虛擬技術在獨立院校計算機教學實驗中的應用研究

東北師范大學人文學院 侯春多

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虛擬技術在獨立院校計算機教學實驗中的應用研究

東北師范大學人文學院 侯春多

【摘要】如今已經進入到了信息化時代，計算機已經成了人們日常學習、工作和生產、生活中不可或缺的必需品，革新了人們以往的生活方式、工作方式以及學習方式。此種時代背景和發展形勢下，計算機教學越來越受到各高校的重視，同時，也積極利用現代化的計算機技術不斷優化教學手段和形式，在計算機教學中引入虛擬技術已經成為一種必然的發展趨勢。本文就虛擬技術在計算機實驗教學中的應用問題展開了研究。

【關鍵詞】虛擬技術；獨立院校；教學實驗；應用

突破物理結構間的壁壘把物理資源轉成邏輯上能夠管理的資源，且可以進行自動化分配就是人們常說的虛擬化，虛擬化技術就是實現這種狀態的一個工具，成功的把硬件和軟件分離開來。在高校計算機實驗教學中應用虛擬化技術不僅可以在很大程度上節省教學空間，為學生模擬出真實計算機環境，還豐富了教學形式，方便學生進行自主學習。下面就其在獨立院校計算機實驗教學中的應用問題展開進一步探討。

1　虛擬技術應用于計算機教學中的優勢分析

通常來說，虛擬技術可以分成三種類型，分別是以存儲虛擬化、網絡虛擬化為主的基礎設施架構虛擬化；實現服務器和桌面虛擬化，將操作系統與計算機分離的系統虛擬化；能夠將應用和高級語言虛擬化的軟件虛擬化，其中系統虛擬化是當前階段最被人熟知，也是應用最為廣泛的一種。

通常情況下，獨立院校計算機機房都是公用的，不論是計算機網絡課程，還是計算機軟件技術、多媒體技術有關課程，乃至非計算機專業學生日常上機、考試都需要在機房內完成，以致要在機房服務器上安裝多種操作系統、軟件，且不同專業學生對網絡環境的配置還有不同需求[1]。對于整個計算機實驗室來說，存在著諸多問題，比如，學生在實驗過程中進行系統安裝、網絡環境配置或是網絡攻防等操作時一旦操作失誤就會很難將系統恢復到原來的狀態，進而影響到其他專業學生使用；實驗機房中的計算機上同時安裝著Windows7、Linux等多種系統，且系統還會不斷進行升級、更新、發展，給機房的管理與維護造成困擾等。虛擬化技術的應用有效避免了這些問題的出現，下面具體分析下其在計算機實驗教學中應用的優勢：

其一，通過虛擬計算機只需要某個軟件就可以將整個計算機硬件系統模擬出來，想要增加計算機功能時完全不必再另置場地、計算機、網線、網卡、交換機等硬件設備，通過虛擬機就可以隨時、免費地對計算機操作系統環境進行修改，同時，因為操作都是在虛擬機的系統上進行的，所以并不會對主機造成任何影響。從這點來看，虛擬技術的應用不僅在很大程度上減少了產地空間的占用，解決了設備不足的問題，還提高了設備的安全性，既方便管理，又節約了資源和成本。

其二，虛擬技術通過一臺計算機部分硬盤、內存資源就可以虛擬出若干臺具有獨立CMOS、操作系統和硬盤，相互不干擾，同時獨立運行的計算機，這種情況下，即使其中的一臺虛擬計算機發生故障，也不會對其他虛擬計算機和物理主機造成影響，使用更加方便的同時，維護也變得更為簡單。

其三，虛擬機上的系統文件都是以映像包的性質被存儲起來的，當用戶想要在其他計算機上使用時，只需復制映像包到其他計算機上即可，無需再安裝系統，同時，也方便對多臺計算機進行統一部署。這樣在進行計算機教學時，只要教師使用的物理計算機上的操作系統處于正常運行狀態，就可以實現不同的教學目的。

其四，虛擬機可以進行網絡連接，當講授網絡管理、維護和組建方面的課程時可利用虛擬機搭建虛擬的網絡教學環境，更加直觀地將教學內容呈現在學生面前，更好地帶動學生學習興趣。此外，虛擬機還易移植，只要學生掌握虛擬機使用以及虛擬網絡實驗環境搭建原理和方法，就可以在諸如寢室這樣機房實驗室之外的場所自行練習相關課程實驗內容。

2　虛擬技術在計算機實驗教學中的具體應用

2.1滿足了多操作系統和多課程的實驗環境

不同的計算機課程需要不同的實驗環境作為支持，而計算機實驗室又是多個年級多個課程的教學場所，可能一個課程需要Windows+SQL、Server+HTTP的支持環境，一個課程需要Redhat Linux+MYSQL+APACHE的支持環境，而像

MCSE這樣的專業課程則需要更多不同的操作環境[2]。針對這種情況，只要安裝配置出不同操作系統環境的虛擬機，然后在機器上部署這些虛擬機文件，就可以隨啟隨用。物理主機上的每臺虛擬機都是能夠兼容所有主流操作系統的獨立子系統，同時還可以模擬真實客戶機上不同的操作系統。

2.2方便學生課余時間的自主學習

日常教學有課時限制，基礎和接受能力差或是想要進一步提高的學生下課后就無法進行加強和鞏固練習，因為以往只有機房實驗室能夠提供環境支持。虛擬技術引進后就解決了這一難題，學生通過移動硬盤或U盤就可以將機房實驗室內已經部署好的虛擬機文件轉移到其他計算機上使用。

另外，以往以多用戶操作系統為支持的網絡教室存在需要遠程登錄，且隔離性不強的缺點，一旦有一個使用者操作失誤，感染上病毒或出現宕機問題，就會引發整個系統崩潰[3]。同時，此種情況下的使用者權限低，無法完成一些特權操作；一旦有一個使用者的操作耗費計算，就會影響到其他用戶和整個系統的運行速度。虛擬技術支持下的網絡教室則是每一個用戶都有專供自己使用的虛擬機，且相互之間完全獨立；每個用戶都可以以管理員身份進行登錄，享有較高使用權限；可以在創建之初或在運行過程中根據需要來設定或調整規則，保證資源分配的公平性。

3　結束語

綜上，虛擬技術的出現和發展為獨立院校的計算機教學提供了新的方向和可能，大大降低成本花費、節省空間的同時，能夠打破時間和空間的限制給學生提供更多自主學習的機會，豐富了教學手段和形式，使教學效率和質量得到有效提升。

參考文獻

[1]郭會茹.虛擬現實技術在計算機教學實驗中的應用研究[J].江西教育學院學報,2013(6):26-29.

[2]謝瑞杰.虛擬技術在高職計算機實驗教學中的應用研究[J].黑龍江科技信息,2015(19):135.

[3]陳希,王瑛.虛擬技術在高校計算機實驗室的應用研究[J].電子世界,2015(15):92-93,96.