计算机网络技术在医学教学中的应用
Application of computer network technique in medical teaching.
LANG Bo，SONG Yao.
(Computer Center of Information Engineering College，Zhengzhou University，Zhengzhou450052，Henan，P.R.China)
摘要:网络教学的发展空间巨大，对于科学、合理、充分地利用教育资源有着重大的意义。一个性能优越的网络教学平台是实现网络教学的基础，本文探讨了一个基于Web的网络教学平台的设计思路以及一些主要应用技术，对构架网络教学平台具有一定的参考意义。
关键词:网络教学;Client/Server结构;Web数据库
随着信息时代的到来以及计算机网络技术的不断发展，网络教学这一新概念也应运而生。作为现代科学重要组成部分的现代医学，医学教育的传统行为模式必将受到来自这一新生事物的冲击。充分利用网络上的医学信息资源，对现代医学教学的改革及发展，全面提高医学教学水平将会产生不可估量的影响。如何利用网络更好地为医学教育服务，是目前医学界迫切需要解决的问题。
1 网络上的医学教育资源
1.1 医学多媒体资源 远程医学、远程外科、远程影像医学的发展，以及网络多媒体技术在虚拟现实的应用，对医学教育的影响是巨大的。医学教学中往往难以直接展示人体的结构、疾病发生及发展过程等教学内容，以多媒体方式演示即可达到教学的效果。
比较著名的医学多媒体教学资源主要有:①华盛顿大学的数字解剖学:有关解剖教学的网络资源，通过常用的浏览器即可进行浏览，不需要特殊的浏览器插件。用鼠标点击图像的某一部分，即可显示此部分的解剖名称及进行测试，是有关解剖图像的综合数据库资源。②哈佛大学的网络大脑解剖图谱:对神经病学的临床及教学有较大的帮助。所收集的图像质量很高，导航系统完善，但由于使用了较多的JAVA程序，程序运行较慢。
1.2 医学CAI(Computer Aided Instruction)资源 医学教学中的网络CAI课件，不但具有界面友好、交互性强、容纳性好等普通多媒体课件的制作要求，同时还适应网络的传输要求，其文件尽量短小。CAI往往由大学及公司资助完成，作为课程的辅助教学，大部分在当地的局域网使用，但目前随着网络应用的发展，部分CAI课件也上网使用，或通过网络下载使用。现在基于WWW浏览器、跨平台的网络CAI课件在网络中的使用越来越广泛，网络提供的医学CAI课件的种类越来越多，极大推动CAI的网络应用。
网络上提供医学CAI的节点较多，较著名的有以下几个:①医学临床病例教学:免费注册后使用。收集了许多临床病例，使用了较多的JAVASCRIPT语言进行程序的编写，课件的交互性强。②内科临床病例教学:主要提供内科病例的临床教学。③放射医学的临床教学:放射医学的教学涉及大量的图片，多媒体辅助医学影像的教学是CAI应用的重点。网络上与医学图像教学有关的医学节点主要有哈佛大学的儿科放射医学病例教学;华盛顿大学的放射科特殊病例的教学。④病理学的临床教学:病理学的教学涉及大量的病理切片，多媒体教学对病理学的教学有重要的作用。
多媒体、CAI课件等网络资源对网络设备、软件配置等有较高的要求，而基于文本的教学资源可以通过其它的INTERNET服务方式获得，如FTP、TELNET等，它们应用的历史比WWW要长的多。TELNET、FTP服务器的设置也较WWW服务器要简单许多，对用户的硬件配置要求也低许多。但目前大部分基于文本的教学资源仍然以WWW方式使用，主要提供有关的课程教学信息。
2 网络教学系统设计思路
充分利用现有网络的软硬件资源，应用Web的开放式技术，建立网络多媒体教学支撑平台的基本目标就是为网络教学提供一种交互、开放、易用的环境，为开发应用网上教学资源提供丰富高效的技术手段及其软件工具。围绕实现这个目标，应用平台的开发设计必须突出坚持教学内容与技术手段相结合以内容为主的主体性要求;最大限度地适应于各种软硬件环境，适用于不同水平用户群的通用性要求;以尽可能低廉的投入而获得尽可能高效的教学效益的经济性要求。
目前的网络教学系统，一般是在局域网上建立Web教学站点，教学内容以Web页面的课件形式出现在站点中。用户通过访问站点中的课件页面来实现网上教学。在总体结构上是趋于采用三层C/S结构:各类教学资源在服务器一端，采取中心数据库(例如:MSSQL Server)统一存放和组织，用户在客户机一端，无须任何配置工作，只须使用浏览器向Web服务器代理提出访问请求，服务器审核后通过中间控件与后台数据库链接，把请求服务的教学内容以Web页面形式通过浏览器反馈给用户。一个完整的基于Web的网络教学平台应该是专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统。
