谈虚拟机技术在计算机专业课程教学中的应用研究

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摘要：实践与理论统一的原则是计算机专业教学必须遵循的，在整个计算机教学体系中，实践起着举足轻重的作用。伴随着飞速发展的计算机技术和不断出现的新兴技术，影响和冲击到了学校的教学设备，只是简单的计算机，有时并不能满足学生的需要，为此，又引入了虚拟机技术，它能将实践操作虚拟化并实现一机多用的效果，使上述问题得到了很好的解决。

关键词：虚拟机技术；计算机；教学

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2797-02

虚拟机技术的实质是将多个虚拟机建立在少数的物理机上，一方面提高了IT设备的利用率，一方面降低了相关的能耗成本。IT行业的发展必将趋向于虚拟机技术的发展，在此技术的支持下，不仅可以实现多个操作系统在计算机上的同时运行，而且还可以实现多种应用程序在不同操作系统中的同时运行，进而可以将多种应用程序整合在同一个硬件平台上，实现了系统整体可靠性的提高和投入成本的降低。在当前的计算机教学中，一方面，要求学生能够扎实的掌握大量理论知识，一方面还要求学生能够进行熟练的操作，这是因为社会需要越来越多的应用型计算机人才，将虚拟机技术广泛应用在计算机教学活动过程中，在降低了教学成本的前提下，还可以为学生提供更大的方便，比如，有利于学生的各种实验操作，有利于学生对更多计算机技术的了解，也有利于学生自学能力和动手能力的提高。

1了解虚拟机技术的内涵

虚拟机技术的实质是将硬件和系统环境用软件模拟出来，它可以广泛应用到多个领域，能够为系统的开发和调试提供合适的虚拟环境。虚拟机技术的内涵是：首先拿出一部分计算机内存和硬盘的空间，然后在这些空间内虚拟出多台机器，每台机器不仅操作系统都是相互独立、互不干扰的，而且其CMOS和硬盘也是相互独立的，使用这些机器的时候可以像使用普通机器那样，进行系统和应用软件的安装以及硬盘的格式化和分区等操作，另外，还可以建造一个网络将这些操作系统连接在一起，如果虚拟系统出现崩溃的现象，可以直接将其删除，不会对本机系统造成影响，反过来也一样成立，如果本机系统出现崩溃的现象，也不会对虚拟系统产生影响，重装本机系统后，可以将以前做的虚拟系统再次加入进来。另外，它也是唯一的一种虚拟计算机软件既可以在Windows平台上运行，又可以在Linux平台上运行。要通过虚拟机技术应用多个操作系统时，不需要重新启动本机启动，更安全，也更方便。

当前有两种虚拟机软件应用的范围比较广，它们分别是Vmware Workstation和Virtual PC，对于前者来说，一方面它有强大的网络支持功能，另一方面它可以支持多种不同类型的操作系统，在计算机教学中，很多时候都涉及多种操作系统的安装和使用，因此，前者具有更强的可用性。

2当前的教学条件

广大学生通过对书本的学习获得了大量的理论知识，但是他们往往缺乏实践经验的锻炼，这是因为：

首先，基本上所有学校都有计算机机房，其中的计算机在机房管理员将系统安装好以后，大多是不允许学生再对系统进行重新安装的，当然更不可能同意让学生对这些计算机的硬盘进行分区或格式化等操作了，因此，要让学生在机房提高实践经验是难以实现的。

其次，有很多学生都拥有配置很高的个人计算机，但是他们往往很少在自己的计算机上进行分区或格式化等的操作，这是因为对硬盘经常性的进行分区或格式化操作，会减少机器的使用寿命，对于一些工具软件的学习，学生练习时一般也不会使用自己的计算机，特别是那些有可能对机器造成损坏的软件。

再次，有一些学生的练习是必须通过网络才能实现的，而学生往往只有一台计算机，要做这样的练习时只能将自己的计算机连接到因特网上。如果要将几个同学的计算机连接在一起，则又会受到各种条件的制约，如电源、场地、交换机和网卡等。

最后，很多学校有专用的网络机房，但是，因为这些网络设备大都非常昂贵，所以他们往往只向计算机网络专业的学生开放，而对于那些非计算机网络专业的学生来说，机房是不对他们开放的，他们又很难通过其他途经获得这些网络设备，因此，难以获得有效的实践经验。

总而言之，纸上谈兵是当前大多数学生学习生活的真实写照，这往往是因为受到设备或某些条件的限制造成的。而当前有经验的学生深受用人单位的广泛欢迎。说过：实践是检验真理的唯一标准，如果在学习的过程中没有深入的实践和练习，就很难说对所学的知识能够扎实的掌握。

3虚拟机在教学中的应用

将虚拟机技术应用在计算机教学中是非常有必要的，这是因为，Windows是计算机教学的一门基础课程，其中的Netware和Dos等相关知识并没有或完全在教材上得到体现，当学生要对这部分知识进行了解时，鉴于前面所说到的现实原因，就会出现没法进行实践的现象，学生学习到的知识只能停留在理论的阶段，当虚拟机技术出现以后，将虚拟机技术广泛应用在计算机教学中，这一现象得到了很好的改善。

