虛擬技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)模式變革中的運(yùn)用研究

袁瑛+沈平

摘要：虛擬技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其運(yùn)用到高職院校工科類(lèi)實(shí)踐教學(xué)中，可以彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)硬件設(shè)備配置不足、軟件管理混亂、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景不足等多種問(wèn)題，通過(guò)虛擬技術(shù)對(duì)物理設(shè)備、軟件分離，操作系統(tǒng)進(jìn)行模擬，可達(dá)到提升實(shí)踐教學(xué)效果的目的。同時(shí)，利用虛擬機(jī)可以搭建科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，從而節(jié)約資金成本，也可以減少教師的工作量。該研究主要是將傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)與基于虛擬技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行比較，同時(shí)還對(duì)虛擬技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)提出了幾點(diǎn)變革的措施，進(jìn)而對(duì)虛擬技術(shù)在高校工科類(lèi)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了的探討。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)

1概述

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，新理念、新技術(shù)、新手段的虛擬技術(shù)、云計(jì)算等正在不斷改變著我們的日常生活、工作和學(xué)習(xí)方式和模式，還不斷影響著社會(huì)的各階層。而高職院校也在不斷更新辦學(xué)理念，讓現(xiàn)代的新技術(shù)、新成果在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法中得到應(yīng)用，特別是實(shí)踐教學(xué)模式的變革及教學(xué)方法的改進(jìn)最為突出，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高，管理效率提升，教學(xué)資源成本的降低帶來(lái)了巨大影響。更好地服務(wù)于高職院校的辦學(xué)宗旨，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，提升高職院校辦學(xué)能力。

2虛擬技術(shù)概述

虛擬技術(shù)是一種通過(guò)組合或分區(qū)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源（CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)空間等），使得這些資源表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)操作環(huán)境，從而提供優(yōu)于原有資源配置的訪問(wèn)方式的技術(shù)。虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘。未來(lái)，所有的資源都是透明的，虛擬世界運(yùn)行在各種各樣的物理平臺(tái)上，資源的管理都將按邏輯方式進(jìn)行，完全實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)化分配，而虛擬化技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)它的理想工具。虛擬化環(huán)境需要多種技術(shù)的協(xié)調(diào)配合：服務(wù)器和操作系統(tǒng)的虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化以及系統(tǒng)管理、資源管理和軟件提交，與非虛擬化環(huán)境一致的應(yīng)用環(huán)境。

3虛擬技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，新理念、新技術(shù)、新手段的虛擬技術(shù)、云計(jì)算等出現(xiàn)，傳統(tǒng)一人一機(jī)、一人一設(shè)備的實(shí)踐教學(xué)模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足和適應(yīng)現(xiàn)代教育高職快速發(fā)展的需要。

虛擬技術(shù)在高職院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)境搭建中作用很大，影響深遠(yuǎn)，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1）降低實(shí)踐教學(xué)基地或?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)成本，提高實(shí)踐教學(xué)基地的建設(shè)質(zhì)量。虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以極大地減少實(shí)踐教學(xué)中的硬件成本投人，充分利用虛擬技術(shù)對(duì)實(shí)踐環(huán)境進(jìn)行仿真，對(duì)貴重設(shè)備進(jìn)行虛擬，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也可以通過(guò)更改虛擬機(jī)的配置實(shí)現(xiàn)，通過(guò)虛擬技術(shù)的任意組合，能開(kāi)發(fā)出豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2）解決了危險(xiǎn)（破壞）性環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建問(wèn)題

由于虛擬技術(shù)構(gòu)建的是基于物理設(shè)備上的環(huán)境仿真，因此可以構(gòu)建危險(xiǎn)（破壞）性的實(shí)驗(yàn)室，在虛擬的環(huán)境下，危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)、破壞性的實(shí)驗(yàn)可以正常進(jìn)行，受到破壞后的實(shí)驗(yàn)室，只需要對(duì)虛擬系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，恢復(fù)就可以進(jìn)行下一次的實(shí)驗(yàn)。

3）提高了實(shí)踐教學(xué)中的管理效率，延伸實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間與空間。

通過(guò)虛擬技術(shù)構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有著更好的安全性，大大減輕了實(shí)驗(yàn)管理人員維護(hù)設(shè)備的工作量和壓力，通過(guò)虛擬技術(shù)+互聯(lián)網(wǎng)模式的應(yīng)用，搭建的虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室可以延伸學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間與空間限制。

4）基于虛擬技術(shù)搭建的虛擬機(jī)有著互聯(lián)網(wǎng)能力。對(duì)于具有不同教學(xué)任務(wù)與教學(xué)目標(biāo)的計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，虛擬機(jī)全部可以滿(mǎn)足其要求。同時(shí)，虛擬機(jī)的搭建本來(lái)就可以成為計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的內(nèi)容，并且要求教師指導(dǎo)學(xué)生了解虛擬機(jī)的搭建的理論知識(shí)與實(shí)踐操作方法，要求學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)踐中進(jìn)行虛擬機(jī)的構(gòu)建。從而推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性的提升。

