成人計算機教學中虛擬機的使用

徐磊

摘要：目前成人高校計算機教學中，使用虛擬機，構建虛擬平臺，可以提高教學的質量以及效果，提高學習的興趣和效率，是保證教學任務順利完成的有效措施。對虛擬機的優(yōu)點進行了介紹，并對虛擬機在成人計算機教學中應用情況進行了論述，以供參考。

關鍵詞：成人計算機教學；虛擬機；優(yōu)點；應用

中圖分類號：G720

文獻標志碼：A

文章編號：1001-7836（2015）03-0055-02

在我國很多成人高校中，由于計算機教學經費投入不足的問題，導致計算機教學一味地進行理論教學，缺乏實踐教學，教學質量偏低，也不利于學生掌握計算機相關知識以及技術。在計算機教學中使用虛擬機，可以解決學校硬件設施不足的問題，通過構建虛擬平臺，可以增加計算機實踐課程，使學生在實際動手的過程中，更深刻地理解與記憶計算機知識。在計算機教學中應用虛擬機技術，可以解決軟件與系統(tǒng)不兼容問題，也可以避免系統(tǒng)調試影響計算機教學進度等問題，是提高計算機教學質量的有效手段。

一、成人計算機教學中使用虛擬機的優(yōu)勢

虛擬機簡稱VM，是指虛擬的計算機，可以通過軟件展示計算機教學內容，通過創(chuàng)建虛擬平臺，可以使學生體驗真實的網(wǎng)絡環(huán)境。虛擬機系統(tǒng)運行在物理計算機上，其具有完整的硬件系統(tǒng)功能，而且可以為學生營造出具有隔離性的計算機環(huán)境。虛擬機也被稱為邏輯計算機，其具有模擬仿真等多種特性。虛擬機是以文件的形式存儲于物理計算機中，而且不會占用太多的空間與資源，所以，一臺物理計算機中，可以使用多個虛擬機，這些虛擬機在運行的過程中，具有獨立的操作系統(tǒng)，不會互相干擾，在使用虛擬機時，較為簡便，相當于在物理計算機中打開一個應用程序。虛擬機具有獨立的CPU、顯卡、聲卡、硬盤、光驅等硬件設備，但是這些設備都是用虛擬軟件模擬出來的，所以，在使用虛擬機時，可以對其進行關機或者硬盤格式化處理，這些操作對主機不會有任何影響。

虛擬機都具有VM控制塊，可以反映出VM執(zhí)行狀態(tài)以及調度優(yōu)先級等內容。在計算機教學中使用虛擬機，具有較多優(yōu)點。首先，虛擬機具有集成性，在一臺PC機中可以使用多臺虛擬機，而且虛擬機可以安裝不同的操作系統(tǒng)，這些虛擬機可以同時運行，對主機硬盤不會產生影響，而且不需要重新開機，不會受到硬盤大小以及性能的影響。虛擬機之間以及虛擬機與主機可以實現(xiàn)通信與資源共享。其次，虛擬機具有移植性，其存在的形式一般為文件，在不同的操作系統(tǒng)中，可以完成互動操作，在使用虛擬機，只需要利用拷貝設備，就可以完成移植工作，可以在不同的計算機中使用，節(jié)省了大量的安裝時間。再次，虛擬機具有經濟節(jié)省性。使用虛擬機可以解決部分學校資金不足問題，學校在不添置硬件設備的前提下，可以實現(xiàn)一機多用，也可以提高計算機教學的質量，而且還節(jié)省了設備維護與更新的費用。最后，虛擬機具有可維護性。虛擬機與主機之間具有一定的隔離性，在使用虛擬機時，不會影響物理計算機的操作系統(tǒng)以及軟硬件，也不會破壞主機硬盤分區(qū)以及數(shù)據(jù)。

二、成人計算機教學中使用虛擬機的目的

1 利用虛擬機進行系統(tǒng)操作類的模擬教學

在有的學校中，計算機實驗室比較少，為了不影響主機工作以及運行的效率，學校會在計算機設備中安裝防毒以及防護軟件，這限制了學生的實際操作能力，也影響了主機硬件分區(qū)以及格式化操作，學生在計算機實驗課中，對電腦進行隨意分區(qū)，會對計算機硬件造成較大的損壞。使用虛擬機后，學生可以在虛擬的環(huán)境中，對計算機系統(tǒng)進行分區(qū)以及格式化，這對計算機硬件不會產生任何影響，而且學生也可以在虛擬環(huán)境下，進行軟件安裝以及配置操作。在普通的實驗室中，很難提高學生的實際動手能力，教師主要是通過理論講述的方式，使學生學習基礎知識，但是這種教學方式比較抽象，不適合計算機教學，無法使學生掌握計算機技術。而應用虛擬機技術后，可以使學生在實際系統(tǒng)操作的過程中，更好地掌握系統(tǒng)操作要點，在安裝與設施程序時，了解計算機操作的流程。另外，應用虛擬機技術，也可以實現(xiàn)暫停與保存功能，在下一次操作時，可以繼續(xù)上次未完成的任務，實現(xiàn)操作的簡便性，解決了不同班級，教學進度不同步的問題。

