淺談虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

高星 魏宇清 耿清甲 河北科技師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科技學(xué)院

引言

距今為止，虛擬機(jī)技術(shù)已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史了，是我國IT領(lǐng)域當(dāng)中比較活躍的技術(shù)之一，有著廣泛的發(fā)展前景，對于我國現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展有著重要的影響，所以教育界對這方面的重視力度是比較高的，現(xiàn)在已經(jīng)引入到計(jì)算機(jī)教學(xué)活動當(dāng)中，成為一種教學(xué)輔助工具。本文所探討的主要內(nèi)容就是虛擬機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合的現(xiàn)狀，應(yīng)用情況。

一、計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)壳暗陌l(fā)展情況

我國在計(jì)算機(jī)教學(xué)當(dāng)中所采取的授課方式大多是多媒體教學(xué)，教師通過多媒體給學(xué)生進(jìn)行一些課堂演示，幫助學(xué)生理解和記憶，但是有些學(xué)習(xí)內(nèi)容是無法通過多媒體課件展示出來的。比如說計(jì)算機(jī)的組裝與維護(hù)或者是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等等，這些課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，所以在教學(xué)當(dāng)中會涉及到不同軟件的切換，而此時(shí)的系統(tǒng)操作卻無法正常運(yùn)行。并且如果采取重啟的形式來激活系統(tǒng)，會造成課堂時(shí)間的浪費(fèi)，同時(shí)還不利于學(xué)生的理解吸收，降低了課堂的教學(xué)效率。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動當(dāng)中，也存在著這樣的問題，比如涉及到一些破壞性比較強(qiáng)的操作，像磁盤低級超高級的格式、數(shù)據(jù)備份或者是CMOS參數(shù)的設(shè)置，這些強(qiáng)度比較高的操作，會對計(jì)算機(jī)造成一定的物理破壞，為了延長計(jì)算機(jī)的使用壽，教師在教學(xué)過程當(dāng)中會很少甚至是忽略這一方面的教學(xué)，因此，學(xué)生缺乏在這方面的實(shí)踐活動，而一些簡單的實(shí)驗(yàn)是無法滿足學(xué)生計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的。

二、虛擬機(jī)技術(shù)方面的相關(guān)概念

虛擬機(jī)技術(shù)是依托于計(jì)算機(jī)的，是的Windows或者是Linux平臺上運(yùn)行的一種應(yīng)用軟件，該軟件最突出的一個(gè)特點(diǎn)就是可以解決系統(tǒng)切換時(shí)出現(xiàn)死機(jī)的問題，可以讓兩個(gè)不同的系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行。其實(shí)就相當(dāng)于模擬出來了另一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)，和實(shí)際的計(jì)算機(jī)一樣，他仍然具備計(jì)算機(jī)的一些操作功能，但是在系統(tǒng)上也會發(fā)生一定的差異，子系統(tǒng)是虛擬機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)，而它所依托的計(jì)算機(jī)則是母機(jī)，而對子系統(tǒng)也就是操作系統(tǒng)進(jìn)行操控的稱為主系統(tǒng)。虛擬機(jī)和依托的計(jì)算機(jī)之間的差別并不是非常的大，計(jì)算機(jī)所具備的一些設(shè)備，比如說CPU、硬盤或者是網(wǎng)卡等等它都具備，但是并不是真實(shí)存在，是虛擬化的，但是仍然可以完成相關(guān)程序的操作，仍然可以安裝WINDOWS，并且對這些系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐的操作，可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的實(shí)驗(yàn)。其中運(yùn)行比較完善的虛擬機(jī)軟件也比較多，這里已VWMAR作為例子來分析虛擬機(jī)的相關(guān)特點(diǎn)。第一，一個(gè)電腦上可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)虛擬機(jī)的工作，并且這些虛擬機(jī)都可以擁有自己獨(dú)特的操作系統(tǒng)，相互之間還可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的交流，可以共享各種文件；第二，在使用一些操作性比較強(qiáng)的系統(tǒng)的時(shí)候，不需要重啟；第三，可以對操作系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離；第四，可以根據(jù)不同的情況對虛擬機(jī)系統(tǒng)的配置參數(shù)進(jìn)行重置。

三、目前虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的發(fā)展應(yīng)用情況

（一）從教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析

目前大多數(shù)學(xué)校在進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)的時(shí)候引用的虛擬機(jī)是VMware，因?yàn)橄鄬τ谄渌摂M機(jī)而言，它的實(shí)用性更高，教學(xué)當(dāng)中的安全系數(shù)更高，并且便利性也比較強(qiáng)，可以避免傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教學(xué)當(dāng)中的漏洞，滿足多樣化的教學(xué)形式。教師在進(jìn)行操作性教學(xué)的時(shí)候，通過安裝VMware軟件，即使是在WINDOWSXP也可以打開另一個(gè)系統(tǒng)，比如Linux，而在此時(shí)將不會發(fā)生重啟的問題，二者可以實(shí)現(xiàn)自由的切換，從而節(jié)約了課堂的教學(xué)時(shí)間，提高了教師的教學(xué)效率?；蛘呤窃谶M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)活動的時(shí)候，一些網(wǎng)絡(luò)黑客會通過一些代碼對計(jì)算機(jī)進(jìn)行攻擊，從而計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)無法得到保護(hù)，在針對這些問題的時(shí)候如果教師僅僅只通過PPT來進(jìn)行演示，是無法取得較強(qiáng)的教學(xué)效果的，而且還會加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。而通過虛擬機(jī)則可以構(gòu)建出局域網(wǎng)絡(luò)，從而給學(xué)生形成一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，教師可以直接演示整個(gè)黑客攻擊的流程，以及相對應(yīng)的操作過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還有利于教學(xué)效率的提高。

（二）從實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的角度出發(fā)

通過虛擬機(jī)可以給學(xué)生構(gòu)建出更為完整，更為科學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，降低傳統(tǒng)理論學(xué)習(xí)和PPT學(xué)習(xí)的枯燥性，避免抽象性的教學(xué)活動，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極，以及教師的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)還可以節(jié)約學(xué)校在這方面的成本投入。虛擬機(jī)技術(shù)主要是通過軟件來實(shí)現(xiàn)各種功能的，所以在實(shí)驗(yàn)操作過程當(dāng)中并不會對電腦設(shè)備產(chǎn)生影響，在虛擬機(jī)背景之下，可以組建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而進(jìn)行各種服務(wù)器的配置，在這種形式之下和實(shí)際的計(jì)算機(jī)操作并沒有什么區(qū)別，學(xué)生既可以完成在這方面的實(shí)驗(yàn)操，提高實(shí)際動手能力，豐富在這方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還不會對真實(shí)的計(jì)算機(jī)設(shè)備造成傷害。

四、結(jié)束語

綜上所述，虛擬機(jī)技術(shù)對于我國計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)有著重要的積極影響，作為一種重要的教學(xué)輔助工具，各大高校必須要加強(qiáng)在這方面的研究以及引入力度，從而提高在計(jì)算機(jī)方面的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出高素質(zhì)的計(jì)算機(jī)人才。