基于虚拟化技术的高校教学管理模式探究

李佳明（四川文化产业职业学院 四川 成都 610213）

一、目前以传统PC机建设的机房的困境

（一）管理困境

政府、企业、学校等不同行业为提升员工工作技能，实现业务标准化，会建设培训教室用于定期业务教学；中小学、职教、高校等教育客户也会有不同规模的教学机房，帮助学生进行自主实验，实现多种教学活动或各种考试培训。目前电脑已深入到教学的各个方面，对系统环境改变的弹性和灵活提出了更高要求，而传统PC模式面对新需求时已然力不从心，主要问题如下：

1.终端机房属于终端密集型应用场景，由于是公共PC，异常问题较多，而且需要频繁更换教学环境，让日常桌面运维工作量变得相当惊人，特别是教育行业，权威机构也统计过，人均电脑维护量较大，问题十分突出。

2.在政府、企业等客户的培训教室一般仅供日常业务教学，性能要求低、无个性化桌面操作需求，采用传统PC容易资源浪费且无法形成标准化管理，系统升级和应用更新非常麻烦，用户的随意操作也让故障问题频繁发生，加大了终端管理难度。

3.在教育行业，既要能够提供纯净的教学环境，让学生能够专心上课，又需要做到不同语言、不同学科、不同系统、不同年级、不同课程的教学环境都可以单个学生实训室轻松、快速地提供，同时非教学时间还能允许等级考试、校外培训、自由上机、成人教育、社会办学等，以充分利用昂贵的设备投资。

为了满足教学方法和模式的变化和需求，需要一种新型的桌面交付模式：瘦终端+云桌面，此种模式可以同时提供标准化和个性化的教学保障，满足学校多种教学环境的快速切换，以提升软硬件资源的利用率。

（二）常用技术手段优缺点分析

1.Ghost

优点：系统快速恢复，且支持网络克隆。

缺点：在课时安排很满、很杂的情况下，无法在课间休息时间快速切换多种桌面教学环境；网络克隆受限于网络速度，而且依然需要每台客户端配合才能实现。

2.还原卡

优点：自动和手动恢复，实现半自动化维护。

缺点：还原卡容易失效、蓝屏现象常见、补丁统一升级麻烦。

二、基于虚拟化技术的桌面云管理模式

瘦终端+云桌面是一种新型的桌面交付模式，可以通过集中化的桌面管理，提升资源利用率，降低总体拥有成本。将教学桌面环境集中存放于数据中心，取代客户端的本地计算，实现教学桌面环境的标准化管理、按需分配和随时随地交付。

将考试教室或学生教学机房原本安装在本地电脑的桌面系统都通过后端服务器群进行集中托管，前端设备无系统、无数据，瘦终端只是作为一个输入输出及显示设备，然后替换传统PC而部署于实训室中，连接上网络后即可按需访问教学桌面。IT管理员不再需要花费大量精力帮助业务部门维护数量较多的培训PC，而仅需保障服务器群的正常运转，那么培训或教学工作便可以快速展开。

（一）平台体系架构

企业、政府、教育等不同行业在建设网络机房时，对桌面的发布需求是不一样，有些需要简易、标准化的桌面，有些需要高性能、个性化的桌面，利用桌面交付技术可以满足多种类型的桌面，具体方案组件如下：

（1）虚拟机管理软件：将服务器的CPU、内存、磁盘、I/O等硬件资源转换成可以动态管理的“资源池”，让一台服务器变成几台甚至上百台虚拟服务器（虚拟机），从而提升服务器资源利用率，并实现具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器集群环境。

（2）虚拟桌面控制器：提供桌面用户认证管理、桌面/应用资源访问控制、虚拟桌面创建及启动、桌面监控等功能，实现以更低成本、更安全、更可靠地交付Windows桌面；需与协同工作，并提供软件和硬件两种类型。

（3）瘦终端：外观小巧精致，性能强劲，处理速度快。

（二）体系模块优势

教学机房多用途化：传统PC如果要满足不同业务教学需求，需要安装N多种教学软件或进行复杂的桌面更换。当采用了云桌面方案之后，可以根据授课内容、团队培训目的等实际需求，利用桌面模板化技术快速满足多种教学用途，随时随地完成教学桌面切换，提升了教学质量。

（1）个性化教学：所有教学环境虚拟化后，桌面环境可以随需选择，比如需要实现单一化业务培训时，则可以选择仅发布标准化、涵盖所需软件的桌面系统，让他们只能接触到和教学相关的软件，精力集中，实现高效培训或教学，且节省硬件资源。或者根据教学需要为学生发布个性化上机桌面，保证学生可以自由实验，实现个性化学习，提供了一个完全开放式的教学实验新平台。

（2）教学桌面高效管理：强大的桌面还原模式让操作系统重启即可恢复正常，无需担忧软故障或故意破坏行为对系统造成的影响，实现对分散化的集中式管理和安全控制能力，无论是重装系统、更新软件、甚至是灾难恢复，都能在不影响教学的前提下，在办公室里远程、在线轻松地完成。

