成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中虛擬機(jī)的使用

徐磊

摘要：目前成人高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中，使用虛擬機(jī)，構(gòu)建虛擬平臺，可以提高教學(xué)的質(zhì)量以及效果，提高學(xué)習(xí)的興趣和效率，是保證教學(xué)任務(wù)順利完成的有效措施。對虛擬機(jī)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并對虛擬機(jī)在成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用情況進(jìn)行了論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：成人計(jì)算機(jī)教學(xué)；虛擬機(jī)；優(yōu)點(diǎn)；應(yīng)用

中圖分類號：G720

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-7836（2015）03-0055-02

在我國很多成人高校中，由于計(jì)算機(jī)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入不足的問題，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)教學(xué)一味地進(jìn)行理論教學(xué)，缺乏實(shí)踐教學(xué)，教學(xué)質(zhì)量偏低，也不利于學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)知識以及技術(shù)。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬機(jī)，可以解決學(xué)校硬件設(shè)施不足的問題，通過構(gòu)建虛擬平臺，可以增加計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程，使學(xué)生在實(shí)際動手的過程中，更深刻地理解與記憶計(jì)算機(jī)知識。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)，可以解決軟件與系統(tǒng)不兼容問題，也可以避免系統(tǒng)調(diào)試影響計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)度等問題，是提高計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的有效手段。

一、成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬機(jī)的優(yōu)勢

虛擬機(jī)簡稱VM，是指虛擬的計(jì)算機(jī)，可以通過軟件展示計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容，通過創(chuàng)建虛擬平臺，可以使學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。虛擬機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行在物理計(jì)算機(jī)上，其具有完整的硬件系統(tǒng)功能，而且可以為學(xué)生營造出具有隔離性的計(jì)算機(jī)環(huán)境。虛擬機(jī)也被稱為邏輯計(jì)算機(jī)，其具有模擬仿真等多種特性。虛擬機(jī)是以文件的形式存儲于物理計(jì)算機(jī)中，而且不會占用太多的空間與資源，所以，一臺物理計(jì)算機(jī)中，可以使用多個虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)在運(yùn)行的過程中，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，不會互相干擾，在使用虛擬機(jī)時，較為簡便，相當(dāng)于在物理計(jì)算機(jī)中打開一個應(yīng)用程序。虛擬機(jī)具有獨(dú)立的CPU、顯卡、聲卡、硬盤、光驅(qū)等硬件設(shè)備，但是這些設(shè)備都是用虛擬軟件模擬出來的，所以，在使用虛擬機(jī)時，可以對其進(jìn)行關(guān)機(jī)或者硬盤格式化處理，這些操作對主機(jī)不會有任何影響。

虛擬機(jī)都具有VM控制塊，可以反映出VM執(zhí)行狀態(tài)以及調(diào)度優(yōu)先級等內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬機(jī)，具有較多優(yōu)點(diǎn)。首先，虛擬機(jī)具有集成性，在一臺PC機(jī)中可以使用多臺虛擬機(jī)，而且虛擬機(jī)可以安裝不同的操作系統(tǒng)，這些虛擬機(jī)可以同時運(yùn)行，對主機(jī)硬盤不會產(chǎn)生影響，而且不需要重新開機(jī)，不會受到硬盤大小以及性能的影響。虛擬機(jī)之間以及虛擬機(jī)與主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)通信與資源共享。其次，虛擬機(jī)具有移植性，其存在的形式一般為文件，在不同的操作系統(tǒng)中，可以完成互動操作，在使用虛擬機(jī)，只需要利用拷貝設(shè)備，就可以完成移植工作，可以在不同的計(jì)算機(jī)中使用，節(jié)省了大量的安裝時間。再次，虛擬機(jī)具有經(jīng)濟(jì)節(jié)省性。使用虛擬機(jī)可以解決部分學(xué)校資金不足問題，學(xué)校在不添置硬件設(shè)備的前提下，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，也可以提高計(jì)算機(jī)教學(xué)的質(zhì)量，而且還節(jié)省了設(shè)備維護(hù)與更新的費(fèi)用。最后，虛擬機(jī)具有可維護(hù)性。虛擬機(jī)與主機(jī)之間具有一定的隔離性，在使用虛擬機(jī)時，不會影響物理計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)以及軟硬件，也不會破壞主機(jī)硬盤分區(qū)以及數(shù)據(jù)。

