nèi)構(gòu)建一個數(shù)字化空間，拓展校園的時間以及空間維度，通過優(yōu)化數(shù)字資源、提高利用效率更好地提升學(xué)校的管理水平和服務(wù)功能。信息技術(shù)的高速發(fā)展有力推動了以數(shù)字化校園建設(shè)為主的高校信息化的建設(shè)和發(fā)展。數(shù)字化校園建設(shè)給教師和學(xué)生的教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)和生和方式帶來了前所未有的沖擊和改變。近年來，隨著高校信息化建設(shè)的不斷深入，校園網(wǎng)建設(shè)日趨完善，以數(shù)字校園為主的高校教育信息化發(fā)展十分迅速，高校在信息化建設(shè)方面取得了很大的進(jìn)展，各種信息化應(yīng)用正推動著教師和學(xué)生的教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)和生活方式的轉(zhuǎn)變。

運(yùn)用云計算技術(shù)能夠有效的將分布于不同地理位置上的數(shù)據(jù)和資源收集起來并加以集中管理，然后借助先進(jìn)的信息技術(shù)手段根據(jù)用戶的需求和申請分配相應(yīng)資源，提供定制的、個性化的云服務(wù)，從而提高資源的使用效率[1]。有關(guān)云計算技術(shù)在教育上的應(yīng)用，國家層面上教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中提出了建立國家教育云服務(wù)模式的國家方案。具體說來就是充分整合現(xiàn)有資源，采用云計算技術(shù)，形成資源配置與服務(wù)的集約化發(fā)展途徑，構(gòu)建穩(wěn)定可靠、低成本的國家教育云服務(wù)模式[2， 3]。具體到各教育單位和部門，如何有效打破各部門之間的壁壘，緩解和消除信息孤島[4]和應(yīng)用孤島，建立校級統(tǒng)一信息系統(tǒng)，打造高效穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)，覆蓋全面、安全可靠的數(shù)字化校園是數(shù)字化校園建設(shè)過程中面臨的一個重要課題。本文以云計算平臺為背景探討高等醫(yī)學(xué)院校數(shù)字化校園的建設(shè)。

1 云計算的概念和優(yōu)勢

1.1云計算的概念

云計算（Cloud Computing）連同5G、IOT物聯(lián)網(wǎng)、移動支付、新零售是曝光率和關(guān)注度最高的新詞匯。到底什么云計算，目前并沒有一個統(tǒng)一的概念。當(dāng)前，廣為接受的概念是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）給出的：云計算是一種按使用量付費的模式，它可以實現(xiàn)隨時隨地、便捷地、隨需應(yīng)變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源（例如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用及服務(wù)）。云計算能夠使資源快速供應(yīng)并釋放，使管理資源的工作量和與服務(wù)提供商的交互減小到最低限度[5]。

1.2 云計算的優(yōu)勢

虛擬化和分布式是公有云計算和私有云計算基礎(chǔ)架構(gòu)的基石。虛擬化技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)存儲可以使云平臺下方的基礎(chǔ)設(shè)備和上方的應(yīng)用軟件相分離同時將應(yīng)用資源分布到不同的物理資源上去。目前，云計算已經(jīng)成為一個部門乃至一個行業(yè)使用信息技術(shù)的一個重要手段，其優(yōu)點有六：其一，虛擬化技術(shù)特性一方面減少了對設(shè)備依賴程度，另一方面也為資源的動態(tài)調(diào)配提供了可能；其二，分布式數(shù)據(jù)存儲方式即使是用戶自己也不能確定信息的準(zhǔn)確物理位置，從而可以有效阻止網(wǎng)絡(luò)病毒和黑客對用戶信息的攻擊，大大提高了信息的安全性和系統(tǒng)的容災(zāi)能力；其三，分布式數(shù)據(jù)存儲方式可以有效減輕或避免因硬件問題而造成的數(shù)據(jù)損壞和丟失的重大損失，大大增加了數(shù)據(jù)恢復(fù)的可能性。其四，在云計算環(huán)境中，能夠有效統(tǒng)籌、調(diào)配計算資源，大幅度提升計算能力，既可對常規(guī)性需求進(jìn)行事先分配，也可根據(jù)進(jìn)行實時調(diào)整，進(jìn)而提高了資源的使用效率。其五，在云計算環(huán)境中客戶可以在任何時間任何地點獲取需要的資源，這種彈性的云服務(wù)大大提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。其六，在云計算環(huán)境中客戶獲取自己所需資源可以像交水電煤氣費用一樣按流量計費，而無需擔(dān)負(fù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)費用。投入相同的資金可以獲取更多有用的資源，節(jié)約費用的同時也提高了資金的使用效率。

