虚拟化技术在高校计算机实验教学中的应用研究

谯劲松

（眉山职业技术学院，四川 眉山 620010）

目前，为了响应国家提出的高素质人才培养政策，各大高校每年都在不断扩招，大学生人数的增多意味着学校要花费大成本购置新的硬件设备，才能够满足当下的实验教学要求。而计算机虚拟技术能够独自运行自己的操作系统和应用程序，它完全由软件组成，不含任何的硬件组件，能够极大的降低成本，降低能耗，同时也便于管理和规划，能最大化的提高资源的利用率。

一、计算机实验教学的重要性

随着时代的不断进步，新兴行业不断发展，相应的，高校开设的实验课程越来越多。实验教学是对课堂理论知识的有效实践，能够进一步加深学生对知识的理解，有利于促进学生知识和技能的全面发展，同时，计算机辅助教学，能将繁琐复杂的文字转化为实际操作，培养了学生的探索兴趣。比如建筑专业的学生要熟练掌握BIM，REVITE，CAD等软件的使用，实验教学提供了这样一个平台，有助于学生对本专业技能的全面掌握，提高就业竞争力。由此可见，计算机辅助的实验教学方法已成为大学教学中不可缺少的一部分。

二、现阶段高校计算机实验教学中存在的问题

（一）硬件设备不足

随着各大院校招生的不断扩大，学校的硬件设备早已不堪重负，数量不足，计算机老化，系统落后是最为主要的几个问题，这给教学带来了极大的不便。实验教学的目的就是为了让学生们能够上机操作，巩固并熟练运用理论知识，现在却演变成了需要几个学生共用一台的现状，难以达到教学目的。

（二）计算机的资源利用率不高

在当前经济严峻时期，学校难以投入较多的资金购买设备，故而，学校的硬件设备有限，通常都是一个实验室同时供多个专业的学生共同使用。所以往往只有上课时间学生们才能够使用计算机，而且一旦下课铃响，不管学生当前的操作有没有完成，都必须离开实验室，为下堂课的学生腾出位置，未完成的操作过程通常难以保存，下次课程又是学习新的内容，未完成的操作终将停留在“未完成”，难以达到练习的目的，同时，除却上课时间，实验室的大门都是紧锁的，这极大的浪费了计算机资源。

（三）计算机系统维护困难，成本高

不同年级，不同专业的学生所要用到的软件各不相同，而且软件更新换代迅速，实验室为了满足教学需求，需要频繁的安装并升级软件，这对硬件设备会产生很大的危害，常见的问题就是死机，系统故障等，甚至会产生难以修复的问题，这给维护员也带来了很大的麻烦，正可谓是，既增加了人力，又浪费了财力，得不偿失。

（四）局域网限制，加大了学习难度

越来越多的课程都需要在网上学习，甚至有些必须要连接学校的内网才能进入学习，但是学校有限的计算机难以满足这么多人的学习，最终还可能导致学习任务无法完成。还有一个令人头痛的问题，计算机基础学习的上机考试只能在实验室内完成，只有实验室的电脑上才安装有练习软件，学生们为了考取一个好成绩，一大早就都去实验室挤，占位置，这也不是办法。除了上述我提到的两例，还有其他类似的诸多问题，这给学生们的学习带来了诸多不便。

三、虚拟化技术在高校计算机实验教学中的优点

（一）软件支撑，无需硬件组件

虚拟化技术的运用解决了实验室计算机设备不足的问题。多媒体是虚拟化技术运用的产物，多媒体教学可以实现在现有设备不足的情况下，提高教学效率和教学质量。在实验室里，学生通过电子投影，一边听教师的讲解，一边看教师的操作，使理论知识具象化，实现了课堂和实验操作的双重结合，同时，教师也可利用远程操作系统实时控制学生的电脑，规范学生的学习，防止学生在教师讲课过程中上网，打游戏等，对学生起到了一个监督作用，让他们专注于学习，切实的提到了课堂的效率。

（二）提高资源利用率

虚拟化技术能最大限度的整合资源，把有限的固定的实体资源按照不同的需求进行重新规划，比如服务器，网络，内存及存储等，旨在达到最大利用率。在计算机上可以同时运行多个操作系统，每个操作系统又可以运行多个程序，例如，建筑设计专业的课程有时要求REVITE和CAD两个软件同时使用，并不时切换，虚拟化技术能够支撑这种操作正常运行而不出故障，并且不会对硬件设施造成太大的伤害。另外，学生们在课上难以保存的操作文件可以通过远程操作计算机，将未完成的操作储存下来，以便于学生下堂课继续完成，这就是通常所称的桌面虚拟化。

（三）降低成本

与传统的计算机相比，将虚拟化技术运用到计算机中，可以扩充硬件容量，即存储虚拟化，将实体存储空间分隔成不同的逻辑存储空间，使软件运行时最小程度的危害到硬件设备，降低了故障频率，节省一大笔维修费用，并且，也能减少虚拟机的使用，同样节省了一笔开销。运用虚拟化技术，很多的软件的运行过程都是在虚拟环境中完成的，不会对主机产生破坏。比如，当讲到网络病毒侵入的特点，现象，解决方案时，传统教学只能利用抽象的文字加以说明，学生理解起来有一定的困难，但是又不能够进行演示，不然病毒一旦侵入，会造成计算机信息被盗取，数据流失等严重后果，而利用虚拟化技术，可以在模拟机上种植病毒文件，让学生真切的体会病毒侵入的危险性，从而引起重视，更加注重网络安全。

（四）应用程序虚拟化

对于上述提到的网上学习问题，比如毛概的学习，需要在至善网上练题，看视频，考试等，如果只能用实验室的计算机，可能大部分学生都难以完成学习任务，虚拟化技术可以将应用程序虚拟化，学生将软件程序下载到自己的电脑上面，同样可以进行操作，计算机二级考试软件也是一个很典型的例子，学生们可以在模拟状态下考试，刷题，取得的分数能帮助学生客观的认识到自己的能力，达到学习和练习的双重目的。

综上所述，虚拟化技术能极大地改善学生在传统实验教学过程中的恶劣环境，包括设备的不足，计算机老化落后，资源利用低下等问题，能够极大地帮助学生各方面的学习，同时，也可以提高多媒体数字化在教学中的运用，将书本中的信息资源整合起来。作为一名计算机教师，我认为，将虚拟化技术运用到实验室教学中尚且处于探索阶段，有益必有弊，运用过程中要多与学生沟通交流，发现不足之处，及时解决，以期保证实验教学的顺利开展。