虚拟机在高职计算机实验教学中的应用

戴萍萍

浙江育英职业技术学院 浙江杭州 310018

虚拟机在高职计算机实验教学中的应用

戴萍萍

浙江育英职业技术学院 浙江杭州 310018

作为以培养职业人为目标的高职院校，多操作系统的学习是计算机实验教学过程中必不可少的。然而学校受资金、技术等各方面因素的影响，硬件设备不够充裕，如何利用有限的计算机硬件资源完成多系统的安装，以解决实验环节出现的教学资源缺乏，这是摆在计算机实验教学面前的一个问题。虚拟机的应用，为高校进行计算机实验教学提供了一个良好的解决方案。

虚拟机；计算机实验教学；多操作系统

随着计算机硬件与软件日新月异的发展，许多高校的计算机教学与实践出现了发展需求与现实设备不相匹配的矛盾，尤其是缺乏资金支持的高职院校。表现在计算机硬件资源更新相对滞后，多班共用机房，能提供学生用于实验操作的计算机不足。为了保护机房的计算机系统，机房管理人员通常都对计算机安装硬盘保护卡，导致学生很多操作受到限制，许多教学实验难以开出，机房管理与教学目标相冲突，使得高职计算机实践教学面临挑战。如何做到一机多用、一机多能，充分发挥机器的作用，提高机器利用率是解决矛盾与问题最直接的思路。虚拟机技术是解决此问题的一个很好的技术途径。

一、虚拟机的概述

虚拟机是一种软件，它是支持多操作系统并运行在单个物理服务器上的一种系统，可以在实际的操作系统平台上虚拟出Win2000，WinXP，Linux等操作系统。使用虚拟机，可以在“虚拟”的操作系统下，自由地对需要学习和试验的操作环境进行配置和修改，不用担心会导致系统崩溃，不会对实际的操作系统造成影响。虚拟机是指一台在物理计算机上虚拟出来的独立的逻辑计算机,其实质是将两台甚至更多台计算机的任务集于一台计算机,可以实现一台计算机“同时”运行几个操作系统,还可以将这几个操作系统组成一个网络。这些操作系统同时在一台计算机上运行,互不干扰,并且同在一个局域网内,进而为学生学习不同操作系统、软件测试、在单机环境下学习和实践如何组建网络提供了必要的条件。目前建立虚拟机和构建虚拟网络的工具软件主要有VMware和Virtual PC。

二、虚拟机的优点

1.由于虚拟机是利用软件来模拟完整的计算机硬件系统，因此虚拟机的操作只是在一个文件上，不需要添加新硬件设备就可增加计算机功能，是一种节约资源的技术。

2.一台物理主机可以互不干扰地同时运行多台虚拟机，如果其中一台虚拟机出现问题，主机以及其他的虚拟机不会有任何影响，具有易维护性。

3.采用虚拟机替代物理机作实验平台,可以实现许多在普通计算机上无法进行的实验,而且实验效果与物理机的完全一样,如组建网络,具有实用性和可靠性。

4.虚拟机实验平台是建立在高性能物理机上的，因此，实验过程中极少出现硬件类故障，能确保实验的顺利进行。此外，由于物理机的性能佳，实验进程加快，学生能在一次实验中对相应实验进行多次验证，从而提高熟练程度。

三、虚拟机在计算机实验教学中的应用

1.多操作系统的实验教学

当前,人才培养要遵循“以人为本”理念,尊重学生个人发展意愿。目前高校的计算机实验教学大部分是以Windows2000，WindowsXP为平台，对于Linux，Unix等接触不多。如何让学生学习多种操作系统，掌握各种系统的知识。解决此问题的方法之一是多系统启动,但是此方法安装过于繁琐而且计算机负担重。在一台计算机上执行诸如硬盘分区、格式化、BIOS修改设置、网络服务器的安装配置、Ghost备份与恢复等系统维护实验，将会破坏硬盘数据的完整性,这在公用计算机实验室一般是不允许的。另一种较好的解决方法是利用虚拟机进行多系统的安装。利用虚拟机可以在一台计算机上将硬盘和内存的一部分拿出来虚拟出若干台计算机,每台计算机可以运行单独的操作系统而互不干扰。这些“新机器”各自拥有独立的CMOS，硬盘和操作系统,可以像使用普通计算机一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作,还可以将这几个操作系统连成一个网络。在虚拟系统崩溃之后可将其直接删除而不影响本机系统。这样做一是使教师上课时再也不用担心学生上课会搞破坏,致使计算机无法启动；二是教师在进行教学过程中可以利用虚拟机,在一种操作系统环境下直接进入其他操作系统进行教学演示,而不需要频繁重启计算机。

