利用Vmware進(jìn)行獨(dú)立學(xué)院虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究

[摘 要]獨(dú)立學(xué)院是我國(guó)高等教育的重要力量，它的目標(biāo)是培養(yǎng)出一大批適應(yīng)社會(huì)需要的創(chuàng)新型應(yīng)用型人才。但是，獨(dú)立學(xué)院是新生的事物，目前普遍存在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、設(shè)備、師資等辦學(xué)條件不足的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提高教學(xué)質(zhì)量，提出采用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件來(lái)進(jìn)行輔助教學(xué)。本文以Vmware虛擬實(shí)驗(yàn)軟件在信息類專業(yè)課程中的應(yīng)用為例子，闡述了教學(xué)改革的思路。

[關(guān)鍵詞]獨(dú)立學(xué)院 Vmware 虛擬實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）05-0071-02

一、引言

我國(guó)第一所獨(dú)立學(xué)院于1999年成立，這標(biāo)志著我國(guó)高等教育進(jìn)入一個(gè)全新的階段。截至2011年底，全國(guó)獨(dú)立學(xué)院的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到303家，學(xué)生規(guī)模300余萬(wàn)人，成為我國(guó)高等教育的重要力量。[1]獨(dú)立學(xué)院屬于民辦性質(zhì)，其目標(biāo)在于培養(yǎng)具有一定理論水平的創(chuàng)新型應(yīng)用型人才。面對(duì)社會(huì)的需求和激烈的校際間競(jìng)爭(zhēng)，如何提高辦學(xué)質(zhì)量，有效培養(yǎng)出動(dòng)手能力強(qiáng)、基礎(chǔ)素質(zhì)好的學(xué)生，是所有獨(dú)立學(xué)院面臨的一道難題。

獨(dú)立學(xué)院的成立時(shí)間較晚，屬于新生的高校，在教學(xué)資源、人才培養(yǎng)模式、師資水平等方面均處于初級(jí)水平，有待進(jìn)一步提高。[2]對(duì)于信息類專業(yè)的學(xué)生而言，就是要在計(jì)算機(jī)設(shè)備上進(jìn)行操作，獲得更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但是，由于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生眾多，而計(jì)算機(jī)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室數(shù)量較少，很難滿足學(xué)生的需要。此外，為了準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室教師需要提前進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束還要花很長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)設(shè)備初始狀態(tài)以便于下一批學(xué)生實(shí)驗(yàn)。因此，實(shí)驗(yàn)室老師也承受了大量的工作負(fù)擔(dān)。

以上這些因素都制約了獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為了改變這個(gè)局面，我們提出將虛擬實(shí)驗(yàn)軟件引入教學(xué)中，以低成本、易維護(hù)的方式向?qū)W生提供更多動(dòng)手的機(jī)會(huì)。

二、Vmware虛擬實(shí)驗(yàn)軟件及教學(xué)過(guò)程

（一）Vmware簡(jiǎn)介[3-4]

Vmware是美國(guó)Vmware公司[5]推出的一款虛擬操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)軟件[6]，它的主要功能是可以在一臺(tái)PC機(jī)上虛擬出多個(gè)不同類的操作系統(tǒng)，這些虛擬操作系統(tǒng)可以在同一臺(tái)PC機(jī)上，與PC安裝的操作系統(tǒng)同時(shí)存在，相互兼容，互不影響操作。虛擬的操作系統(tǒng)與其對(duì)應(yīng)的真實(shí)操作系統(tǒng)在界面、操作方式、功能等方面完全一致，如果虛擬操作系統(tǒng)在操作過(guò)程中由于文件損壞等原因無(wú)法繼續(xù)使用，只需要簡(jiǎn)單設(shè)置就可以重新恢復(fù)，不僅操作便捷，還不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件造成影響。

