福州電子職業(yè)中專學(xué)校 涂世昌

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淺談虛擬機在中職信息化教學(xué)中的應(yīng)用

福州電子職業(yè)中專學(xué)校 涂世昌

隨著信息化教學(xué)的迅速普及，信息化教學(xué)設(shè)備雖然有了明顯提升，但教學(xué)中還會經(jīng)常遇到因教學(xué)實訓(xùn)環(huán)境不適應(yīng)而影響教學(xué)效果的現(xiàn)象。虛擬機技術(shù)的使用，可以讓教學(xué)環(huán)境隨身帶、隨時搭建，不僅方便了教師錄制教學(xué)資源，也方便了學(xué)生搭建實訓(xùn)平臺，強化實訓(xùn)技能，進行一些有損操作系統(tǒng)的實訓(xùn)。

虛擬機 Virtual PC VMware 教學(xué)環(huán)境

0 引言

隨著信息化教學(xué)的迅速普及，中職學(xué)校的信息化教學(xué)設(shè)備，如多媒體教室和計算機實訓(xùn)室也在不斷更新升級，但各多媒體教室只準備了常用的教學(xué)環(huán)境，計算機實訓(xùn)也各有分類，而這樣的環(huán)境卻不能靈活地適應(yīng)不斷更新的教學(xué)內(nèi)容和不同教師的特殊教學(xué)環(huán)境需求，因而經(jīng)常會遇到諸如以下的各種情況：

（1）所用的教師計算機（以下簡稱教師機）環(huán)境中缺少某些教學(xué)必備的軟件、運行平臺等，導(dǎo)致無法完成正常的教學(xué)。特別是外出到陌生地方教學(xué)時，更會遇到這樣情況。

（2）各實訓(xùn)室經(jīng)常需要具有服務(wù)功能的服務(wù)器操作系統(tǒng)（以下簡稱Server OS）來建設(shè)實訓(xùn)考試、各種考證、相應(yīng)的模擬測試環(huán)境，或使用Server OS的一些特殊功能（如帶權(quán)限的文件服務(wù)）以達到更好的實訓(xùn)教學(xué)效果，而正常教學(xué)所用操作系統(tǒng)均為非服務(wù)器的操作系統(tǒng)，如Windows XP、Windows 7。目前的通常做法是，每間實訓(xùn)室另配一臺計算機用來架設(shè)服務(wù)器，這種方法固然可以，卻浪費了不少資源，而當設(shè)備不足時，就難免要在不同實訓(xùn)室間將僅有的幾臺服務(wù)器搬來搬去，給實訓(xùn)室管理和課堂管理帶來了諸多不便。

（3）對于一些對系統(tǒng)有損壞性的實訓(xùn)課程，學(xué)生基本沒有實踐機會；對于一些經(jīng)常需要幾臺計算機一起進行測試才能完成的實訓(xùn)，學(xué)生就經(jīng)常只會完成自己所測試的內(nèi)容，而不能較好地掌握整個實訓(xùn)的技能要求。

（4）教師在課外備課時，由于缺少上課的實訓(xùn)環(huán)境，常備課不充分，從而導(dǎo)致課堂上突發(fā)異常，甚至無法完成教學(xué)任務(wù)。

面對著上述種種問題，其實只需要采用虛擬機技術(shù)來構(gòu)建各種教學(xué)、實訓(xùn)環(huán)境，就能輕松、靈活地將它們解決好。

1 虛擬機概述

虛擬機可以通過軟件來模擬完整的硬件系統(tǒng)，在一臺物理計算機上可以利用虛擬機同時安裝、運行多個虛擬的操作系統(tǒng)（以下簡稱Guest OS，即安裝在虛擬機中的操作系統(tǒng)），如WinXP、Win7、Window Server 2008、Linux等，各系統(tǒng)間可以同時運行且互不干擾，也可以組建成一個網(wǎng)絡(luò)，多系統(tǒng)間也可以進行靈活切換，從而在節(jié)約資源的情況下方便地完成各種測試與開發(fā)。

目前在信息化教學(xué)中比較常用的虛擬機軟件主要有Virtual PC、VMware。兩種虛擬機均能支持Dos、Windows、Unix、Linux等Guest OS，安裝Guest OS時均可采用物理光盤或使用ISO鏡像文件，Guest OS均有bridged(橋接模式)、NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式)和host-only(僅主機模式)三種網(wǎng)絡(luò)工作模式，安裝后的Guest OS和Host OS（即物理計算機上安裝的操作系統(tǒng)）是相互隔離的，但鼠標指針均可以在二者之間隨意移動、拖放文件，而且Guest OS均具有磁盤還原功能。

