虛擬化技術在計算機教學中的應用

周允澤 張鵬 黃澤宇(沈陽理工大學，信息科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159)

虛擬化技術在計算機教學中的應用

周允澤 張鵬 黃澤宇(沈陽理工大學，信息科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159)

目前高職院校計算機教學過程中存在很多問題影響著實際教學質量，例如設備不夠、實驗環境較差等，不利于計算機實踐教學的實施。如何在減少成本投資的同時滿足學生的學習需求是所有高校目前面臨的嚴峻任務。在這種背景下，有必要應用虛擬機化技術，本文對此作了深入分析，對虛擬化技術在高校計算機實踐教學中的具體應用做了深入探討。

虛擬化技術；計算機教學；應用

計算機虛擬化技術指的是計算元件在一個虛擬的環境中運行。虛擬化技術可以在以一定程度上增加計算機硬件的容量，讓學生在一臺計算機上實現很多實驗的操作，由此可見，在計算機實踐教學中合理的應用虛擬化技術可以有效滿足擴大學習空間，滿足學生實際需求，同時最大限度的保護教學軟硬件，保證教學質量。

1 高職院校計算機實踐教學現狀

最近幾年以來我國教育事業發展迅速，高職院校的辦學規模也在不斷擴大，學生數量越來越多，這種現象不僅使得教育經費出現危機，同時也導致教學設備嚴重缺乏，不能滿足學生的實際需求。具體存在的問題如下：

(1)很多學校的BIOS都設置了密碼，硬盤也有相對應的保護卡，管理較為嚴格，具有一定的隱蔽性，學生根本無法實現對BIOS的設置以及對新軟件的安裝試用，實踐操作機會較少。

(2)由于時常做一些例如格式化、安裝操作系統等類型的實驗會在一定程度上損壞硬件設備，因此很多教師為了避免這種狀況基本上都不組織上機操作，直接采用課堂教學方式。

(3)高校現有機房設備數量不夠，無法滿足學生的實際所需，不能實施計算機網絡實驗。

(4)實驗環境條件不佳，導致很多系統實驗和網絡安全實驗無法正常操作，受環境影響嚴重，這樣一來學生只能在課堂上獲取知識，或者是學習一些簡單的入門操作，影響了學習效率。

2 虛擬化技術在計算機實踐教學中的相關應用

2.1 將虛擬化技術應用在計算機維護實驗中

計算機維護實驗有很多，例如格式化、磁盤分區、操作系統安裝等都屬于維護實驗。由于性質問題，在實施這些實驗的過程中很容易損壞硬件設備，不僅影響了教學質量，也增大了資源消耗。在實驗中應用虛擬化技術就可以很好的解決這個問題，由于虛擬機對應的只是真機上的一個文件，對真機系統沒有什么影響，因此在虛擬環境中學生可以隨意的進行實驗操作，不用擔心損壞設備，即便是在實驗過程中出現問題也可以隨時系統性修復，并不會對硬件設備造成任何的損壞。一切的活動都是在虛擬環境中進行的，實驗完成后直接點擊刪除就可以清除所有痕跡，有效保全了系統的安全。

2.2 將虛擬化技術應用在計算機系統實驗中

（1）在虛擬環境中，利用虛擬機可以創建出多臺機器，且每臺機器是獨立的，這些機器每臺都有自己的獨立硬盤和獨立的操作系統，完全可以實現單獨運行，并不會產生任何的連鎖效應。因此學生完全可以隨意進行軟件安裝等操作，在整個過程中一旦系統出現崩潰現象直接點擊刪除即可，并無任何的不良影響，同樣，如果是現實計算機系統出現問題也會干擾到虛擬系統，二者之間是互不影響的，故障處理完畢后，仍然可以繼續之前未完成的任務，安全方便。

（2）除此之外，由于Unix、Linux操作系統相對于Windows操作系統存在很多的不同之處，因此學生在操作Unix、Linux操作系統時具有一定的難度，學習效果提升不明顯。而使用虛擬機軟件學習這些系統的時候，學生就可以根據自己的需要對各個系統隨意轉換，實現各個系統之間的隨意轉換，不僅激發了學習興趣，也提高了學習熱情和學習效率。

2.3 將虛擬化技術應用在計算機網絡實驗中

由于計算機網絡實驗規模較大，因此需要用到的設備較多，占地面積較大，很多學校機房的實驗環境都難以滿足學生需求，空間窄小、設備數量較少。不能實現單人單機，在進行操作實驗的時候，基本上都是兩三個學生組成一組共同進行，不僅延長了實驗時間，也降低了學習效率。而使用虛擬化技術就可以實現一臺電腦操作多項實驗的需求，這樣一來學生就有機會接觸更多的實驗任務，不僅提高了硬件的利用率，也提高了學生的操作能力。除此之外，有些學生由于能力有限，不能在課上按時完成實驗任務，在虛擬環境中這種情況根本不會造成任何影響，上次實驗結果在下次上課的時候會保存下來，學生完全可以繼續完成，無需重做。因為虛擬系統只是主系統中的一個文件，每個人都有屬于自己的文件，根據自己的意愿隨意使用和管理，相互之間不會造成任何干擾。這樣一來，每次的實驗現場和結果都可以保存下來，方便下次操作。

2.4 網絡安全虛擬化

在虛擬環境中的實驗操作和現實是完全一樣的，學生依然可以實施數據加密等安全操作。對于這方面高效無需投入過多的資金，只需一少部分資金便可以對原有的網絡實驗設備進行更新和改進，為學生打造一個良好的實驗環境，避免由于網絡設備出現問題而對學生的實驗成果造成不良影響，更不會額外增加設備的養護和維修費用。除此之外虛擬化技術的使用可以讓學生在一臺電腦上實施多項實驗，豐富了知識的種類，將理論知識更好的應用到實際當中，在激發學習熱情的同時保證學習效率。

3 結語

綜上所述，眼下高效計算機實踐教學問題明顯，不利于教學效率的提升。對此，將虛擬化技術應用其中勢在必行，極具現實意義，不僅可以有效解決實驗設備不足的問題，同時也能變向的擴大實驗空間，打造良好的教學環境，保證學生可以實現正常的學習，在培養學生計算機能力的同時提高綜合素質，由此可見，計算機虛擬化技術對于高校的實踐教學來說極具推廣價值。

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