（二）Vmware的教學(xué)過(guò)程

Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)主要是介紹Linux操作系統(tǒng)的安裝、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、磁盤管理、文件處理等內(nèi)容。首先，在實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)電腦上安裝Vmware軟件。然后，在Vmware虛擬環(huán)境下，學(xué)生就可以立即安裝Linux操作系統(tǒng)。對(duì)于Linux操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以選擇進(jìn)行磁盤的管理、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建立等內(nèi)容。由于學(xué)生是初學(xué)者，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程很容易產(chǎn)生誤操作，從而將系統(tǒng)設(shè)置弄亂，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。但是，由于Vmware具有快照功能，能隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行保存，使得發(fā)生系統(tǒng)配置錯(cuò)誤或崩潰時(shí)，學(xué)生可以馬上恢復(fù)到保存的狀態(tài)。

三、基于虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐

（一）構(gòu)建配套虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系

1.人員的優(yōu)化整合配置。虛擬實(shí)驗(yàn)要實(shí)驗(yàn)人員具備更好的系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)操作能力，因此將當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)人員派往國(guó)內(nèi)有實(shí)力的高校進(jìn)行培訓(xùn)，或者招聘具有以上資質(zhì)的有經(jīng)驗(yàn)的社會(huì)人員作為實(shí)驗(yàn)人員。此外，虛擬實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化的管理模式，可以減少實(shí)驗(yàn)人員的工作量以及實(shí)驗(yàn)人員的數(shù)量。我們將冗余的實(shí)驗(yàn)人員調(diào)配給其他部門，優(yōu)化了整個(gè)學(xué)院的人員配置。

2.增加了教師使用虛擬實(shí)驗(yàn)的培訓(xùn)。有了好的實(shí)驗(yàn)手段，還必須要有合適的教師去使用它。目前，有部分教師，尤其是年紀(jì)較大的教師，對(duì)于虛擬實(shí)驗(yàn)還不熟悉。因此，通過(guò)送往國(guó)內(nèi)著名高校及科研機(jī)構(gòu)培訓(xùn)、積極鼓勵(lì)自主進(jìn)修等方式，促進(jìn)教師自身水平的提升。

3.經(jīng)費(fèi)上優(yōu)先支持虛擬實(shí)驗(yàn)的推廣和發(fā)展。推廣虛擬實(shí)驗(yàn)，需要投入大量的經(jīng)費(fèi)，比如：改造現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)機(jī)房、購(gòu)買新的硬件和軟件、人員的培訓(xùn)等，因此我們制定了向虛擬試驗(yàn)推廣和建設(shè)傾斜的經(jīng)費(fèi)分配政策，在制度上保證所需的經(jīng)費(fèi)能得到優(yōu)先落實(shí)。

4.教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整。教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展是在教學(xué)大綱的指導(dǎo)下，由具體教學(xué)計(jì)劃安排的。引入了虛擬實(shí)驗(yàn)后，為了鼓勵(lì)學(xué)生更多地動(dòng)手操作，適當(dāng)增加了實(shí)驗(yàn)的課時(shí)和對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行討論的課時(shí)。此外，由于虛擬實(shí)驗(yàn)可以允許學(xué)生進(jìn)行更多嘗試性的操作，我們將部分理論課的授課地點(diǎn)安排在實(shí)驗(yàn)機(jī)房，這樣學(xué)生可以在老師講解到難點(diǎn)或抽象的內(nèi)容時(shí)，馬上通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行操作，更直觀地了解課程內(nèi)容。

（二）實(shí)驗(yàn)室管理模式改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)是“上課的實(shí)驗(yàn)室”，而基于虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室是“開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室”。所謂開(kāi)放，就是允許學(xué)生在課后繼續(xù)使用實(shí)驗(yàn)室，增加他們動(dòng)手的機(jī)會(huì)和時(shí)間。但是，由于獨(dú)立學(xué)院中部分學(xué)生的基礎(chǔ)比較差、學(xué)習(xí)主動(dòng)性比較低，如果簡(jiǎn)單地開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，很難吸引他們的注意。

