虛擬機(jī)在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：目前，隨著各高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的開(kāi)設(shè)，實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)設(shè)備也漸完善。但缺點(diǎn)也很明顯，學(xué)校根本不可能為每位學(xué)生配置單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)；其次，每臺(tái)計(jì)算機(jī)的配置也可能滿足不了教學(xué)要求。通過(guò)虛擬機(jī)軟件，就可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬出一臺(tái)或多臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)，這些虛擬機(jī)完全就像真正的計(jì)算機(jī)那樣進(jìn)行工作，在虛擬機(jī)上可以安裝操作系統(tǒng)、安裝應(yīng)用程序、訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源等等。對(duì)于學(xué)生而言，它就是一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī) 計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)配置 教學(xué) 優(yōu)勢(shì)

[中圖分類(lèi)號(hào)]：G623.58 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]：A [文章編號(hào)]：1002-2139(2011)-17-0077-01

一、虛擬機(jī)簡(jiǎn)介

1、虛擬機(jī)的定義

虛擬機(jī)指通過(guò)軟件模擬出具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2、虛擬機(jī)的作用

虛擬機(jī)是個(gè)應(yīng)用軟件，軟件安裝之后可以創(chuàng)建一臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)，在這臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)上就可以安裝操作系統(tǒng)，再安裝應(yīng)用軟件，所有應(yīng)用就像操作一臺(tái)真實(shí)的電腦，因此，學(xué)生可以利用虛擬機(jī)學(xué)習(xí)安裝操作系統(tǒng)、學(xué)用Ghost、分區(qū)，格式化，測(cè)試各種軟件或病毒驗(yàn)證等工作，甚至可以組建網(wǎng)絡(luò)。即使誤操作都不會(huì)對(duì)真實(shí)計(jì)算機(jī)造成任何影響，因?yàn)樗械氖д`都只是影響的虛擬出來(lái)的那臺(tái)計(jì)算機(jī)，和真實(shí)的計(jì)算機(jī)一點(diǎn)關(guān)系也沒(méi)有，因此虛擬機(jī)是個(gè)學(xué)習(xí)電腦知識(shí)的好幫手。對(duì)于學(xué)生而言，它就是一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)。但是對(duì)于在虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序而言，它只是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的一個(gè)應(yīng)用程序。因此，在當(dāng)前教學(xué)中利用虛擬機(jī)可以虛擬出我們需要的教學(xué)條件，比如多塊硬盤(pán)，安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)，組建小型網(wǎng)絡(luò)等。學(xué)生可以在虛擬機(jī)上任意操作，并不用擔(dān)心系統(tǒng)會(huì)崩潰或發(fā)生問(wèn)題，因?yàn)楸罎⒌闹皇翘摂M機(jī)上的操作系統(tǒng)，而不是物理計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)，而且通過(guò)虛擬機(jī)的恢復(fù)功能可迅速恢復(fù)原始狀態(tài)。

二、高校機(jī)房現(xiàn)狀與主要問(wèn)題

1、目前高校機(jī)房的現(xiàn)存問(wèn)題

（1）軟件安裝較為復(fù)雜。每個(gè)機(jī)房至少有60臺(tái)計(jì)算機(jī)，而安裝一個(gè)軟件，最快也需要5分鐘左右，有的軟件需要半小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。這樣，所有計(jì)算機(jī)全部安裝一個(gè)軟件，需要的時(shí)間是比較長(zhǎng)的。但學(xué)校機(jī)房，基本上每每次課都會(huì)有上機(jī)安排，沒(méi)有充足的時(shí)間來(lái)進(jìn)行軟件安裝。

（2）學(xué)生操作出錯(cuò)，系統(tǒng)恢復(fù)困難。學(xué)生在進(jìn)行上機(jī)課時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，例如重裝系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境配置出錯(cuò)，這樣一來(lái)學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，系統(tǒng)不能正常繼續(xù)使用，不能上網(wǎng)，影響后來(lái)上課的學(xué)生使用。

（3）配置多系統(tǒng)、多環(huán)境困難。機(jī)房需要若干種系統(tǒng)，并且，隨著新系統(tǒng)的不斷發(fā)布，需要的系統(tǒng)數(shù)量在增加。但是，若沒(méi)有虛擬機(jī)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能安裝的操作系統(tǒng)是有限的。

（4）管理與開(kāi)放是一對(duì)矛盾。如果管理嚴(yán)格，學(xué)生上機(jī)時(shí)的操作就會(huì)受到約束，這樣，學(xué)生會(huì)學(xué)不到東西，而如果放開(kāi)管理，那么學(xué)生上一次機(jī)，所有的系統(tǒng)則需要恢復(fù)，這樣對(duì)管理造成極大的負(fù)擔(dān)，同時(shí)會(huì)影響下節(jié)上機(jī)課。

