虚拟技术在计算机实验教学的应用

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摘要：为了有效的研究高职计算机实验教学对策，本文结合虚拟技术的应用，有效的总结了高职计算机实验教学课堂如何引入虚拟技术，以提高学生计算机实践能力。

关键词：高职计算机；虚拟技术；实验教学

1引言

新时期，高职计算机实验教学水平不断提高，为了迎合技术发展，本文探索了虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用对策，作为相关教师，要加强教学实践研究，从而才能为学生日后发展奠定良好基础。

2虚拟技术

作为一种能够将现有的计算机资源包括CPU、磁盘空间、内存等进行组合和分区的技术，虚拟技术通过将各种计算机资源展现为数个操作环境，从而实现原有资源配置的优化，以及访问方式的便捷。所谓虚拟化，即用逻辑上可以管理的资源代替物理资源，以突破后者之间的壁垒。资源的透明化、资源管理逻辑化是信息技术发展的必然趋势，因此，在各种物理平台上的虚拟技术运行将成为实现资源自动化配置的理想工具。除此之外，多种技术的协调配合有助于营造良好的虚拟化环境。这些需要相互之间密切配合的技术主要包括存储虚拟化，系统管理、资源管理和软件提交的虚拟化、服务器与操作系统的虚拟化等等。这些虚拟化环境具备与非虚拟化环境一致的共性，同时又具备虚拟化环境自身的特性，即异地备份的便捷化--在虚拟化环境的应用下，企业无需为备份而建立耗资巨大的数据中心。虚拟架构为用户和管理员提供了使用资源与管理资源同时性的可能。例如，VMware的虚拟架构就可以降低企业的IT花费，即通过提升网络运营的效率、灵活性与响应能力。与此同时，对虚拟架构的管理还有助于IT部门能够将相关资源进行更迅速的连接与管理，从而极大地满足了商业需求。

3虚拟技术所具备的优点

3.1降低成本

虚拟技术具备的首要优点是其能够有效降低实验室设备的采购成本。因为其可以通过对计算机教学任务的编程运行，模拟出完整的计算机环境。

3.2维护更简便

能够将一台或多台计算机的资源进行重组或分区，是虚拟技术应用区别于非虚拟技术的关键所在。由于所建设的虚拟机相互之间没有沟通，因此当某台物理计算机出现故障时，不会影响到其他使用计算机资源的虚拟机，从而简便了虚拟机的维护程序。

3.3移植性强、安装简便

建立镜像包的方式能够在保持系统文件的同时，将该镜射文件复制到其他计算机中，并在另一终端对其进行安装与部署———由此可见，虚拟机安装文件具有移植性强、安装简便的优势。

3.4感性直观，教学质量高

虚拟技术的构建能够对真是计算机的技术进行复制模拟，使虚拟计算机具备与其相同的所有能力从而能够使高职学生获得直观的感性体验，并激发学生学习计算机实验的兴趣，提升教学质量和课堂活跃度。

4虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用

4.1多系统实验教学

“以人为本”的理念是人才培养中必须严肃遵循的。高职计算机实验教学应当充分尊重学生的个人发展兴趣。从当前情况来看，Windows系统平台仍然是高职院校计算机实验教学开展的常规操作平台，而对于Unix及Linux平台则接触频率相对较低。在这种情况下，为使学生掌握更全面的计算机系统操作常识、拓宽自身的计算机操作知识储备，可以在实验课上通过多系统启动的方式，让学生了解计算机系统有关的知识。然而，这种多系统实验教学的方式实现起来有些困难，因为系统安装过程比较复杂，同时较大的系统负荷还有可能损害计算机软件系统。与此同时，在同一台计算机中对格式化、网络服务器安装、硬盘分区以及Ghost备份等系统进行维护实验时，也有可能破坏计算机硬盘数据的完整性，从而违背了计算机实验教学的原则，因此，虚拟计算机的多系统安装实现功能则为此问题提供了可行的解决方案，应用了虚拟机的计算机，能够实现多计算机虚拟处理的同步化，并且能够保证不同计算机在单独运行操作系统时不会存在互相干扰现象。这部分新型计算机具备彼此之间独立的硬盘、CMOS以及操作系统，因此具备普通计算机的共同特点即能够进行格式化、分区以及应用软件和系统的安装操作。这些操作进行结束后，与虚拟技术相结合的计算机还能够将其连缀成网，以确保计算机的系统不会在这些软件被删除后受到影响。这种处理方式的优势在于学生上课对计算机造成的影响微乎其微，从而便捷了高职计算机实验教学。除此之外，虚拟技术还降低了教师因授课需要而重启计算机的频率，从而一方面有效节约了课堂时间，另一方面收获了良好的课堂效果、提升了课堂效率。

