虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用探究

陳 皓 彭玉亮 潘 強/南昌大學共青學院

虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用探究

陳 皓 彭玉亮 潘 強/南昌大學共青學院

知識經(jīng)濟時代，計算機作為科技革新的成果，其在人們現(xiàn)代化生活中的應用越來越廣泛，并日漸成為不可或缺的一部分。計算機實驗教學的根本任務是傳授知識、培養(yǎng)能力，是引導學生掌握這門科技的重要手段。在這樣的環(huán)境背景下，如何提高計算機實驗教學實效成為了學術(shù)界關(guān)注的焦點，也是學校計算機教育優(yōu)化的思考重點。本文在對虛擬技術(shù)特性優(yōu)勢作出簡要分析和概述的基礎上，重點就虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用進行了探究。希望借助以下研究對進一步促進我國計算機實驗教學改革具有一定的借鑒意義。

計算機實驗教學；虛擬技術(shù)；特性優(yōu)勢；運用策略

引言

近年來，隨著我國教育事業(yè)的普及化發(fā)展，各院校生源數(shù)量不斷增長，使得原本就捉襟見肘的計算機實驗教學資源更是匱乏，難以滿足學生的實踐操作需求。同時，受制于有限的資金、資源支撐，很多院校的計算機實驗教學環(huán)境陳舊過時，與科技發(fā)展的步伐相去甚遠。如此環(huán)境下培養(yǎng)的人才也自然難以適應市場經(jīng)濟要求。而虛擬技術(shù)良好的獨立性、遷移性等優(yōu)勢，使其在計算機實驗教學中的運用發(fā)揮了巨大功能作用，在一定程度上緩解了院校資源困境，有利于提高人才培養(yǎng)實效。

一、虛擬技術(shù)的特性優(yōu)勢

虛擬技術(shù)是一種通過分區(qū)或組合CPU、內(nèi)存、磁盤空間等計算機資源，打破了物力邏輯結(jié)構(gòu)的壁壘，創(chuàng)設多個操作環(huán)境的訪問技術(shù)。時至今日，虛擬技術(shù)在計算機領域的應用已進入了普泛化發(fā)展階段。計算機實驗教學是一門實踐性很強并且任務繁雜的科目，在操作中很容易出現(xiàn)諸多系統(tǒng)故障，傳統(tǒng)模式下受制于此難以進行全方位演示。而虛擬技術(shù)支持的計算機實驗教學無需配置交換機、路由、房間等，只需投入少量資金即可構(gòu)建復雜的實驗環(huán)境，同時可虛擬出多個獨立的操作系統(tǒng)和硬件資源，因此無需擔憂破壞性實驗或危險性實驗等對計算機造成損傷，具有良好的經(jīng)濟性。此外，隨著科技的發(fā)展，計算機硬件更新?lián)Q代速度加快，很難在真實的實驗環(huán)境中全部統(tǒng)籌進來，即使建成了較為完整的實驗室，也會在較短的時間內(nèi)過時，與時代潮流脫節(jié)。虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用，只需進行升級包安裝操作即可保證先進性，意味著時刻與技術(shù)發(fā)展接軌，有利于提高計算機實驗教學實效性。

二、虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用策略

作者基于上述認識，結(jié)合計算機實驗教學需求，有針對性地提出了以下幾種虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用策略，以供參考和借鑒。

（一）單機操作

在計算機單機操作實驗教學中，雖然無需搭建網(wǎng)絡平臺，但豐富的課程內(nèi)容設置依然對實驗環(huán)境提出了千差萬別的要求。例如，隨著Windows到Linux/Unix等操作系統(tǒng)升級，計算機實驗教學內(nèi)容會出現(xiàn)相應的變化，為了確保實驗教學效率及效果，計算機需要同時搭載多個版本的操作系統(tǒng)，然而事實上普通計算機是無法將這些兼容在一起的，而且會影響其反應速度。針對此類計算機實驗教學課程問題，可以通過運用虛擬技術(shù)予以解決。具體而言，相關(guān)教師可以在安裝Windows系統(tǒng)的實驗計算機上部署虛擬機系統(tǒng)，繼而根據(jù)實際教學需求創(chuàng)建多個虛擬機，此后可在每一個虛擬機上安裝不同的系統(tǒng)版本進行隨意切換。在此過程中，緣于虛擬技術(shù)良好的獨立性，學生可在實驗中進行任意操作，而不必擔心操作失誤對物理主機造成破壞或系統(tǒng)崩潰。如此，在這樣的計算機教學實驗環(huán)境支持下，學生可以將自己的所思所想大膽實踐，利于其實踐能力、創(chuàng)新能力以及思維能力等培養(yǎng)。