2.网络组建的实验教学

通常搭建一个网络环境,至少需要2台计算机、网卡、1根直连线。如果组建复杂的网络环境,需要更多的计算机,假如一个班学生想同时做网络组建的实验,那么设备将供不应求。这样我们就要引进虚拟机,虚拟机是一台逻辑上的计算机,因此各虚拟机之间、虚拟机和主机之间、虚拟机和网络上其他计算机之间是完全等价的。可以在一台计算机上虚拟出多个虚拟机,从而实现在一台计算机上组建网络环境,进行各种网络配置,这不但提高了设备的利用率,增加了学生的动手机会,而且学生可以利用实验设备自己摸索其他网络实验,不用担心损坏硬件设备,只需实验指导教师少量的指导,大大提高了实验效率,如果学生不能按时完成实验,还可以利用挂起功能方便地保留当前状态,以便下一次继续实验。同时培养了学生的创新精神,提高了学生的综合能力。

3.课件演示及映像储备

经常会碰到计算机实验室所安装的演示软件版本与教师备课软件版本有所不同，如目前流行的微软办公软件Office就有2000、2003和2007三种版本，常常会导致教师PPT课件无法正常演示。通过安装虚拟机软件，可以很好地解决这个问题。虚拟机更大的作用在映像储备，随着移动存储设备价格的不断下降，大多数教师都购买了移动硬盘这种大容量存储设备，如果能将虚拟机的硬盘映像文件放到移动硬盘中，那么不但课件演示的问题能够解决，而且教师的授课也能完全在其熟悉的操作环境中进行，无疑能够让教师在使用时更加得心应手。

4.计算机维护和机房管理

从机房的维护管理角度看,良好的教学辅助设备才能保证教学质量,虚拟实验机房不仅保证教学设备,而且方便了机房工作人员的维护管理。第一,由于虚拟计算机与物理计算机是完全隔离的,所以在虚拟计算机中对系统做毁灭性的操作,如磁盘分区、格式化、文件删除,甚至损坏系统文件、感染病毒等,都不必担心这些操作会影响物理计算机。第二,机房工作人员不需安装多个操作系统就可满足课程需要不同平台的要求,也不必担心某些教学实验导致系统崩溃而疲于恢复系统。机房工作人员可以把一些常用的不同平台的虚拟机文件放在服务器上,开放给学生,当需要不同的操作平台或系统崩溃时,可以从服务器重新下载文件。第三,在虚拟机环境下,学生可以随意进行磁盘格式化、BIOS设置等一些计算机维护操作。即使操作过程中导致系统出错,也可以非常方便地恢复。这样可以提高学生的动手能力,机房的利用率,减轻计算机的使用压力,从而减轻机房工作人员的维护量。

四、结束语

实验是计算机教学活动的重要环节，实验的作用是对理论做出科学验证或展开演绎，既加深了学生对理论的进一步认识，同时又培养学生的创新意识和科学严谨的作风。虚拟机的应用体现了计算机实验教学环境虚拟化、系统开放化的特点，提高了学生自主学习的能力，虚拟机技术的发展为高职计算机实验教学提供了广阔的空间。

[1]王培俊，张文桂.通过个性化实验培养创新能力的研究与实践[J].实验技术与管理，2008，2

[2]郑锦才.虚拟机技术应用于网络的研究与设计[J].电脑知识与技术，2009，19

[3]刘志平.基于VMware虚拟网络的构建[J].内蒙古大学学报，2007，1

[4]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

[5]王存祥.虚拟机技术在计算机教学中的应用[J].现代教育技术，2006，5

The application of virtual machine at computer experimental teaching in vocational high school

Dai Pingping
Zhejiang yuying college of vocational technology, Hangzhou, 310018, China

To train professional men as a goal for vocational high school, multiple operating systems is essential to computer experiment teaching process. But the insufficient of financial, technical and other factors lead to the lack of hardware equipment, how to use limited computer hardware resources to complete the installation of multiple systems to solve the teaching experiment there appears to be lack of resources, which is placed in front of the computer experiment teaching. Applications of virtual machine provide a good solution for vocational high school in computer experiments teaching.

virtual machine; computer experimental teaching; multiple operating systems

2010-04-13

戴萍萍，本科，助理工程师，实验员。