3 网络教学应用技术
3.1 三层C/S(Client/Server)结构发布技术 运用现有的网络技术，实现Web发布已经非常简单，问题是如何有效地减少网络流量、防止客户端肥大、易于数据更新、易于实现系统间的连接。为了有效地解决上述问题，网络教学平台的设计应该采用三层C/S分布式计算结构的Web发布技术，形成基于Web数据库应用下的WWW教学环境。
三层C/S结构是互联网时代的产物，它分为三部分:客户、应用服务器和数据库服务器。其结构如图1(略)所示。
①客户:通常实现用户界面，它提供了一个可视化接口，用来显示信息和收集数据，它只与应用服务器打交道。②应用服务器:通常实现应用逻辑，是连接客户与数据库服务器的桥梁。它响应用户发来的请求执行某种业务任务，并与数据库服务器打交道。
在实际应用过程中，该层的组件通常可分为两个以上 的层次，因此这种结构也被称为多层次结构。③数据库服务器:实现数据的定义、维护、访问、更新以及管理，并响应应用服务器的数据请求。它的物理实现可以在某一种数据库管理系统中，也可以是多个异种数据库的集合，这种数据库可以驻留在多种平台上。
三层C/S结构的Web数据库应用系统具体应用于网络教学平台可分成3部分:教学信息表示层、教学应用功能层和教学资源数据层。第1层是表示层Web浏览器，是用户的输入/输出交互界面。用户使用Web浏览器访问服务器，提出教学申请，Web服务器用HTTP协议把所需的教学资源传输给客户机并在浏览器上输出;第2层是具有CGI或ODBC接口的应用层Web服务器，它是介于Web浏览器和数据库服务器之间，负责用户输入信息的接受和动态网页的形成，主要完成教学应用功能。Web服务器接受教学申请后，执行CGI或其它服务程序，与数据库连接，进行处理运算，最后将处理结果返回Web服务器，再传至客户端;第三层是数据库服务器，主要完成教学资源信息存储管理。它在接受客户请求后独立地进行各种运算。目前在Web服务器和数据库服务器之间通过提供一个中间控件来建立连接。中间控件的实现可以使用公开网关接口CGI或可执行SQL语句的JD-BC及ASP技术等。由于处理完全是由数据层完成，应用层的变化不会影响到数据层，因此，应用三层C/S结构开发多媒体教学平台，其客户端、Web服务器端和数据库端各层次间的应用程序相互独立，不仅具有很强的软硬件环境变化的适应能力和可伸缩性，而且便于分布式开发和动态更新。
3.2 数据库中间控件及链接技术 通过基于TCP/IP的超文本传输，客户端可以透明地通过浏览器浏览Web页面，获取与使用网络教学资源。网络教学资源是由Web数据库管理和维护，由于Web数据库采用三层C/S结构方式，前台客户的请求经过审核，通过在服务器端执行由Web服务器管理的一组中间控件和后台数据库进行交互。中间控件的开发目前主要有CGI、JDBC和ASP等技术。JDBC是一种可用于执行SQL语句的Java API(Application Programming Interface应用程序设计接口)。
用户通过浏览器访问静态或动态的Web页面，接受多媒体教学信息，尤其是以大量的交互式动态页面为主要内容。创建动态页面需要以数据库系统为基础。由于HTML只能开发简单的教学资源，对于大量的、可以重复使用的教学资源，通过建立教学资源数据库，利用中间件与Web服务器建立快速连接，根据用户请求灵活组织内容形成动态页面。所有涉及Web数据库的连接访问都可采用HTML的表单技术及ASP、API和DTC组件简便地实现。
4 结束语
网络教学的发展空间巨大，对于科学、合理、充分地利用教育资源有着重大的意义。一个性能优越的网络教学平台是实现网络教学的基础，本文探讨了一个基于Web的网络教学平台的设计思路以及一些主要应用技术，对构架网络教学平台具有一定的参考意义。现代信息技术发展日新月异，要建立一个先进的网络教学系统，就必须不断的跟踪先进技术，研究与应用先进技术来建设网络教学系统，这才是网络教育发展的最终动力所在。
参考文献:
[1]宣小平.ASP数据库系统开发实例导航[M].北京:人民邮电出版社，2003.
[2]郑阿奇.SQL Server实用教程[M].北京:电子工业出版社，2002.
[3]袁鹏飞.SQLServer2000数据开发从零开始[M].北京:人民邮电出版社，2001.
作者单位:郑州大学信息工程学院计算中心，河南郑州 450052.
作者简介:郎博(1978～)，女，山东莱州人，本科，现在郑州大学信息工程学院教书，主要研究计算机应用及理论.
