虚拟机在计算机教学中的应用

摘 要：随着我国目前高等学校的招生规模日益加大,在实际教学中也带来了许多问题,在计算机学科教育中,实践是十分重要的,需要学生只有在学习中更多的掌握实践和技术,但是面对我国目前计算机硬件设施不足,我们使用了虚拟机技术,构建虚拟平台,让学生体验感受真实环境,锻炼动手能力,保证教学任务的顺利完成.

关 键 词：虚拟机技术；计算机教学；应用

中图分类号：TP3-4文献标识码：A文章编号：1674-7712（2013）02-0212-01

计算机是一门实践性非常强的学科,需要给学生提供一定的实践环境,才能培养出动手能力强的一批高素质应用人才.如何在现有的教学条件下,最大的提高学生的动手能力,是我们急需解决的问题.

一、当前计算机教学中面临的问题

在高等院校的计算机教学中,教师需要对学生讲解如何对计算机进行系统维护实验.如磁盘分区、格式化、安装操作系统、系统备份与恢复等.由于这些实验属于对磁盘进行破坏性实验.教师担心损坏电脑硬件设备,花费大量维修费用,在一般情况下都是采取课堂演示或以讲代练的方式进行教学.

计算机专业的学生一般需要进行计算机网络实验,如组建局域网、进行网络配置与管理、Tel、FTP、IIS等各种网络怎么写作的配置、远程访问和路由的设置等.这些实验需要几台甚至十几台计算机才能进实验,由于目前我国教学条件十分有限,学生只能学习理论知识,而不能进行实际的操作,造成了纸上谈兵,理论知识很强,但是在实际应用中却笨手笨脚,无法施展其学习到的理论.

二、虚拟机的定义

我们所说的虚拟计算机技术是指在现有的操作系统上虚拟建立一个全新的子系统,这个系统是建立在原来的系统之上的,但是同时它又有独立而且虚拟的BIOS、CPU、硬盘、内存及各种硬件.虚拟机技术可方便地在一个主系统上建立多个同构或者异构的虚拟计算机系统,这些系统都是可以在一个主机上同时进行的.这跟我们一般在计算机上安装多操作系统是不同的,一般情况下,计算机上的多系统安装在同一主机上时,他只能运行其中的一个系统,如果想切换系统,必须重新启动主机,来进行切换.使用了虚拟技术后,多个操作系统可以同时运行,即可以运行多台“机器”,我们可以随意切换多个操作系统,而不需要想以前的重新启动进行切换.通过使用虚拟机软件在一台电脑上可以模拟出来若干台计算机主机,每台主机可以运行单独的操作系统而并不会出现冲突,可以轻而易举的实现一台电脑“同时”运行几个操作系统,还可以将几个系统组成一个虚拟的网络.通常,我们把这些被模拟出来的主机称为虚拟机,也叫子机.在虚拟机里运行的操作系统叫做子系统,而将运行虚拟机软件的那台叫做母机,运行虚拟机软件的操作系统叫主系统.

三、虚拟机技术在计算机教学中的应用

虚拟机的应用可以让各高校的计算机专业的学生在教学中实现多种教学环境的模拟实验,突破了学校资金、机房等硬件设施的限制,进行的虚拟环境的实验与真实环境几乎一样.

(一)对系统操作类进行模拟

在主机上安装多个操作系统,在主机硬件条件一般的情况下会严重单机安置多个操作系统.会严重影响单机的工作和运转效率,目前很多学校没有过多的计算机实验室,提供给学生单机单系统操作的硬件条件,针对一些计算机组装与维护、软件维护与病毒防护、操作系统实际操作等一些课题,这些课程往往要求学生在实际情况中对电脑的进行随意的分区、格式化等动作,这些动作对计算机的硬件都有着较大的伤害.在引入虚拟机技术后,学生可以在虚拟系统中随意进行格式化、分区、设置程序以及各种大型软件的安装配置练习.这些实验一般在实际中我们很难做到,通过这些实验,可以让学生看到进行操作后,电脑主机会出现什么状况,让学生看到一些在书本中、在老师的教案讲解中过于理论化的东西,通过自己动手操作来掌握这一切.由于一些课程无法在规定的学时内完成,对于一写特定的程序操作,虚拟机技术可以暂停设置,进行保存,等下一次在上机时候继续进行上一次的任务,解决了不同班级在同一台机器上进行不同作业的冲突.

(二)网络实验室的模拟实验

在计算机教学中,网络课程的学习十分重要,网络实践操作是计算机教学中重要的组成部分,随着网络时代大爆炸的来临,网络已成逐渐成为学生生活的一部分,学生越来越想自己操作建立一个网络,进行调试,但是在现实中建立一个网络实验室,通常需要几台甚至几十台电脑.不仅学校有较大的物力投入.由于学生的能力有限,后期的维护工作也复杂.在引入虚拟机技术后,可以在一个主机上模拟出十几个虚拟机,组成一个虚拟网络实验室,这样解决了学校的经费问题,也让学生们可以独立完成一个网络系统的操作.通过虚拟机技术,学生可以完成在现实中网络硬件安装以外几乎所有局域网的操作实验,也可以模拟许多与现实中一样的问题比如病毒、木马、程序的攻击等问题,提高学生实际动手能力和解决问题的能力.为学生们提供了一个近乎真实的实验平台.

(三)便于对计算机硬件管理的维护

虚拟机技术虚拟网络实验室的体现都是在主机中进行实现的,对于在虚拟网络技术中进行的格式化、磁盘分区,这些动作不会影响到宿主机,也不会导致硬盘的损坏与数据的丢失,而且软件更新也更加方便,只需要对虚拟软件进行相应的更新,整个虚拟网络就可以与更新到最新版本,这样就可以保证教学的与时俱进,培养出适应时怎么发表展的计算机人才.

四、结语

目前,虚拟机的技术已经日趋完善,将虚拟机技术应用到计算机教学中是符合时下发展需要的,它不仅仅解决了学校教学资金上缺口的问题,还最大程度上锻炼了学生的动手实践能力,让学生们在课堂中走出来,自己动手,进行实际操作,组建自己的网络实验室,遇见现实中许多问题,为学生在以后的工作实践中积累更多的经验.