中等職業(yè)學(xué)校計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境的構(gòu)建

朱　莉

摘要：計算機(jī)實驗教學(xué)課往往需要多主機(jī)、多操作系統(tǒng)環(huán)境，這樣的環(huán)境不僅前期的投入大，而且維護(hù)也較復(fù)雜。針對中職學(xué)校計算機(jī)課程教學(xué)中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)遇到的問題，分析了使用“虛擬機(jī)”技術(shù)構(gòu)建計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：中等職業(yè)學(xué)校；計算機(jī)教學(xué)；實驗環(huán)境；

作者簡介：朱莉（1963－），女，江蘇人，理學(xué)士學(xué)位，上海市經(jīng)濟(jì)管理學(xué)校工程師，主要研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

中圖分類號：Ｇ７１２文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：1001-7518(2009)08-００３1－０２

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，計算機(jī)硬件與軟件的發(fā)展日新月異。由于計算機(jī)發(fā)展的迅猛，許多中職學(xué)校的計算機(jī)學(xué)科教學(xué)與實踐出現(xiàn)了發(fā)展需求與現(xiàn)實設(shè)備不相匹配的矛盾，表現(xiàn)在計算機(jī)硬件資源與操作系統(tǒng)更新相比速度滯后，計算機(jī)專業(yè)的實踐教學(xué)也因此受到較大影響，這是國內(nèi)許多中職學(xué)校面臨的問題。一機(jī)多用、一機(jī)多能，充分發(fā)揮計算機(jī)的作用，提高利用率，構(gòu)建滿足要求的計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境是最直接的解決矛盾與問題的思路。

二、中職學(xué)校利用“虛擬機(jī)”技術(shù)構(gòu)建計算機(jī)實驗環(huán)境的必要性

目前，各中職學(xué)校校的計算機(jī)實驗機(jī)房由一般由計算機(jī)中心或?qū)嵱?xùn)中心統(tǒng)一管理，承擔(dān)著計算機(jī)教學(xué)任務(wù)及上機(jī)需求。在教學(xué)實踐過程中，實驗環(huán)境與教學(xué)實踐活動存在著一些不協(xié)調(diào)的地方，使得教學(xué)質(zhì)量不能得到有效的保證，具體表現(xiàn)為：

1.計算機(jī)的硬件環(huán)境是整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的基礎(chǔ)，包括獨立的計算機(jī)、相關(guān)的連網(wǎng)設(shè)備，還要有能夠和其它網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備和工具。然而，一般學(xué)校沒有真正獨立的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室，從而導(dǎo)致許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗根本無法開展。此外，在網(wǎng)絡(luò)實驗中，常需使用雙機(jī)或多機(jī)，但現(xiàn)有的教學(xué)條件無法實現(xiàn)給單個學(xué)生用兩臺或多臺機(jī)器，只能互為主從機(jī)進(jìn)行，如果要在從機(jī)上操作，只能讓其他同學(xué)代勞，并且在涉及到更復(fù)雜的諸如局域網(wǎng)與局域網(wǎng)間的實驗時，實驗室往往無法給每個小組都提供相應(yīng)的實驗環(huán)境，影響了實驗進(jìn)度及效果。

2.計算機(jī)管理限制某些實驗的內(nèi)容在計算機(jī)機(jī)房進(jìn)行，管理人員出于管理的方便，往往采取了一系列的技術(shù)手段，以確保計算機(jī)設(shè)備的正常運行。比如，通常都安裝了硬盤保護(hù)卡或安裝了恢復(fù)精靈等機(jī)房管理軟件，防止學(xué)生刪除系統(tǒng)文件或格式化硬盤。

3．為了盡量使學(xué)生多動手、多實踐，在設(shè)備有限的情況下，多數(shù)實驗都是分組進(jìn)行。在諸如涉及到異構(gòu)系統(tǒng)之間通信的網(wǎng)絡(luò)實驗時，需要安裝各種操作系統(tǒng)、進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，耗時較長，而由于實驗條件和學(xué)生實驗?zāi)芰Φ南拗疲３Ｔ谝淮螌嶒灂r間中無法完成全部實驗內(nèi)容，并且正常進(jìn)行完實驗的小組的實驗結(jié)果也常常會被其他小組沖掉，這就給后續(xù)實驗的進(jìn)行造成了障礙。

以上這些問題都制約了網(wǎng)絡(luò)實驗課的有效開展。為了解決在實驗教學(xué)中遇到的這些問題，在目前教學(xué)實驗資源非常緊張的情況下，如何利用有限的設(shè)備，完成更多的教學(xué)實驗，并保證實驗質(zhì)量，成為各中職學(xué)校面臨的重要課題。因此采用虛擬機(jī)技術(shù)為每位學(xué)生構(gòu)建一個虛擬計算機(jī)實驗環(huán)境，顯得十分必要。