4虛擬技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)模式中的效果

1）物理設(shè)備檢測(cè)與維修的教學(xué)

計(jì)算機(jī)的組裝與維護(hù)、汽車(chē)檢測(cè)與維修等需要物理設(shè)備來(lái)進(jìn)行實(shí)物教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過(guò)組裝計(jì)算機(jī)來(lái)了解計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、硬盤(pán)分區(qū)、設(shè)備組裝等，通過(guò)對(duì)折裝汽車(chē)來(lái)了解汽車(chē)的構(gòu)造等。而傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中，大部分都采用PPT展示、視頻觀摩等形式進(jìn)行講解，不可能對(duì)物理計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、汽車(chē)設(shè)備進(jìn)行真刀真槍的操作，學(xué)生更是無(wú)法親自動(dòng)手感受真實(shí)的場(chǎng)景。而虛擬技術(shù)的充分運(yùn)用，可以解決計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)、汽車(chē)檢測(cè)與維修中學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力訓(xùn)練的問(wèn)題，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中大膽嘗試，即便出現(xiàn)操作失誤也能馬上恢復(fù)，由此提高了計(jì)算機(jī)、汽車(chē)等物理設(shè)備教學(xué)的效率。

2）通信仿真、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)

由于通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備的成本高昂，很多高職院校在開(kāi)設(shè)實(shí)踐教學(xué)中設(shè)備投入不足。虛擬仿真技術(shù)解決了這一難題，通過(guò)對(duì)貴重設(shè)備、關(guān)鍵配置部分進(jìn)行軟件仿真，通過(guò)更改配置、參數(shù)等構(gòu)建豐富的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，開(kāi)發(fā)出豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，滿(mǎn)足教學(xué)的需要，提高學(xué)生對(duì)技術(shù)的掌握，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境，提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量，同時(shí)提升通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)的效率。

5虛擬技術(shù)作用實(shí)踐教學(xué)變革的具體舉措

1）搭建多系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境

基于虛擬技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)有著多種不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境，需要不同的場(chǎng)景與操作系統(tǒng)，高職院?？梢圆捎锰摂M技術(shù)來(lái)搭建多個(gè)不同種類(lèi)的系統(tǒng)環(huán)境來(lái)滿(mǎn)足不同層次、不同類(lèi)型的教學(xué)需要。比如處理Linux系統(tǒng)應(yīng)用教學(xué)、Window server配置教學(xué)、專(zhuān)業(yè)軟件教學(xué)并存的教學(xué)環(huán)境，就需要搭建多系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境來(lái)解決。在網(wǎng)絡(luò)配置的實(shí)踐教學(xué)中也需要搭建多系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。具體辦法可以采用一臺(tái)物理機(jī)利用虛擬技術(shù)構(gòu)建多個(gè)虛擬機(jī)的形式進(jìn)行解決。

2）搭建遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室

在工科類(lèi)實(shí)訓(xùn)基地或?qū)嶒?yàn)室建設(shè)過(guò)程中，傳統(tǒng)物理設(shè)備實(shí)驗(yàn)室投資大，時(shí)間與空間均有限，通過(guò)虛擬技術(shù)搭建的遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室可以解決這些問(wèn)題，比如Linux實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建、汽車(chē)故障的檢測(cè)、計(jì)算機(jī)硬件故障的檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)安全的配置與攻防等實(shí)驗(yàn)室，需要用到大量的物理設(shè)備，成本大。同時(shí)也只能局限于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間。為了提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，給學(xué)生提供一個(gè)設(shè)備齊全、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富，不受空間、時(shí)間限制的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我們可以利用虛擬技術(shù)搭建遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室來(lái)提高實(shí)訓(xùn)基地或?qū)嶒?yàn)室的建設(shè)質(zhì)量，從而促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式的變革，促進(jìn)教師實(shí)踐教學(xué)方式的改變，讓學(xué)生課堂跟學(xué)、課后復(fù)學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

6結(jié)論

綜上所述，新技術(shù)、新理念、新手段的虛擬技術(shù)在工科實(shí)踐教學(xué)變革中起到了重要作用。它能夠?qū)た祁?lèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有組織性集中儲(chǔ)備，對(duì)工科類(lèi)實(shí)踐教學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)一安裝、配置及部署，大大提高了高職院校工科類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，降低了管理和維護(hù)的成本，創(chuàng)新了人才的培養(yǎng)目標(biāo)。因此對(duì)于工科類(lèi)專(zhuān)任教師，應(yīng)當(dāng)對(duì)基于虛擬技術(shù)的應(yīng)用做出探索與研究，并通過(guò)虛擬技術(shù)應(yīng)用的多樣化來(lái)提升實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)教師的實(shí)踐教學(xué)模式改革，更新教師實(shí)踐教學(xué)觀念，提高實(shí)踐教學(xué)水平和效率。