虚拟机技术在计算机实验教学中的有效运用

哈尔滨铁道职业技术学院 李 强

虚拟机技术在计算机实验教学中的有效运用

哈尔滨铁道职业技术学院 李 强

虚拟机技术是在上个世纪末期逐渐发展起来的一项计算机技术，并且在最近几年发展极为迅速，如今已经发展到了一个相当高的水平。将虚拟机技术应用于课堂教学中，一直是研究工作者非常重要的课题，在研究过程中也取得了不错的成果。本文主要就计算机实验教学中的虚拟机技术运用进行研究，文章首先简单介绍了虚拟机，然后分析虚拟机技术之所以应用在计算机实验教学的原因，接着结合虚拟机技术在计算机实验教学中的应用，并且就应用后的效果进行分析，说明虚拟技术在应用于计算机实验教学的可行性。

虚拟机技术；计算机实验；教学；运用

近几年，我国一直推行素质教育，为了更好的贯彻落实好素质教育，如何更好的把素质教育理念融入到课堂教学中去，成为了教育工作者不得不需要深究的难题[1]。信息技术课程中的计算机实验课是一门操作性比较强的课程，它不仅需要培养学生的理论知识，还需要培养学生动手动脑的能力。在课堂教学中，教师如何发挥其主导作用，充分调动学生的学习积极性，努力提升他们的综合素质，已经成为当前在进行信息技术教学中非常重要的研究课题。

1 虚拟机简介

1.1 虚拟机概述

虚拟机本身是一种系统，它是一种特殊化的系统，它能够支持多种操作系统同时在单个物理处理器上运行，并且它还能够提供非常有效的硬件使用[2]。在整个虚拟机系统中，中央处理器芯片把系统从其它的部分中划分出一定的存储空间留给运行各个系统，操作系统和应用系统运行的状态都是非常安全的。如果一旦某虚拟机出现程序方面的问题，也不会影响虚拟机外其它程序的正常运行。虚拟机相比于真实的计算机一大显著的特点就是它能够同时运行多个操作系统，并且这多个操作系统是互不影响的，它们都能够进行正常的工作。它克服了真实状态下计算机不能同时运行多个操作系统的这种局限性，实现了底层设备资源的定向交互。

1.2 虚拟机技术分类

第一，虚拟硬件模式。虚拟硬件模式是发展比较早的一种模式，属于一种最传统的虚拟计算机模式[3]。这种的虚拟硬件模型把所有的硬件设施都划分到了一个虚拟化层里面去，在这种模式下每一个虚拟机都是整台宿主机端的完整拷贝。在这种模式下，即使是虚拟机的系统崩溃了也不会影响真实计算机本身的运作，真正的实现了对宿主计算机系统资源的保护。

第二，虚拟操作系统模式。通过这种模式可以建立一个基于主机系统的虚拟层，这个虚拟层可以帮助人们实现各种资源的共享，最大化的实现资源的管理与共享。基于这种层所建立的虚拟机都是独立的，它们各自都有着最高的访问权限，每一个虚拟专用服务器上面的管理和运行都和主机是完全相同的。由于单个的物理服务器上面就可以加载上百个的共享操作系统，这就大大降低了处理服务器资源方面的消耗。

第三，Xen这种模式是近年来最受人们关注的一种。它是基于虚拟硬件虚拟机的基础上发展而来的，具有很多虚拟硬件虚拟机上面的特点，它比虚拟硬盘模式最大的进步之处就是在于它可以有选择性的修改宿主机的操作系统。不过它比虚拟硬件虚拟机相对来说复杂的一点就是需要修改操作系统的内核。

2 虚拟机技术在计算机实验教学应用的原因分析

2.1 虚拟机技术的特点

虚拟机系统和实际的系统是一组相互对立的概念，它有着自己独特的特点，如下：

第一，可以同时运行多个操作系统。这一特点是实际操作系统所不能做到的，是最明显的区别与实际操作系统的一点。它可以在一块物理机器上面安装多个操作系统，设置多个虚拟的计算机，并且这些的计算机之间都是相互独立运行的。

第二，对虚拟系统的硬件有统一的要求。这一要求就保证了硬件的一致性，降低了因为硬件不兼容而导致安装虚拟机时所出现不兼容问题的可能性。这些的标准化的硬件能够满足绝大部分要求指标，方便用户的体验。

