探討虛擬技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用

李朝鮮

摘 要：信息時代的到來，加快了以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬技術(shù)依托于計算機技術(shù)也日趨成熟，并在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。各職業(yè)院校計算機教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生以計算機為基礎(chǔ)的各項專業(yè)應(yīng)用能力的基地，在計算機專業(yè)人才需求與日俱增的現(xiàn)如今，應(yīng)積極引入虛擬技術(shù)開展教學(xué)活動，以提高計算機教學(xué)的成效。文章針對虛擬技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用進行了探討，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù)；計算機；教學(xué)；應(yīng)用

中圖分類號： TP3-4 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-131-2

0 引言

虛擬技術(shù)指的是邏輯角度上的資源配置，是實際物理資源的邏輯抽象表現(xiàn)，其在一定程度上分離了軟件與硬件。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展推進了虛擬技術(shù)的成熟，極大地擴展了其應(yīng)用范圍，從最初的服務(wù)器擴展到了桌面。各職業(yè)院校計算機專業(yè)是一門重要課程，在其教學(xué)中引入虛擬技術(shù)，能夠極大地便捷師生的學(xué)習(xí)，突破時間與空間的限制，可以說虛擬化的計算機教學(xué)勢在必行，對改革計算機教學(xué)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 計算機教學(xué)中引入虛擬技術(shù)的優(yōu)勢分析

當下，教育體制的改革擴大了職業(yè)教育規(guī)模，并進一步提高了對教育水平的要求。計算機專業(yè)教學(xué)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是上機操作實踐，各大院校在機房建設(shè)、硬件配置等方面加大了投入力度，但由于各種因素的影響，職業(yè)院校的計算機教學(xué)仍存在設(shè)備資源緊張、學(xué)生實踐操作練習(xí)不足等問題[1]。為了進一步提升計算機教學(xué)水平，應(yīng)積極引入虛擬技術(shù)，其具有的優(yōu)勢如下。

1.1 便捷化的使用與維護

虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以使一臺物理計算機互不干擾地同時運行多臺虛擬計算機，簡單地說虛擬技術(shù)就是設(shè)置一臺物理主機，再利用其部分硬盤與內(nèi)存資源虛擬出若干計算機，并且虛擬機是獨立運行的，其配置了獨立的CMOS、硬盤、操作系統(tǒng)。當某臺獨立運行的虛擬計算機發(fā)生故障時不會影響到物理主機及其他虛擬計算機，降低了維護難度。

1.2 高安全性及經(jīng)濟性

虛擬計算機依據(jù)不同的應(yīng)用需求可以用于不同的地方，在達到一機多用的同時減少了維護費用。通過利用某個軟件模擬出來的計算機硬件系統(tǒng)在增加計算機功能時無需增添新的硬件設(shè)備，例如交換機、網(wǎng)卡等，并且能夠?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的操作環(huán)境進行隨時修改，極大地降低了成本。虛擬技術(shù)為計算機實驗教學(xué)提供了有效的工具，有效緩解硬件設(shè)備及場地不足的現(xiàn)狀，且主機不會受到虛擬機操作的影響，極大地提高了設(shè)備的安全性，促進了計算機教學(xué)效率的有效提升。

1.3 移植性強、安裝更簡易

利用一臺物理主機虛擬出來的各臺虛擬機，在存儲系統(tǒng)文件時使用的是映像包的形式，這樣就便捷了用戶的使用，在其他計算機上直接復(fù)制映像包就可以實現(xiàn)對計算機系統(tǒng)文件的使用，減少了系統(tǒng)安裝的復(fù)雜過程，可以統(tǒng)一部署多臺計算機。虛擬技術(shù)在計算機教學(xué)中的合理運用，只要及時保障了物理主機操作系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，便可以利用虛擬的計算機實現(xiàn)不同的教學(xué)目標，體現(xiàn)出了虛擬機的易用性與便捷性所帶來的優(yōu)勢。

1.4 直觀感性

在計算機網(wǎng)絡(luò)組建、管理與維護等課程教學(xué)中應(yīng)用虛擬機，可以充分利用其網(wǎng)絡(luò)連接功能，搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，以直觀地展現(xiàn)課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主觀積極性，提高計算機類教學(xué)的效果。學(xué)生可以充分利用虛擬機的易移植性，結(jié)合虛擬機的使用以及組建虛擬網(wǎng)絡(luò)的原理與方法，在宿舍等地方自主組建網(wǎng)絡(luò)，以強化學(xué)習(xí)內(nèi)容的實踐操作，提高學(xué)習(xí)效果[2]。

2 虛擬技術(shù)在計算機教學(xué)中的具體應(yīng)用

2.1 為教學(xué)提供多種操作系統(tǒng)

