虛擬技術在高校計算機教學中的有效應用研究

魯娟利

[摘? 要]很多高校因前期教育經費不足，投入計算機教學設備上的資金就不充裕。因此，在很多教學活動中，教學需求與學習資源配置并不成正比，這勢必會影響教學效果。除此之外，信息技術更新換代很快，即便教學設施在當時已與時代同步，但很快也會落伍或被淘汰，計算機教學的發展因此受到很大的阻礙。高校計算機教學可有效運用虛擬技術彌補教學中出現的問題及不足，以虛擬技術作為教學基礎來建立科學的學習平臺，提升計算機教育教學水平。

[關鍵詞]虛擬技術? 高校計算機? 教學? 研究

虛擬技術在計算機實驗室中的應用較為普遍，它實現了資源自動化分配。與此同時，計算機的硬件與軟件系統通過虛擬技術進行了有效區分，也就是說，用戶在一臺設備上可以體驗到多個系統同時運行，并且不同的程序有不同的運行方式，但是系統與程序都在同一硬件下運行，相互之間還不會受到制約與影響。另外，虛擬技術在IT資源實際運用中，會將物理硬件有效地轉換為虛擬計算機資源，受不同資源的影響，虛擬技術也會被分為不同的類型。

高校計算機虛擬技術的教學應用背景

隨著信息技術的普及，高校信息化技術有了很大進步。由于計算機專業對設備的剛性需求，高校投入了諸多教育經費，推動了教學質量的可持續性發展。不過，信息技術日新月異、不斷提高，在實際教學過程中，計算機的資源配置很快會落伍而被淘汰，難以滿足教學發展的需求，計算機教學方面因此產生很多教學與學習上的問題。尤其是計算機應用程序的兼容性有限，操作系統在切換上會產生很大困難，這阻礙了計算機教學的進一步發展。

現階段，高校師生對信息服務有著極強的依賴感，要求也會隨之提高。高校計算機教學傳統教育的建設手段、管理模式與當前的高校信息化建設發展已經不再契合。面對這樣的狀況，高校計算機應利用已有設備，轉變運行方式，降低成本，提升效率。與此同時，虛擬技術可以針對不同的用戶，提供不同的基礎架構，量身制訂不同的虛擬化方案。其一，硬件的使用效率因虛擬技術有了大幅度提升，硬件設施不同，可以為虛擬系統的運行提供相應的標準。其二，在管理成本費用上，因虛擬技術而得到大幅度下降。計算機在高效工作的同時，可對虛擬技術進行有效利用，進而節約成本支出，計算機硬件設備的資源因虛擬技術得到簡化。其三，安全性與實用性較強，實現動態變化，再依據不同系統進行劃分和隔離。因此，在虛擬系統下，不同的用戶訪問時，系統需具有一定的安全性。同時，虛擬運行的用戶并不會因系統的改變與升級而受到影響。其四，虛擬技術擁有較好的擴展性，依據用戶的需求去改變物理資源，可以對計算機的設備資源進行調整、改變，不會影響虛擬運行系統。另外，在兼容性方面，假如物理資源較弱，虛擬技術資源可以進行補充，并不會影響硬件、軟件的系統運行。因此，即使虛擬技術的資源發生改變，對系統也不會造成影響，而且還可以對其運行的系統進行快速恢復。

計算機虛擬技術的應用優勢分析

1.虛擬技術的優勢

無論是以實踐性還是創新性作為計算機虛擬技術的出發點，計算機虛擬技術都可以設置相關的課程。例如，設置計算機安全課程、計算機課程的并行、計算機多系統操作運行的課程等。這些課程都是以計算機虛擬技術作為應用基礎的，若無此標準，則無法實現課程的操作。通過運用虛擬技術進行應用操作，不但可以有效設置以上課程，還可以對計算機資源系統進行全面監控，并且建立與實際計算機功能相一致的虛擬機系統。