二、成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬機(jī)的目的

1 利用虛擬機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)操作類的模擬教學(xué)

在有的學(xué)校中，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室比較少，為了不影響主機(jī)工作以及運(yùn)行的效率，學(xué)校會在計(jì)算機(jī)設(shè)備中安裝防毒以及防護(hù)軟件，這限制了學(xué)生的實(shí)際操作能力，也影響了主機(jī)硬件分區(qū)以及格式化操作，學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課中，對電腦進(jìn)行隨意分區(qū)，會對計(jì)算機(jī)硬件造成較大的損壞。使用虛擬機(jī)后，學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境中，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)以及格式化，這對計(jì)算機(jī)硬件不會產(chǎn)生任何影響，而且學(xué)生也可以在虛擬環(huán)境下，進(jìn)行軟件安裝以及配置操作。在普通的實(shí)驗(yàn)室中，很難提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，教師主要是通過理論講述的方式，使學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，但是這種教學(xué)方式比較抽象，不適合計(jì)算機(jī)教學(xué)，無法使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)。而應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)后，可以使學(xué)生在實(shí)際系統(tǒng)操作的過程中，更好地掌握系統(tǒng)操作要點(diǎn)，在安裝與設(shè)施程序時，了解計(jì)算機(jī)操作的流程。另外，應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)，也可以實(shí)現(xiàn)暫停與保存功能，在下一次操作時，可以繼續(xù)上次未完成的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)操作的簡便性，解決了不同班級，教學(xué)進(jìn)度不同步的問題。

2 利用虛擬機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在計(jì)算機(jī)教學(xué)中包括多項(xiàng)課程，而網(wǎng)絡(luò)課程是其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，學(xué)習(xí)這門知識，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，進(jìn)入信息時代后，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活中重要的組成部分，學(xué)生對這門課程的興趣比較高，而且希望通過學(xué)習(xí)到的知識，建立網(wǎng)絡(luò)并對其進(jìn)行調(diào)試。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程中，由于資源與資金有限，無法達(dá)到這一要求，而應(yīng)用虛擬機(jī)后，可以幫助學(xué)生完成建立虛擬網(wǎng)絡(luò)，可以在主機(jī)上模擬出多個虛擬機(jī)，可以在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，形成虛擬的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，在不增加學(xué)校投資經(jīng)費(fèi)的前提下，有效提高了教學(xué)的質(zhì)量以及效果。利用虛擬機(jī)技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬的計(jì)算機(jī)環(huán)境中，對局域網(wǎng)進(jìn)行構(gòu)建與調(diào)整，在不影響網(wǎng)絡(luò)硬件使用功能的前提下，可以提高實(shí)驗(yàn)的安全性，使用虛擬機(jī)，不會使主機(jī)遭到病毒攻擊，而且在實(shí)際動手的過程中，也提高了學(xué)生動手能力。

3 利用虛擬機(jī)管理維護(hù)計(jì)算機(jī)硬盤

虛擬機(jī)技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的體現(xiàn)都是在主機(jī)中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，對于在虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中進(jìn)行的格式化、磁盤分區(qū)，這些動作不會影響到宿主機(jī)，也不會導(dǎo)致硬盤的損壞與數(shù)據(jù)的丟失，而且軟件更新也更加方便，只需要對虛擬軟件進(jìn)行相應(yīng)的更新，整個虛擬網(wǎng)絡(luò)就可以更新到最新版本，這樣就可以保證教學(xué)的與時俱進(jìn)，培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展的計(jì)算機(jī)人才。