2 高等醫(yī)學(xué)院校間教學(xué)資源共享體系的共建共享

2.1 現(xiàn)狀

隨著云計算的快速發(fā)展，高校數(shù)字化教育資源共享代表著未來的方向和發(fā)展趨勢。共享優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化教育資源既可以節(jié)約投入又可以讓更多的受教育這獲取高質(zhì)量的教育資源，對切實提升教育質(zhì)量大有裨益。當(dāng)前，不論是國家層面還是高校自身都投入了大量的財力和人力大力建設(shè)數(shù)字化教育資源，如國家級精品課程、Mooc課程、國家級精品資源共享課程以及各校獨立自主研制的各種校級精品課程、校級數(shù)字化課程等。高校數(shù)字化資源建設(shè)面臨的幾個突出問題是：一是各個高校在開發(fā)和建設(shè)數(shù)字資源時，自成一家，各自為政，使用的開發(fā)平臺，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，資源之間的兼容性差，且存儲、維護(hù)的成本大，安全風(fēng)險高；二是隨著資源的不斷豐富和完善，需要不斷更新和完善硬件設(shè)施，資金需求大；三是重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，資金浪費現(xiàn)象嚴(yán)重；四是優(yōu)勢教育資源分布不均，知名院校和發(fā)達(dá)地區(qū)的高校與地方高校、欠發(fā)達(dá)地區(qū)的高校教師和學(xué)生使用的資源差異較大；五是“信息孤島”現(xiàn)象突出。這里所說的“信息孤島”是指多個高校在資源建設(shè)時標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，資源管理方面溝通不通暢甚至彼此設(shè)限等原因造成的資源互相不共享，不能滿足學(xué)校師生員工日益增長的獲取優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源需求的現(xiàn)象。

2.2 共建共享的實現(xiàn)

云計算擁有海量的存儲能力和分鐘級乃至秒級的超強(qiáng)計算能力，它們能夠幫助我們實現(xiàn)僅僅訪問一個平臺內(nèi)的一臺電腦，發(fā)送一個請求，就可以在平臺內(nèi)所有服務(wù)器中獲得我們需要的資源。實現(xiàn)醫(yī)學(xué)院校間教學(xué)資源共享的目的，可以從較高層面比如說市級、省級乃至國家級層面也可以是國內(nèi)高校聯(lián)合起，充分利用云計算的虛擬化特點，將高?，F(xiàn)有的硬件設(shè)備虛擬化搭建一個統(tǒng)一的云平臺，形成“資源池”，將所有數(shù)字資源放入公共的“資源池”。然后建立統(tǒng)一的接口，這樣相關(guān)人員就可以通過統(tǒng)一接口進(jìn)入資源池，獲取所需的各種數(shù)字資源，從而實現(xiàn)了資源的共享和二次分配，消除了“信息孤島”。數(shù)字化教育資源的管理與存儲，安全和維護(hù)以及繁重的服務(wù)器配備等工作都可以交給專門云服務(wù)提供商去打理，云計算對用戶端的設(shè)備要求比較低， 客戶終端幾乎不需要任何升級，從而實現(xiàn)資金的節(jié)約和有效利用。高等醫(yī)學(xué)院校無需糾結(jié)基礎(chǔ)平臺和軟件的建設(shè)投入，只需利用本校學(xué)科和專業(yè)優(yōu)勢專心做好數(shù)字資源的開發(fā)和制作就可以了。

3 高等醫(yī)學(xué)院校及其附屬醫(yī)院信息資源的共建共享

3.1 現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)教育和醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)是一脈相承連續(xù)統(tǒng)一的系統(tǒng)，涉及到醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)和使用兩個方面。與其它學(xué)科比較而言，理論與實踐、培養(yǎng)與使用更加密切。高等醫(yī)學(xué)教育學(xué)科專業(yè)教育的綜合性、教育模式的終身性、教育過程的實踐性等特點要求多數(shù)高等醫(yī)學(xué)院校都有自己的附屬醫(yī)院，或直屬或非直屬。高等醫(yī)學(xué)院校主要負(fù)責(zé)學(xué)生基礎(chǔ)課程的教學(xué)，附屬醫(yī)院為學(xué)生提供臨床實踐的場所。高等醫(yī)學(xué)院校與其附屬醫(yī)院相比較而言各有所長：高等醫(yī)學(xué)院校在人才隊伍和科研平臺建設(shè)方面具有比較優(yōu)勢，而附屬醫(yī)院在臨床實踐和大型儀器方面等也具有醫(yī)學(xué)院校不可比擬的優(yōu)越條件。