2.虛擬技術可有效減少能耗，降低投資壓力

在虛擬化技術計算機教學的運用過程中，以成本作為出發點，計算機因虛擬技術很大程度上降低了資源成本。同時，課程的能耗也會相對減少，計算機實驗教學的效率及質量也得到了有效提升。現階段，很多高校的資金并不充裕，更不會將大量資金用于計算機實驗教學上。在資金、實踐、資源都受局限的情況下，提高計算機教學的效率和教學質量更是十分重要。在計算機硬件方面，建立與所用程序相應的軟件應用程序，有效利用虛擬技術，不但可以降低要求，還可以利用當前資源提升運行效率。隨著教學環境轉變，教學質量會得到相應提升。近些年，計算機服務器的耗能較大，利用虛擬技術整合資源，提升計算機硬件利用效率，虛擬技術可將閑置的服務器關機，降低能耗，使計算機系統不受到任何制約及影響。

3.運用虛擬技術完善教學體系，提供便捷性管理

高校依據學生的要求及特點，運用虛擬技術創建高效實驗教學系統，良好的課程體系是計算機實驗教學的基礎，以此保證教研工作得以順利進行。同時，完善教學體系，運用虛擬技術更加便捷地管理實驗課堂和課程。虛擬機的模板可以降低實驗環境的規劃，只需運用復制、備份的手段，增加搭建數量，就可有效豐富計算機教學內容。

虛擬技術在高校計算機教學中的有效應用

1.硬件虛擬技術

在實際應用中，虛擬技術實現了系統的安裝處理，為對應的計算機建立相應的軟件，虛擬計算機都是以硬件虛擬軟件來作為運行虛擬技術的基礎，虛擬計算機的合理運行因此得到有效保證。不過，在計算機實驗機房應用硬件虛擬技術，需要明確以下一些問題：其一，運用虛擬計算機對硬件資源進行分配的過程中，相關的硬件應用是虛擬技術的基礎，資源的耗損會因此加大。其二，計算機實驗機房在應用硬件虛擬機時，一臺計算機可以建立多個虛擬機，并且實現多硬盤和內存分離的系統效果。同時，虛擬計算機都可獨立進行操作、運行，與物理計算機沒有區別。其三，在多個虛擬計算機的操作過程中，不會出現干擾的情況，與物理計算機構造相差無幾，都有硬盤及操作系統等。在計算機虛擬技術教學過程中，硬件的組裝與維護是教學內容的基礎，通過對計算機的組裝，學生對硬件設備、分區、格式化等概念有了進一步的了解。在傳統的計算機教學過程中，高校教師對這些內容都是以口述灌輸式的講解為主，沒有相應的演示教學，無法帶領學生進行全面的操作實驗，學生在這樣的學習氛圍下對計算機硬件的構造達不到理想的認知程度，自身學習能力也因此受到極大限制，動手能力也不會得到相應提升。虛擬技術的應運而生，以虛擬機作為操作模板，對虛擬機進行隨意操作，為系統硬盤進行分區，即便學生在操作的過程中有所不當，造成了嚴重失誤，虛擬機也會很快地自行修復，原本的計算機系統不會因此受到損害，學生在這樣無心理壓力的條件下重復進行學習、操作，就能掌握全面的計算機硬件知識，計算機硬件教學的效率也會得到相應提升。