虛擬機(jī)軟件能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)提供真實(shí)的計(jì)算環(huán)境，實(shí)現(xiàn)用較少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成大量的實(shí)驗(yàn)；便于管理，降低管理成本。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)是根據(jù)課程需要在一臺計(jì)算機(jī)的不同分區(qū)上安裝多個操作系統(tǒng)來滿足實(shí)驗(yàn)環(huán)境的需求，由于實(shí)驗(yàn)的特殊性，不能像公共機(jī)房那樣為了方便管理而安裝還原卡，這樣帶來的后果就是系統(tǒng)可能經(jīng)常崩潰，實(shí)驗(yàn)室管理員需要花大量的時間和精力來維護(hù)和恢復(fù)系統(tǒng)。采用虛擬機(jī)軟件后，上面的問題就可迎刃而解。方法是物理計(jì)算機(jī)只需要安裝一個Windows操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)軟件，實(shí)驗(yàn)時根據(jù)需要在虛擬機(jī)中安裝操作系統(tǒng)來滿足實(shí)驗(yàn)需求，不必?fù)?dān)心系統(tǒng)崩潰而疲于恢復(fù)系統(tǒng)。

三、成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中虛擬機(jī)的拓展使用

虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中除了在以上領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間以外，在其他領(lǐng)域也有著一定的應(yīng)用可行性，在此列舉幾例，以供參考。

（1）某些問題需要特定的軟件環(huán)境，而這些環(huán)境并非所有的計(jì)算機(jī)都能提供，如果用戶所使用的機(jī)器經(jīng)常更換，每更換一次都在所用的計(jì)算機(jī)上安裝所需軟件，是一件很煩瑣的事情，有些時候環(huán)境也不允許我們安裝，比如需要某種操作系統(tǒng)，我們可以利用虛擬機(jī)來解決這一問題，把我們所要解決的問題在虛擬機(jī)上解決，在虛擬機(jī)上安裝問題所需的軟件，這樣每次更換機(jī)器，不管機(jī)器是否提供相應(yīng)的軟件環(huán)境，我們只需要在其上運(yùn)行虛擬機(jī)就可以了。

（2）如今許多高校開設(shè)有Linux、Unix等操作系統(tǒng)課程，而實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)基本還是windows操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)可以完全實(shí)現(xiàn)Unix、Linux操作系統(tǒng)的功能，這樣就可以在虛擬機(jī)上安裝Unix、Linux操作系統(tǒng)。安裝操作系統(tǒng)過程中，需要動手設(shè)置的地方不多，大多時候用戶都在等待計(jì)算機(jī)自動安裝，在虛擬機(jī)里裝操作系統(tǒng)可以使我們“工作”和“安裝”兩不誤，一方面在虛擬機(jī)里安裝操作系統(tǒng)，另一方面在本主機(jī)繼續(xù)我們的工作，只需要在本主機(jī)和虛擬機(jī)之間切換就可以實(shí)現(xiàn)。而且像安裝操作系統(tǒng)這樣的實(shí)驗(yàn)通常需要的時間比較長，但學(xué)生上機(jī)的時間又有限，虛擬機(jī)中的掛起功能可以方便地保留當(dāng)前狀態(tài)，以便下一次繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。在虛擬機(jī)環(huán)境下，多個操作系統(tǒng)可以同時運(yùn)行，人們可以像對待標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序那樣在多個操作系統(tǒng)之間來回切換，而不需要重新啟動機(jī)器。

（3）利用VMware虛擬機(jī)可以進(jìn)行屏幕截圖和視頻捕捉。在授課過程中，某些操作單純用語言可能無法表達(dá)清楚，或者由于條件所限，無法現(xiàn)場演示某些操作，對于這種情況，可以利用屏幕截圖功能事先把操作畫面抓取下來，或者直接利用視頻捕捉功能把操作過程全部錄制下來，然后在課堂上使用投影儀播放出來。

（4）目前隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及推廣的發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)病毒、木馬甚至黑客層出不窮。教師在講解這類問題時，可以先在虛擬機(jī)上植入病毒，講解木馬程序的傳播，制定計(jì)算機(jī)的安全防護(hù)措施，達(dá)到直觀教學(xué)的目的。

在成人計(jì)算機(jī)教學(xué)中使用虛擬機(jī)教學(xué)模式，既可構(gòu)建出虛擬的平臺，又增加了實(shí)踐課程，使學(xué)生在實(shí)際動手與操作的過程中，更好地掌握了知識難點(diǎn)，這種方式不但經(jīng)濟(jì)節(jié)省，還有效提高了教學(xué)質(zhì)量，提高了學(xué)生操作能力與解決實(shí)際問題的能力。

（責(zé)任編輯：侯秀梅）