云計算平臺下高等醫學院校數字校園建設的實踐與思考

仲秋艷 鄭曦

摘 要：結合云計算的特點，分析了云計算應用于高等醫學院校數字校園建設中的諸多優勢。探討了基于云計算的高等醫學院之間、高等醫學院校及其附屬醫院之間以及高等院校內部各部門之間數字資源的共享機制。針對數字化校園建設過程中出現的幾個問題，提出了基于云計算技術解決策略和實施辦法。

關鍵詞：云計算；數字校園；共享機制；虛擬化；資源池

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

數字化校園是一種虛擬化的教育環境，它是建立在計算機網絡基礎之上的，利用信息化手段收集、處理、整合、存儲、傳輸校園內諸如教學、科研、管理、后勤服務等信息資源，實現教育過程的數字化。在傳統校園內構建一個數字化空間，拓展校園的時間以及空間維度，通過優化數字資源、提高利用效率更好地提升學校的管理水平和服務功能。信息技術的高速發展有力推動了以數字化校園建設為主的高校信息化的建設和發展。數字化校園建設給教師和學生的教學、科研、學習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的不斷深入，校園網建設日趨完善，以數字校園為主的高校教育信息化發展十分迅速，高校在信息化建設方面取得了很大的進展，各種信息化應用正推動著教師和學生的教學、科研、學習和生活方式的轉變。

運用云計算技術能夠有效的將分布于不同地理位置上的數據和資源收集起來并加以集中管理，然后借助先進的信息技術手段根據用戶的需求和申請分配相應資源，提供定制的、個性化的云服務，從而提高資源的使用效率[1]。有關云計算技術在教育上的應用，國家層面上教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》中提出了建立國家教育云服務模式的國家方案。具體說來就是充分整合現有資源，采用云計算技術，形成資源配置與服務的集約化發展途徑，構建穩定可靠、低成本的國家教育云服務模式[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]和應用孤島，建立校級統一信息系統，打造高效穩定、技術先進，覆蓋全面、安全可靠的數字化校園是數字化校園建設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學院校數字化校園的建設。

1 云計算的概念和優勢

1.1云計算的概念

云計算（Cloud Computing）連同5G、IOT物聯網、移動支付、新零售是曝光率和關注度最高的新詞匯。到底什么云計算，目前并沒有一個統一的概念。當前，廣為接受的概念是美國國家標準與技術研究院（NIST）給出的：云計算是一種按使用量付費的模式，它可以實現隨時隨地、便捷地、隨需應變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源（例如網絡、服務器、存儲、應用及服務）。云計算能夠使資源快速供應并釋放，使管理資源的工作量和與服務提供商的交互減小到最低限度[5]。

1.2 云計算的優勢

虛擬化和分布式是公有云計算和私有云計算基礎架構的基石。虛擬化技術和分布式數據存儲可以使云平臺下方的基礎設備和上方的應用軟件相分離同時將應用資源分布到不同的物理資源上去。目前，云計算已經成為一個部門乃至一個行業使用信息技術的一個重要手段，其優點有六：其一，虛擬化技術特性一方面減少了對設備依賴程度，另一方面也為資源的動態調配提供了可能；其二，分布式數據存儲方式即使是用戶自己也不能確定信息的準確物理位置，從而可以有效阻止網絡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的容災能力；其三，分布式數據存儲方式可以有效減輕或避免因硬件問題而造成的數據損壞和丟失的重大損失，大大增加了數據恢復的可能性。其四，在云計算環境中，能夠有效統籌、調配計算資源，大幅度提升計算能力，既可對常規性需求進行事先分配，也可根據進行實時調整，進而提高了資源的使用效率。其五，在云計算環境中客戶可以在任何時間任何地點獲取需要的資源，這種彈性的云服務大大提高了系統的擴展性。其六，在云計算環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，而無需擔負基礎設施的建設和維護費用。投入相同的資金可以獲取更多有用的資源，節約費用的同時也提高了資金的使用效率。

2 高等醫學院校間教學資源共享體系的共建共享

2.1 現狀

隨著云計算的快速發展，高校數字化教育資源共享代表著未來的方向和發展趨勢。共享優質的數字化教育資源既可以節約投入又可以讓更多的受教育這獲取高質量的教育資源，對切實提升教育質量大有裨益。當前，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數字化教育資源，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、校級數字化課程等。高校數字化資源建設面臨的幾個突出問題是：一是各個高校在開發和建設數字資源時，自成一家，各自為政，使用的開發平臺，缺乏統一的標準，資源之間的兼容性差，且存儲、維護的成本大，安全風險高；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施，資金需求大；三是重復建設現象嚴重，資金浪費現象嚴重；四是優勢教育資源分布不均，知名院校和發達地區的高校與地方高校、欠發達地區的高校教師和學生使用的資源差異較大；五是“信息孤島”現象突出。這里所說的“信息孤島”是指多個高校在資源建設時標準不統一，資源管理方面溝通不通暢甚至彼此設限等原因造成的資源互相不共享，不能滿足學校師生員工日益增長的獲取優質數字資源需求的現象。

2.2 共建共享的實現

云計算擁有海量的存儲能力和分鐘級乃至秒級的超強計算能力，它們能夠幫助我們實現僅僅訪問一個平臺內的一臺電腦，發送一個請求，就可以在平臺內所有服務器中獲得我們需要的資源。實現醫學院校間教學資源共享的目的，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高校聯合起，充分利用云計算的虛擬化特點，將高校現有的硬件設備虛擬化搭建一個統一的云平臺，形成“資源池”，將所有數字資源放入公共的“資源池”。然后建立統一的接口，這樣相關人員就可以通過統一接口進入資源池，獲取所需的各種數字資源，從而實現了資源的共享和二次分配，消除了“信息孤島”。數字化教育資源的管理與存儲，安全和維護以及繁重的服務器配備等工作都可以交給專門云服務提供商去打理，云計算對用戶端的設備要求比較低， 客戶終端幾乎不需要任何升級，從而實現資金的節約和有效利用。高等醫學院校無需糾結基礎平臺和軟件的建設投入，只需利用本校學科和專業優勢專心做好數字資源的開發和制作就可以了。