（三）新旧管理模式上的差异

（1）技术优势对比

1）桌面云方案提供了比网络Ghost更为便利的桌面部署方式，通过桌面模板自动创建锁定模式、还原模式、专用模式等桌面环境，在服务器上分钟级即可完成此项任务，而且还可以较好地支持未来实验室的增加、系统快速升级。

2）桌面云方案提供了比硬件还原卡更为灵活的操作，当系统中毒、使用变慢、误删系统文件和应用程序的情况下，只需执行快照回滚即可回退至系统初始状态，甚至于还可以直接设定为桌面还原模式，在每次注销时自动还原至初始状态。

3）投资回报比分析

注：此表格仅代表一般情况，具体数字可根据实际情况计算。

（2）虚拟桌面云在实训室应用的价值总结

云桌面让桌面环境改变弹性、灵活，可按照班级、课程、业务等创建桌面池；

集中管理可中央控制和管理电脑部署，教学桌面维护和升级非常快速；

桌面简洁可以有更多的桌面空间，在空间有限的情况下不再拥挤；

教学资源可以非教学时间充分利用，打造一机多用的教学环境；

保证性能、效能、功能没有改变，可按需实时部署、批量管理；

安静凉爽，学生机房噪音降低、降温节能，建设绿色IT学习环境。

三、优化管理场景

（一）场景一：电子阅览室/多媒体教室

前期数字化建设，吉首大学已经建成了“数字化的图书馆”，馆藏资源有63万余种电子文献和多种大型网络数据库，并在电子阅览室通过部署PC为学生提供上网和资料查询服务。但在使用过程中，由于PC的公用性、U盘和上网的病毒泛滥，导致软硬件故障问题较多，给IT管理员造成非常大的困扰，也影响电子阅览室的正常服务。

此外，为进一步强化“生均教学仪器设备、图书资源、教学科研平台建设”，以及加强教学质量与改革研究，学校新建一批多媒体教室，并致力于构建移动教学和教务办公。而传统教学模式为每位老师配备固定的台式机，每天老师都需要通过U盘携带教学资料到多媒体教室上课，正是由于U盘或移动硬盘的病毒传播，还有文档版本的不兼容问题，容易出现各种异常现象如电脑不可用、文档无法打开等，影响正常教学活动，也加大了管理难度。同时，现代教学模式要求老师能够进行移动备课（办公区、在家、出差等），且能够随时随地访问教学桌面为学生解决问题，总体提升教学效率和教学质量。

1.图书电子阅览室方案

采用“瘦客户机+共享桌面”模式，通过集中式桌面服务器实现桌面统一管理和终端快速部署，为管理员节省运维工作量，同时利用瘦终端的小巧无噪音的特性，实现节能减排，降低总体拥有成本。

2.优化多媒体教室、教学教务移动办公和跨平台文件方案

采用“瘦终端+独享桌面”模式，可以为每位教师量身定制个性化的教学桌面，首先老师在上课时可以快速调用自己的专属桌面，无需携带课件，简化多媒体教室的终端管理，不用再担心教学环境不兼容或者软件没有以及版本不对等诸多问题；其次老师也可以在校园内任何角落通过任意设备访问桌面资源，快速帮助学生解答问题，还可以在家访问教学桌面，提高备课效率。

（二）场景二：学生公共机房

1.采用传统PC的方式部署扩建机房面临的挑战

（1）学生上机实训室属于公用机房，学生的随意操作、系统频繁更新、病毒木马传播等问题，加大了机房管理难度，也导致了计算机损耗率大，投资回报率低，而整体系统稳定性差也容易影响正常教学活动。

（2）如果不同学生需要多套独立的学习环境，则需要占用多台物理PC或多个机房，利用率比较低。当机房空闲时，如果需要将现有学生公共机房环境用于其他活动如等级考试、阅卷等，对于机房管理员来说，其环境变更难度也是非常大的。

2.机房管理问题优化方案

针对学校遇到的机房管理难题，采用桌面云方案将学生上机桌面集中化管理，无论是系统升级、教学环境配置、故障恢复等工作都可以快速完成，老师再为不需要为教学或考试环境的准备及复原进行大量工作，提升上机桌面正常使用率，轻松管理工程机械和汽车电气两个上课机房。

另外，桌面虚拟化还可以帮助学校实现更为灵活的教学模式，比如为老师量身定制个性化的教学桌面，在不同机房都可以随时调用专属桌面进行上课，也可以为不同专业、不同年级的学生在同一机房打造不同的教学环境，在机房空闲时通过虚拟机模板一键化替换，可让机房快速满足教师阅卷、等级考试等其他用途。

四、结语

桌面虚拟化以其低成本、低功耗、高安全、易管理，以崭新的姿态蓬勃发展中，在大数据的背景下，桌面虚拟化的作用是不可估量的，而且大数据已经渗透到了社会的各个领域，在教育领域中，可以通过大数据为学生制定个性化的培养方案，也可以对大数据进行分析来指导教育的发展方向以及完善教育评价机制，不久将来虚拟化技术必将给我们的生活世界带来新一轮视觉冲击、创新和动力。