探討虛擬技術在計算機教學中的應用

李朝鮮

摘 要：信息時代的到來，加快了以計算機技術為核心的信息技術的發展，虛擬技術依托于計算機技術也日趨成熟，并在教學中得到了廣泛的應用。各職業院校計算機教學作為培養學生以計算機為基礎的各項專業應用能力的基地，在計算機專業人才需求與日俱增的現如今，應積極引入虛擬技術開展教學活動，以提高計算機教學的成效。文章針對虛擬技術在計算機教學中的應用進行了探討，以供參考和借鑒。

關鍵詞：虛擬技術；計算機；教學；應用

中圖分類號： TP3-4 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-131-2

0 引言

虛擬技術指的是邏輯角度上的資源配置，是實際物理資源的邏輯抽象表現，其在一定程度上分離了軟件與硬件。科學技術的不斷發展推進了虛擬技術的成熟，極大地擴展了其應用范圍，從最初的服務器擴展到了桌面。各職業院校計算機專業是一門重要課程，在其教學中引入虛擬技術，能夠極大地便捷師生的學習，突破時間與空間的限制，可以說虛擬化的計算機教學勢在必行，對改革計算機教學具有重要的現實意義。

1 計算機教學中引入虛擬技術的優勢分析

當下，教育體制的改革擴大了職業教育規模，并進一步提高了對教育水平的要求。計算機專業教學中的關鍵環節是上機操作實踐，各大院校在機房建設、硬件配置等方面加大了投入力度，但由于各種因素的影響，職業院校的計算機教學仍存在設備資源緊張、學生實踐操作練習不足等問題[1]。為了進一步提升計算機教學水平，應積極引入虛擬技術，其具有的優勢如下。

1.1 便捷化的使用與維護

虛擬技術的應用可以使一臺物理計算機互不干擾地同時運行多臺虛擬計算機，簡單地說虛擬技術就是設置一臺物理主機，再利用其部分硬盤與內存資源虛擬出若干計算機，并且虛擬機是獨立運行的，其配置了獨立的CMOS、硬盤、操作系統。當某臺獨立運行的虛擬計算機發生故障時不會影響到物理主機及其他虛擬計算機，降低了維護難度。

1.2 高安全性及經濟性

虛擬計算機依據不同的應用需求可以用于不同的地方，在達到一機多用的同時減少了維護費用。通過利用某個軟件模擬出來的計算機硬件系統在增加計算機功能時無需增添新的硬件設備，例如交換機、網卡等，并且能夠對操作系統的操作環境進行隨時修改，極大地降低了成本。虛擬技術為計算機實驗教學提供了有效的工具，有效緩解硬件設備及場地不足的現狀，且主機不會受到虛擬機操作的影響，極大地提高了設備的安全性，促進了計算機教學效率的有效提升。

1.3 移植性強、安裝更簡易

利用一臺物理主機虛擬出來的各臺虛擬機，在存儲系統文件時使用的是映像包的形式，這樣就便捷了用戶的使用，在其他計算機上直接復制映像包就可以實現對計算機系統文件的使用，減少了系統安裝的復雜過程，可以統一部署多臺計算機。虛擬技術在計算機教學中的合理運用，只要及時保障了物理主機操作系統的正常穩定運行，便可以利用虛擬的計算機實現不同的教學目標，體現出了虛擬機的易用性與便捷性所帶來的優勢。

1.4 直觀感性

在計算機網絡組建、管理與維護等課程教學中應用虛擬機，可以充分利用其網絡連接功能，搭建虛擬網絡教學環境，以直觀地展現課程內容，激發學生的學習興趣，提高學生的主觀積極性，提高計算機類教學的效果。學生可以充分利用虛擬機的易移植性，結合虛擬機的使用以及組建虛擬網絡的原理與方法，在宿舍等地方自主組建網絡，以強化學習內容的實踐操作，提高學習效果[2]。

