计算机实践教学中虚拟化技术的应用探讨

王方

【摘要】为了适应社会信息化建设的需求，计算机实践教学已经成为一门重要课程。本文从高校计算机实践教学中存在的普遍问题出发，对虚拟化技术在教学中的具体应用进行了具体讨论，为提高计算机实践教学水平提供了宝贵的借鉴。

【关键词】计算机 实践教学 虚拟化技术

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0044-01

虚拟化技术的内涵囊括的范围非常广泛，单就计算机而言，该技术就是指计算元件在构建的虚拟环境中运行[1]。在计算机中，虚拟化技术的应用具有非常重要的作用，不仅可以扩充其硬件的容量，还可以简化软件的初始化过程。另外，中央处理器的虚拟化技术还能够充分利用单CPU来完成多个CPU的同时运行，也就是在一个平台中，能够同时操作多个系统，而且每个独立空间内的程序运行能够相互独立，不受到其他空间程序的影响[2]。因此，虚拟化技术的应用能够有效提高计算机的工作效率。但是从当期学校计算机实践教学的现状来看，还存在很多问题，例如实验室设备有限等，运用虚拟化技术为解决这些问题提供了新的思路。

一、计算机实践教学中存在的问题

随着学校招生规模的不断扩大，开展各项工作的压力也在不断增加，教育经费根本无法满足学生数量增长产生的对教育资源的需求。在这种情况下，学校的教学实验设备无法及时补充数量，定期更新，不利于学生实践课程活动的开展。目前，计算机实践教学中存在的问题主要如下：

1.计算机的数量不足

在实验机房内，计算机的数量有限，根本无法满足学生充分了解计算机的学习愿望，也没有足够的条件开展计算机的网络实验。由于不具备相应的实践环境，教师只能通过常规的课堂讲解，或者是让他们操作非常简单的系统来增强对计算机的了解。由于学校资源的有限，学生无法正常进行系统操作实验和网络安全实验，学习效果并不理想。

2.保护卡和BIOS密码的设置

为了保护计算机，学校实验机房的管理员会在计算机中设置保护卡和BIOS密码[3]。这一措施虽然能在一定程度上保护计算机，但是学生在进行实践操作时，就无法接触BIOS和被屏蔽的控制面板，也就无法完成BIOS设置、软件安装及调试和系统设置等练习。因为如果学生完成设置，并重启计算机后，保护卡的功能和系统就会自动恢复成未设置的初始状态。

3.教师习惯采用课堂教学模式

为了减少实践教学对计算机硬件造成的损伤，很多教师都选择常规的课堂教学模式来完成计算机的实践教学。因为在进行文件格式化和系统安装等系统维护的教学时，都会对计算机的硬件造成不同程度的损害。但是在常规的课堂教学中，教师无法借助计算机将知识点生动的展现出来，无法增添教学趣味性，课堂教学比较单调、枯燥，达不到理想的教学效果。

二、虚拟化技术在计算机实践教学中的具体应用

针对当前计算机实践教学中存在的上述问题，运用虚拟化技术可以有效解决，具体的应用如下：

1.虚拟操作可以有效避免计算机硬件的损坏

这是因为，虚拟技术的操作对象只是计算机中的一个文件，学生在操作的过程中可以任意对其格式化，磁盘分区和操作系统安装等操作。但是在真实的计算机中，这些都是不被允许随意进行的操作，只有管理员才有操作权限。虚拟化技术生成的虚拟计算机只是真实计算机的一个映像，学生完成相应的实践操作后，可以直接将其删除，或者进行克隆，而且不会对真实计算机的操作系统造成任何损害。

2.构建虚拟环境，为完成系统操作实验提供便利

运用虚拟化技术可以在计算机的硬盘和内存中，虚拟出很多计算机来让学生使用。生成的若干个虚拟计算机，每一个都拥有独立的操作系统、硬盘和CMOS等元件。学生在这种虚拟的环境中，可以随意进行硬盘分区、软件安装和文件格式化等操作。如果在实践的过程中，系统因为故障无法正常运行，只需直接删除虚拟机就可以解决问题，恢复正常运行，不会对真实的计算机产生任何影响。学生则可以继续在新的虚拟机中完成实验。由此可知，虚拟化技术的应用具有安全有效和操作方便的优势，可以最大限度的满足学生对计算机的实践操作需求，帮助他们熟练掌握计算机的系统安装、维护等基本操作。

除此之外，虚拟化技术在计算机实践教学中的具体应用，还能够实现Linux和Unix系统的无缝切换[4]。很多学生对这两种操作系统并不熟悉，但是在运用虚拟化技术建立虚拟计算机之后，他们就会增强对上述两种系统的了解，有助于激发学生的学习兴趣，从而为学习效率的提高创造条件。

3.能够实现实验设备的充分利用

运用虚拟化技术创建虚拟环境，学生只需要利用一台计算机的虚拟系统，就可以同时完成多个网络下的实验任务，除了能提高设备的利用效率之外，还能创造更多的实验时间和机会，有助于培养学生的实践动手能力。在真实的环境中，计算机实践教学需要很多设备，并且会占用很大的空间，目前很多学校的计算机机房并不具备足够的实验设备和环境来满足学生的需求，一台计算机必须由3～4名同学共同使用。这样，在有限的时间内，根本不能保证每名同学都完成了实验任务，也无法取得预期的实验效果。

三、结束语

综上所述，互联网的普及和信息时代的到来对计算机的实践教学提出了更高的要求，为了解决学校开展计算机实践教学中存在的实验设备数量不足、保护卡和BIOS密码的设置和教师习惯采用课堂教学模式等问题，我们充分利用虚拟化技术解决了上述问题，并取得了显著的应用效果。

参考文献：

[1]金沂.基于Hyper-V的虚拟化技术在计算机基础课程实践教学中的应用[J].微型电脑应用，2014，05（14）：51-53.

[2]陈小琴，李丽娜.虚拟化技术在高职院校计算机实践教学中的应用[J].数字技术与应用，2013，07（03）：227-228.

[3]罗婕，宁天桥.服务器虚拟化技术在计算机实验室的实践应用[J].计算机时代，2010，02（17）：44-46+48.

[4]张淑芬，陈学斌，张帅.虚拟化技术在计算机实践教学中的应用研究[J].计算机教育，2009，13（02）：215-217.