虛擬化技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

譙勁松

（眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 眉山 620010）

目前，為了響應(yīng)國(guó)家提出的高素質(zhì)人才培養(yǎng)政策，各大高校每年都在不斷擴(kuò)招，大學(xué)生人數(shù)的增多意味著學(xué)校要花費(fèi)大成本購(gòu)置新的硬件設(shè)備，才能夠滿足當(dāng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。而計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)能夠獨(dú)自運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，它完全由軟件組成，不含任何的硬件組件，能夠極大的降低成本，降低能耗，同時(shí)也便于管理和規(guī)劃，能最大化的提高資源的利用率。

一、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，新興行業(yè)不斷發(fā)展，相應(yīng)的，高校開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程越來越多。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)課堂理論知識(shí)的有效實(shí)踐，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，有利于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)和技能的全面發(fā)展，同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，能將繁瑣復(fù)雜的文字轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作，培養(yǎng)了學(xué)生的探索興趣。比如建筑專業(yè)的學(xué)生要熟練掌握BIM，REVITE，CAD等軟件的使用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了這樣一個(gè)平臺(tái)，有助于學(xué)生對(duì)本專業(yè)技能的全面掌握，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。由此可見，計(jì)算機(jī)輔助的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已成為大學(xué)教學(xué)中不可缺少的一部分。

二、現(xiàn)階段高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

（一）硬件設(shè)備不足

隨著各大院校招生的不斷擴(kuò)大，學(xué)校的硬件設(shè)備早已不堪重負(fù)，數(shù)量不足，計(jì)算機(jī)老化，系統(tǒng)落后是最為主要的幾個(gè)問題，這給教學(xué)帶來了極大的不便。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的就是為了讓學(xué)生們能夠上機(jī)操作，鞏固并熟練運(yùn)用理論知識(shí)，現(xiàn)在卻演變成了需要幾個(gè)學(xué)生共用一臺(tái)的現(xiàn)狀，難以達(dá)到教學(xué)目的。

（二）計(jì)算機(jī)的資源利用率不高

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)嚴(yán)峻時(shí)期，學(xué)校難以投入較多的資金購(gòu)買設(shè)備，故而，學(xué)校的硬件設(shè)備有限，通常都是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)供多個(gè)專業(yè)的學(xué)生共同使用。所以往往只有上課時(shí)間學(xué)生們才能夠使用計(jì)算機(jī)，而且一旦下課鈴響，不管學(xué)生當(dāng)前的操作有沒有完成，都必須離開實(shí)驗(yàn)室，為下堂課的學(xué)生騰出位置，未完成的操作過程通常難以保存，下次課程又是學(xué)習(xí)新的內(nèi)容，未完成的操作終將停留在“未完成”，難以達(dá)到練習(xí)的目的，同時(shí)，除卻上課時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室的大門都是緊鎖的，這極大的浪費(fèi)了計(jì)算機(jī)資源。

（三）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)困難，成本高

不同年級(jí)，不同專業(yè)的學(xué)生所要用到的軟件各不相同，而且軟件更新?lián)Q代迅速，實(shí)驗(yàn)室為了滿足教學(xué)需求，需要頻繁的安裝并升級(jí)軟件，這對(duì)硬件設(shè)備會(huì)產(chǎn)生很大的危害，常見的問題就是死機(jī)，系統(tǒng)故障等，甚至?xí)a(chǎn)生難以修復(fù)的問題，這給維護(hù)員也帶來了很大的麻煩，正可謂是，既增加了人力，又浪費(fèi)了財(cái)力，得不償失。

（四）局域網(wǎng)限制，加大了學(xué)習(xí)難度

越來越多的課程都需要在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，甚至有些必須要連接學(xué)校的內(nèi)網(wǎng)才能進(jìn)入學(xué)習(xí)，但是學(xué)校有限的計(jì)算機(jī)難以滿足這么多人的學(xué)習(xí)，最終還可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)任務(wù)無法完成。還有一個(gè)令人頭痛的問題，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的上機(jī)考試只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，只有實(shí)驗(yàn)室的電腦上才安裝有練習(xí)軟件，學(xué)生們?yōu)榱丝既∫粋€(gè)好成績(jī)，一大早就都去實(shí)驗(yàn)室擠，占位置，這也不是辦法。除了上述我提到的兩例，還有其他類似的諸多問題，這給學(xué)生們的學(xué)習(xí)帶來了諸多不便。

三、虛擬化技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)

