基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

[摘要]以用戶(hù)為中心，有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果是計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)所追求的核心目標(biāo)。但如何確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安全性，減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境部署和維護(hù)的操作復(fù)雜性和工作量，并有效支持計(jì)算機(jī)課程大作業(yè)的收發(fā)與評(píng)價(jià)，是當(dāng)前研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。該研究針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題，面向以用戶(hù)為中心的計(jì)算模式，設(shè)計(jì)了基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，并以《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，測(cè)試和驗(yàn)證了系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的應(yīng)用效果。

[關(guān)鍵詞]虛擬桌面；虛擬化技術(shù)；以用戶(hù)為中心；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

[中圖分類(lèi)號(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]1009-8097(2012)05-0111-05一 引言

實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或訓(xùn)練來(lái)獲取知識(shí)或技能，探索新的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)學(xué)科各類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力以及實(shí)踐操作技能等方面發(fā)揮著重要作用。

近年來(lái)，高校教育信息化建設(shè)有效地推動(dòng)了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和信息系統(tǒng)建設(shè)，尤其是計(jì)算機(jī)學(xué)科領(lǐng)域的各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。針對(duì)計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，我們深入調(diào)研了部分院校，教育層次涵蓋了中等職業(yè)教育、高等職業(yè)教育和普通高等教育，且調(diào)研地主要分布在信息化水平較高的地區(qū)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在較多令人頭疼的問(wèn)題。透過(guò)這些表象的背后，我們不禁思考，到底是什么原因造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的諸多問(wèn)題呢?

1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的異構(gòu)性影響了系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性

計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面大量廣，不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象涉及不同的操作環(huán)境，因此，對(duì)于集成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)來(lái)講，如何解決異構(gòu)問(wèn)題是決定系統(tǒng)的兼容性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和可用性的關(guān)鍵。

2 計(jì)算機(jī)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安全性要求較高

計(jì)算機(jī)核心實(shí)驗(yàn)課程，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)或運(yùn)行程序時(shí)，常常造成PC機(jī)物理硬件或是應(yīng)用軟件的損壞，更嚴(yán)重的將造成系統(tǒng)文件破壞，導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入死循環(huán)、死機(jī)等現(xiàn)象，且不能迅速恢復(fù)。

3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的維護(hù)與恢復(fù)操作麻煩，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建往往是通過(guò)手動(dòng)完成的，操作步驟繁瑣，通常占用較多時(shí)間。而一旦出現(xiàn)問(wèn)題，往往要重新手動(dòng)部署實(shí)驗(yàn)環(huán)境，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)效率。同時(shí)，由于不同班級(jí)的學(xué)生共用一個(gè)機(jī)房，一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)環(huán)境往往不能立即恢復(fù)到初始狀態(tài)，也在某種程度上影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

4 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程大作業(yè)的收發(fā)與評(píng)價(jià)管理耗時(shí)耗力

無(wú)論是大規(guī)模的程序作業(yè)，還是學(xué)生創(chuàng)作的其他作品，從作業(yè)收發(fā)管理到作業(yè)的評(píng)價(jià)與統(tǒng)計(jì)，無(wú)疑都存在著量大耗時(shí)的問(wèn)題，是當(dāng)前的教學(xué)管理平臺(tái)難以實(shí)現(xiàn)的。

另外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，教學(xué)手段單一，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ焦袒瑢?shí)驗(yàn)用例不能及時(shí)更新造成的有效實(shí)驗(yàn)資源匱乏，實(shí)驗(yàn)環(huán)境缺乏交互，評(píng)價(jià)方式落后等也是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的突出問(wèn)題。

以用戶(hù)為中心，基于用戶(hù)的核心需求提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果是計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)所追求的核心目標(biāo)。針對(duì)上述問(wèn)題，只有應(yīng)用新的IT技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以用戶(hù)為中心的計(jì)算模式，建設(shè)強(qiáng)大的新一代實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)課程的深化改革。