三、應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗環(huán)境舉例

下面以“組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)”為例介紹如何利用虛擬機(jī)軟件VMWare構(gòu)建進(jìn)行主機(jī)與虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)實驗。以下步驟可全部由學(xué)生在單機(jī)上自行完成。通過這個實驗學(xué)生可以掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝、配置以及組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)的過程。

1.主機(jī)的設(shè)置。主機(jī)的操作系統(tǒng)選用Windows 2000 Server，使用的虛擬軟件是VMWare workstation4.0。CPU的主頻是2.4GHz，512M內(nèi)存，60G硬盤，主機(jī)IP地址是192.168.0.1，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

2.虛擬機(jī)的設(shè)置。主機(jī)上運行VMWare，并通過安裝向?qū)О惭b好所需虛擬操作系統(tǒng)Windows2000 Professional，然后對虛擬機(jī)的硬盤進(jìn)行分區(qū)格式化，并在光驅(qū)中放入Windows2000 Professional的安裝光盤（或使用主機(jī)硬盤上的安裝光盤鏡像文件）進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝。安裝好的虛擬機(jī)的參數(shù)如下：虛擬機(jī)名稱：Windows 2000 Professional；虛擬機(jī)內(nèi)存：192MB；虛擬機(jī)硬盤類型：IDE；虛擬機(jī)硬盤大小：4GB；網(wǎng)絡(luò)連接方式：橋接網(wǎng)絡(luò)；虛擬機(jī)IP地址是192.168.0.2，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

3.利用主機(jī)與虛擬機(jī)進(jìn)行帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗。將主機(jī)設(shè)置為域控制器，并將域名設(shè)置為“Server”；在主機(jī)中添加域用戶，設(shè)置好用戶名（如stu1）和密碼（如123456）。在虛擬機(jī)中新建一帳戶，用戶名和密碼同主機(jī)中的域用戶的設(shè)置，然后用這個帳戶登錄域。登錄過程如下：在虛擬機(jī)中“我的電腦”的“屬性”設(shè)置中，在“標(biāo)識更改”窗口中把“隸屬于”選擇為“域”，同時在下面輸入域名“Server”，點擊“確定”按鈕后根據(jù)提示將虛擬機(jī)加入域。

至此，帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗完成。在此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)管理等計算機(jī)實驗。

四、應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性

1.能夠提供一個近于真實的環(huán)境。使用虛擬機(jī)軟件可以在一臺機(jī)器上真正同時運行多個獨立的操作系統(tǒng)，主機(jī)操作系統(tǒng)與多個虛擬機(jī)操作系統(tǒng)之間可自由構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且，可以通過將兩臺或多臺主機(jī)（分別已經(jīng)構(gòu)建了虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）連接在一起來構(gòu)建局域網(wǎng)與局域網(wǎng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，在該實驗平臺能完成各種網(wǎng)絡(luò)課程的實踐教學(xué)內(nèi)容。

2.“虛擬機(jī)”可以提供給學(xué)生一個開放的實驗操作平臺。由于虛擬系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)有良好的隔離性，因此，可以通過安全策略保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)，而完全放開虛擬系統(tǒng)的權(quán)限，這樣，在虛擬環(huán)境下，學(xué)生不用顧慮到對主機(jī)系統(tǒng)的破壞性，可以放心地進(jìn)行各種操作，從而使學(xué)生的實驗活動不受限制，這會帶來更好的實驗效果。

3.系統(tǒng)維護(hù)方便。當(dāng)某個虛擬機(jī)崩潰或被誤刪除時，將其他物理機(jī)上相應(yīng)的虛擬機(jī)文件復(fù)制到本地機(jī)即可恢復(fù)系統(tǒng)，從而保證了學(xué)生實驗進(jìn)度的一致。這種可移植性也方便同學(xué)將一些實驗轉(zhuǎn)移到自己的計算機(jī)上繼續(xù)進(jìn)行，從而充分利用各種實驗資源。

4.方便學(xué)生分次完成較大的實驗。由于“虛擬機(jī)”系統(tǒng)只是主機(jī)系統(tǒng)的一個文件，每個小組可以使用和管理自己的文件，互相不會沖突，因此，實驗結(jié)果可以得到妥善保存。利用“虛擬機(jī)”軟件提供的“掛起”功能，還可以方便地保留全部現(xiàn)場。

五、結(jié)束語

綜上所述，基于虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境，在一定程度上不僅可以緩解當(dāng)前中職學(xué)校實驗設(shè)備和場地不足的問題，很好地滿足實驗課多種環(huán)境的需求，保證所有實驗課的正常開出。而且還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，也可以提高實驗室設(shè)備的利用率。虛擬機(jī)實驗環(huán)境提供的是一個近于真實的環(huán)境，除了硬件的物理連接外(如主板、CPU、顯卡、網(wǎng)卡、網(wǎng)線等連接)，只要能在“虛擬機(jī)”上完成的實驗，就能夠在真實的機(jī)器上完成，所以采用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建的實驗環(huán)境實驗質(zhì)量不會受到影響，完全符合中職學(xué)校的教學(xué)要求。

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責(zé)任編輯：顏小兵