4.2网络组建实验教学

一般情况下，搭建最简单的、完善的网络环境所需要的设备包括至少2台计算机、1根直连线与网卡。并且设备的数量与复杂程度与网络环境的复杂程度呈正相关关系。对于高职院校的一个普通班级，若想全部学生同时组建计算机网络，则难以满足其设备需求。因此，适时引入虚拟机技术则为此问题提供了良好的解决措施。作为一种逻辑上的计算机，虚拟机能够实现虚拟机之间、网络与虚拟机之间、虚拟机与主机之间的完全等价关系，因此能够在同一台计算机上实现对多个虚拟机的虚拟处理。这种方式有助于提升计算机设备的使用效率，同时还能够增加计算机实验教学过程中学生的动手操作机会。在这种探索性实验过程中，学生不必顾虑因操作失误而对计算机硬件设备造成的损坏。同时，虚拟机技术也在一定程度上减轻了教师负担。教师仅需对学生的实际操作进行少量而精炼的指导，即可帮助学生顺利完成实验任务，同时为其留下充足的独立思考空间，这将极大地提升实验效率。此外，针对部分学生基础较为薄弱、不能按时完成实验要求的现象，虚拟机还可以通过挂机功能，实现对学生当前操作状态的保留，从而便捷其后续实验操作。这种措施有助于培养学生的创新精神与实验综合素养。

4.3机房维护管理

良好的机房辅助维护设备有助于保障高职院校计算机实验教学质量。而对于虚拟实验机房，则辅助设备将不仅仅能够保证教学设备的有效管理，更能够缓解管理人员短缺的问题。这是由虚拟计算机本身的特性所决定的。首先虚拟计算机与物理计算机之间不存在任何联系，因此学生对虚拟机系统的错误操作（格式化、错误删除、磁盘分区、感染病毒），将完全不会对物理计算机造成影响。其次，虚拟计算机为课程教学的平台管理提供了便利。机房的工作人员无需安装多个操作系统，即可实现对多个课程教学平台进行管理，从而减去了恢复系统所需要花费的大量时间与精力。在实际实验教学过程中，机房管理人员可以将常用且不同时存在于同一教学平台的虚拟机文件放置在公共服务器中，供学生分享使用。一旦学生的终端系统发生崩溃，或者不同操作平台提出了不同需求时，学生可以根据具体的要求下载不同的文件。除此之外，学生能够在虚拟机环境中根据实际需要进行BIOS设置、格式化磁盘操作等，而不必担心因操作失误而导致的系统出错现象，因为系统的恢复在虚拟环境中变得更加便捷。因此，虚拟技术能够有效提升机房利用率、培养高职学生的实践操作能力，同时大大削减了机房维护成本。

4.4课件演示与映像设备

实际教学活动的开展离不开各种软件之间的转换，而教师备课软件版本往往会与实验室版本不同。例如，Office的2003、2007、2017等版本之间存在着差异，因此可能造成教师课件不能在学生操作终端上演示的情况。这就需要虚拟机的映像设备进行辅助。教师使用大容量移动硬盘时，虚拟机硬盘映像文件能够对移动硬盘中的软件环境进行更新，从而解决此类问题，以保证教师的教学工作顺利进行。

4.5虚拟化的网络安全问题

虚拟化环境中的网络安全问题始终是各个行业的关注重点。由于此中环境下计算机更易遭受黑客攻击或病毒入侵，因此存在着用户个人信息泄露、重要数据泄露的安全隐患。在高职计算机实验教学过程中，虚拟化网络能够有效保护IT环境，从而防止了诸如黑客攻击、网络安全威胁与病毒传播等的危害，保证了用户访问相关应用程序的安全性。虚拟化网络环境能够在网络操作系统之间建立安全连接，从而有效加密了用户数据，以确保互联网访问的安全。由于其具有所见资金投入、避免安全隐患的优势，这一技术在高职院校计算机实验教学中已经得到了广泛应用。相比传统的教学专用网络建设，虚拟技术能够在节约硬盘与授权认证成本的基础上，进一步削减新设备、新机器购置的成本，并有效保障计算机网络系统的安全运行，从而在一定程度上也大大减少了计算机运行维护的成本。

5结束语

总之，通过进一步实践研究，本文有效的总结了虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用对策，为了不断提高教学有效性，相关教师仍然需要不断进行实践探索，从而才能保证计算机实验教学效率。

参考文献

[1]陈晓雯.虚拟技术在高职院校计算机教学中的应用研究[J].现代农业研究，2019（05）：97-98.

[2]陈伟.解读虚拟技术在高职院校计算机教学中的应用价值[J].信息记录材料，2019（05）：132-133

[3]欧惠.计算机虚拟仿真技术在机能学实验教学中的应用[J].课程教育研究，2019（16）：222.

作者：刘世荣 单位：湖北省武汉市武汉铁路职业技术学院