石曉東

在中職學校計算機專業(yè)教學中,網(wǎng)絡(luò)知識的學習是必不可少的。然而學校受資金、技術(shù)等各方面因素的影響,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不夠充裕,能提供學生用于實驗操作的計算機比較少而且都已預(yù)先裝好各種軟件。如果一個學生進行試驗可能會造成其他學生無法使用,這使得部分學生無法親自動手操作,但是如果使用虛擬機就可以很方便地解決此類問題。

一、虛擬機簡介

虛擬機就是通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整的計算機系統(tǒng)。通過虛擬機軟件,我們可以在一臺物理計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機。其實質(zhì)是將兩臺甚至更多臺電腦的任務(wù)應(yīng)用于一臺電腦上,故而對計算機硬件的要求比較高,主要體現(xiàn)在CPU、硬盤和內(nèi)存上。虛擬機完全就像真正的計算機那樣進行工作,為學生學習不同操作系統(tǒng)、軟件測試,以及在單機環(huán)境下學習如何組建網(wǎng)絡(luò)提供了必要的條件。目前建立虛擬機和構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的工具軟件主要有VMware和VIRTUAL PC。

使用虛擬機有以下優(yōu)點:

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

二是可同時在一臺PC上運行多個操作系統(tǒng),而且每個系統(tǒng)都有自己獨立的虛擬機,就如同網(wǎng)絡(luò)上一個獨立的PC。

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

四是容易安裝和備份,可在虛擬機上根據(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。

二、虛擬機在計算機教學中的應(yīng)用

1.網(wǎng)絡(luò)試驗

目前技工學校基本上都沒有網(wǎng)絡(luò)實驗室,而學生在學習計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等課程時又必須要做網(wǎng)絡(luò)實驗。在傳統(tǒng)的教學中,老師通常會使用一臺計算機為學生演示,或者使用動畫與視頻來講解基于網(wǎng)絡(luò)的一些操作,學生只能看卻無法進行操作。有時教師會讓某個學生演示,其他學生看,不過這些操作都無法為學生創(chuàng)建實驗條件。如果使用虛擬機,則可以很方便地讓學生來做網(wǎng)絡(luò)實驗,而不會對物理計算機造成破壞。

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

在傳統(tǒng)的教學中,教師會準備一臺已經(jīng)裝好Windows 2003 Server操作系統(tǒng)的計算機,然后利用投影機將畫面放大到大屏幕上,讓學生來觀看教師的每一步操作,教師操作完后為了檢驗教學效果,會讓某幾個學生來逐一進行操作,讓其他同學觀看并找出不對的地方。這種教學方式,只能滿足極個別學生的實踐操作,由于用于實驗的機器數(shù)量有限,無法滿足所有學生的實踐操作,無法很好地滿足技工學校培養(yǎng)學生動手實踐能力的要求。

如果利用虛擬機來講此次課,可以在機房為每臺計算機安裝上虛擬機,然后讓每個學生親手去安裝Windows 2003 Server操作系統(tǒng)并在系統(tǒng)中建立域。另外,還可以讓學生再虛擬出一臺計算機,在兩臺虛擬出來的計算機之間做加入域的實驗。這樣的學習方式使學習更加直觀,更能提高學生的學習興趣,可以達到培養(yǎng)學生實踐動手能力的教學目標。

2.網(wǎng)絡(luò)安全試驗

在網(wǎng)絡(luò)課程教學中,網(wǎng)絡(luò)安全也是比較重要的一項內(nèi)容。講解網(wǎng)絡(luò)安全就離不開計算機病毒、黑客這些知識,如果直接在計算機上做這些實驗,勢必會對計算機軟件系統(tǒng)造成傷害,甚至造成計算機無法使用。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)的教學中,教師會上網(wǎng)下載一些病毒發(fā)作后效果的視頻資料,讓同學們通過投影機來觀看,這只能使學生產(chǎn)生一些感官認識,而無法真正了解病毒是如何發(fā)作的。這種教學方式無法滿足學生的求知欲,起不到我們想要達到的教學效果。如果在教學中使用虛擬機來講解這部分內(nèi)容的話,可以省去維修被病毒感染計算機的麻煩,讓學生親自去體會病毒的感染過程及發(fā)作過程,對病毒有更直觀的認識,可以極大地提高學生的學習興趣。

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

在傳統(tǒng)教學中,教師會找一些黑客的視頻教程來讓學生們觀看,或者找兩臺計算機來進行實際操作演示。所有這些教學方法的使用只會引起學生感官的認識,無法提高學生的實踐能力。

使用虛擬機來講這些課的內(nèi)容,每個學生只需一臺計算機就能完成這些實驗操作,只需虛擬出來兩臺虛擬計算機,在兩臺虛擬計算機之間進行黑客入侵實驗。這種教學方式可以使學生獨立地完成各項試驗,提高了學生的動手實踐能力,達到技工教育的教學目的。

3.應(yīng)用虛擬機進行實驗輔導和作業(yè)檢查

在學生進行實驗的過程中,需要教師進行輔導和檢查來確定實驗的正誤。但在學生比較多的情況下,專業(yè)教師不可能輔導每一個學生,也不可能解決學生的所有問題,這個矛盾在教學過程中比較突出地存在著。我們可以通過虛擬機自帶的屏幕錄像功能自動記錄虛擬系統(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行察看,并記錄下每個學生在試驗過程中的失誤,在下次課可以對學生進行講解。

利用這個功能,教師還可以將自己的教學操作過程進行錄像,制作為視頻課件,使學生在機房中可以對照教師的操作過程來進行實驗。一旦學生有了疑問,通過錄像的對比,就可以找出自己的問題所在,能夠達到很好的授課效果。

利用虛擬來創(chuàng)建教學中的實驗環(huán)境,可以改變傳統(tǒng)教學中學生只能看不能做的弊端,使得教師的演示和學生的實驗操作都可以非常方便地進行,使學生學習知識更加直觀,動手能力得到很大的提高,達到了職業(yè)教育培養(yǎng)學生實踐能力的要求。而且由于是通過軟件來實現(xiàn)一個邏輯上的計算機,對計算機的硬件并不造成損害,不但保證了教學質(zhì)量,又節(jié)省經(jīng)費。因此,虛擬機對于改進教學和提高教學質(zhì)量是一種新的輔助教學和學生作業(yè)實驗的手段。

(作者單位:河南省洛陽高級技工學校)