虛擬機在課程實驗中應用綜述

【摘要】高校教育中對實際操作能力要求越來越高，但現實情況是由于受到設備和資金方面的制約很多課程的實驗教學達不到課程要求。利用虛擬機可以解決實驗中設備不足的局面，完成教學要求。

【關鍵詞】虛擬機；實驗；教學效果

Abstract：With the higher requirement to the actual operating capacity in higher Education，but the fact is that many experimental teaching can not reach the the requirement of curriculum due to the constraints of equipment and funds.Using virtual machine can solve the situation of insufficient equipment to complete the teaching requirements.

Keywords：Virtual Machine；Experiment；Teaching effectiveness

實驗教學是目前實用性專業課程使用最多的教學方法，在目前教學中不僅僅要求學生擁有理論知識，實際操作能力也越來越受到高校重視。但在現實中如何為學生構建起一套可與真實環境等同的實驗環境是各高校急需解決的問題，在目前的實驗室設備環境下有很多課程難以實現。通過建設專業實驗室雖然可以緩解設備的問題，但學生的動手操作能力仍然有很的制約。

一、實驗室現狀與專業課程實驗要求的差距

目前通用的計算機機房中一般都是單機設備，事先由機房管理人員根據課程安裝好軟件再用還原卡對系統加以保護。學生在實際操作中只能簡單的使用軟件不能有其他操作，但現在許多課程中軟件的應用僅僅是課程教學的一部分，其他教學實驗任務很難完成。有些專業課程教學在實驗中并不能夠通過一臺計算機完成所有的實驗。現就幾個課程實驗要求與實驗室存在的差距來說明：

1.電子商務專業在實驗教學中要求學生能夠完整的組建一個電子交易網站，這就要求為每位學生提供一臺服務器、交換機、客戶端計算機由此來組建一個最小的網絡。但是這個硬件要求在目前通用計算機機房不可能提供，就是為電子商務專業建設的專業實驗室也不可能為每位學生提供這樣的一套設備。

2.計算機組裝與維護的課程要求為學生提供一個可以進行COMS、系統安裝、硬盤克隆和系統還原等一些對計算機系統有破壞性的操作，這些操作對于機房管理員來說無疑是滅頂的災難。現在的機房里的計算機不但COMS設定密碼，還要用還原卡把系統嚴密保護起來。在這樣的計算機機房里學生是難以進行教學要求的實驗的。

3.計算機網絡專業課程要求學生對服務器的操作系統能夠安裝、配置和維護，同時還要求要熟悉不同的操作系統Win Server、Linux、Netware、Unix；同時還要求學生能夠架設各種不同服務器例如：郵件服務器、打印服務器、域名服務器和數據庫服務器等。但這些課程實驗要求在目前的計算機機房條件下不可能滿足，如果要建設專業實驗室來滿足教學要求從資金上來說也是一個很大的障礙。

4.網絡安全課程要求學生能夠真實發現、發現和處理病毒，這在真實網絡環境下很難實現，特別是在目前機房單機情況下更是難以實現網絡環境。

5.有些專業課程要求特定的軟件環境，例如辦公自動化、會計電算化專業都要求有特定的軟件環境。這些都不是目前普通計算機機房所能提供的。

這些問題在實驗中如果不加以解決將對教學效果有很大的影響，但如果僅僅從設備來考慮很難再短期解決，為此可以在目前計算機機房中通過利用虛擬機來改變目前的實驗環境滿足教學環境。

二、虛擬機簡介

虛擬機是通過虛擬機軟件在一臺物理計算機上模擬出一臺或者多臺具有完整硬件系統，可以單獨運行的計算機系統。

虛擬機雖然是通過軟件模擬出來的，但在使用上與真實的物理計算機沒有任何區別。可以完成系統安裝、調試、軟件安裝和使用，虛擬機在計算機機房的使用可以極大的改變目前計算機機房單機系統帶來的諸多不便。此外學生還可以把自己使用的虛擬機系統用移動存儲設備拷貝，下次直接導入就可，這樣可以保證實驗的連續性。

目前虛擬機主要有Vmware、Vmlite和Vir-tual PC這三種，從軟硬件兼容性來說Vmware更適合在計算機機房使用。在此以Vmware為例。

三、實驗準備

虛擬機因為是要在物理計算機內運行一臺或多臺操作系統，所以要想有較流暢的運行在硬件上有一定的要求。在CPU上面最好雙核；內存在僅運行一臺虛擬機要有1G，如果要運行多臺虛擬機最好2G以上；硬盤一般80G以上即可。

在擔負需要安裝系統、硬盤操作等操作課程的計算機機房僅需要在物理機上創建出虛擬機即可，如果需要安裝軟件的可以為其安裝好需要的操作系統。對于需要學生自己安裝操作系統的要提前根據課程需要準備好相應種類操作系統的ISO文件。

四、虛擬機與課程相關實驗

按照課程教學要求可以根據實驗需要機器數量把實驗分成兩類：一類是僅需要一臺機器的，一類是同時需要兩臺及以上的。

對于計算機組裝與維護、網絡專業、電子商務專業和會計電算化這類課程中對于操作系統安裝的教學，可以安排在物理計算機配置比較低的機房進行。此時計算機中可以僅安裝一臺虛擬機就可滿足教學任務。這樣可以把機房中的資源進行充分的利用。因為虛擬機在使用上等同于真實的物理計算機，學生可以在虛擬機上進行COMS、GHOST、硬盤的格式化等操作可以很好的練習課程教學內容。

對于課程教學實驗中需要組網的教學安排在物理計算機配置比較高的計算機機房中進行。學生可以創建出多臺虛擬機分別配置成服務器、路由器、交換機和客戶端從而組建出一個完整的網絡環境，在服務器操作系統的選擇上可以不受物理計算機操作系統的限制自由選擇。在這樣的網絡環境學生可以進行組網網絡、網絡病毒防治、網站的搭建、配置和維護等課程實驗。

五、總結

虛擬機在高校涉及使用計算機進行教學實驗的課程中可以以一臺計算機實現其教學要求，充分展示其功能的強大。虛擬機在高校計算機機房中如果充分挖掘其潛能，可以很大程度上代替專業實驗室，將可以對資金有很大的節約并提高其利用效率。

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