2 虛擬技術在計算機教學中的具體應用

2.1 為教學提供多種操作系統

計算機類專業課程較多，不同的專業內容的教學需要不同的上機環境，這就對實驗室內的教學環境提出了多樣化的要求。例如，部分課程需要配置Windows、SQL Server、HTTP環境；有的課程需要Redhat Linux、My SQL、Apache環境；而像MCSE等專業課程的教學，必須在多種操作系統的支持下才能完成。虛擬技術可以為計算機類專業課程的教學提供多種操作系統環境，以更好地滿足不同的課程教學需求。根據相應的要求安裝、配置不同實驗環境的虛擬機，將這些虛擬機文件部署在計算機上并加以啟動便可使用[3]。物理主機虛擬出來的獨立運行的虛擬機可以兼容主流操作系統和模擬多樣性的操作系統。同時，組建局域網虛擬環境，其運行與真實網絡一致，有效提高了實驗教學的效率和效果。每臺虛擬機都是物理主機的子系統，所以減少了學生操作時對計算機設備的損壞，同時節省了一部分設備的成本，降低了設備維護費用和工作量。

2.2 便攜“移動計算機”的支持

各學科的學習都有時間與空間限制，學生課后的自主學習缺乏相應的實驗環境，引入虛擬技術后可以有效解決此問題。學生可以在U盤或移動硬盤上直接復制實驗室內已部署好的虛擬機文件，在練習的機器上安裝復制的虛擬機文件，并啟動便可直接使用。由于虛擬機存儲宿主機的系統文件時利用文件或文件夾的形式，所以具備可遷移性和便攜性，為學生的自主學習提供了極大的便捷[4]。

2.3 網絡教室

傳統網絡教室由多用戶支持的操作系統來提供相應的服務，用戶使用服務器需遠程登錄，存在隔離性偏差的問題，系統中的某個使用者的誤操作會導致整個系統的病毒感染，甚至引起死機或癱瘓；同時權限設置偏低，設定較低的使用者權限是為了保障系統的安全，但低權限限制了使用者的操作，例如隨意安裝軟件、修改系統設置等特權操作。還有就是傳統的網絡教室資源配置不均衡，若系統中存在耗費計算的操作，就會占用過多的資源，對其他用戶的操作產生直接的影響，大大降低了整個系統的運行效率。

而虛擬化的網絡教室利用虛擬機提供各項服務，各個用戶能夠獨立運行虛擬機，其具有的優勢包括：①隔離性較強，虛擬機之間是獨立運行的，其運行與獨立的物理主機一樣；②高使用權限，設置較高的使用權限有利于使用者以管理員的身份登錄并運行虛擬機，利用最高權限來執行所有指令；③均衡的系統內部資源配置，虛擬化平臺管理員在創建虛擬機時制定合理的規則，也可根據運行的實際需求進行調整和優化，實現各個虛擬機均等的獲得資源，保持系統的正常運行。目前，虛擬化的網絡教室只需管理者維護好虛擬機的鏡像文件，教師根據課程的要求設計好實驗環境，就可以進行高效的教學活動，同時學生也可獲得便攜且多樣的實驗實訓環境。但如何實現數量眾多的虛擬機的快速啟動和保證用戶的交互體驗還需深入研究。

2.4 虛擬化的校園網

校園網提供的各種校園服務需要多種不同功能的服務器來支持，例如FTP、WEB、教務系統、擁有各種文獻期刊數據庫的圖書館鏡像服務器等，這些服務器的管理成本偏高且能耗也大。在校園網中引入虛擬化技術，能夠利用虛擬化技術有機整合各類服務器，尤其是各類教學資源的整合，能夠為計算機教學效果的提升提供有力的支撐[5]。

3 結束語

綜上所述，虛擬技術具有使用與維護便捷、安全性與經濟性較好、移植性強、安裝更簡易以及直觀感性等優勢，虛擬技術在計算機專業教學中有效的應用可以為教學提供多操作系統的支持、便攜“移動計算機”的支持以及網絡教室，極大地便捷了計算機課程的學習與實踐操作，為提高計算機教學水平提供了有效的工具。相信隨著科學技術的快速發展，虛擬技術的應用范圍將會更加廣闊。

參 考 文 獻

[1] 王靜蕾.淺談虛擬現實技術在計算機教學中的應用[J].太原城市職業技術學院學報，2014，10：118-119.

[2] 趙建軍.計算機虛擬技術在計算機教學中的應用探析[J].電子技術與軟件工程，2015，11：187-188.

[3] 周波.虛擬技術在中職學校計算機教學中的應用研究[J].工業設計，2015，10：111-112.

[4] 杜艷綏.虛擬技術在高校計算機教學中的應用研究[J].遼寧高職學報，2016，01：72-74.

[5] 于英成.虛擬技術在高職院校計算機教學中的應用研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2013，11：197.