中等职业学校计算机教学实验环境的构建

朱　莉

摘要：计算机实验教学课往往需要多主机、多操作系统环境，这样的环境不仅前期的投入大，而且维护也较复杂。针对中职学校计算机课程教学中实践教学环节遇到的问题，分析了使用“虚拟机”技术构建计算机教学实验环境的优越性。

关键词：中等职业学校；计算机教学；实验环境；

作者简介：朱莉（1963－），女，江苏人，理学士学位，上海市经济管理学校工程师，主要研究方向为计算机网络。

中图分类号：Ｇ７１２文献标识码：Ａ文章编号：1001-7518(2009)08-００３1－０２

一、引言

随着科学技术的进步与发展，计算机硬件与软件的发展日新月异。由于计算机发展的迅猛，许多中职学校的计算机学科教学与实践出现了发展需求与现实设备不相匹配的矛盾，表现在计算机硬件资源与操作系统更新相比速度滞后，计算机专业的实践教学也因此受到较大影响，这是国内许多中职学校面临的问题。一机多用、一机多能，充分发挥计算机的作用，提高利用率，构建满足要求的计算机教学实验环境是最直接的解决矛盾与问题的思路。

二、中职学校利用“虚拟机”技术构建计算机实验环境的必要性

目前，各中职学校校的计算机实验机房由一般由计算机中心或实训中心统一管理，承担着计算机教学任务及上机需求。在教学实践过程中，实验环境与教学实践活动存在着一些不协调的地方，使得教学质量不能得到有效的保证，具体表现为：

1.计算机的硬件环境是整个计算机网络实验的基础，包括独立的计算机、相关的连网设备，还要有能够和其它网络互连的设备和工具。然而，一般学校没有真正独立的计算机网络技术实验室，从而导致许多网络技术实验根本无法开展。此外，在网络实验中，常需使用双机或多机，但现有的教学条件无法实现给单个学生用两台或多台机器，只能互为主从机进行，如果要在从机上操作，只能让其他同学代劳，并且在涉及到更复杂的诸如局域网与局域网间的实验时，实验室往往无法给每个小组都提供相应的实验环境，影响了实验进度及效果。

2.计算机管理限制某些实验的内容在计算机机房进行，管理人员出于管理的方便，往往采取了一系列的技术手段，以确保计算机设备的正常运行。比如，通常都安装了硬盘保护卡或安装了恢复精灵等机房管理软件，防止学生删除系统文件或格式化硬盘。

3．为了尽量使学生多动手、多实践，在设备有限的情况下，多数实验都是分组进行。在诸如涉及到异构系统之间通信的网络实验时，需要安装各种操作系统、进行相应的网络设置，耗时较长，而由于实验条件和学生实验能力的限制，常常在一次实验时间中无法完成全部实验内容，并且正常进行完实验的小组的实验结果也常常会被其他小组冲掉，这就给后续实验的进行造成了障碍。

以上这些问题都制约了网络实验课的有效开展。为了解决在实验教学中遇到的这些问题，在目前教学实验资源非常紧张的情况下，如何利用有限的设备，完成更多的教学实验，并保证实验质量，成为各中职学校面临的重要课题。因此采用虚拟机技术为每位学生构建一个虚拟计算机实验环境，显得十分必要。

三、应用虚拟机技术构建网络教学实验环境举例

下面以“组建带有域控制器的网络”为例介绍如何利用虚拟机软件VMWare构建进行主机与虚拟机之间的网络实验。以下步骤可全部由学生在单机上自行完成。通过这个实验学生可以掌握网络操作系统的安装、配置以及组建带有域控制器的网络的过程。

1.主机的设置。主机的操作系统选用Windows 2000 Server，使用的虚拟软件是VMWare workstation4.0。CPU的主频是2.4GHz，512M内存，60G硬盘，主机IP地址是192.168.0.1，网关为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。

2.虚拟机的设置。主机上运行VMWare，并通过安装向导安装好所需虚拟操作系统Windows2000 Professional，然后对虚拟机的硬盘进行分区格式化，并在光驱中放入Windows2000 Professional的安装光盘（或使用主机硬盘上的安装光盘镜像文件）进行操作系统的安装。安装好的虚拟机的参数如下：虚拟机名称：Windows 2000 Professional；虚拟机内存：192MB；虚拟机硬盘类型：IDE；虚拟机硬盘大小：4GB；网络连接方式：桥接网络；虚拟机IP地址是192.168.0.2，网关为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。

3.利用主机与虚拟机进行带有域控制器的网络实验。将主机设置为域控制器，并将域名设置为“Server”；在主机中添加域用户，设置好用户名（如stu1）和密码（如123456）。在虚拟机中新建一帐户，用户名和密码同主机中的域用户的设置，然后用这个帐户登录域。登录过程如下：在虚拟机中“我的电脑”的“属性”设置中，在“标识更改”窗口中把“隶属于”选择为“域”，同时在下面输入域名“Server”，点击“确定”按钮后根据提示将虚拟机加入域。

至此，带有域控制器的网络实验完成。在此网络环境下可以进行网络配置、网络管理等计算机实验。

四、应用虚拟机技术构建教学实验环境的优越性

1.能够提供一个近于真实的环境。使用虚拟机软件可以在一台机器上真正同时运行多个独立的操作系统，主机操作系统与多个虚拟机操作系统之间可自由构建成网络系统，并且，可以通过将两台或多台主机（分别已经构建了虚拟网络环境）连接在一起来构建局域网与局域网的虚拟网络实验环境，在该实验平台能完成各种网络课程的实践教学内容。

2.“虚拟机”可以提供给学生一个开放的实验操作平台。由于虚拟系统与主机系统有良好的隔离性，因此，可以通过安全策略保护主机系统，而完全放开虚拟系统的权限，这样，在虚拟环境下，学生不用顾虑到对主机系统的破坏性，可以放心地进行各种操作，从而使学生的实验活动不受限制，这会带来更好的实验效果。

3.系统维护方便。当某个虚拟机崩溃或被误删除时，将其他物理机上相应的虚拟机文件复制到本地机即可恢复系统，从而保证了学生实验进度的一致。这种可移植性也方便同学将一些实验转移到自己的计算机上继续进行，从而充分利用各种实验资源。

4.方便学生分次完成较大的实验。由于“虚拟机”系统只是主机系统的一个文件，每个小组可以使用和管理自己的文件，互相不会冲突，因此，实验结果可以得到妥善保存。利用“虚拟机”软件提供的“挂起”功能，还可以方便地保留全部现场。

五、结束语

综上所述，基于虚拟机技术构建计算机教学实验环境，在一定程度上不仅可以缓解当前中职学校实验设备和场地不足的问题，很好地满足实验课多种环境的需求，保证所有实验课的正常开出。而且还可以提高学生学习的积极性和主动性，增强了学生的动手能力，也可以提高实验室设备的利用率。虚拟机实验环境提供的是一个近于真实的环境，除了硬件的物理连接外(如主板、CPU、显卡、网卡、网线等连接)，只要能在“虚拟机”上完成的实验，就能够在真实的机器上完成，所以采用虚拟机技术构建的实验环境实验质量不会受到影响，完全符合中职学校的教学要求。

参考文献：

[1]徐瑾.一种构建《计算机网络》实验环境的有效方法[J].内江科技，2006（9）.

[2]容治.计算机网络教学实验环境存在的问题和改革探讨[J].科技信息，2007（21）.

[3]刘羽.“虚拟机”技术在教学实验中的应用[J].桂林工学院学报，2003（4）.

责任编辑：颜小兵