基于多虛擬平臺的計算機實驗教學體系構建

時磊

摘要

大學教育對于高校培養高素質人才的要求逐漸提高，學校的計算機課程也更加專注于提高學生的綜合能力。實驗教學是計算機課程教學必不可少的一部分。但是，當前的實驗教學系統由于各方面的原因，存在著多方面的不足，比如對理論知識不夠重視、學習層次不清晰等。因此，基于當前的教學現狀，通過進入深入的分析研究，構建一個系統的、整體的、與理論教學內容緊密相關的、有層次的、基于多虛擬平臺的計算機實驗教學平臺，以滿足計算機課程的實驗教學需求，探索以一種新的實驗教學模式，進而提高實驗教學的質量。

【關鍵詞】計算機課程 虛擬平臺 大學教育實驗

1引言

近年來，信息化已經在社會生活的各個領域得到普及，計算機在信息化過程中扮演著不可或缺的角色，尤其是隨著科技發展進入互聯網與大數據時代，AR技術、VR技術、人工智能和區塊鏈技術的不斷發展，使得計算機信息技術相關領域的人才需求日益增加。作為計算機等高科技人才的主要培養場所，高校需要進一步加大計算機專業人才的培養力度，以滿足信息化時代對計算機高科技人才的需求。計算機教學理念在較多高校中已經確立起來，計算機課程教學方法以及計算機基礎課程教學理念不斷得到完善。在計算機課程教學當中，老師更加注重培養學生的計算機操作實踐能力與綜合素質，從而為計算機專業的畢業生快速適應工作崗位的需求打下基礎。在對高校學生的操作實踐能力培養中，需要更加重視計算機實驗課程教學，網絡技術在高校教學中得到廣泛應用，在網絡信息技術的支持下，已有較多的高校將虛擬化技術應用在計算機實驗課程教學中。通過利用虛擬化技術，能夠解決計算機實驗課程中的一些問題。本文通過研究基于虛擬平臺，構建計算機教學體系，以探究虛擬化技術在計算機實驗課程教學中的應用。

2當前高校計算機實驗課程教學中存在的問題

計算機資源缺乏、計算機實驗教學管理效率低下，成為當前高校計算機實驗課程教學中存在的問題，在很多高校中，沒有設置專門為計算機實驗課程教學的實驗室，難以進行計算機實驗課程教學管理，主要表現在如下幾個方面：

（1）在計算機課程實驗課程教學中，按照教學大綱的要求上課，大多數高校都能做到。由于教師本身以及選擇的試驗設備不同，導致計算機實驗課程教學在實驗條件及環境方面存在差異;計算機實驗教學不統一;由于缺乏標準化的計算機實驗課程教學要求與教學制度，使得實驗課程教學效率低下。

（2）較多高校采取傳統的計算機實驗課程教學模式，配備較少數量的試驗用計算機設備，在每臺計算機設備上完成較多的教學任務，在同一個計算機實驗室中，開展多個計算機課程教學，使得計算機課程教學內容比較混亂;由于計算機實驗設備的數量限制，去掉了較多操作系統項目，大大破壞了計算機實驗課程系統的完善性，很大程度上降低了學生的學習效率和知識拓展能力;計算機實驗課程教學缺乏精細化等問題。

（3）較多高校基本能夠做到對相關資料的保護，采取一定的控制與管理措施，然而，在具體的計算機實驗室管理中，仍然存在不少問題，缺乏智能化的控制與管理，缺乏完善的試驗教學標準，不具備試驗條件的專一性，監管能力和試驗教學氛圍都有待進一步提升。

（4）在傳統計算機實驗教學模式下，高校計算機實驗室配備了配制相對較高的計算機，其成本和能量消耗都比較大，這樣就給實驗室的建設與平臺高效維護帶來一定的困難。

3計算機實驗教學平臺的構建

很多高校的計算機實驗教學平臺的搭建都是基于實際的網絡設備，給平臺的搭建帶來較高的成本，在設備及時更新、設備維護方面等，都產生了較多問題，導致計算機實驗進行直接研讀、修改和測試比較困難。

虛擬實驗平臺的人機界面友好，具體比較強大的交互功能.與視聽功能相結合，內容比較豐富，包含了較大容量的信息數據，具有配有圖和文字，能夠直觀形象地表達，維護起來比較方便，使利用效率進一步得到提升。因此，使用虛擬實驗平臺對構建綜合實驗教學系統的優勢比較明顯。

虛擬實驗平臺及其用途。Virtual Box、Virtual PC、VMware Workstation等，這些虛擬實驗平臺主要用于虛擬網絡操作系統的搭建;Net River、Opnet、NS2等，主要用于對網絡事件進行模擬;Dynamips、Net Sim、PacketTracer等，主要在虛擬網絡設備上應用。這些不同的虛擬實驗平臺，都具有各自的特點，在進行計算機實驗教學平臺的搭建時，可以對計算機實驗課程教學進行設計，根據不同的應用場景，選擇不同的虛擬實驗平臺，或者多個虛擬實驗平臺的組合，以完成計算機實驗課程教學。

計算機實驗課程教學方案設計（如圖1所示）。

計算機實驗虛擬平臺搭建。

計算機虛擬實驗平臺的選擇原則。成本低廉、易于操作、較高的成熟度、安裝簡單、具有較強的網絡功能等，是選擇虛擬實驗平臺的基本原則。

虛擬實驗平臺的需求設計。針對不同的試驗類型，對試驗課程進行專題劃分，從而將虛擬實驗平臺的需求分為三種類型，即虛擬網絡設備平臺、虛擬網絡系統平臺、網絡事件模擬平臺。

虛擬實驗平臺的選擇。通過對虛擬實驗平臺產品進行對比，在計算機實驗課程教學平臺構建時，可以選擇Packet Tracer（簡稱PT）和VMWare Workstation（簡稱VMW）。VWM在虛擬網絡方面具有獨特的優勢，能夠在一部實體機器上對網絡環境進行完整地模擬;PT的界面比較友好，能夠穩定運行、支持多種設備型號，并且能夠可視化的展示網絡運行情況、網絡拓撲構建、網絡實運情況。

4結語

綜上所述，培養具備良好的綜合素質和較強專業技能的復合型人才，是現代教育的基本需求。因此，高校對計算機領域的高科技人才的培養過程中，更應該加強對計算機實驗課程教學的重視，在掌握基本理論知識的同時，提高學生的實踐操作能力。

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