計算機實踐教學中虛擬化技術的應用探討

王方

【摘要】為了適應社會信息化建設的需求，計算機實踐教學已經成為一門重要課程。本文從高校計算機實踐教學中存在的普遍問題出發，對虛擬化技術在教學中的具體應用進行了具體討論，為提高計算機實踐教學水平提供了寶貴的借鑒。

【關鍵詞】計算機 實踐教學 虛擬化技術

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）01-0044-01

虛擬化技術的內涵囊括的范圍非常廣泛，單就計算機而言，該技術就是指計算元件在構建的虛擬環境中運行[1]。在計算機中，虛擬化技術的應用具有非常重要的作用，不僅可以擴充其硬件的容量，還可以簡化軟件的初始化過程。另外，中央處理器的虛擬化技術還能夠充分利用單CPU來完成多個CPU的同時運行，也就是在一個平臺中，能夠同時操作多個系統，而且每個獨立空間內的程序運行能夠相互獨立，不受到其他空間程序的影響[2]。因此，虛擬化技術的應用能夠有效提高計算機的工作效率。但是從當期學校計算機實踐教學的現狀來看，還存在很多問題，例如實驗室設備有限等，運用虛擬化技術為解決這些問題提供了新的思路。

一、計算機實踐教學中存在的問題

隨著學校招生規模的不斷擴大，開展各項工作的壓力也在不斷增加，教育經費根本無法滿足學生數量增長產生的對教育資源的需求。在這種情況下，學校的教學實驗設備無法及時補充數量，定期更新，不利于學生實踐課程活動的開展。目前，計算機實踐教學中存在的問題主要如下：

1.計算機的數量不足

在實驗機房內，計算機的數量有限，根本無法滿足學生充分了解計算機的學習愿望，也沒有足夠的條件開展計算機的網絡實驗。由于不具備相應的實踐環境，教師只能通過常規的課堂講解，或者是讓他們操作非常簡單的系統來增強對計算機的了解。由于學校資源的有限，學生無法正常進行系統操作實驗和網絡安全實驗，學習效果并不理想。

2.保護卡和BIOS密碼的設置

為了保護計算機，學校實驗機房的管理員會在計算機中設置保護卡和BIOS密碼[3]。這一措施雖然能在一定程度上保護計算機，但是學生在進行實踐操作時，就無法接觸BIOS和被屏蔽的控制面板，也就無法完成BIOS設置、軟件安裝及調試和系統設置等練習。因為如果學生完成設置，并重啟計算機后，保護卡的功能和系統就會自動恢復成未設置的初始狀態。

3.教師習慣采用課堂教學模式

為了減少實踐教學對計算機硬件造成的損傷，很多教師都選擇常規的課堂教學模式來完成計算機的實踐教學。因為在進行文件格式化和系統安裝等系統維護的教學時，都會對計算機的硬件造成不同程度的損害。但是在常規的課堂教學中，教師無法借助計算機將知識點生動的展現出來，無法增添教學趣味性，課堂教學比較單調、枯燥，達不到理想的教學效果。

二、虛擬化技術在計算機實踐教學中的具體應用

針對當前計算機實踐教學中存在的上述問題，運用虛擬化技術可以有效解決，具體的應用如下：

1.虛擬操作可以有效避免計算機硬件的損壞

這是因為，虛擬技術的操作對象只是計算機中的一個文件，學生在操作的過程中可以任意對其格式化，磁盤分區和操作系統安裝等操作。但是在真實的計算機中，這些都是不被允許隨意進行的操作，只有管理員才有操作權限。虛擬化技術生成的虛擬計算機只是真實計算機的一個映像，學生完成相應的實踐操作后，可以直接將其刪除，或者進行克隆，而且不會對真實計算機的操作系統造成任何損害。

2.構建虛擬環境，為完成系統操作實驗提供便利

運用虛擬化技術可以在計算機的硬盤和內存中，虛擬出很多計算機來讓學生使用。生成的若干個虛擬計算機，每一個都擁有獨立的操作系統、硬盤和CMOS等元件。學生在這種虛擬的環境中，可以隨意進行硬盤分區、軟件安裝和文件格式化等操作。如果在實踐的過程中，系統因為故障無法正常運行，只需直接刪除虛擬機就可以解決問題，恢復正常運行，不會對真實的計算機產生任何影響。學生則可以繼續在新的虛擬機中完成實驗。由此可知，虛擬化技術的應用具有安全有效和操作方便的優勢，可以最大限度的滿足學生對計算機的實踐操作需求，幫助他們熟練掌握計算機的系統安裝、維護等基本操作。

除此之外，虛擬化技術在計算機實踐教學中的具體應用，還能夠實現Linux和Unix系統的無縫切換[4]。很多學生對這兩種操作系統并不熟悉，但是在運用虛擬化技術建立虛擬計算機之后，他們就會增強對上述兩種系統的了解，有助于激發學生的學習興趣，從而為學習效率的提高創造條件。

3.能夠實現實驗設備的充分利用

運用虛擬化技術創建虛擬環境，學生只需要利用一臺計算機的虛擬系統，就可以同時完成多個網絡下的實驗任務，除了能提高設備的利用效率之外，還能創造更多的實驗時間和機會，有助于培養學生的實踐動手能力。在真實的環境中，計算機實踐教學需要很多設備，并且會占用很大的空間，目前很多學校的計算機機房并不具備足夠的實驗設備和環境來滿足學生的需求，一臺計算機必須由3～4名同學共同使用。這樣，在有限的時間內，根本不能保證每名同學都完成了實驗任務，也無法取得預期的實驗效果。

三、結束語

綜上所述，互聯網的普及和信息時代的到來對計算機的實踐教學提出了更高的要求，為了解決學校開展計算機實踐教學中存在的實驗設備數量不足、保護卡和BIOS密碼的設置和教師習慣采用課堂教學模式等問題，我們充分利用虛擬化技術解決了上述問題，并取得了顯著的應用效果。

參考文獻：

[1]金沂.基于Hyper-V的虛擬化技術在計算機基礎課程實踐教學中的應用[J].微型電腦應用，2014，05（14）：51-53.

[2]陳小琴，李麗娜.虛擬化技術在高職院校計算機實踐教學中的應用[J].數字技術與應用，2013，07（03）：227-228.

[3]羅婕，寧天橋.服務器虛擬化技術在計算機實驗室的實踐應用[J].計算機時代，2010，02（17）：44-46+48.

[4]張淑芬，陳學斌，張帥.虛擬化技術在計算機實踐教學中的應用研究[J].計算機教育，2009，13（02）：215-217.