虚拟技术在计算机实验教学中的运用探究

陈皓　彭玉亮　潘强

[摘要]知识经济时代，计算机作为科技革新的成果，其在人们现代化生活中的应用越来越广泛，并日渐成为不可或缺的一部分。计算机实验教学的根本任务是传授知识、培养能力，是引导学生掌握这门科技的重要手段。在这样的环境背景下，如何提高计算机实验教学实效成为了学术界关注的焦点，也是学校计算机教育优化的思考重点。本文在对虚拟技术特性优势作出简要分析和概述的基础上，重点就虚拟技术在计算机实验教学中的运用进行了探究。希望借助以下研究对进一步促进我国计算机实验教学改革具有一定的借鉴意义。

[关键词]计算机实验教学；虚拟技术；特性优势；运用策略

引言

近年来，随着我国教育事业的普及化发展，各院校生源数量不断增长，使得原本就捉襟见肘的计算机实验教学资源更是匮乏，难以满足学生的实践操作需求。同时，受制于有限的资金、资源支撑，很多院校的计算机实验教学环境陈旧过时，与科技发展的步伐相去甚远。如此环境下培养的人才也自然难以适应市场经济要求。而虚拟技术良好的独立性、迁移性等优势，使其在计算机实验教学中的运用发挥了巨大功能作用，在一定程度上缓解了院校资源困境，有利于提高人才培养实效。

一、虚拟技术的特性优势

虚拟技术是一种通过分区或组合CPU、内存、磁盘空间等计算机资源，打破了物力逻辑结构的壁垒，创设多个操作环境的访问技术。时至今日，虚拟技术在计算机领域的应用已进入了普泛化发展阶段。计算机实验教学是一门实践性很强并且任务繁杂的科目，在操作中很容易出现诸多系统故障，传统模式下受制于此难以进行全方位演示。而虚拟技术支持的计算机实验教学无需配置交换机、路由、房间等，只需投入少量资金即可构建复杂的实验环境，同时可虚拟出多个独立的操作系统和硬件资源，因此无需担忧破坏性实验或危险性实验等对计算机造成损伤，具有良好的经济性。此外，随着科技的发展，计算机硬件更新换代速度加快，很难在真实的实验环境中全部统筹进来，即使建成了较为完整的实验室，也会在较短的时间内过时，与时代潮流脱节。虚拟技术在计算机实验教学中的运用，只需进行升级包安装操作即可保证先进性，意味着时刻与技术发展接轨，有利于提高计算机实验教学实效性。

二、虚拟技术在计算机实验教学中的运用策略

作者基于上述认识，结合计算机实验教学需求，有针对性地提出了以下几种虚拟技术在计算机实验教学中的运用策略，以供参考和借鉴。

（一）单机操作

在计算机单机操作实验教学中，虽然无需搭建网络平台，但丰富的课程内容设置依然对实验环境提出了千差万别的要求。例如，随着Windows到Linux/Unix等操作系统升级，计算机实验教学内容会出现相应的变化，为了确保实验教学效率及效果，计算机需要同时搭载多个版本的操作系统，然而事实上普通计算机是无法将这些兼容在一起的，而且会影响其反应速度。针对此类计算机实验教学课程问题，可以通过运用虚拟技术予以解决。具体而言，相关教师可以在安装Windows系统的实验计算机上部署虚拟机系统，继而根据实际教学需求创建多个虚拟机，此后可在每一个虚拟机上安装不同的系统版本进行随意切换。在此过程中，缘于虚拟技术良好的独立性，学生可在实验中进行任意操作，而不必担心操作失误对物理主机造成破坏或系统崩溃。如此，在这样的计算机教学实验环境支持下，学生可以将自己的所思所想大胆实践，利于其实践能力、创新能力以及思维能力等培养。

（二）网络实验

计算机网络实验教学是一项实践工程，每一位学生都希望动手操作验证理论，在亲自搭建、配置网络上跃跃欲试。然而，很多院校的计算机实验环境决定了其不可能让学生随意配置网络，以免操作失误造成设备损坏或网络崩溃等，影响其他实验教学课程的正常开展。理论与实践相脱离，不仅打击了学生计算机实验教学参与积极性，还影响了其学习效果。对此，可运用虚拟技术搭建一个局域网环境，虚拟出一个具备完整硬件、虚拟网卡等的网络组件，进而组织学生按照实验要求进行虚拟机组网，培养他们一定的网络设备配置能力。同时，还可藉此平台进行DHCP、DNS服务器架设等计算机实验，为学生创设真实的操作环境。此外，教师还需运用虚拟技术组织学生开展计算机信息安全实验活动，分别扮演攻防两种角色，深刻理解ARP欺骗、DOS攻击、木马植入等工作原理，掌握一定的应对和处理技巧。虚拟技术搭建的网络环境基本与现实无异，因而可以使学生获得更多的实验体验，并且有机地与生活实践联系在一起，有利于其对培训知识、技能的掌握。

（三）资源共享

素质教育背景下，学生作为主体，越来越强调自主学习能力的培养与发挥。在有限的课堂教学时间内，学生很难对计算机实验内容全盘接收和掌握，需要课后进一步的消化练习。充分利用课余时间，有利于培养学生的自主学习意识，对提高其学习成效意义重大，因此应给予高度支持。对此，教师可根据学生需求，利用虚拟技术的可移植性，将部署好的计算机实验教学环境迁移到移动设备中，由学生自由支配和使用。在此過程中，学生只需将移动设备中的文件复制到个人电脑上，启动虚拟机即可拥有与实验教学相同的环境，并就自己的薄弱之处进行反复练习。除此之外，虚拟技术在计算机桌面软件处理中的运用，包括客户端设备、服务器虚拟、桌面虚拟等，可以发挥巨大的功能作用。通过此种技术操作，教师可利用远程协议对服务器联结下的学生电脑进行操作，与学生实现深度交流，如此可以有效提高计算机实验教学效率与质量。

三、结语

总之，在信息时代来临的今天，包括教育行业在内的社会各个领域，都应当在努力审视自身特点以及不足的基础上，转变传统方式方法，努力开发与本行业相关的计算机网络技术，以此来通过发挥计算机网络技术的辅助作用，来改善本行业原有的不足，促进本行业在新时期的可持续发展。尤其是对于与计算机网络技术相关且操作性较强的计算机实验教学而言，更应当通过对虚拟技术的应用来充分发挥本学科的特色。这即是信息时代发展的必然结果，同时也是新课改的要求。由于个人能力有限，加之虚拟技术应用功能愈加广泛，本文作出的相关研究可能存在不足之处。因此，作者希望业界更多学者参与此项研究，根据计算机实验教学特点及需求，结合虚拟技术特性优势，有针对性地提出更多虚拟技术在计算机实验教学中的运用策略，以促进院校计算机教育优化发展，使之培养出更多优秀人才。