計算機類專業(yè)課程較多，不同的專業(yè)內(nèi)容的教學(xué)需要不同的上機環(huán)境，這就對實驗室內(nèi)的教學(xué)環(huán)境提出了多樣化的要求。例如，部分課程需要配置Windows、SQL Server、HTTP環(huán)境；有的課程需要Redhat Linux、My SQL、Apache環(huán)境；而像MCSE等專業(yè)課程的教學(xué)，必須在多種操作系統(tǒng)的支持下才能完成。虛擬技術(shù)可以為計算機類專業(yè)課程的教學(xué)提供多種操作系統(tǒng)環(huán)境，以更好地滿足不同的課程教學(xué)需求。根據(jù)相應(yīng)的要求安裝、配置不同實驗環(huán)境的虛擬機，將這些虛擬機文件部署在計算機上并加以啟動便可使用[3]。物理主機虛擬出來的獨立運行的虛擬機可以兼容主流操作系統(tǒng)和模擬多樣性的操作系統(tǒng)。同時，組建局域網(wǎng)虛擬環(huán)境，其運行與真實網(wǎng)絡(luò)一致，有效提高了實驗教學(xué)的效率和效果。每臺虛擬機都是物理主機的子系統(tǒng)，所以減少了學(xué)生操作時對計算機設(shè)備的損壞，同時節(jié)省了一部分設(shè)備的成本，降低了設(shè)備維護費用和工作量。

2.2 便攜“移動計算機”的支持

各學(xué)科的學(xué)習(xí)都有時間與空間限制，學(xué)生課后的自主學(xué)習(xí)缺乏相應(yīng)的實驗環(huán)境，引入虛擬技術(shù)后可以有效解決此問題。學(xué)生可以在U盤或移動硬盤上直接復(fù)制實驗室內(nèi)已部署好的虛擬機文件，在練習(xí)的機器上安裝復(fù)制的虛擬機文件，并啟動便可直接使用。由于虛擬機存儲宿主機的系統(tǒng)文件時利用文件或文件夾的形式，所以具備可遷移性和便攜性，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了極大的便捷[4]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)教室

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教室由多用戶支持的操作系統(tǒng)來提供相應(yīng)的服務(wù)，用戶使用服務(wù)器需遠程登錄，存在隔離性偏差的問題，系統(tǒng)中的某個使用者的誤操作會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的病毒感染，甚至引起死機或癱瘓；同時權(quán)限設(shè)置偏低，設(shè)定較低的使用者權(quán)限是為了保障系統(tǒng)的安全，但低權(quán)限限制了使用者的操作，例如隨意安裝軟件、修改系統(tǒng)設(shè)置等特權(quán)操作。還有就是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教室資源配置不均衡，若系統(tǒng)中存在耗費計算的操作，就會占用過多的資源，對其他用戶的操作產(chǎn)生直接的影響，大大降低了整個系統(tǒng)的運行效率。

而虛擬化的網(wǎng)絡(luò)教室利用虛擬機提供各項服務(wù)，各個用戶能夠獨立運行虛擬機，其具有的優(yōu)勢包括：①隔離性較強，虛擬機之間是獨立運行的，其運行與獨立的物理主機一樣；②高使用權(quán)限，設(shè)置較高的使用權(quán)限有利于使用者以管理員的身份登錄并運行虛擬機，利用最高權(quán)限來執(zhí)行所有指令；③均衡的系統(tǒng)內(nèi)部資源配置，虛擬化平臺管理員在創(chuàng)建虛擬機時制定合理的規(guī)則，也可根據(jù)運行的實際需求進行調(diào)整和優(yōu)化，實現(xiàn)各個虛擬機均等的獲得資源，保持系統(tǒng)的正常運行。目前，虛擬化的網(wǎng)絡(luò)教室只需管理者維護好虛擬機的鏡像文件，教師根據(jù)課程的要求設(shè)計好實驗環(huán)境，就可以進行高效的教學(xué)活動，同時學(xué)生也可獲得便攜且多樣的實驗實訓(xùn)環(huán)境。但如何實現(xiàn)數(shù)量眾多的虛擬機的快速啟動和保證用戶的交互體驗還需深入研究。

2.4 虛擬化的校園網(wǎng)

校園網(wǎng)提供的各種校園服務(wù)需要多種不同功能的服務(wù)器來支持，例如FTP、WEB、教務(wù)系統(tǒng)、擁有各種文獻期刊數(shù)據(jù)庫的圖書館鏡像服務(wù)器等，這些服務(wù)器的管理成本偏高且能耗也大。在校園網(wǎng)中引入虛擬化技術(shù)，能夠利用虛擬化技術(shù)有機整合各類服務(wù)器，尤其是各類教學(xué)資源的整合，能夠為計算機教學(xué)效果的提升提供有力的支撐[5]。

3 結(jié)束語

綜上所述，虛擬技術(shù)具有使用與維護便捷、安全性與經(jīng)濟性較好、移植性強、安裝更簡易以及直觀感性等優(yōu)勢，虛擬技術(shù)在計算機專業(yè)教學(xué)中有效的應(yīng)用可以為教學(xué)提供多操作系統(tǒng)的支持、便攜“移動計算機”的支持以及網(wǎng)絡(luò)教室，極大地便捷了計算機課程的學(xué)習(xí)與實踐操作，為提高計算機教學(xué)水平提供了有效的工具。相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍將會更加廣闊。

參 考 文 獻

[1] 王靜蕾.淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，10：118-119.

[2] 趙建軍.計算機虛擬技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，11：187-188.

[3] 周波.虛擬技術(shù)在中職學(xué)校計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)設(shè)計，2015，10：111-112.

[4] 杜艷綏.虛擬技術(shù)在高校計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].遼寧高職學(xué)報，2016，01：72-74.

[5] 于英成.虛擬技術(shù)在高職院校計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013，11：197.