我們通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，提出了以創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目帶動(dòng)學(xué)生參與的方法。首先，由學(xué)院牽頭，劃撥一定經(jīng)費(fèi)，教師提出多個(gè)不同類型的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目（比如：利用Vmware虛擬化磁盤的I/O操作等）分配給學(xué)生進(jìn)行研究。然后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，利用課余時(shí)間，到開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生覺(jué)得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在不足，或者有新的想法，他們可以在取得教師同意后，自主調(diào)整實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。在進(jìn)行完實(shí)驗(yàn)后，得到的實(shí)驗(yàn)報(bào)告將作為結(jié)題的依據(jù)。為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，優(yōu)秀的項(xiàng)目結(jié)果將作為課程期末考試的加分項(xiàng)。實(shí)踐表明，這樣的教學(xué)模式，能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

四、利用Vmware進(jìn)行教學(xué)改革的建議

我們通過(guò)幾年的實(shí)踐，積累了一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了一些教學(xué)改革，取得了比較好的效果，建議如下：

（一）實(shí)驗(yàn)室建立時(shí)，硬件采購(gòu)應(yīng)適當(dāng)超前

Vmware是一種虛擬軟件，它的功能非常強(qiáng)大，可同時(shí)虛擬多個(gè)操作系統(tǒng)。但是，它對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求較高，例如內(nèi)存大于512M，CPU高于1GHZ等。雖然目前的計(jì)算機(jī)基本都能滿足這樣的要求，但是如果實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多時(shí)，仍然希望能有更充裕的系統(tǒng)硬件配置。

（二）課程的理論教學(xué)可以和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合在一起進(jìn)行

目前，信息類專業(yè)的課程普遍是理論課和實(shí)驗(yàn)課分離。這樣存在一個(gè)缺點(diǎn)，就是學(xué)生在上完理論課后，無(wú)法及時(shí)對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)。利用Vmware，教師可以在實(shí)驗(yàn)室或課堂上直接展示理論的實(shí)際應(yīng)用，給學(xué)生留下深刻印象。

（三）虛擬實(shí)驗(yàn)的外延應(yīng)無(wú)處不在

虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是安裝簡(jiǎn)便，資源容易獲取。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室是有限的，安排給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間并不能滿足學(xué)生的需求。因此，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自己在宿舍或家里的電腦上安裝虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，自己動(dòng)手設(shè)置環(huán)境進(jìn)行操作，如果遇到問(wèn)題，可以在上課時(shí)向老師詢問(wèn)。這樣，學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)就能大大提高，也培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新性能力。

（四）建立虛擬實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

目前，Vmware主要是以本地計(jì)算機(jī)安裝的方式使用。但是，可以通過(guò)遠(yuǎn)程的方式登錄學(xué)校的服務(wù)器平臺(tái)進(jìn)行共享。如果具備技術(shù)條件，可以開(kāi)發(fā)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供學(xué)生隨時(shí)隨地上網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。

（五）配套教材要更新

目前，適合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的教材較少，缺少典型的應(yīng)用實(shí)例。學(xué)校應(yīng)組織老師編寫新的教材，收集更多應(yīng)用實(shí)例提供給學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。編寫教材的工作比較枯燥，內(nèi)容多且需要多人配合，因此在編寫過(guò)程中應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的教授牽頭，配合相關(guān)組織人員合理安排工作。

（六）加強(qiáng)課后的師生雙向交流

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是一個(gè)很好的自主實(shí)驗(yàn)手段，但是它還無(wú)法代替師生間的交流和溝通。在學(xué)生下課后，他們自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果需要指導(dǎo)和討論，教師應(yīng)該充分幫助。因此，可以在網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上增加討論組，支持實(shí)時(shí)交互或留言討論，方便師生交流。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 石堅(jiān)，董賈福，柳建.獨(dú)立學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路的探索與實(shí)踐[J].教育與職業(yè)，2011，（1）：134-135.

[3] 石云，柳書(shū)瓊.VMware在高校操作系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用[J].六盤水師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011，23（3）：57-59.

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[5] 譚春茂，謝錦平.虛擬機(jī)VMware在Linux 操作系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用[J].光盤技術(shù)，2006，（6）：25-26.

[責(zé)任編輯：左 蕓]