2.網絡技術的虛擬技術教學

對一個系統進行復制，進而衍生出多個子系統，這便是實驗操作系統虛擬。與普通的虛擬技術相比，這樣的虛擬技術在應用上更加多變、靈活。在同一系統復制下，將子系統虛擬，所有的子系統之間也會有所聯系，主要表現在以下幾點：其一，在虛擬系統進行調配的過程中，相關操作人員若出現調配不同，系統之間的差異便會產生，而且較為顯著。其二，若受到較大沖擊，原配系統與虛擬系統都會受到很大影響。根據硬件虛擬技術所構建的虛擬系統都是處于各自獨立的狀態，原系統與虛擬系統的聯系并不密切，原始系統若出現損壞的狀況，虛擬系統依然可以不受影響繼續運行。例如，在計算機網絡軟件的教學過程中，軟件設計、網頁設計等學習內容必不可少，編寫程序代碼需要在各種操作環境下進行有效測試，插件的維持與運行便是計算機環境的基礎。因此，專門的系統與插件都需應用于每臺計算機內，以保證順利完成測試。利用計算機虛擬技術，則不必在計算機內安裝所有系統、插件，編程應用與測試都可以通過虛擬機的虛擬環境來進行，計算機的教學效率因此得到有效提升，高校教師的教學負擔相應降低，使教師在教學上能有更多時間進行創新教育。

3.網絡安全虛擬技術教學

高校計算機專業的學生，必修網絡安全技術的課程。教師講述網絡安全技術知識時，都是以教師口述講解為主，或者是以播放Flash動態視頻的形式來進行的，學生無法進行實踐操作，學生對于此知識結構的認知都較為淺薄。只要相關的病毒程序一旦啟動，計算機系統勢必會受到很大損壞，對網絡也會造成很大影響。如果修復不好，學校網絡癱瘓，教學工作也會受到影響，造成無法修補的損害。因此，高校計算機教師不會允許學生進行這樣的實踐操作，所以學生對網絡安全技術知識的認知只是停留在“你說，我聽”的狀態，理解也較為淺薄。在虛擬技術下利用虛擬軟件，教師對計算機進行模擬演練，將病毒植入虛擬機中，演示其植入動畫，模擬其傳播過程，使學生產生一定的防御概念，共同建立防御、消除系統，最終將病毒擊潰。通過演示可以有效調動學生的好奇心和好勝心，激發學生的學習積極性。通過人機互動的形式，學生對知識的理解也會更加深刻。顯然，在傳統的計算機教學中這樣的過程是無法實現的。

4.資源虛擬性技術

資源虛擬性技術屬于服務器虛擬，表現形式分為兩種：一種是通過相關技術將物理服務器轉為多個服務器，這些服務器稱為邏輯服務器。另一種是將多個服務器轉為一個服務器，這臺服務器則稱為物理服務器。通過計算機硬件設備、應用系統利用服務器虛擬技術相互分開，在網絡服務中或者是應用的過程中聚集。在計算機實驗教學過程中，運用服務器虛擬技術可以有效攻克教學難題，服務器的使用效率也會得到明顯提升，降低了物理服務器的成本，有利于計算機教師設計實踐活動。同時，計算機在維護與升級方面會更加便捷，保障了學生的實驗條件，提升了學生的計算機水平。

結? 語

綜上所述，高校在計算機教學中利用虛擬技術進行改革，改變傳統的教學模式，學生不但可以通過對虛擬技術的操作來掌握計算機知識，也會熟悉更多的教學軟件，同時又提升了教師的教學質量，教育的技術性改革也會得到有效加強。在實際的教學中，高校教師應積極鼓勵學生進行創新性學習，強化學生的邏輯思維能力，進一步提升學生應用計算機虛擬技術的能力。

參考文獻：

[1]鐘少波：《虛擬技術在高校計算機實驗室的應用分析》，《現代經濟信息》2016年第5期。

[2]黃鑫：《虛擬化技術在高校計算機實驗教學中的應用研究》，《電子商務》2016年第11期，第93-94頁。

[3]田靜君：《試論虛擬技術在高校計算機教學中的應用》，《數字通信世界》2018第5期，第161、209頁。

[4]張大偉：《虛擬技術在高校計算機教學改革中的應用研究》，《計算機產品與流通》2018年第5期。

[5]宋會星：《虛擬技術對高校計算機教學的影響》，《信息與電腦》2016年第18期，第235-236頁。

作者單位：西安汽車科技職業學院?? 陜西西安