以用戶(hù)為中心的計(jì)算強(qiáng)調(diào)用戶(hù)可以隨時(shí)隨地按需獲取高安全性和高可用性的數(shù)據(jù)和教育應(yīng)用。它不僅具有極大的靈活敏捷性，又具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠給用戶(hù)帶來(lái)靈活的高性能計(jì)算體驗(yàn)。因此，以用戶(hù)為中心的計(jì)算是提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果的有效途徑之一。二 虛擬化技術(shù)概述

虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以用戶(hù)為中心計(jì)算模式的催化劑。早在1960年，IBM的CP-40就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“完全虛擬化”。在其上運(yùn)行了14個(gè)IBM S/360的虛擬機(jī)，每一個(gè)虛擬機(jī)上擁有256KB的內(nèi)存，并且可以映射到不同的硬盤(pán)分區(qū)上，更可以使用共享的資源，并且也提供了安全上的功能。虛擬化技術(shù)通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)視器(Virtual Machine Monitor，VMM)把一個(gè)硬件虛擬成多個(gè)虛擬機(jī)(Virtual Machine，VM)，各VM之間可以認(rèn)為是完全隔離的。無(wú)論是內(nèi)存、設(shè)備，還是處理器等對(duì)各VM來(lái)講，都是彼此獨(dú)立的，即在VM上可以運(yùn)行任何操作系統(tǒng)，而不會(huì)對(duì)其他的VM產(chǎn)生影響。

虛擬化技術(shù)可以將物理資源等底層千差萬(wàn)別的資源進(jìn)行抽象，使得設(shè)備的差異和兼容性對(duì)上層應(yīng)用透明，從而允許上層應(yīng)用對(duì)底層異構(gòu)資源的統(tǒng)一管理和訪問(wèn)。此外，虛擬化簡(jiǎn)化了應(yīng)用開(kāi)發(fā)的工作，使得開(kāi)發(fā)人員專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯，而不需要考慮底層資源的供給與調(diào)度。在虛擬化技術(shù)中，這些應(yīng)用和服務(wù)駐留在各自的虛擬機(jī)上，有效地形成了隔離，一個(gè)應(yīng)用的崩潰不至于影響到其他應(yīng)用和服務(wù)的正常運(yùn)行。不僅如此，運(yùn)用虛擬化技術(shù)還可以隨時(shí)方便地進(jìn)行資源調(diào)度，實(shí)現(xiàn)資源的按需分配，應(yīng)用和服務(wù)既不會(huì)因?yàn)槿狈Y源而性能下降，也不會(huì)由于長(zhǎng)期處于空閑狀態(tài)而造成資源的浪費(fèi)。最后，虛擬機(jī)的易創(chuàng)建性使應(yīng)用和服務(wù)可以擁有更多的虛擬機(jī)來(lái)進(jìn)行容錯(cuò)和災(zāi)難恢復(fù)，從而提高了自身的可靠性和可用性。

目前，虛擬化技術(shù)已較為成熟。虛擬化的主要類(lèi)型包括硬件虛擬化、軟件系統(tǒng)虛擬化、虛擬內(nèi)存、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、桌面虛擬化和數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬化等。其中，桌面虛擬化是將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。通過(guò)虛擬桌面，用戶(hù)可以通過(guò)任何設(shè)備，在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間訪問(wèn)在網(wǎng)絡(luò)上的屬于用戶(hù)個(gè)人的桌面系統(tǒng)。三 基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 桌面虛擬化技術(shù)

針對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境部署與維護(hù)操作的復(fù)雜性，并考慮到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的高安全性要求，本研究采用VMware View桌面虛擬化軟件來(lái)簡(jiǎn)化IT管理，提高終端用戶(hù)的安全性和控制力。VMrare View能夠?qū)崿F(xiàn)兼具有高可用性、可擴(kuò)展性、安全性和可靠性的桌面服務(wù)，這些特性是物理PC所無(wú)法企及的。通過(guò)跨不同地點(diǎn)提供具有最高保真度的性能和用戶(hù)體驗(yàn)，采用PCoIP(PC-over-IP)的VMwarc View可為用戶(hù)提供豐富的個(gè)性化虛擬桌面，用于訪問(wèn)IT實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用程序。