3 高等醫學院校及其附屬醫院信息資源的共建共享

3.1 現狀

醫學教育和醫療衛生服務是一脈相承連續統一的系統，涉及到醫學人才的培養和使用兩個方面。與其它學科比較而言，理論與實踐、培養與使用更加密切。高等醫學教育學科專業教育的綜合性、教育模式的終身性、教育過程的實踐性等特點要求多數高等醫學院校都有自己的附屬醫院，或直屬或非直屬。高等醫學院校主要負責學生基礎課程的教學，附屬醫院為學生提供臨床實踐的場所。高等醫學院校與其附屬醫院相比較而言各有所長：高等醫學院校在人才隊伍和科研平臺建設方面具有比較優勢，而附屬醫院在臨床實踐和大型儀器方面等也具有醫學院校不可比擬的優越條件。

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

3.2 共建共享的實現

“資源共建、共享、優勢互補、科學發展”是現代社會科學技術綜合化、經濟發展集約化、高等教育社會化的必然趨勢，也是實現高等醫學院校和附屬醫院互利共贏的必然要求。

資源共享以網絡化為前提，為此首先要做的就是在校園網的基礎上，采用統一的管理軟件，構建一個以高等醫學院校為主體的，技術先進、開放高效、實用共享的資源集成系統。其次，要對高等醫學院校及附屬醫院內部的資源進行有效整合和集中管理配置，可以聯合編目，按照統一的標準，實現各部分資源和信息的標準化，大幅度提高資源整合優化和集中配置效率，實現高校和附屬醫院文獻全文傳遞。再次，高等醫學院校和附屬醫院可以統籌安排，聯合共建特色資源庫和期刊全文數據庫，避免重復建設，提高經費使用效率。具體來說就是以高校為主題，負責和數據庫供應商談判，附屬醫院按照一定的方法出資參與共建。本著“引進和自主開發相結合”的原則[6]，充分整合數字資源，建立跨庫檢索平臺。

4 高等醫學院校實驗、實踐教學資源的共建共享

4.1 現狀

實驗、實踐教學是醫學生鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養創新意識的的重要環節，是理論聯系實際、掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。當前，在各個教學醫院，十幾個見習或實習生圍著一個病人的情況時有發生。各高等醫學院學生對于用于實驗、實踐教學的大型儀器設備、教學軟件、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、利用不充分的現象大量存在。

究其原因，一方面是因為高等醫學院校的學生日益增多，另一方面是由于高等醫學院與附屬醫院在資源交流上渠道不通暢，導致大量的臨床教學資源無法直接使用。借助云平臺可以更加合理、方便、均衡的配置實驗、實踐教學資源，有效節約資源，提高利用率，增強實踐教學效果。如何整合、盤活現有臨床教學資源，提取、開發新的臨床教學資源，建設一個通用臨床教學資源平臺顯得尤其必要。

4.2 共建共享的實現

借助云計算和分布式系統技術，構建一個臨床教學資源共享平臺，可以在各附屬醫院的網絡結構不作大的改動甚至于不改動的前提下，整合優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：數字化臨床教學資源采集、共享網絡的構建以及臨床教學信息資源的管理和相關服務。

在充分考慮保護患者隱私的前提下，合理、巧妙地在安置各種醫學攝像頭和傳感器，來采集病人醫學生理信息、治療信息及相關的手術信息，借助數據分析和數據挖掘技術揭示這些隱藏在這些數據中的共同特征和規律，提取、整理、匯編典型的醫療病案，豐富臨床教學資源。利用WebService技術在共享平臺與各醫院信息系統之間設置一個中間層結構，使平臺通過中間層接口透明地訪問這些異構的信息管理系統，解決各教學醫院信息管理系統的不兼容性問題，從而實現對于這些信息系統資源的統一地調度和管理。針對享平臺建設中的管理問題，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限，便于提高資源的使用效率，維護系統的安全、高效和穩定。

5 結語

總之，云計算的時代已經來臨，它為高校教育信息化的建設和發展提供了新的發展機遇帶來了新的發展模式[8， 9]。人們正快速從傳統的以個人操作系統為中心向以網絡平臺為中心的應用模式的轉變。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以最小的投入機獲得最大化的產出，節約成本、提高使用效率，促進優質信息資源的共建、共享化水平。

參考文獻

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

[2]教育部.關于印發《教育信息化十年發展規劃（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.云計算環境下的區域性高校實驗教學資源共享[J].實驗技術與管理，2014，31（9）：187-191.

[4]王俊杰.沖出信息孤島，實現數字資源共享[J].大學圖書館學報，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.高等醫學院校及其附屬醫院數字文獻資源共建共享實踐與思考[J]. 醫學信息學雜志，2016，37（10）：76-79.

[7]陳智勇，孫嘉.臨床教學資源共享平臺的設計和構建[J].課程教育研究，2018，6，121-122.

[8]林瑜華.云計算環境下高校實驗教學模式的創新與實踐[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和發展的新模式[J].中國電化教育，2010（5）：123-125.

收稿日期：2018-06-11

基金項目：濟寧醫學院教育信息化試點課題《高等醫學院校教育云數據中心的構建與應用》（2015-16）

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

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