技工院校計算機教學中虛擬技術的應用解析

文｜梁凡彪

技工院校計算機教學中虛擬技術的應用解析

文｜梁凡彪

計算機技術的快速發展，已經成為人類生活和工作中必不可少的重要技術。培養實用型人才是技工類院校的重要特點，技工類院校也在積極地開展計算機教學工作，并開設有各類計算機教學課程。然而，在傳統的計算機教學過程中，也存在著諸多阻礙性因素，與計算機技術的發展和教育的創新發展不相適應。虛擬技術的出現，為計算機教學注入了新的動力，能夠有效促進教學質量，提升教學的實踐效果，培養學生學習和實踐的能力。虛擬技術在技工院校計算機教學當中的應用，是未來教學工作的一大趨勢，將在技工院校計算機教學工作中起著重要的推動性作用，同時也是教育發展的重大突破性成果。在計算機教學中引入虛擬技術，更是對虛擬技術的認可和應用發展。

一、技工院校計算機教學的現狀

從近幾年來看，技工類院校的招生數量正在逐年遞增，教學規模不斷擴大。計算機教學課程在技工院校中也占有舉足輕重的地位。但是逐年增長的辦學規模，也給計算機教學帶來了許多困惑，具體分析如下：

（一）操作不便

由于技工院校的學生數量越來越多，也給學校計算機教學課程帶來了一定壓力。一方面，學生的數量過多，而計算機實驗室少，可操作的計算機數量不多，遠遠無法滿足學生的操作需求。因此，學生進行計算機學習，通常都是分批次，且中間等待的時間過長，給操作帶來極大不便。有的班級由于人數過多，計算機不足，甚至兩人或者更多的人用同一臺計算機操作。另一方面，由于計算機數量少，技工院校出于對計算機硬件和軟件等設備的保護，在校內設定了硬盤、BIOS的保護卡或者密碼鎖，學生在進行計算機課程學習過程中，有很多方面被鎖定，無法進行全面的有效的計算機操作，導致學生操作極為不便。

（二）硬件設備損壞

許多技工院校開設計算機課程教學的時間比較早，學校很早就購置了計算機，由于經費問題，有些院校實驗室的計算機常年未能更新，許多計算機已經老舊化，存在這樣或那樣的問題，比如鍵盤損壞、鼠標不靈、無法正常啟動等問題，給學生的教學活動帶來極大的困擾。此外，技工院校有些學生的素質水平不高，在進行計算機操作時，容易采取不合理的操作方式，或者有意無意對計算機進行了損壞，加重了計算機的問題。這種種的原因，往往導致技工院校計算機教學無法正常開展，開設的計算機課程，上機時間少，有的甚至直接在教室里進行理論式教學，而沒有結合實際操作開展，影響了教學質量和學生的積極性。

（三）缺乏實驗環境

技工院校最大的教學特點應當是加強實踐教學。但是由于技工院校計算機教學環境存在諸多問題，使得實踐性教學特點無法顯現出來。在計算機教學過程中，有一些實踐性很強的內容，如網絡安全實驗、操作系統實驗等，需要依靠現場計算機操作，才能真正理解和學習到這些重要的技術。但是有相當一部分的技工院校的實驗環境還比較欠缺，一是缺乏有效計算機設備，二是缺乏與之相匹配的、滿足實驗需求的配套設備。由于實驗環境的缺乏，使得這門課程的諸多實踐性學習不得不依靠單一的理論講解來完成，教學效果不容樂觀。為了妥善解決這些問題，提升計算機教學的質量，保障實踐教學工作的正常開展，虛擬技術開始應用到技工院校的計算機教學工作當中來。

二、虛擬技術在計算機教學中的應用優勢

（一）操作方便，維護簡單

計算機教學過程中，每一臺計算機都是獨立存在的，有著獨立的操作系統，能夠進行獨立的運行，可以不受到其他因素的影響。不止是計算機整體的獨立運行，其計算機上面的硬件與軟件都處于獨立運行狀態。將虛擬技術應用到計算機教學過程中，可以將獨立運行的計算機不斷擴展，成為更多的子計算機，子計算機同樣擁有獨立的操作系統，實現獨立運行。在這種狀態下，一旦其中一臺子計算機存在任何問題或者故障，都不可能影響到其他子計算機。在這種情況下，計算機的操作更為簡單，使出現故障的可能性減少，關鍵是其中一臺計算機存在故障，維護起來也更加方便。