VMware View是桌面和應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)最完整的解決方案，它通過(guò)將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)和操作系統(tǒng)與端點(diǎn)分離，并將這些組件轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心，以實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一管理。桌面和應(yīng)用程序虛擬化為計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種更加精簡(jiǎn)和安全的方法來(lái)管理用戶(hù)和提供可按需訪問(wèn)的敏捷桌面服務(wù)。

2 基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的突出問(wèn)題，本研究設(shè)計(jì)了基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室。

該系統(tǒng)提供IT專(zhuān)業(yè)技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全方位支持，以IT專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技能的培養(yǎng)與提高為目標(biāo)，以問(wèn)題解決理論為向?qū)?，?chuàng)設(shè)高度交互的實(shí)驗(yàn)情境，實(shí)現(xiàn)資源更新與維護(hù)、教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、作業(yè)收發(fā)與自動(dòng)化評(píng)價(jià)和考核統(tǒng)計(jì)等功能。其系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

vSphere是一個(gè)完整的IT架構(gòu)解決方案，由底層的架構(gòu)服務(wù)(Infrastructure Service)、應(yīng)用服務(wù)(Application Service)，神經(jīng)中樞VMware vCenter和虛擬機(jī)(Virtual Machine，VM)組成。

架構(gòu)服務(wù)的主要功能是完成資源集成和資源虛擬化，將虛擬的硬件資源向上提供給VM使用。它包括運(yùn)算部分的vComputer、存儲(chǔ)部分的vStorage以及網(wǎng)絡(luò)部分的vNetwork。vComputer涵蓋了ESX/ESXi和分布式資源調(diào)度(DistributedResource Scheduler，DRS)。其中，ESX/ESXi服務(wù)器是vSphere的靈魂。如上圖2所示，其功能是將服務(wù)器虛擬為多個(gè)虛擬機(jī)操作平臺(tái)，這些虛擬機(jī)的數(shù)量和性能可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體需求而隨時(shí)配置和調(diào)整，結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，虛擬機(jī)操作平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可有效支持學(xué)生的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。DRS可以在從硬件資源聚集到邏輯資源池的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的合理的分配資源和不斷平衡不同應(yīng)用程序的優(yōu)先權(quán)。

應(yīng)用服務(wù)通過(guò)資源調(diào)度和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移等資源管理機(jī)制，為VM上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能提供可用性、安全性和可擴(kuò)展性的絕對(duì)保證。首先，在可用性方面，VMofion和Hi曲Availabiliy(HA)可以把VM從一臺(tái)物理服務(wù)器轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)上，從而保證服務(wù)永遠(yuǎn)不會(huì)中斷。其次，在安全性方面，VMSafe能夠保證虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全。另外，在可擴(kuò)展性方面，vsDhere支持計(jì)算機(jī)的橫向升級(jí)，用更多的物理服務(wù)器來(lái)添加效能。

VMware vCenter是vSDhere的神經(jīng)中樞，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)ESX的中央總控和集中管理。

虛擬機(jī)VM是真正運(yùn)行IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的地方，因此是最重要的部件。

采用虛擬化傳輸協(xié)議PCoIP fPC-ove-IP)，VMwareView可為用戶(hù)提供豐富的個(gè)性化虛擬桌面，用于訪問(wèn)IT實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用程序。

3 IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)核心功能

本研究所設(shè)計(jì)的IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)是一款基于Intemet的實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。該系統(tǒng)集成了多門(mén)計(jì)算機(jī)課程核心實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)，虛擬化技術(shù)能夠有效解決系統(tǒng)異構(gòu)問(wèn)題，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的兼容性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和可用性?；谧烂嫣摂M化技術(shù)的IT實(shí)驗(yàn)室具有以下核心功能：