（5）機(jī)房管理難度較大。學(xué)生上機(jī)時(shí)會(huì)從網(wǎng)上下載各種不允許安裝的軟件或其他文件，例如QQ聊天、視頻、電影等，這即影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)，又給管理帶來(lái)負(fù)擔(dān)。

（6）多種軟件版本兼容性問(wèn)題：有的時(shí)候，同一個(gè)軟件，不同的課程需要不同的版本。例如對(duì)于開(kāi)發(fā)工具來(lái)說(shuō)，有的需要VC6，有的需要VS 2008或VS2010，而在一般的情況下，同一個(gè)產(chǎn)品的不同版本不能同時(shí)存在。

三、虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

1.理論課堂教學(xué)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程上課過(guò)程中如果單純采用PPT演示，學(xué)生看不到實(shí)際操作，必然影響教學(xué)效果。網(wǎng)絡(luò)主要講解DHCP服務(wù)器、WINS服務(wù)器、DNS服務(wù)器、Internet服務(wù)器等，這些教學(xué)活動(dòng)需要客戶(hù)端和服務(wù)器端，網(wǎng)絡(luò)課程中的用戶(hù)賬戶(hù)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源權(quán)限和使用網(wǎng)絡(luò)權(quán)利的控制，以及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的配置和測(cè)試等，如果離開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)操作的演示，就缺乏對(duì)學(xué)生的說(shuō)服力，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中，如果能夠充分利用利用虛擬機(jī)輔助教學(xué)活動(dòng)，再加上的PPT演示，就能起到良好有生動(dòng)的教學(xué)效果。

2.網(wǎng)絡(luò)操作試驗(yàn)

目前，很多學(xué)校具備網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，但是受到條件限制，每位學(xué)生最多一臺(tái)電腦。這樣一來(lái)學(xué)生在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)時(shí)，就會(huì)受到硬件條件的限制，從而使一些操作無(wú)法實(shí)施。如果采用虛擬機(jī)可以解決這一問(wèn)題。利用虛擬機(jī)虛擬出多臺(tái)電腦，虛擬電腦之間相互連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，滿足課程需要。

3.網(wǎng)絡(luò)安全試驗(yàn)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的講解離不開(kāi)計(jì)算機(jī)病毒、黑客等知識(shí)。為了維護(hù)多媒體教師的計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)機(jī)房的設(shè)備，這些知識(shí)的實(shí)驗(yàn)就只能利用PPT講解。但是如果利用虛擬機(jī)，就可以在虛擬出來(lái)的電腦上進(jìn)行黑客試驗(yàn)，提高教學(xué)效果。

（1）計(jì)算機(jī)病毒。如果在教學(xué)中使用虛擬機(jī)講解這部分內(nèi)容的話，可以直接在虛擬機(jī)上做感染病毒的實(shí)驗(yàn)，可以省去維修被病毒感染計(jì)算機(jī)的麻煩，讓學(xué)生親自去體會(huì)病毒的感染過(guò)程及發(fā)作過(guò)程，對(duì)病毒有更直觀的認(rèn)識(shí)，極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）黑客入侵。對(duì)于黑客這門(mén)課，學(xué)生既感到好奇又會(huì)覺(jué)得很神秘。木馬入侵、遠(yuǎn)程控制、盜取密碼等，都是學(xué)生感興趣的內(nèi)容。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師也是找一些黑客的視頻教程讓學(xué)生們觀看，或者找兩臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)際操作演示。但是，這些教學(xué)方法，只會(huì)引起學(xué)生感官的認(rèn)識(shí)，無(wú)法提高學(xué)生的實(shí)踐能力。使用虛擬機(jī)講授這些課的內(nèi)容，虛擬出來(lái)兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)，在兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行黑客入侵實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生獨(dú)立地完成各項(xiàng)試驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，達(dá)到教學(xué)目的。

4.應(yīng)用虛擬機(jī)監(jiān)督學(xué)生操作

通過(guò)虛擬機(jī)自帶的屏幕錄像功能，自動(dòng)記錄虛擬系統(tǒng)的屏幕變化，并保存為avi格式的錄像片斷，讓教師在課下逐一進(jìn)行察看，并記錄每個(gè)學(xué)生在試驗(yàn)過(guò)程中的失誤，下次上課時(shí)再進(jìn)行講解。利用這個(gè)功能，教師還可以將自己的教學(xué)操作過(guò)程進(jìn)行錄像，制作成視頻課件，使學(xué)生在機(jī)房中對(duì)照教師的操作過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一旦學(xué)生有了疑問(wèn)，通過(guò)錄像的對(duì)比，就可以找出自己的問(wèn)題所在，達(dá)到很好的授課效果。

四、結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，利用虛擬機(jī)VMware軟件來(lái)輔助教學(xué)，在虛擬機(jī)上的操作可以暫停、繼續(xù)，甚至保存在某一個(gè)狀態(tài)，可以很好地控制教學(xué)的進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生把握知識(shí)和技能的效率和積極性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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