虚拟技术在计算机教学中的应用

侯贞霞 宋斌丰

摘要本文介绍了虚拟机技术在计算机组装与维护课程、网络教学、网络安全教学、操作系统教学及辅助教学中的应用，解决了硬件资源的不足。

关键词网络教学虚拟技术Vmware

中图分类号：G642文献标识码：A

我们的计算机组装与维护专业的教学要不断的安装新系统、进行硬盘格式化等操作，计算机网络技术专业的教学需要搭建复杂的网络环境、网络安全教学……硬件资源的不足严重地制约了我们的实验环境，实验基础的相对薄弱令我们的实验教学实在是有点捉襟见肘了。面对如此的一种状况，我们在教学中引入了虚拟技术，运用虚拟机可以在单台机器上安装多系统、对硬盘进行分区格式化操作、构建复杂的网络环境、进行网络安全教学、教学过程的适时录制等。

目前比较流行的虚拟机技术是利用VMware的Vmware Workstation。它可以在一台普通计算机上虚拟出一台或数台计算机，并且每台机器都有各自的BIOS参数，即使是系统崩溃也互不干扰。

使用VMware软件（我们使用的是VMware Workstation6.5），在运行Windows（NT以上）或Linux操作系统的计算机上进行安装VMware Workstation，然后启动VMware Workstation就可以创建模拟机了。

安装VMware Workstation过程简单叙述如下：（1）打开VMware Workstation——新建虚拟机；（2）新建虚拟机向导——自定义；（3）选择一个虚拟机格式——新的；（4）选择一个客户机操作系统——Microsoft Windows；（5）命名虚拟机——Windows Server 2003；（6）下一步直到选择网络类型；（7）下一步直到选择磁盘容量；（8）完成后选择系统镜像，打开电源联接；（9）重起虚拟机，完成虚拟机硬件设置后，就可以安装操作系统了。

需要说明的是：运用虚拟机搭建的计算机及网络环境，只是模拟了物理计算机的硬件设备，进行的所有操作不会影响到主机环境，不会损坏计算机的硬件设备。

下面我们通过教学示例来看虚拟机技术在计算机教学中的一些应用。

1 在计算机组装与维护课程中的应用

计算机的组装与维护课程中有一项很重要的教学内容就是更改计算机Bios参数、对计算机硬盘的分区和格式化操作。频繁更改计算机Bios参数、反复对硬盘进行分区、格式化操作，对计算机、硬盘肯定会有很大的损伤，严重时会导致计算机、硬盘报废掉。为保护计算机设备和系统，机房中计算机往往安装有系统还原系统，实际操作起来很麻烦。如果只讲理论，看看图片进行教学，教师讲起来很费劲、学生学起来也很乏味。运用虚拟机进行这方面的教学，就可以很好的解决这个问题。

当按操作步骤提示在计算机上安装完VMware Workstation6.5进行时，使用DOS命令提示输入Fdisk分区。完成分区以后，重启虚拟机再进行Format格式化处理。格式化完成后重起虚拟机就可以安装操作系统了。当安装完操作系统重启后，再进行虚拟客户机操作系统的VMware Tools(工具包)驱动程序安装。至此，一套新的操作系统就完成了，我们可以在这个平台上继续进行我们的实验了。

虚拟机的运用，有效的解决了该专业实验教学不能在公共机房进行的问题，对改善实验条件起到了很好的效果。

2 在计算机网络教学中的应用

我们以网络教学中搭建企业网为例来简述虚拟机在网络教学中的应用。该实验要求使用4台计算机、两台交换机、一台路由器搭建一个常用的企业网网络，在工作组模式下完成Windows Server 2003的多种常用服务器配置；实现交换机VLAN划分，路由器的安全策略。其中，WEB服务器和FTP服务器为PC1，打印服务器为PC2，接到Route和Switch 1上，PC3、PC4为普通网络计算机，接Switch 2，两Switch 互联。为做好实验，我们在一台计算机上用虚拟机软件模拟出PC1和PC2，第二台计算机上模拟出PC3，PC4。具体操作步骤如下：（1）在一台机上创建虚拟机，配置为512M、8G硬盘、以太网卡，CPU为虚拟；（2）在该虚拟机上安装WINDOWS 2003操作系统，设置网络模式为桥接模式；（3）按照实验的网络拓扑结构，连接各种设备；（4）设置好每台虚拟机的IP地址，重新命名虚拟机的计算机名；（5）在Windows 2003系统上搭建WEB服务器、FTP服务器；（6）在交换机上按实验要求划分VLAN；（7）在路由器上按实验要求设置好路由器策略功能；（8）测试PC3、PC4能否访问PC1、PC2上的WEB服务器和FTP服务器，能否使用网络打印机。虚拟机的使用，节约了网络资源，改善了教学效果。

3 在计算机网络安全教学中的应用

计算机网络安全涉及系统安全设置、系统漏洞的分析与攻防、计算机病毒和黑客入侵防范等内容。为了让学生更好地明白系统配置方法，黑客攻防的原理，我们在教学中运用虚拟机模拟实验环境，让学生结合黑客工具软件进行漏洞扫描分析、进行实际的攻防操作，让学生们在各种攻击工具所造成的危害中进行分析和思考，从而加深对系统配置的理解及在实际操作中加强防范措施。

在系列的安全实验中，运用虚拟机所设置的实验环境对系统设备造成的危害最小，系统维护的工作量也最少，所起的效果也是最明显。

4 在操作系统教学中的应用

目前常用的计算机操作系统主要是：Windows系列和Linux系列。计算机维护专业的教学要进行系统安装、Ghost系统还原等操作，并且绝大多数保护系统是针对Windows的，对Linux保护相对较弱，Linux系统安全再者如果是双系统的话， Linux系统更改，Windows还要重新进行安装，况且学生机房中还有着系统还原之类的保护措施，频繁的更改操作系统在公共机房也是不允许的。诸多因素就造成对操作系统教学的不便使用虚拟机，就可以轻松化解这类问题。我们在Windows系统下安装虚拟机，再去安装 Linux、对Linux更改设置、进行Ghost系统还原等。

5 在辅助教学中的应用

VMware Workstation还提供了一项很实用的功能：视频捕捉和屏幕截图。对一些重复要讲的内容我们可以通过视频捕捉把要操作的内容进行适时录制或者进行截图，再通过投影设备展示给学生，这样既减轻了教师负担又节省了时间，还能充分利用现有设备解决教学问题。

总之，通过搭建虚拟机可以给计算机教学提供一个更安全、更真实的实验平台，降低实验成本，提高计算机课的教学效果，而且能培养学生发散思维能力能和提高学生的动手操作能力。

参考文献

[1]王春海著.虚拟机技术与应用:配置、管理与实验.清华大学出版社,2007.

[2]石志国著.计算机网络安全教程.清华大学出版社,2006.

[3]何珍祥,任文.计算机实验教学的利器——虚拟机之应用研究.高校实验室工作研究,2010.2.