2 利用虛擬機進行網(wǎng)絡實驗室的模擬實驗教學

在計算機教學中包括多項課程，而網(wǎng)絡課程是其中一項重要的內容，學習這門知識，具有較強的實用性，進入信息時代后，網(wǎng)絡已經成為人們生活中重要的組成部分，學生對這門課程的興趣比較高，而且希望通過學習到的知識，建立網(wǎng)絡并對其進行調試。在傳統(tǒng)的計算機課程中，由于資源與資金有限，無法達到這一要求，而應用虛擬機后，可以幫助學生完成建立虛擬網(wǎng)絡，可以在主機上模擬出多個虛擬機，可以在網(wǎng)絡實驗中進行虛擬實驗，形成虛擬的網(wǎng)絡實驗室，在不增加學校投資經費的前提下，有效提高了教學的質量以及效果。利用虛擬機技術，學生可以在虛擬的計算機環(huán)境中，對局域網(wǎng)進行構建與調整，在不影響網(wǎng)絡硬件使用功能的前提下，可以提高實驗的安全性，使用虛擬機，不會使主機遭到病毒攻擊，而且在實際動手的過程中，也提高了學生動手能力。

3 利用虛擬機管理維護計算機硬盤

虛擬機技術虛擬網(wǎng)絡實驗室的體現(xiàn)都是在主機中進行實現(xiàn)的，對于在虛擬網(wǎng)絡技術中進行的格式化、磁盤分區(qū)，這些動作不會影響到宿主機，也不會導致硬盤的損壞與數(shù)據(jù)的丟失，而且軟件更新也更加方便，只需要對虛擬軟件進行相應的更新，整個虛擬網(wǎng)絡就可以更新到最新版本，這樣就可以保證教學的與時俱進，培養(yǎng)出適應時代發(fā)展的計算機人才。

虛擬機軟件能夠為實驗提供真實的計算環(huán)境，實現(xiàn)用較少的實驗設備完成大量的實驗；便于管理，降低管理成本。傳統(tǒng)的實驗是根據(jù)課程需要在一臺計算機的不同分區(qū)上安裝多個操作系統(tǒng)來滿足實驗環(huán)境的需求，由于實驗的特殊性，不能像公共機房那樣為了方便管理而安裝還原卡，這樣帶來的后果就是系統(tǒng)可能經常崩潰，實驗室管理員需要花大量的時間和精力來維護和恢復系統(tǒng)。采用虛擬機軟件后，上面的問題就可迎刃而解。方法是物理計算機只需要安裝一個Windows操作系統(tǒng)和虛擬機軟件，實驗時根據(jù)需要在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)來滿足實驗需求，不必擔心系統(tǒng)崩潰而疲于恢復系統(tǒng)。

三、成人計算機教學中虛擬機的拓展使用

虛擬機在計算機教學中除了在以上領域有很大的應用空間以外，在其他領域也有著一定的應用可行性，在此列舉幾例，以供參考。

（1）某些問題需要特定的軟件環(huán)境，而這些環(huán)境并非所有的計算機都能提供，如果用戶所使用的機器經常更換，每更換一次都在所用的計算機上安裝所需軟件，是一件很煩瑣的事情，有些時候環(huán)境也不允許我們安裝，比如需要某種操作系統(tǒng)，我們可以利用虛擬機來解決這一問題，把我們所要解決的問題在虛擬機上解決，在虛擬機上安裝問題所需的軟件，這樣每次更換機器，不管機器是否提供相應的軟件環(huán)境，我們只需要在其上運行虛擬機就可以了。

（2）如今許多高校開設有Linux、Unix等操作系統(tǒng)課程，而實驗室計算機基本還是windows操作系統(tǒng)。虛擬機可以完全實現(xiàn)Unix、Linux操作系統(tǒng)的功能，這樣就可以在虛擬機上安裝Unix、Linux操作系統(tǒng)。安裝操作系統(tǒng)過程中，需要動手設置的地方不多，大多時候用戶都在等待計算機自動安裝，在虛擬機里裝操作系統(tǒng)可以使我們“工作”和“安裝”兩不誤，一方面在虛擬機里安裝操作系統(tǒng)，另一方面在本主機繼續(xù)我們的工作，只需要在本主機和虛擬機之間切換就可以實現(xiàn)。而且像安裝操作系統(tǒng)這樣的實驗通常需要的時間比較長，但學生上機的時間又有限，虛擬機中的掛起功能可以方便地保留當前狀態(tài)，以便下一次繼續(xù)實驗。在虛擬機環(huán)境下，多個操作系統(tǒng)可以同時運行，人們可以像對待標準的Windows應用程序那樣在多個操作系統(tǒng)之間來回切換，而不需要重新啟動機器。

（3）利用VMware虛擬機可以進行屏幕截圖和視頻捕捉。在授課過程中，某些操作單純用語言可能無法表達清楚，或者由于條件所限，無法現(xiàn)場演示某些操作，對于這種情況，可以利用屏幕截圖功能事先把操作畫面抓取下來，或者直接利用視頻捕捉功能把操作過程全部錄制下來，然后在課堂上使用投影儀播放出來。

（4）目前隨著計算機網(wǎng)絡普及推廣的發(fā)展，各種計算機病毒、木馬甚至黑客層出不窮。教師在講解這類問題時，可以先在虛擬機上植入病毒，講解木馬程序的傳播，制定計算機的安全防護措施，達到直觀教學的目的。

在成人計算機教學中使用虛擬機教學模式，既可構建出虛擬的平臺，又增加了實踐課程，使學生在實際動手與操作的過程中，更好地掌握了知識難點，這種方式不但經濟節(jié)省，還有效提高了教學質量，提高了學生操作能力與解決實際問題的能力。

（責任編輯：侯秀梅）