收稿日期:2005-01-02, 百拇医药(郎博，宋瑶)
LANG Bo，SONG Yao.
(Computer Center of Information Engineering College，Zhengzhou University，Zhengzhou450052，Henan，P.R.China)
摘要:网络教学的发展空间巨大，对于科学、合理、充分地利用教育资源有着重大的意义。一个性能优越的网络教学平台是实现网络教学的基础，本文探讨了一个基于Web的网络教学平台的设计思路以及一些主要应用技术，对构架网络教学平台具有一定的参考意义。
关键词:网络教学;Client/Server结构;Web数据库
随着信息时代的到来以及计算机网络技术的不断发展，网络教学这一新概念也应运而生。作为现代科学重要组成部分的现代医学，医学教育的传统行为模式必将受到来自这一新生事物的冲击。充分利用网络上的医学信息资源，对现代医学教学的改革及发展，全面提高医学教学水平将会产生不可估量的影响。如何利用网络更好地为医学教育服务，是目前医学界迫切需要解决的问题。
1 网络上的医学教育资源
1.1 医学多媒体资源 远程医学、远程外科、远程影像医学的发展，以及网络多媒体技术在虚拟现实的应用，对医学教育的影响是巨大的。医学教学中往往难以直接展示人体的结构、疾病发生及发展过程等教学内容，以多媒体方式演示即可达到教学的效果。
比较著名的医学多媒体教学资源主要有:①华盛顿大学的数字解剖学:有关解剖教学的网络资源，通过常用的浏览器即可进行浏览，不需要特殊的浏览器插件。用鼠标点击图像的某一部分，即可显示此部分的解剖名称及进行测试，是有关解剖图像的综合数据库资源。②哈佛大学的网络大脑解剖图谱:对神经病学的临床及教学有较大的帮助。所收集的图像质量很高，导航系统完善，但由于使用了较多的JAVA程序，程序运行较慢。
1.2 医学CAI(Computer Aided Instruction)资源 医学教学中的网络CAI课件，不但具有界面友好、交互性强、容纳性好等普通多媒体课件的制作要求，同时还适应网络的传输要求，其文件尽量短小。CAI往往由大学及公司资助完成，作为课程的辅助教学，大部分在当地的局域网使用，但目前随着网络应用的发展，部分CAI课件也上网使用，或通过网络下载使用。现在基于WWW浏览器、跨平台的网络CAI课件在网络中的使用越来越广泛，网络提供的医学CAI课件的种类越来越多，极大推动CAI的网络应用。
网络上提供医学CAI的节点较多，较著名的有以下几个:①医学临床病例教学:免费注册后使用。收集了许多临床病例，使用了较多的JAVASCRIPT语言进行程序的编写，课件的交互性强。②内科临床病例教学:主要提供内科病例的临床教学。③放射医学的临床教学:放射医学的教学涉及大量的图片，多媒体辅助医学影像的教学是CAI应用的重点。网络上与医学图像教学有关的医学节点主要有哈佛大学的儿科放射医学病例教学;华盛顿大学的放射科特殊病例的教学。④病理学的临床教学:病理学的教学涉及大量的病理切片，多媒体教学对病理学的教学有重要的作用。
多媒体、CAI课件等网络资源对网络设备、软件配置等有较高的要求，而基于文本的教学资源可以通过其它的INTERNET服务方式获得，如FTP、TELNET等，它们应用的历史比WWW要长的多。TELNET、FTP服务器的设置也较WWW服务器要简单许多，对用户的硬件配置要求也低许多。但目前大部分基于文本的教学资源仍然以WWW方式使用，主要提供有关的课程教学信息。
2 网络教学系统设计思路
充分利用现有网络的软硬件资源，应用Web的开放式技术，建立网络多媒体教学支撑平台的基本目标就是为网络教学提供一种交互、开放、易用的环境，为开发应用网上教学资源提供丰富高效的技术手段及其软件工具。围绕实现这个目标，应用平台的开发设计必须突出坚持教学内容与技术手段相结合以内容为主的主体性要求;最大限度地适应于各种软硬件环境，适用于不同水平用户群的通用性要求;以尽可能低廉的投入而获得尽可能高效的教学效益的经济性要求。
目前的网络教学系统，一般是在局域网上建立Web教学站点，教学内容以Web页面的课件形式出现在站点中。用户通过访问站点中的课件页面来实现网上教学。在总体结构上是趋于采用三层C/S结构:各类教学资源在服务器一端，采取中心数据库(例如:MSSQL Server)统一存放和组织，用户在客户机一端，无须任何配置工作，只须使用浏览器向Web服务器代理提出访问请求，服务器审核后通过中间控件与后台数据库链接，把请求服务的教学内容以Web页面形式通过浏览器反馈给用户。一个完整的基于Web的网络教学平台应该是专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统。