（二）降低成本投入，提升安全性能

隨著技工院校對計算機教學課程的需求越來越大，如果按照傳統的計算機教學模式，將要增加大量的計算機教學設備，需要學校投入大量的成本，不利于學校成本建設，增加了學校資金壓力。如果引入虛擬技術，能夠有效地降低成本投入，很大程度上有助于技工院校資金緊張問題的解決。同時，虛擬技術對網絡的安全管理更加嚴密，為計算機教學提供了更加安全的網絡環境。通過虛擬技術的引用，為學生提供了更多的計算機教學資源，提供具備實踐能力的實驗環境，使學生有一種身臨其境的感覺，培養學生的學習樂趣和主觀能動性，自然就提升了教學的質量。

（三）資源利用效率更高

傳統的計算機實體教學，不論是系統的應用還是計算機硬件設施的應用效率都極為有限。尤其是在學生開展計算機有關實驗的時候，一旦出現錯誤，及時恢復的過程時間較長，有的甚至難以有效恢復。此外，傳統的計算機教學進行不同的內容實驗，可能需要安裝不同的系統或者軟件，操作起來極為不便。而虛擬技術引用之后，學生在進行計算機課程實驗的過程當中，可以隨意更改，反復實驗，而且更新速度快，能夠同時具備多系統的實驗環境，不用擔心操作失誤造成難以挽回的損失。只需要一套虛擬技術相關軟件及設備，就能夠進行計算機專業領域內幾乎所有的類型實驗，資源的利用效率極高。有助于學校資金投入的減少，減輕學生資金壓力，節省學校資源，實現資源共享。

三、虛擬技術在計算機教學中的應用

當前，虛擬技術在技工院校計算機教學過程的應用仍然處于初級階段，從其應用現狀和未來應用趨勢來看，虛擬技術在計算機教學當中的應用主要有以下幾個方面。

（一）在計算機維護實驗中的應用

計算機維護實驗是技工院校計算機課程當中的重點內容。在以往開展計算機維護教學中，由于計算機的數量有限，一般通過教師的課堂講解，將計算機維護的要點重點講述。學生只是被動地吸收，但是沒有將理論化作實踐。通過虛擬技術的應用，學生能夠有效參與到課程實踐當中，切身體會計算機維護的基本步驟與要點，培養學生實踐能力和動手操作能力。此外，在以往的計算機維護實驗當中，存在著各種各樣棘手的問題，比如計算機的操作系統安裝問題，計算機的格式化問題，這些問題在實際操作過程中，如果操作不當，可能會損壞到計算機的相關硬件設備，進而給學校造成損失，增加了學校對計算機的維護成本，帶來不必要的損失。在虛擬技術的應用下，計算機維護實驗將變得更加方便。首先，虛擬技術下，學生不再需要進行多重的維護實驗。其次，學生可以任意嘗試，隨意操作，不用擔心計算機系統和硬件設施的損壞問題，也不用擔心計算機比較容易出現的系統安裝和格式化問題。在虛擬環境中，即使出現了上述問題，也能夠立即恢復正常。與計算機真機相比，虛擬機上的文件只對應其中一個，因此，在虛擬機上進行任何操作，與計算機的硬件設備關聯不大，不會損壞到計算機的硬件設備。這樣，在虛擬技術的應用下開展計算機維護實驗，有效地保障了計算機原系統和硬件設施的安全，也極大地方便了學生實驗的快速開展。