(1)計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多方位支持。IT實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)提供了從教師備課到最終課程考核的多方位支持，包括課程資源庫(kù)的不斷更新與維護(hù)、教學(xué)設(shè)計(jì)與組織開(kāi)展、作業(yè)收發(fā)與批改、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與訓(xùn)練、考核管理與統(tǒng)計(jì)等流程化服務(wù)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)支持用戶(hù)管理、教學(xué)管理和實(shí)驗(yàn)室資源管理。

(2)優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例資源。優(yōu)質(zhì)資源是保證IT技能培養(yǎng)與提高的有效保障。IT實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)提供高可用性、易獲取的、優(yōu)質(zhì)豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例資源，旨在充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的積極性，并滿足學(xué)習(xí)者大量練習(xí)的需求。

(3)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技能的培養(yǎng)與提高。IT實(shí)驗(yàn)室以?xún)?yōu)質(zhì)豐富的IT操作案例資源為基礎(chǔ)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)有意義的問(wèn)題解決情境，使學(xué)習(xí)者“在做中學(xué)”的過(guò)程中，不斷提高IT專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技能。

(4)高度交互、面向問(wèn)題解決的專(zhuān)業(yè)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。IT實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)通過(guò)即時(shí)反饋功能，支持實(shí)時(shí)診斷與評(píng)價(jià)，指出錯(cuò)誤原因、提出學(xué)習(xí)建議和操作示范，及時(shí)更正錯(cuò)誤操作，在高度交互的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，不斷提供并優(yōu)化技能學(xué)習(xí)支持服務(wù)。同時(shí)，IT實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)以學(xué)習(xí)者的職業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，緊密結(jié)合當(dāng)前IT專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練的不同專(zhuān)業(yè)技能需求與要求，通過(guò)創(chuàng)設(shè)有意義的問(wèn)題解決情境，有效支持學(xué)習(xí)者在解決問(wèn)題過(guò)程中培養(yǎng)和提高IT專(zhuān)業(yè)技能水平。

(5)體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練活動(dòng)設(shè)計(jì)。多年實(shí)踐表明，已有實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練平臺(tái)iTutor[5]中的“做中學(xué)”實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方法是實(shí)現(xiàn)技能水平提高的有效方式。IT實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)以體驗(yàn)式學(xué)習(xí)為設(shè)計(jì)理念，擯棄了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中既定的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ脚c套路，使得學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與已有條件進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，充分發(fā)揮其創(chuàng)新思維能力和施展創(chuàng)作才能，在體驗(yàn)中獲得與提高IT專(zhuān)業(yè)技能。

(6)以自動(dòng)化測(cè)評(píng)為中心的多元評(píng)價(jià)體系。以自動(dòng)化測(cè)評(píng)技術(shù)為核心的IT技能自動(dòng)化評(píng)價(jià)，能夠有效地減輕教師負(fù)擔(dān)。同時(shí)，系統(tǒng)支持大作業(yè)的同伴評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)等多元評(píng)價(jià)方式。

(7)便捷的技能考核組織與管理。方便快捷的考場(chǎng)部署方案和自動(dòng)化測(cè)評(píng)技術(shù)，有效支持技能考核的順利組織與開(kāi)展。四 IT實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為了提升以用戶(hù)為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，我們?cè)贒ell R900服務(wù)器上部署VMware vSphRe整體架構(gòu)，將其作為服務(wù)器。其中VMware ESX虛擬化軟件將vSphere服務(wù)器虛擬為80個(gè)虛擬機(jī)操作平臺(tái)。結(jié)合《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程，本研究以IT實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)在《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用為例，設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證了系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的應(yīng)用效果。