3 网络教学应用技术
3.1 三层C/S(Client/Server)结构发布技术 运用现有的网络技术，实现Web发布已经非常简单，问题是如何有效地减少网络流量、防止客户端肥大、易于数据更新、易于实现系统间的连接。为了有效地解决上述问题，网络教学平台的设计应该采用三层C/S分布式计算结构的Web发布技术，形成基于Web数据库应用下的WWW教学环境。
三层C/S结构是互联网时代的产物，它分为三部分:客户、应用服务器和数据库服务器。其结构如图1(略)所示。
①客户:通常实现用户界面，它提供了一个可视化接口，用来显示信息和收集数据，它只与应用服务器打交道。②应用服务器:通常实现应用逻辑，是连接客户与数据库服务器的桥梁。它响应用户发来的请求执行某种业务任务，并与数据库服务器打交道。
在实际应用过程中，该层的组件通常可分为两个以上 的层次，因此这种结构也被称为多层次结构。③数据库服务器:实现数据的定义、维护、访问、更新以及管理，并响应应用服务器的数据请求。它的物理实现可以在某一种数据库管理系统中，也可以是多个异种数据库的集合，这种数据库可以驻留在多种平台上。
三层C/S结构的Web数据库应用系统具体应用于网络教学平台可分成3部分:教学信息表示层、教学应用功能层和教学资源数据层。第1层是表示层Web浏览器，是用户的输入/输出交互界面。用户使用Web浏览器访问服务器，提出教学申请，Web服务器用HTTP协议把所需的教学资源传输给客户机并在浏览器上输出;第2层是具有CGI或ODBC接口的应用层Web服务器，它是介于Web浏览器和数据库服务器之间，负责用户输入信息的接受和动态网页的形成，主要完成教学应用功能。Web服务器接受教学申请后，执行CGI或其它服务程序，与数据库连接，进行处理运算，最后将处理结果返回Web服务器，再传至客户端;第三层是数据库服务器，主要完成教学资源信息存储管理。它在接受客户请求后独立地进行各种运算。目前在Web服务器和数据库服务器之间通过提供一个中间控件来建立连接。中间控件的实现可以使用公开网关接口CGI或可执行SQL语句的JD-BC及ASP技术等。由于处理完全是由数据层完成，应用层的变化不会影响到数据层，因此，应用三层C/S结构开发多媒体教学平台，其客户端、Web服务器端和数据库端各层次间的应用程序相互独立，不仅具有很强的软硬件环境变化的适应能力和可伸缩性，而且便于分布式开发和动态更新。
3.2 数据库中间控件及链接技术 通过基于TCP/IP的超文本传输，客户端可以透明地通过浏览器浏览Web页面，获取与使用网络教学资源。网络教学资源是由Web数据库管理和维护，由于Web数据库采用三层C/S结构方式，前台客户的请求经过审核，通过在服务器端执行由Web服务器管理的一组中间控件和后台数据库进行交互。中间控件的开发目前主要有CGI、JDBC和ASP等技术。JDBC是一种可用于执行SQL语句的Java API(Application Programming Interface应用程序设计接口)。
用户通过浏览器访问静态或动态的Web页面，接受多媒体教学信息，尤其是以大量的交互式动态页面为主要内容。创建动态页面需要以数据库系统为基础。由于HTML只能开发简单的教学资源，对于大量的、可以重复使用的教学资源，通过建立教学资源数据库，利用中间件与Web服务器建立快速连接，根据用户请求灵活组织内容形成动态页面。所有涉及Web数据库的连接访问都可采用HTML的表单技术及ASP、API和DTC组件简便地实现。
4 结束语
网络教学的发展空间巨大，对于科学、合理、充分地利用教育资源有着重大的意义。一个性能优越的网络教学平台是实现网络教学的基础，本文探讨了一个基于Web的网络教学平台的设计思路以及一些主要应用技术，对构架网络教学平台具有一定的参考意义。现代信息技术发展日新月异，要建立一个先进的网络教学系统，就必须不断的跟踪先进技术，研究与应用先进技术来建设网络教学系统，这才是网络教育发展的最终动力所在。
参考文献:
[1]宣小平.ASP数据库系统开发实例导航[M].北京:人民邮电出版社，2003.
[2]郑阿奇.SQL Server实用教程[M].北京:电子工业出版社，2002.
[3]袁鹏飞.SQLServer2000数据开发从零开始[M].北京:人民邮电出版社，2001.
作者单位:郑州大学信息工程学院计算中心，河南郑州 450052.
作者简介:郎博(1978～)，女，山东莱州人，本科，现在郑州大学信息工程学院教书，主要研究计算机应用及理论.
收稿日期:2005-01-02, 百拇医药(郎博，宋瑶)