通常說來，高等醫(yī)學(xué)院校與其附屬醫(yī)院多是位于兩地甚至多地。由于地緣關(guān)系的原因，各個附屬醫(yī)院一般都建有自己的信息中心和圖書資料管理中心，以實現(xiàn)自給自足。由于管理體制和經(jīng)費來源渠道不同，經(jīng)費不能統(tǒng)籌安排，資源重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重。同時，由于管理軟件不同，高等醫(yī)學(xué)院校與其附屬醫(yī)院之間資源共享渠道不暢，資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。此外，電子資源特別是國外一些數(shù)據(jù)庫大幅漲價造成高校和附屬醫(yī)院投入不斷增加，但購買資源卻不斷減少，科研必備資源短缺現(xiàn)象嚴(yán)重。

3.2 共建共享的實現(xiàn)

“資源共建、共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、科學(xué)發(fā)展”是現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)綜合化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展集約化、高等教育社會化的必然趨勢，也是實現(xiàn)高等醫(yī)學(xué)院校和附屬醫(yī)院互利共贏的必然要求。

資源共享以網(wǎng)絡(luò)化為前提，為此首先要做的就是在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)一的管理軟件，構(gòu)建一個以高等醫(yī)學(xué)院校為主體的，技術(shù)先進(jìn)、開放高效、實用共享的資源集成系統(tǒng)。其次，要對高等醫(yī)學(xué)院校及附屬醫(yī)院內(nèi)部的資源進(jìn)行有效整合和集中管理配置，可以聯(lián)合編目，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)各部分資源和信息的標(biāo)準(zhǔn)化，大幅度提高資源整合優(yōu)化和集中配置效率，實現(xiàn)高校和附屬醫(yī)院文獻(xiàn)全文傳遞。再次，高等醫(yī)學(xué)院校和附屬醫(yī)院可以統(tǒng)籌安排，聯(lián)合共建特色資源庫和期刊全文數(shù)據(jù)庫，避免重復(fù)建設(shè)，提高經(jīng)費使用效率。具體來說就是以高校為主題，負(fù)責(zé)和數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商談判，附屬醫(yī)院按照一定的方法出資參與共建。本著“引進(jìn)和自主開發(fā)相結(jié)合”的原則[6]，充分整合數(shù)字資源，建立跨庫檢索平臺。

4 高等醫(yī)學(xué)院校實驗、實踐教學(xué)資源的共建共享

4.1 現(xiàn)狀

實驗、實踐教學(xué)是醫(yī)學(xué)生鞏固理論知識和加深對理論認(rèn)識的有效途徑，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際、掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。當(dāng)前，在各個教學(xué)醫(yī)院，十幾個見習(xí)或?qū)嵙?xí)生圍著一個病人的情況時有發(fā)生。各高等醫(yī)學(xué)院學(xué)生對于用于實驗、實踐教學(xué)的大型儀器設(shè)備、教學(xué)軟件、實踐基地等臨床資源的占有率不高且分布不均衡、閑置率高、利用不充分的現(xiàn)象大量存在。

究其原因，一方面是因為高等醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生日益增多，另一方面是由于高等醫(yī)學(xué)院與附屬醫(yī)院在資源交流上渠道不通暢，導(dǎo)致大量的臨床教學(xué)資源無法直接使用。借助云平臺可以更加合理、方便、均衡的配置實驗、實踐教學(xué)資源，有效節(jié)約資源，提高利用率，增強(qiáng)實踐教學(xué)效果。如何整合、盤活現(xiàn)有臨床教學(xué)資源，提取、開發(fā)新的臨床教學(xué)資源，建設(shè)一個通用臨床教學(xué)資源平臺顯得尤其必要。

4.2 共建共享的實現(xiàn)