（一）軟件支撐，無需硬件組件

虛擬化技術(shù)的運(yùn)用解決了實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)設(shè)備不足的問題。多媒體是虛擬化技術(shù)運(yùn)用的產(chǎn)物，多媒體教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有設(shè)備不足的情況下，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生通過電子投影，一邊聽教師的講解，一邊看教師的操作，使理論知識(shí)具象化，實(shí)現(xiàn)了課堂和實(shí)驗(yàn)操作的雙重結(jié)合，同時(shí)，教師也可利用遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制學(xué)生的電腦，規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)，防止學(xué)生在教師講課過程中上網(wǎng)，打游戲等，對(duì)學(xué)生起到了一個(gè)監(jiān)督作用，讓他們專注于學(xué)習(xí)，切實(shí)的提到了課堂的效率。

（二）提高資源利用率

虛擬化技術(shù)能最大限度的整合資源，把有限的固定的實(shí)體資源按照不同的需求進(jìn)行重新規(guī)劃，比如服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)存及存儲(chǔ)等，旨在達(dá)到最大利用率。在計(jì)算機(jī)上可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，每個(gè)操作系統(tǒng)又可以運(yùn)行多個(gè)程序，例如，建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的課程有時(shí)要求REVITE和CAD兩個(gè)軟件同時(shí)使用，并不時(shí)切換，虛擬化技術(shù)能夠支撐這種操作正常運(yùn)行而不出故障，并且不會(huì)對(duì)硬件設(shè)施造成太大的傷害。另外，學(xué)生們?cè)谡n上難以保存的操作文件可以通過遠(yuǎn)程操作計(jì)算機(jī)，將未完成的操作儲(chǔ)存下來，以便于學(xué)生下堂課繼續(xù)完成，這就是通常所稱的桌面虛擬化。

（三）降低成本

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比，將虛擬化技術(shù)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)中，可以擴(kuò)充硬件容量，即存儲(chǔ)虛擬化，將實(shí)體存儲(chǔ)空間分隔成不同的邏輯存儲(chǔ)空間，使軟件運(yùn)行時(shí)最小程度的危害到硬件設(shè)備，降低了故障頻率，節(jié)省一大筆維修費(fèi)用，并且，也能減少虛擬機(jī)的使用，同樣節(jié)省了一筆開銷。運(yùn)用虛擬化技術(shù)，很多的軟件的運(yùn)行過程都是在虛擬環(huán)境中完成的，不會(huì)對(duì)主機(jī)產(chǎn)生破壞。比如，當(dāng)講到網(wǎng)絡(luò)病毒侵入的特點(diǎn)，現(xiàn)象，解決方案時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)只能利用抽象的文字加以說明，學(xué)生理解起來有一定的困難，但是又不能夠進(jìn)行演示，不然病毒一旦侵入，會(huì)造成計(jì)算機(jī)信息被盜取，數(shù)據(jù)流失等嚴(yán)重后果，而利用虛擬化技術(shù)，可以在模擬機(jī)上種植病毒文件，讓學(xué)生真切的體會(huì)病毒侵入的危險(xiǎn)性，從而引起重視，更加注重網(wǎng)絡(luò)安全。

（四）應(yīng)用程序虛擬化

對(duì)于上述提到的網(wǎng)上學(xué)習(xí)問題，比如毛概的學(xué)習(xí)，需要在至善網(wǎng)上練題，看視頻，考試等，如果只能用實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)，可能大部分學(xué)生都難以完成學(xué)習(xí)任務(wù)，虛擬化技術(shù)可以將應(yīng)用程序虛擬化，學(xué)生將軟件程序下載到自己的電腦上面，同樣可以進(jìn)行操作，計(jì)算機(jī)二級(jí)考試軟件也是一個(gè)很典型的例子，學(xué)生們可以在模擬狀態(tài)下考試，刷題，取得的分?jǐn)?shù)能幫助學(xué)生客觀的認(rèn)識(shí)到自己的能力，達(dá)到學(xué)習(xí)和練習(xí)的雙重目的。

綜上所述，虛擬化技術(shù)能極大地改善學(xué)生在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的惡劣環(huán)境，包括設(shè)備的不足，計(jì)算機(jī)老化落后，資源利用低下等問題，能夠極大地幫助學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)，同時(shí)，也可以提高多媒體數(shù)字化在教學(xué)中的運(yùn)用，將書本中的信息資源整合起來。作為一名計(jì)算機(jī)教師，我認(rèn)為，將虛擬化技術(shù)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中尚且處于探索階段，有益必有弊，運(yùn)用過程中要多與學(xué)生溝通交流，發(fā)現(xiàn)不足之處，及時(shí)解決，以期保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展。