第三，具有快速的恢复性。我们知道虚拟系统，是我们依托物理系统所建立的虚拟的操作系统，它的建立是依托着实际操作系统的。当虚拟机发生瘫痪的时候，只要宿主机没有问题，我们就可以利用宿主机的操作系统，很快的再建立新的虚拟机系统。为了防止突发情况的产生，虚拟机本身就带有撤销盘，可以随时的保存虚拟机的当前状态，发生突发情况时可以迅速的恢复到所保存的状态。

2.2 虚拟机技术和计算机实验教学的紧密联系

第一，对硬盘的练习内容起到一定的补充作用。在讲课过程中，老师只能单凭语言来帮助学生了解如何的进行诸如硬盘的分区、格式化等方面的操作，不可能真的去拿真实的电脑来做这方面的实验的。不过在虚拟机上面这些就不再是难题，学生可以在上面任意的操作，不会影响到其他班学生的教学。

第二，重装计算机系统的补充。在讲解安装操作系统时，老师不可能让每个学生都拿真实的电脑来进行系统的重装，以免引起不必要的损失。使用了虚拟机技术之后，老师就可以在虚拟机上面演示如何进行系统的安装以及重装，并且学生也可以自己尝试进行安装了。

第三，计算机软件安装内容的补充。学生机房对电脑具有维护措施，学生是不能擅自安装软件的。在应用了虚拟机之后，学生就可以尝试将软件安装在虚拟机上面，具体的操作步骤和安装在实体计算机上面是一样的，而且使用虚拟机还不影响其他班机的对机房的使用。

3 虚拟机技术在计算机实验教学中的运用

3.1 虚拟机技术在教学中的应用方面

第一，可以用该技术来设置BIOS SETUP的参数。当学生的机器刚刚启动好的时候，老师可以知道学生通过用鼠标点击Guest OS的界面，然后配合相关的按键组合进入到BIOS SETUP的界面。当同学都进入这一界面之后，老师可以指导学生进行BIOS的参数的设置练习，真正的进行模拟教学。让学生切身体会所要学习的软件。

第二，通过虚拟机，学生可以毫无压力的练习操作系统的安装或者是更新工作，因为即使安装失败了，对于安装系统来说，也是毫无影响的。

第三，因为虚拟机技术不会对原系统文件造成任何的损害，所以学生在学习的过程中，可以操作一些以前所不能进行的指令。比如练习运行一些具有危害性质的指令，通过切身输入指令，并观察结果这样更能提升学生的学习效率。

第四，我们知道虚拟机上面的东西不是机房电脑上面的东西，上面的所有东西是都可以拿来供学生练习的，学生可以通过建立属于自己的OS，在自己的虚拟机上面爱怎么删文件就怎么删，真正让学生进行了全方位的模拟操作，通过自己实际操作学习到了传统教学模式下只能通过老师讲授却不能自己进行实际操作的信息技术知识。

3.2 虚拟机技术在信息技术课程中应用结果分析

虚拟技术发展到今天已经慢慢被大众所熟知并接受，通过与信息技术课程的有机结合使得学生的信息素质比以前更加的全面起来；其次应用这种技术可以让学生更加全面体现信息技术所包含的内在的东西，虚拟机技术相比于以前的死板式的灌输式教学方法，更加能够调动学生的学习热情，充实了信息技术教学的内容；然后虚拟机技术将网络组建等的知识清晰的呈现在学生面前，揭去了网络传播的面纱。

4 结语

信息技术课堂中应用虚拟机技术是现代科技迅速发展的重要体现，在课堂教学中广泛应用虚拟机技术能够培养学生实践能力，并且在虚拟机技术中还蕴含着丰富的教育教学资源。随着我国素质教育改革的不断发展，信息技术课程要求的不断提升，增加了虚拟机技术应用于课堂教学的偶然性和必然性。不过当前看来虚拟机技术应用在计算机实验教学中仍然处在摸索阶段，很多理论和经验都不足，需要教育专家以及广大教育工作者的共同努力。

[1]刘爱军,樊景博.虚拟机技术在计算机实验教学中的应用探讨[J].商场现代化,2007,24:398-399.

[2]梁志军.虚拟机技术辅助计算机实验教学研究[J].太原城市职业技术学院学报,2014,07:42-43.

[3]贾美娟,介龙梅,程晓旭.虚拟机技术在计算机安全技术实验教学中的应用[J].计算机教育,2012,12:82-85.