石曉東

在中職學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中,網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的學(xué)習(xí)是必不可少的。然而學(xué)校受資金、技術(shù)等各方面因素的影響,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不夠充裕,能提供學(xué)生用于實(shí)驗(yàn)操作的計(jì)算機(jī)比較少而且都已預(yù)先裝好各種軟件。如果一個(gè)學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)可能會(huì)造成其他學(xué)生無法使用,這使得部分學(xué)生無法親自動(dòng)手操作,但是如果使用虛擬機(jī)就可以很方便地解決此類問題。

一、虛擬機(jī)簡介

虛擬機(jī)就是通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過虛擬機(jī)軟件,我們可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上模擬出一臺(tái)或多臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)。其實(shí)質(zhì)是將兩臺(tái)甚至更多臺(tái)電腦的任務(wù)應(yīng)用于一臺(tái)電腦上,故而對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求比較高,主要體現(xiàn)在CPU、硬盤和內(nèi)存上。虛擬機(jī)完全就像真正的計(jì)算機(jī)那樣進(jìn)行工作,為學(xué)生學(xué)習(xí)不同操作系統(tǒng)、軟件測試,以及在單機(jī)環(huán)境下學(xué)習(xí)如何組建網(wǎng)絡(luò)提供了必要的條件。目前建立虛擬機(jī)和構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的工具軟件主要有VMware和VIRTUAL PC。

使用虛擬機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn):

一是一般不會(huì)損壞本PC的操作系統(tǒng)和軟件,因虛擬機(jī)的硬盤通常是本PC的一個(gè)文件,虛擬機(jī)在硬盤上的操作只在這個(gè)文件上進(jìn)行。

二是可同時(shí)在一臺(tái)PC上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),而且每個(gè)系統(tǒng)都有自己獨(dú)立的虛擬機(jī),就如同網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)獨(dú)立的PC。

三是可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)、網(wǎng)卡和虛擬建網(wǎng)的方式,在單機(jī)上組建網(wǎng)絡(luò)。

四是容易安裝和備份,可在虛擬機(jī)上根據(jù)需要安裝不同的操作系統(tǒng)然后備份,使用這些備份可更快速地安裝其他虛擬機(jī)。

二、虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

1.網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)

目前技工學(xué)?；旧隙紱]有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室,而學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等課程時(shí)又必須要做網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,老師通常會(huì)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)為學(xué)生演示,或者使用動(dòng)畫與視頻來講解基于網(wǎng)絡(luò)的一些操作,學(xué)生只能看卻無法進(jìn)行操作。有時(shí)教師會(huì)讓某個(gè)學(xué)生演示,其他學(xué)生看,不過這些操作都無法為學(xué)生創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)條件。如果使用虛擬機(jī),則可以很方便地讓學(xué)生來做網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn),而不會(huì)對(duì)物理計(jì)算機(jī)造成破壞。

下面以網(wǎng)絡(luò)課程中最常見的在Windows 2003 Server操作系統(tǒng)中建立域?yàn)槔?來說明虛擬機(jī)的作用。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師會(huì)準(zhǔn)備一臺(tái)已經(jīng)裝好Windows 2003 Server操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī),然后利用投影機(jī)將畫面放大到大屏幕上,讓學(xué)生來觀看教師的每一步操作,教師操作完后為了檢驗(yàn)教學(xué)效果,會(huì)讓某幾個(gè)學(xué)生來逐一進(jìn)行操作,讓其他同學(xué)觀看并找出不對(duì)的地方。這種教學(xué)方式,只能滿足極個(gè)別學(xué)生的實(shí)踐操作,由于用于實(shí)驗(yàn)的機(jī)器數(shù)量有限,無法滿足所有學(xué)生的實(shí)踐操作,無法很好地滿足技工學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的要求。

如果利用虛擬機(jī)來講此次課,可以在機(jī)房為每臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝上虛擬機(jī),然后讓每個(gè)學(xué)生親手去安裝Windows 2003 Server操作系統(tǒng)并在系統(tǒng)中建立域。另外,還可以讓學(xué)生再虛擬出一臺(tái)計(jì)算機(jī),在兩臺(tái)虛擬出來的計(jì)算機(jī)之間做加入域的實(shí)驗(yàn)。這樣的學(xué)習(xí)方式使學(xué)習(xí)更加直觀,更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的教學(xué)目標(biāo)。