（二）網(wǎng)絡實驗

計算機網(wǎng)絡實驗教學是一項實踐工程，每一位學生都希望動手操作驗證理論，在親自搭建、配置網(wǎng)絡上躍躍欲試。然而，很多院校的計算機實驗環(huán)境決定了其不可能讓學生隨意配置網(wǎng)絡，以免操作失誤造成設備損壞或網(wǎng)絡崩潰等，影響其他實驗教學課程的正常開展。理論與實踐相脫離，不僅打擊了學生計算機實驗教學參與積極性，還影響了其學習效果。對此，可運用虛擬技術(shù)搭建一個局域網(wǎng)環(huán)境，虛擬出一個具備完整硬件、虛擬網(wǎng)卡等的網(wǎng)絡組件，進而組織學生按照實驗要求進行虛擬機組網(wǎng)，培養(yǎng)他們一定的網(wǎng)絡設備配置能力。同時，還可藉此平臺進行DHCP、DNS服務器架設等計算機實驗，為學生創(chuàng)設真實的操作環(huán)境。此外，教師還需運用虛擬技術(shù)組織學生開展計算機信息安全實驗活動，分別扮演攻防兩種角色，深刻理解ARP欺騙、DOS攻擊、木馬植入等工作原理，掌握一定的應對和處理技巧。虛擬技術(shù)搭建的網(wǎng)絡環(huán)境基本與現(xiàn)實無異，因而可以使學生獲得更多的實驗體驗，并且有機地與生活實踐聯(lián)系在一起，有利于其對培訓知識、技能的掌握。

（三）資源共享

素質(zhì)教育背景下，學生作為主體，越來越強調(diào)自主學習能力的培養(yǎng)與發(fā)揮。在有限的課堂教學時間內(nèi)，學生很難對計算機實驗內(nèi)容全盤接收和掌握，需要課后進一步的消化練習。充分利用課余時間，有利于培養(yǎng)學生的自主學習意識，對提高其學習成效意義重大，因此應給予高度支持。對此，教師可根據(jù)學生需求，利用虛擬技術(shù)的可移植性，將部署好的計算機實驗教學環(huán)境遷移到移動設備中，由學生自由支配和使用。在此過程中，學生只需將移動設備中的文件復制到個人電腦上，啟動虛擬機即可擁有與實驗教學相同的環(huán)境，并就自己的薄弱之處進行反復練習。除此之外，虛擬技術(shù)在計算機桌面軟件處理中的運用，包括客戶端設備、服務器虛擬、桌面虛擬等，可以發(fā)揮巨大的功能作用。通過此種技術(shù)操作，教師可利用遠程協(xié)議對服務器聯(lián)結(jié)下的學生電腦進行操作，與學生實現(xiàn)深度交流，如此可以有效提高計算機實驗教學效率與質(zhì)量。

三、結(jié)語

總之，在信息時代來臨的今天，包括教育行業(yè)在內(nèi)的社會各個領域，都應當在努力審視自身特點以及不足的基礎上，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)方式方法，努力開發(fā)與本行業(yè)相關(guān)的計算機網(wǎng)絡技術(shù)，以此來通過發(fā)揮計算機網(wǎng)絡技術(shù)的輔助作用，來改善本行業(yè)原有的不足，促進本行業(yè)在新時期的可持續(xù)發(fā)展。尤其是對于與計算機網(wǎng)絡技術(shù)相關(guān)且操作性較強的計算機實驗教學而言，更應當通過對虛擬技術(shù)的應用來充分發(fā)揮本學科的特色。這即是信息時代發(fā)展的必然結(jié)果，同時也是新課改的要求。由于個人能力有限，加之虛擬技術(shù)應用功能愈加廣泛，本文作出的相關(guān)研究可能存在不足之處。因此，作者希望業(yè)界更多學者參與此項研究，根據(jù)計算機實驗教學特點及需求，結(jié)合虛擬技術(shù)特性優(yōu)勢，有針對性地提出更多虛擬技術(shù)在計算機實驗教學中的運用策略，以促進院校計算機教育優(yōu)化發(fā)展，使之培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。

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