1 用戶(hù)通過(guò)虛擬桌面登錄Ⅱ?qū)嶒?yàn)室

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)登錄之前，管理員需要在機(jī)房的每一臺(tái)PC機(jī)上手動(dòng)安裝實(shí)驗(yàn)所需的應(yīng)用軟件，并至少確保局域網(wǎng)環(huán)境暢通；教師需要手動(dòng)配置和部署實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，添加實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源；之后，學(xué)生需要通過(guò)賬號(hào)登錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)登錄界面如圖3所示。

IT實(shí)驗(yàn)室以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境建設(shè)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境部署，通過(guò)虛擬化資源池建設(shè)實(shí)現(xiàn)安全可靠的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建，通過(guò)自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的申請(qǐng)、回收、監(jiān)控和管理，通過(guò)虛擬桌面的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)。因此，可以有效確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安全性，減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境部署和運(yùn)維的復(fù)雜性和工作量。圖4為學(xué)生通過(guò)虛擬桌面的方式登錄實(shí)驗(yàn)

2 高度交互的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

IT實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生通過(guò)交互面板實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的高度交互。系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)診斷與評(píng)價(jià)，通過(guò)即時(shí)反饋功能，系統(tǒng)能夠指出學(xué)生當(dāng)前技能操作的錯(cuò)誤原因、提出學(xué)習(xí)建議，

3 支持大作業(yè)的收發(fā)與評(píng)價(jià)管理

教學(xué)實(shí)踐表明，大作業(yè)是充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)作技能和綜合素質(zhì)的有效作業(yè)形式。本研究過(guò)程中，學(xué)生所提交的大作業(yè)規(guī)模較大，一般超過(guò)20M，因此，一般的教學(xué)管理平臺(tái)往往受到作業(yè)規(guī)模的限制，教師不得不通過(guò)FTP服務(wù)等方式對(duì)學(xué)生大作業(yè)進(jìn)行單獨(dú)管理，耗時(shí)耗力。IT實(shí)驗(yàn)室在作業(yè)服務(wù)器的教學(xué)的操作界面。并提供操作示范，提供并優(yōu)化技能學(xué)習(xí)支持服務(wù)，使得學(xué)生能夠及時(shí)更正錯(cuò)誤操作，在高度交互的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中不斷提高技能掌握水平。圖5是學(xué)生在《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)中練習(xí)word操作技能的高度交互的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境操作界面。支持下，能夠高效能地實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模大作業(yè)的管理和統(tǒng)計(jì)?！队?jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的操作技能，進(jìn)行自我創(chuàng)造，完成并提交～系列的大作業(yè)。圖6為教師端的Power Point大作業(yè)管理與評(píng)價(jià)操作界面。教師可以直接通過(guò)縮略圖直觀地查看學(xué)生的作業(yè)內(nèi)容并批改。五 總結(jié)

以用戶(hù)為中心，基于用戶(hù)的核心需求提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果是計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)所追求的目標(biāo)。以用戶(hù)為中心的計(jì)算模式是解決當(dāng)前計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效辦法。桌面虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以用戶(hù)為中心計(jì)算模式的途徑之一。一方面，從系統(tǒng)架構(gòu)的角度分析，基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室綜合解決方案能夠解決實(shí)驗(yàn)環(huán)境的異構(gòu)性問(wèn)題，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安全性，減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境部署和運(yùn)維的復(fù)雜性和工作量，從而極大地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供技術(shù)支持和實(shí)施方案；另一方面，從系統(tǒng)功能的角度分析，基于虛擬桌面的IT實(shí)驗(yàn)室綜合解決方案可以有效支持學(xué)生大作業(yè)的收發(fā)管理、IT技能的自動(dòng)化評(píng)價(jià)和即時(shí)高效的自動(dòng)化反饋功能，從而減少實(shí)驗(yàn)管理員和教師的工作量，使教師能夠集中精力于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)Ｗ⒂趯?shí)驗(yàn)訓(xùn)練，真正實(shí)現(xiàn)以用戶(hù)為中心的計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。