2.網(wǎng)絡(luò)安全試驗(yàn)

在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中,網(wǎng)絡(luò)安全也是比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容。講解網(wǎng)絡(luò)安全就離不開計(jì)算機(jī)病毒、黑客這些知識(shí),如果直接在計(jì)算機(jī)上做這些實(shí)驗(yàn),勢必會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)造成傷害,甚至造成計(jì)算機(jī)無法使用。下面我們分別以病毒演示和黑客入侵為例來說明虛擬機(jī)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用。

(1)病毒的發(fā)作。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師會(huì)上網(wǎng)下載一些病毒發(fā)作后效果的視頻資料,讓同學(xué)們通過投影機(jī)來觀看,這只能使學(xué)生產(chǎn)生一些感官認(rèn)識(shí),而無法真正了解病毒是如何發(fā)作的。這種教學(xué)方式無法滿足學(xué)生的求知欲,起不到我們想要達(dá)到的教學(xué)效果。如果在教學(xué)中使用虛擬機(jī)來講解這部分內(nèi)容的話,可以省去維修被病毒感染計(jì)算機(jī)的麻煩,讓學(xué)生親自去體會(huì)病毒的感染過程及發(fā)作過程,對(duì)病毒有更直觀的認(rèn)識(shí),可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(2)黑客入侵。對(duì)于黑客這門課,學(xué)生既感到好奇又會(huì)覺得很神秘,像木馬的入侵,遠(yuǎn)程控制、盜取密碼等都是學(xué)生非常感興趣的內(nèi)容。

在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師會(huì)找一些黑客的視頻教程來讓學(xué)生們觀看,或者找兩臺(tái)計(jì)算機(jī)來進(jìn)行實(shí)際操作演示。所有這些教學(xué)方法的使用只會(huì)引起學(xué)生感官的認(rèn)識(shí),無法提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

使用虛擬機(jī)來講這些課的內(nèi)容,每個(gè)學(xué)生只需一臺(tái)計(jì)算機(jī)就能完成這些實(shí)驗(yàn)操作,只需虛擬出來兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī),在兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行黑客入侵實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方式可以使學(xué)生獨(dú)立地完成各項(xiàng)試驗(yàn),提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,達(dá)到技工教育的教學(xué)目的。

3.應(yīng)用虛擬機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)和作業(yè)檢查

在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,需要教師進(jìn)行輔導(dǎo)和檢查來確定實(shí)驗(yàn)的正誤。但在學(xué)生比較多的情況下,專業(yè)教師不可能輔導(dǎo)每一個(gè)學(xué)生,也不可能解決學(xué)生的所有問題,這個(gè)矛盾在教學(xué)過程中比較突出地存在著。我們可以通過虛擬機(jī)自帶的屏幕錄像功能自動(dòng)記錄虛擬系統(tǒng)的屏幕變化,并保存為avi格式的錄像片斷。讓教師在課下逐一進(jìn)行察看,并記錄下每個(gè)學(xué)生在試驗(yàn)過程中的失誤,在下次課可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解。

利用這個(gè)功能,教師還可以將自己的教學(xué)操作過程進(jìn)行錄像,制作為視頻課件,使學(xué)生在機(jī)房中可以對(duì)照教師的操作過程來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一旦學(xué)生有了疑問,通過錄像的對(duì)比,就可以找出自己的問題所在,能夠達(dá)到很好的授課效果。

利用虛擬來創(chuàng)建教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,可以改變傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生只能看不能做的弊端,使得教師的演示和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作都可以非常方便地進(jìn)行,使學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)更加直觀,動(dòng)手能力得到很大的提高,達(dá)到了職業(yè)教育培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的要求。而且由于是通過軟件來實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯上的計(jì)算機(jī),對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件并不造成損害,不但保證了教學(xué)質(zhì)量,又節(jié)省經(jīng)費(fèi)。因此,虛擬機(jī)對(duì)于改進(jìn)教學(xué)和提高教學(xué)質(zhì)量是一種新的輔助教學(xué)和學(xué)生作業(yè)實(shí)驗(yàn)的手段。

(作者單位:河南省洛陽高級(jí)技工學(xué)校)