借助云計算和分布式系統(tǒng)技術(shù)，構(gòu)建一個臨床教學(xué)資源共享平臺，可以在各附屬醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不作大的改動甚至于不改動的前提下，整合優(yōu)化豐富的一線臨床資源，最大限度的為師生所用[7]。具體來說，就是要解決好三個方面問題：數(shù)字化臨床教學(xué)資源采集、共享網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及臨床教學(xué)信息資源的管理和相關(guān)服務(wù)。

在充分考慮保護(hù)患者隱私的前提下，合理、巧妙地在安置各種醫(yī)學(xué)攝像頭和傳感器，來采集病人醫(yī)學(xué)生理信息、治療信息及相關(guān)的手術(shù)信息，借助數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)揭示這些隱藏在這些數(shù)據(jù)中的共同特征和規(guī)律，提取、整理、匯編典型的醫(yī)療病案，豐富臨床教學(xué)資源。利用WebService技術(shù)在共享平臺與各醫(yī)院信息系統(tǒng)之間設(shè)置一個中間層結(jié)構(gòu)，使平臺通過中間層接口透明地訪問這些異構(gòu)的信息管理系統(tǒng)，解決各教學(xué)醫(yī)院信息管理系統(tǒng)的不兼容性問題，從而實現(xiàn)對于這些信息系統(tǒng)資源的統(tǒng)一地調(diào)度和管理。針對享平臺建設(shè)中的管理問題，可以嘗試實施分級賬戶管理方法，不同級別的用戶授予不同的權(quán)限，便于提高資源的使用效率，維護(hù)系統(tǒng)的安全、高效和穩(wěn)定。

5 結(jié)語

總之，云計算的時代已經(jīng)來臨，它為高校教育信息化的建設(shè)和發(fā)展提供了新的發(fā)展機(jī)遇帶來了新的發(fā)展模式[8， 9]。人們正快速從傳統(tǒng)的以個人操作系統(tǒng)為中心向以網(wǎng)絡(luò)平臺為中心的應(yīng)用模式的轉(zhuǎn)變。在這種模式里，各種資源的存儲、獲取和使用將會像存取錢物和使用水電一樣的方便。這種模式的改變可以幫助我們實現(xiàn)以最小的投入機(jī)獲得最大化的產(chǎn)出，節(jié)約成本、提高使用效率，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)信息資源的共建、共享化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]曹軍委.基于云計算的教學(xué)資源共享體系的研究與實現(xiàn)[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2012.

[2]教育部.關(guān)于印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》的通知[Z].中華人民共和國教育部教技[2012]5號文件，2012.

[3]王慶.云計算環(huán)境下的區(qū)域性高校實驗教學(xué)資源共享[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31（9）：187-191.

[4]王俊杰.沖出信息孤島，實現(xiàn)數(shù)字資源共享[J].大學(xué)圖書館學(xué)報，2004，（3）：16-18.

[5]百度百科.云計算[EB/OL].[2018.4].https：//baike.baidu.com/item/云計算.

[6]郭振宇.高等醫(yī)學(xué)院校及其附屬醫(yī)院數(shù)字文獻(xiàn)資源共建共享實踐與思考[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2016，37（10）：76-79.

[7]陳智勇，孫嘉.臨床教學(xué)資源共享平臺的設(shè)計和構(gòu)建[J].課程教育研究，2018，6，121-122.

[8]林瑜華.云計算環(huán)境下高校實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，30（8）：271-274.

[9]孫柏祥.云計算——高校教育信息化建設(shè)和發(fā)展的新模式[J].中國電化教育，2010（5）：123-125.

收稿日期：2018-06-11

基金項目：濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院教育信息化試點課題《高等醫(yī)學(xué)院校教育云數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建與應(yīng)用》（2015-16）

作者簡介：仲秋艷（1973—），女，山東濟(jì)寧人，碩士，高級實驗師，研究方向：教育技術(shù)學(xué)。

Practice and Reflection on Construction of Digital Campus for Medical Universities Based on Cloud Computing

ZHONG Qiu-yan，ZHENG Xi

（Department of Information Technology， Jining Medical College， Jining Shandong 272067）

Abstract：Combined with the characteristics of cloud computing， this paper analyzes the advantages of cloud computing in the construction of digital campus in higher medical institutions. This paper discusses the sharing mechanism of digital resources between medical universities， medical universities and their affiliated hospitals， as well as the internal departments in the universities themselves. Aiming at several problems in the process of digital campus construction， this paper puts forward the solution strategy and implementation method based on cloud computing technology.

Key words：cloud computing； digital campus； sharing mechanism； virtualization； resource pool