（二）在多操作系統實驗環境中的應用

計算機這門課程的實踐操作性非常強，其中很多內容都需要在實驗環境中進行，而在單一的課堂上聽講很難真正理解。即使課堂上聽懂了，在實際生活或者工作中遇到同樣的問題將很難下手。計算機技術的學習，理論結合實踐是最佳的學習方法。學習計算機技術，如果在學習過程中有一個能夠直接進行計算機系統實驗的環境，能將平時掌握的理論知識真正應用到實際操作當中，那么學生就能夠熟練的安裝、使用和維護普通計算機的系統。然而，在現實當中，技工院校的計算機教學在系統實驗方面存在有至少兩個方面的問題：一方面，由于學校的環境有限，學校沒有能力為學生的計算機系統學習提供專業的實驗設備，也就無法形成良好的實驗環境。那么以往這部分教學內容的完成通常是在課堂上進行的；另外一方面，有的技工院校具備一定能力，能夠為學生解決可供系統實驗的相關設備問題，于是對學校原本采購的計算機進行雙系統安裝。但是學校一旦這樣做，就需要進行大量的資金投入，而且安裝雙系統的目的僅僅是讓學生進行系統實驗，其他用處不大，也就造成了資源的浪費問題，資源使用效率不高，成本投入又高，形成資源浪費，得不償失。況且即使花大量成本進行了雙系統的安裝，仍然是無法滿足計算機多系統應用的需求，仍然存在很大的局限性。而虛擬技術的應用，很好地解決了以上兩個問題。在計算機系統教學中引入虛擬技術，不僅為學生提供了很好的實驗環境，又能夠讓學生真正體會到計算機的多系統環境，系統的靈活性和動態性不受到影響，學校的成本投入大大降低。而且在虛擬環境下，計算機能夠做到一機多用，節省了資源，提升了資源的使用效率。

（三）在網絡安全方面的應用

計算機的網絡安全問題一直是計算機技術的重點。如今隨著互聯網的快速發展，幾乎在各個領域都有所應用。而其中最擔心的問題便是計算機的網絡安全問題。在一些重點領域，如電子商務領域，網絡安全可以說是其生命線。一旦網絡安全受到威脅，相關企業或者個人將受到嚴重的經濟財產損失和信息數據的損失。網絡安全也是技工院校的計算機教學的重要方面，是學生在未來必須要面臨的現實性問題。掌握網絡安全知識與技術，是計算機專業學生最基本的要求之一。在傳統的計算機教學中，網絡安全教學工作幾乎難以開展，往往知識象征性地采用計算機簡單實驗，主要還是依靠教師的講解，學生掌握網絡安全常識與一般操作，或者查閱網上相關資料和案例。傳統計算機教學難以實現網絡安全實踐教學的原因，主要還是網絡安全本身缺乏真實載體。如果在學校采購的實體計算機中，注入非安全因素，供學生進行實踐練習解決，一旦安全因素失控，不僅可能影響到正在操作的計算機的安全，還可能波及到整個校園計算機網絡，甚至擴散至更廣泛的地方。這是學校教育與網絡安全法律法規所不允許的做法。而虛擬技術在計算機網絡安全教學中的應用，為網絡安全教學提供了一個虛擬現實的環境。學生在虛擬環境中進行網絡安全相關操作與實驗，可以不用擔心網絡安全失控問題，任何問題都可以通過虛擬技術進行復原。此外，借助虛擬技術，節省了網絡安全實驗大量的成本，設備的完善與更新只需要通過啟動虛擬技術的相關程序就可以完成，這給學生帶來了極為高效的實驗環境。學生在進行網絡安全實驗操作的同時，又更加全面地掌握了網絡安全的基礎知識，從根本上提升了學生的計算機技術和網絡安全操作能力，全面提升了學生學習質量和實踐動手能力。

四、結語

綜上所述，技工院校作為培養時代技術型人才的場所，積極開展技術類教學工作，將虛擬技術引入到技工院校的計算機教學當中，不僅能夠普及虛擬技術的應用，提升學生在虛擬技術中的使用能力，使學生在未來的發展道路上更加順暢，而且能夠有效提升計算機教學的效率，加強教學質量，為學生創造有利的學習環境。技工院校要積極總結傳統計算機教學的不足之處，更新教學觀念，引入先進的教學技術，積極將虛擬技術應用到計算機教學工作當中，應用至計算機教學的各個方面，促進技工院校計算機教學水平的提升，為培養更多的計算機實用型人才打下堅實基礎。

作者單位：茂名市交通高級技工學校