虛擬機技術在計算機教學中的應用

王亞娟

【摘要】當前階段，信息化、數(shù)字化、智能化現(xiàn)代技術在不同產業(yè)領域的深入應用，使得計算機平臺成為生產、生活的重要工具，與之相對應的，計算機人才市場的需求向著多元化、復雜化的形式發(fā)展，成為高校重要的教育規(guī)劃學科。為面向社會輸送更多具備信息素養(yǎng)與專業(yè)技能的高素質人才，高校應在保證學生計算機理論技術扎實的同時，為學生提供更多的實踐操作訓練機會?；诖耍疚膹奶摂M機在計算機實踐課程中的應用特點、優(yōu)勢出發(fā)，對該項技術的實驗教學應用路徑進行系統(tǒng)的探析。

【關鍵詞】兼容性強;文件拓充;創(chuàng)新理念

虛擬機平臺技術是利用程序模擬原理，在隔離環(huán)境中對設備內部軟件程序、功能應用及操作性能等進行系統(tǒng)性管理的技術手段。面對信息、知識等相關產業(yè)發(fā)展形勢的轉變，計算機課程的培養(yǎng)目標與教育形式、任務等也發(fā)生了改變。將虛擬機技術合理的引進到實踐教學中，不僅可以降低教學設施的建設投入，為學生提供更多的操作機會，提升高校計算機教學資源的整合力度，還能夠兼容多個操作系統(tǒng)，為學生提供更具有針對性、專業(yè)性的操作模擬平臺，為學生信息素養(yǎng)的有效提升奠定基礎。

1. 虛擬機系統(tǒng)的主要應用特點及優(yōu)勢

1.1 技術特點

1.1.1 兼容性強

虛擬機可以允許多個系統(tǒng)共同運行，相較于以往只能操作一個系統(tǒng)的計算機管理平臺，運行速率更高、平臺設置更簡潔。在教學中，引進虛擬機可以讓一個計算機平臺產生更多的虛擬操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)技術與資源能夠提供有效支持的背景下，多個虛擬系統(tǒng)可以同時運行，并進行數(shù)據交互，兼容性較好。

1.1.2 硬件設置標準化程度高

為滿足多個虛擬機系統(tǒng)共同操作的目標，在出廠時，生產單位為虛擬機設置了統(tǒng)一標準的虛擬硬件，避免設備不兼容或驅動困難的問題出現(xiàn)。此外，標準化程度較高的虛擬硬件可以有效提升實際硬件的運行效率，優(yōu)化資源配置結構。

1.1.3 數(shù)據恢復速率快

虛擬機系統(tǒng)的數(shù)據恢復速率較快，由于使用的硬盤屬于虛擬軟件，因此不會由于現(xiàn)實問題出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，有效的避免了數(shù)據損毀、丟失等問題，可以在短時間內對更改的數(shù)據進行恢復。

1.1.4 文件擴充靈活

虛擬機的數(shù)據存儲是采用文件的形式進行的，操作者可以利用增加網卡、硬盤的方法對文件進行拓充，操作形式更靈活，經濟性更強，提升了虛擬文件利用的整體效率。

1.2 虛擬機系統(tǒng)的教學應用優(yōu)勢

1.2.1 提升計算機教學資源的整合效率

計算機教學內容、課程、規(guī)劃與任務等條件的不同，需要的實踐操作平臺、形式也存在差異性。以往計算機由于兼容性能的限制，只能允許一個程序運行，學生參與實踐操作的機會較少，硬件設施及軟件功能利用效率相對較低。在此基礎上，利用虛擬機兼容性較強的優(yōu)勢，可以使同一個載體承擔更多的軟件操作任務。如，虛擬機可以兼容Linux與Windows兩種操作系統(tǒng)，通過虛擬機技術的運用，利用一臺計算機就可以同時運行兩個操作系統(tǒng)，從而降低了成本，達到了節(jié)約資源的目的。

1.2.2 保證了計算機實踐訓練操作的完整性，降低了基礎設施的建設投入

高校計算機學科的學生群體數(shù)量較多，教學方向也有所不同，為了對計算機操作系統(tǒng)功能進行合理的設定，保證實踐操作的針對性訓練效果，需要設置功能更強大的操作系統(tǒng)，避免因為在線操作人數(shù)過多而造成的系統(tǒng)崩潰問題。將虛擬機操作系統(tǒng)科學引進到教學系統(tǒng)中，可以在短時間內實現(xiàn)數(shù)據恢復、硬盤拓容等目標，保證操作訓練的完整性。虛擬機操作流程也較為簡單，只需要將虛擬機軟件和Windows操作系統(tǒng)安裝到計算機上即可，根據課程的不同，在虛擬機上可以安裝需要使用的操作系統(tǒng)。

