虚拟技术在实践教学模式变革中的运用研究

袁瑛+沈平

摘要：虚拟技术是一种应用广泛的计算机技术，将其运用到高职院校工科类实践教学中，可以弥补实践教学硬件设备配置不足、软件管理混乱、实验场景不足等多种问题，通过虚拟技术对物理设备、软件分离，操作系统进行模拟，可达到提升实践教学效果的目的。同时，利用虚拟机可以搭建科学的实践教学平台，从而节约资金成本，也可以减少教师的工作量。该研究主要是将传统实践教学与基于虚拟技术的实践教学进行比较，同时还对虚拟技术的实践教学提出了几点变革的措施，进而对虚拟技术在高校工科类实践教学中的应用进行了的探讨。

关键词：虚拟技术；实践教学

1概述

随着“互联网+”技术和现代计算机技术的迅速发展，新理念、新技术、新手段的虚拟技术、云计算等正在不断改变着我们的日常生活、工作和学习方式和模式，还不断影响着社会的各阶层。而高职院校也在不断更新办学理念，让现代的新技术、新成果在教学内容、教学方法中得到应用，特别是实践教学模式的变革及教学方法的改进最为突出，对教学质量的提高，管理效率提升，教学资源成本的降低带来了巨大影响。更好地服务于高职院校的办学宗旨，创新型人才培养目标，提升高职院校办学能力。

2虚拟技术概述

虚拟技术是一种通过组合或分区现有的计算机资源（CPU、内存、磁盘空间等），使得这些资源表现为一个或多个操作环境，从而提供优于原有资源配置的访问方式的技术。虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒。未来，所有的资源都是透明的，虚拟世界运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术就是实现它的理想工具。虚拟化环境需要多种技术的协调配合：服务器和操作系统的虚拟化、存储虚拟化以及系统管理、资源管理和软件提交，与非虚拟化环境一致的应用环境。

3虚拟技术的实践教学环境的优势

随着“互联网+”技术和现代计算机技术的迅速发展，新理念、新技术、新手段的虚拟技术、云计算等出现，传统一人一机、一人一设备的实践教学模式已经不能满足和适应现代教育高职快速发展的需要。

虚拟技术在高职院校实践教学环境搭建中作用很大，影响深远，主要体现在以下四个方面：

1）降低实践教学基地或实验实训中心的建设成本，提高实践教学基地的建设质量。虚拟技术的应用可以极大地减少实践教学中的硬件成本投人，充分利用虚拟技术对实践环境进行仿真，对贵重设备进行虚拟，实现一机多用。实验项目也可以通过更改虚拟机的配置实现，通过虚拟技术的任意组合，能开发出丰富的实验项目。

2）解决了危险（破坏）性环境实验室的构建问题

由于虚拟技术构建的是基于物理设备上的环境仿真，因此可以构建危险（破坏）性的实验室，在虚拟的环境下，危险实验、破坏性的实验可以正常进行，受到破坏后的实验室，只需要对虚拟系统进行重构，恢复就可以进行下一次的实验。

3）提高了实践教学中的管理效率，延伸实践教学的时间与空间。

通过虚拟技术构建的实验设备有着更好的安全性，大大减轻了实验管理人员维护设备的工作量和压力，通过虚拟技术+互联网模式的应用，搭建的虚擬远程实验室可以延伸学生参与实践教学的时间与空间限制。

4）基于虚拟技术搭建的虚拟机有着互联网能力。对于具有不同教学任务与教学目标的计算机实践教学活动，虚拟机全部可以满足其要求。同时，虚拟机的搭建本来就可以成为计算机实践教学中的内容，并且要求教师指导学生了解虚拟机的搭建的理论知识与实践操作方法，要求学生在计算机实践中进行虚拟机的构建。从而推动学生学习兴趣和学习积极性的提升。

4虚拟技术在实践教学模式中的效果

1）物理设备检测与维修的教学

计算机的组装与维护、汽车检测与维修等需要物理设备来进行实物教学的实验，学生可以通过组装计算机来了解计算机硬件设备、硬盘分区、设备组装等，通过对折装汽车来了解汽车的构造等。而传统的实践教学中，大部分都采用PPT展示、视频观摩等形式进行讲解，不可能对物理计算机硬件设备、汽车设备进行真刀真枪的操作，学生更是无法亲自动手感受真实的场景。而虚拟技术的充分运用，可以解决计算机硬件教学、汽车检测与维修中学生实际动手能力训练的问题，学生可以在虚拟环境中大胆尝试，即便出现操作失误也能马上恢复，由此提高了计算机、汽车等物理设备教学的效率。

2）通信仿真、物联网技术的教学

由于通信技术、物联网技术设备的成本高昂，很多高职院校在开设实践教学中设备投入不足。虚拟仿真技术解决了这一难题，通过对贵重设备、关键配置部分进行软件仿真，通过更改配置、参数等构建丰富的实验环境，开发出丰富的实验项目，满足教学的需要，提高学生对技术的掌握，能够适应不同的工作环境，提高人才的培养质量，同时提升通信技术、物联网技术的实践教学的效率。

5虚拟技术作用实践教学变革的具体举措

1）搭建多系统实验环境

基于虚拟技术的实践教学有着多种不同的教学内容和教学环境，需要不同的场景与操作系统，高职院校可以采用虚拟技术来搭建多个不同种类的系统环境来满足不同层次、不同类型的教学需要。比如处理Linux系统应用教学、Window server配置教学、专业软件教学并存的教学环境，就需要搭建多系统的实验环境来解决。在网络配置的实践教学中也需要搭建多系统的实验环境。具体办法可以采用一台物理机利用虚拟技术构建多个虚拟机的形式进行解决。

2）搭建远程虚拟实验室

在工科类实训基地或实验室建设过程中，传统物理设备实验室投资大，时间与空间均有限，通过虚拟技术搭建的远程虚拟实验室可以解决这些问题，比如Linux实验室的构建、汽车故障的检测、计算机硬件故障的检测、网络安全的配置与攻防等实验室，需要用到大量的物理设备，成本大。同时也只能局限于实验室开放的时间。为了提高实践教学的质量，给学生提供一个设备齐全、实验项目丰富，不受空间、时间限制的实验环境，我们可以利用虚拟技术搭建远程虚拟实验室来提高实训基地或实验室的建设质量，从而促进实践教学模式的变革，促进教师实践教学方式的改变，让学生课堂跟学、课后复学、时时可学，提升学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力。

6结论

综上所述，新技术、新理念、新手段的虚拟技术在工科实践教学变革中起到了重要作用。它能够对工科类实践教学内容进行有组织性集中储备，对工科类实践教学软件进行统一安装、配置及部署，大大提高了高职院校工科类实验设备的利用率，降低了管理和维护的成本，创新了人才的培养目标。因此对于工科类专任教师，应当对基于虚拟技术的应用做出探索与研究，并通过虚拟技术应用的多样化来提升实训基地的建设质量，促进教师的实践教学模式改革，更新教师实践教学观念，提高实践教学水平和效率。