芻議虛擬化技術在高職院校計算機課程實驗教學中的應用

李九利 甘肅鋼鐵職業技術學院

引言

在日益激烈的社會競爭環境中，廣大人才面臨嚴峻的就業壓力，高職院校堅持以培養學生社會實踐能力為目標，近些年畢業生就業率直線上升，逐漸扭轉了學生和家長對職業教育固有看法，同時，在國家政策號召下，各大高職院校逐步放寬學生錄取政策和要求，院校錄取率逐年遞增。相較于高等教育院校，職業院校在課程內容的設置上側重于實踐，且隨著越來越多的學生數量，傳統單一落后的計算機教學設備無法適應現代教學需求，而如何更進一步的實現對有限計算機資源的無限應用，提高學生參與計算機實踐活動的積極性與主動性，已成為各大高職院校亟待解決問題。

1 簡要概述虛擬化技術

虛擬化技術的起源于發展可追溯至20 世紀70 年代，近兩年逐步進入快速發展時期。從本質上來看，虛擬化技術的實現得益于虛擬機技術，所謂虛擬機其運行原理主要是通過一個運行于Windows或Linux 平臺上的應用程序，以軟件方法對硬件進行有效模擬，進而實現在多個虛擬計算機運行于同一個計算機，其中每個虛擬機都有著與“真實計算機”類似的運行行為。從結構上來看，虛擬計算機的組成部分主要是軟件系統，無需設置其他硬件設備。通過對虛擬化技術的有效應用可獨立完成對計算機軟件資源和硬件資源的有效分配，無需對底層硬件實現方法進行過多思考，相關操作可在虛擬環境下完成。當前階段，虛擬化技術國內教育領域內有著廣泛的應用市場，該技術的應用是實現國家教育現代化的關鍵，從某種意義上來看，加快高職院校計算機課程實驗教學與虛擬化技術的深度融合具有重要的現實意義。

2 虛擬化技術的優勢

一方面，虛擬化技術可提高計算機系統運用和維護的便捷性。在計算機課程實驗教學活動開展期間，通過對虛擬化技術的應用，在一臺計算機中生成多個模擬計算機，其中每一個模擬計算機在操作系統、內存、運行以及硬盤等方面均具有一定的獨立性。因此，以虛擬化技術開展計算機課程實驗教學時，如果其中一臺虛擬機突發異常故障時，真實計算機和其他虛擬機受干擾的可能性極小，維護作業的開展只需針對其中故障的虛擬機，更不用更換計算機硬件部分。

另一方面，虛擬化技術具有更高的安全性和效益性?；谟嬎銠C技術可在一臺計算機中模擬多臺虛擬機，因此，在計算機課程教學過程中一臺計算機可有氛分為“多臺”使用，在某種程度上可形成對計算機課程實驗教學所投入成本的有效降低。另外，以虛擬技術為前提條件所開發使用的虛擬機環境適應性較強，如果計算機課程實驗教學在教學要求和教學內容方面產生變動時，學校無需購置其他與之相符計算機設備，只需對虛擬機配置標準進行細微調整即可，這種做法可避免高職院校在計算機課程實驗教學過程中對設備的過多投入。與真實計算機相比，虛擬計算機還免受各種計算機病毒威脅，安全性相對較高，可在某種程度上促使計算機課程實驗教學整體管理水平和管理質量的有效提升。

3 虛擬化技術在高職院校計算機課程實驗教學中的具體應用

3.1 虛擬機可以輕松地解決磁盤易受損的問題

虛擬化技術在高職院校計算機課程實驗教學中的應用可實現計算機維護實驗的虛擬化，針對計算機維護教學過程中所存在的磁盤受損問題能夠得到良好的解決。在計算機課程實驗教學開展過程中，每個學生都可以接收到來自虛擬機所提供的虛擬子系統，學生在各自的子系統中各軟件系統均具有獨立性，如，CPU 獨立、硬盤獨立、內存獨立等等，學生可以根據自身學習情況和實踐操作對其開展格式化、系統安裝、硬盤分區以及備份等學習任務，對計算機的危害性相對較小，相對于物理機，虛擬計算機的操作速度更加快速，并且不會對下一節上課學生的應用和操作產生直接影響，極大的降低和減輕了機房管理人員以及計算機維護人員的工作難度和負擔。

3.2 搭建PC 機群

隨著時代的不斷發展以及計算機應用范圍的持續擴大，針對計算機性能人們提出了越來越高的要求，為進一步實現人們對計算機高性能這一目標，并行計算機應運而生，為整個計算機發展指明了發展方向。并行計算機作為高職院校計算機課程實驗教學中的一項非常關鍵的教學內容，其PC機群的簡歷主要基于相對虛擬化得環境中，需要在構建虛擬化實驗教學環境的操作基礎之上，將名為PVM 的電腦軟件安裝設置與每臺虛擬計算機上，并執行其所發出的一系列命令。

3.3 網絡安全實驗的應用

在計算機和互聯網技術應用越來越普及的今天，大量網絡化病毒對計算機產生了嚴重威脅。且隨著科學技術的不斷更新，網絡病毒作為另一種計算機互聯網技術，無論是在傳播方式還是破壞方式上均具有多元化、網絡化和復雜化特點，因此，進一步提高計算機網絡的安全性便顯得尤為重要。在虛擬化技術尚未被開發應用時，高職院校計算機教師對網絡病毒相關性質及其危害的介紹只能以口述，但從語言層面來理解對于學生而言難度較大。而隨著虛擬化技術在計算機課程中的有效應用，教師可將病毒文件植入虛擬機系統，開展計算機被網絡病毒所攻擊的模擬實驗，學生通過對計算機網絡病毒安全防御的練習和操作，可對網絡病毒和安全防御相關知識有更加直觀的掌握與了解。

3.4 計算機網絡實驗虛擬化

高職院校在計算機課程實驗教學實際開展過程中，教師往往通過對學生某些操作的限制，從而達到提升教學質量的目的，最常見的就是將硬件保護卡安裝于電腦中。在計算機訓練實踐過程中，學生對具體學習任務的學習，需要進行相關軟件的下載和安裝，但通常安全完成軟件后需要對計算機進行重啟操作，這主要是由于電腦中裝有硬盤保護卡，在計算機重新啟動后，前期對計算機的設置將重新回到初始狀態，容易對學生學習任務的完成產生直接影響。而虛擬化技術科在一臺計算機上同事虛擬出多臺虛擬機，及其網卡、交換機等計算機設備，進而從根本上實現組網。學生能夠自由的在虛擬的網絡里組建局域網和對等網，并在此基礎上開展 FTP 服務器、DHCP 服務器、DNS、Web、郵件服務器等服務器的搭建，同時學生還可以任意的刪除硬件的特性，組建無盤網絡。虛擬機的應用，為高職學生的計算機實踐學習提供了設計和創新的實驗平臺。

4 結束語

綜上所述，隨著虛擬化技術在高職院校計算機課程實驗教學中的逐漸滲透，賦予了課程教學新的動力，該技術除了能夠實現對真實網絡環境的有效模擬，學生和教師可借助虛擬機開展一系列實驗任務，且在某種程度上是高職院校開展計算機課程實踐教學的有效方法，遵照每一項教學要求完成教學實踐，病達到理想的教學效果。此外，虛擬化技術的全面應用對高職院校計算機設備不足等問題形成了有效的環節，不僅為學生創造了良好的實踐練習環境，并且使得實驗課程管理難度迅速降低，極大的改善了高職院校計算機課程中相關實驗設備的利用率。