2. 虛擬機在計算機教學實踐中的技術應用探究

2.1 通過多系統(tǒng)兼容運行，為學生提供更多的實踐操作機會

當前階段，高校計算機實訓設備與環(huán)境的建設投入成本普遍較高，操作系統(tǒng)以WindowsXP為主，操作模式單一。與此相對應的，計算機關聯(lián)產業(yè)的發(fā)展形式更多元化，對人才的要求更高，需要學生能夠熟練掌握多種操作模式。因此，在實踐訓練的過程中，學校應為學生提供不同的操作訓練系統(tǒng)，這種情況也在一定程度上增加了學校的財政負擔。虛擬機的程序兼容很好的解決了高校計算機基礎設施的建設問題。虛擬機可以實現(xiàn)單一主機上虛擬出多個計算機操作系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)的運作不會相互干擾，同時還能保證虛擬系統(tǒng)之間相互通信和資源的共享。其數(shù)據快速恢復功能又在一定程度上降低了系統(tǒng)實驗教學系統(tǒng)崩潰的可能性，避免了文件損毀的問題。一旦虛擬操作系統(tǒng)出現(xiàn)網絡崩盤問題，可以直接將整個虛擬系統(tǒng)刪除，這樣的刪除不會影響原先計算機系統(tǒng)。如果發(fā)生文件數(shù)據丟失問題，虛擬機系統(tǒng)的映像管理功能可以在短時間內找回遺失的數(shù)據，重新建立虛擬文檔，確保操作系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性與安全性，為學生營造更高效、專業(yè)的實驗環(huán)境。

2.2 推進教學網絡化進程，創(chuàng)新計算機教學理念

網絡平臺在教育領域的廣泛應用，使得部分高校在智慧校園理念的指導下，推進了教育管理的信息化、數(shù)字化改革進程。將虛擬機技術與計算機教學規(guī)劃有機的融合起來，既是現(xiàn)代高校培養(yǎng)高素質、高水平應用人才的需求，同時也是提升高校綜合教育競爭能力的關鍵所在。為此，在推進計算機實踐教學網絡化發(fā)展的過程中，高校教師應創(chuàng)新計算機學科教學理念，全面掌握虛擬機技術應用原則、方式等內容，合理配置實驗資源，讓每個學生都能通過虛擬機來進行計算機實驗操作，讓每個學生將所學的計算機理論操作在實驗課堂上得到實踐的機會。在虛擬機操作系統(tǒng)平臺中，學生可以充分對理論知識進行驗證操作，由于虛擬操作系統(tǒng)數(shù)據恢復速度較快、不會對現(xiàn)實設備產生影響等特點，學生的訓練自由度更大。與此同時，也可以有效利用限定的教學時間，虛擬機可以將學生課堂未完成的實驗操作保存下來，直接拷貝就能實現(xiàn)下一次實驗的繼續(xù)，保證了實踐訓練的完整性與系統(tǒng)性。

2.3 依托虛擬真實平臺，增強實驗教學的針對性

虛擬機操作平臺提供的實驗訓練內容、形式與現(xiàn)實實驗模式具備極高的同步性與相似性。在建設多系統(tǒng)操作平臺的過程中，可以結合實際實驗課程面臨的問題，對虛擬系統(tǒng)進行調整，優(yōu)化虛擬操作程序的實驗流程，避免因為真實操作而造成的設備損壞可能性。將線上虛擬操作與線下設備真實實驗教學統(tǒng)一起來，提升計算機課程教育資源的利用效率。與此同時，依托于依托虛擬真實平臺，還可以更全面的掌握學生的操作情況，對實驗課程進行具體的調整，增強實驗教學的針對性。而虛擬機也具有強大的兼容性，對于計算機教學實驗不同的實驗環(huán)境和計算機操作系統(tǒng)，都能很好的滿足對實驗環(huán)境和操作系統(tǒng)的不同需求。在設計虛擬機應用框架、功能、工作模塊時，要對實驗項目進行真實的模擬。在建設虛擬機操作系統(tǒng)的過程中，需要進行配套的實景布置，為學生觀察、操作提供便利條件。通過實景環(huán)境下的真實操作體驗，在提升學生對理論、實踐知識認識程度的同時，還能提高學生對實際問題解決的能力。

結語：虛擬機操作平臺可以兼容多個程序同時運行，具備較強的拓充性、安全性、恢復性優(yōu)勢，被廣泛的應用于計算機實驗教學環(huán)節(jié)。高校在設計與建設虛擬實驗平臺的過程中，應從計算機課程的整體規(guī)劃目標出發(fā)，模擬真實的實驗環(huán)境，對虛擬實驗資源進行合理分配，在現(xiàn)代計算機教學理念的指導下，為學生提供更專業(yè)化、具體化的實驗教學指導，為新時期高校計算機學科教學的改革與創(chuàng)新指明方向。

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