1)进行BIOS SETUP参数的设置。作为最常用，也是最基本的操作之一，BIOS设置虽然处于计算机系统设置的最底层，但是它在很大程度上影响着整个计算机的性能，一旦不能正确地设置相关的BIOS参数，就可能会对系统的性能产生影响，严重的话甚至会导致系统不能正常地启动。因此，让所有学生都到学校的机房里进行BIOS参数设置的实践练习是不切实际的。如果将虚拟机技术广泛应用在计算机教学中，就很好的解决了这一问题，这是因为：虚拟机几乎完全等同于真实的机器，也可以在其中设立虚拟的BI OS，设置这些虚拟的BIOS中的参数，不会对物理计算机产生任何影响。因此，可以放心大胆的让学生去进行操作实践，在经过多次练习的基础上，扎实的掌握这部分相关知识。

2)进行一些具有“破坏性”的实验。有些计算机的操作过程是具有破坏性的，就像分区和格式化等操作，学校机房是绝对不允许学生在机房中的计算机进行这些操作的。而如果在计算机教学中广泛应用虚拟机技术，这一问题就可以迎刃而解了，其原因在于，利用虚拟机技术，所有的操作都是在虚拟机中进行的，产生的所有效果都是由虚拟机模拟出来的，这些都不会影响到现实中的物理计算机。这样就可以让学生进行深入的实践和练习。

3)进行一些病毒造成破坏情况的演示。计算机病毒所造成的危害是计算机课程经常出现的内容之一，但是当计算机中了病毒以后，具体会出现什么现象，计算机会产生什么样的反应，虽然书本上大多都有比较详细的叙述和说明，但是学生很难有一个直观的感受，而且有些现象也很少能够见到。如果借用了虚拟机技术，就可以虚拟出计算机中病毒的情况，让学生产生直观的感受，而且不会造成物理计算机系统的损坏。

4)进行多个应用软件和操作系统的安装。在虚拟机中进行的所有操作都不会对真实系统产生任何影响，因此，可以让学生在虚拟机系统中进行应用软件和操作系统的安装练习，也可以将一台物理计算机虚拟出多个相互独立、互不影响的操作系统，让学生进行练习，比如，可以同时在一台物理计算机上很容易的虚拟出DOS和LINUX两种操作系统，不会再有因磁盘格式的改变而导致硬盘数据丢失的现象的发生。

5)进行网络实验的练习。在计算机实践教学中，完成网络实验具有非常大的难度，其原因在于，所有学生进行计算机操作时，同时只能操作一台计算机，因此，要完成网络实验难度很大。而如果在计算机教学中引入虚拟机技术，就可以在只有一台计算机的基础上，虚拟出具有多个节点的局域网，其实现的功能与真实的局域网是完全相同的，这样，学生就可以在一台计算机上进行网络的开发、试验、设置和组装等方面的工作。

6)进行ISO文件的测试。在计算机教学中，很多时候教师需要将相关的教学内容刻录到各种光盘中，然而，当我们刻录完这些光盘的时候，要想知道光盘是否已经成功地进行了刻录，需要进行多次的测试和启动工作才能知道，即对光盘资源造成了浪费，无形中也造成了精力的浪费。当使用了虚拟机技术以后，就可以在很大程度上使这一现象得到改观，这是因为虚拟机支持直接挂载ISO文件，可以将其作为光驱使用。首先，将相应的ISO文件做好，然后将其放入虚拟机中，在虚拟机中进行多次测试以后，在保证没有任何问题的前提条件下，再进行相关内容的刻录工作，这样，既节约了光盘资源，又省时省力。

4虚拟网络环境的架设

鉴于篇幅的原因，这里只简单的介绍一下虚拟网络环境的架设，因为前文说过Vmware Workstation更适合计算机教学，这里就以此为例进行简单的说明。

第一步是配置Vmware Workstation，要求操作系统要在Windows2000以上，最好是在Windows XP中进行安装，为了提高系统效率，安装时只需要安装那些必要的软件和补丁，无用软件则不建议安装。

第二步是配置和搭建网络基础实验。主要包括配置和安装DNS（域名和IP地址的互相解析）和DHCP（为计算机分配IP地址、子网掩码和网关）服务器以及配置和使用相关的客户端。

第三步是检验网络基础实验。分别用Windows2000和Windows XP虚拟机检验DNS和DHCP实验结果。

5总结

在计算机教学中广泛应用虚拟机技术，一方面，学生进行实践练习的机会得到了增加，另一方面，需要引起足够重视的是，将虚拟机技术渗入到计算机教学过程中，不仅仅要加强的对所学课程的实践练习，还要让学生熟练的掌握如何更好的使用虚拟机技术。只有这样，才能提高学生的动手能力和学习兴趣，才能让学生有更多的机会进行实践练习。在有限的教学条件下，在计算机教学过程中必须引入更多的现有技术，让学生有更丰富的途径来获取知识和实践经验，不断提高学生的自身素质。

参考文献：

[1]曹晓军.虚拟机技术的应用研究[J].甘肃广播电视大学学报，2006(2).

[2]肖媛娥,谭云兰,王涛.虚拟机技术在计算机实验教学中的应用[J].科技广场，2009(5).

[3]王存祥.虚拟机技术在计算机教学中的应用[J].现代教育技术，2006(5).

[4]陈可.虚拟机在计算机实践中的应用研究[J].科协论坛(下半月)，2007(5).