Virtual PC是微軟開發(fā)的虛擬機，對Windows操作系統(tǒng)具有較強的兼容性；最新版本Virtual PC 2007漢化安裝包僅27MB左右，安裝快速，約90秒即可完成安裝；Guest OS的硬盤和內(nèi)存大小按實際使用動態(tài)增減，Virutal PC虛擬了一個通用的顯卡：S3Trio32/64(4M)，還虛擬了串口和并口。

而VMware WorkStaion6.0之后的各版本安裝包均在400MB以上，安裝時間較長、較繁；Guest OS的硬盤容量在設(shè)定后不可調(diào)整，但可增加硬盤數(shù)量；分配多少內(nèi)存，即使不用，也占用著，不可被其他地方調(diào)用，因而基于VMware的Guest OS比較耗資源。但VMware更新最快，支持最新的各種操作系統(tǒng)，可以虛擬出除串口、并口外的USB、打印機等，而且VMware WorkStation自9.0起具有更出色的3D圖形技術(shù)。VMware Workstation 具有更快的3D圖形處理能力，支持在Windows 和最新 Linux虛擬機中使用 DirectX 9.0c Shader Model 3 和 OpenGL 2.1 3D 圖形技術(shù)，因此可以輕松地滿足 AutoCAD、Solidworks 和許多最新游戲等 3D 應(yīng)用的嚴苛要求[1]。

對比Virtual PC和VMware，如果要安裝Windows系統(tǒng)，且所要使用的軟件對顯存要求不高，對Guest OS的設(shè)置也比較簡單，則建議使用輕巧型的Virutal PC；若是需要安裝非Windows系統(tǒng)，或體驗最新的各種操作系統(tǒng)，或軟件對顯存要求較高，或需要更多的硬件虛擬時，建議使用VMware。

2 虛擬機在中職信息化教學(xué)中應(yīng)用

2.1 應(yīng)用一：教學(xué)環(huán)境隨身帶

Guest OS在Host OS中只是一個虛擬硬盤文件，文件大小即Guest OS實際消耗的硬盤空間，如Guest OS為純凈的Windows XP或Windows Server 2003，虛擬硬盤文件大小一般不超過2GB，便于存儲在U盤或移動硬盤隨身攜帶。由于Virtual PC和VMware都可以直接使用虛擬硬盤文件打開相應(yīng)的Guest OS，所以對于一些特殊的教學(xué)環(huán)境，教師可以事先在Guest OS中配置好，或直接將實訓(xùn)室的實訓(xùn)環(huán)境通過鏡像方式Ghost安裝到Guest OS中，然后將虛擬硬盤文件存放在U盤或移動硬盤中，隨身攜帶，這樣只要所用計算機上安裝了相應(yīng)的虛擬機就可以把虛擬硬盤文件拷到計算機上使用，這樣既方便了備課，又方便了上課。當然，經(jīng)實踐證明，如果是存放在USB3.0的U盤或移動硬盤上，則可在USB3.0的移動設(shè)備上直接運行Guest OS，這樣省去了拷貝虛擬硬盤文件時間，大大提高使用效率和便靈活性。

Virutal PC安裝快速，操作簡單，相對于Virutal PC，VMware的硬件虛擬更強大，磁盤使用效率更高，更突出優(yōu)勢，若某些軟件在Virtual PC無法運行時，不妨使用VMware。但由于VMware安裝較繁瑣、耗時，若要使用VMware，則建議先在常用的多媒體教室或?qū)嵱?xùn)室安裝好VMware，以免影響課堂進度。

2.2 應(yīng)用二：節(jié)省設(shè)備投入，提高實訓(xùn)教學(xué)效果

2.2.1方便教師搭建服務(wù)器，提高實訓(xùn)教學(xué)效果

在實訓(xùn)教學(xué)中，將用于考試或文件共享等專門用途的Server OS安裝在教師機的虛擬機上，則每間實訓(xùn)室可節(jié)省1臺服務(wù)器計算機。

在虛擬機上安裝Server OS后，教師可方便地實現(xiàn)在Window Server 2003的Guest OS中搭建各種服務(wù)器，如文件服務(wù)器。在建好文件服務(wù)器后，可以通過特定軟件實現(xiàn)為每個學(xué)生機建立一塊相互隔離的個人空間，這樣既方便了學(xué)生提交作業(yè)，也方便每次課將上次未完成的作業(yè)對應(yīng)地發(fā)送給學(xué)生。

2.2.2方便學(xué)生搭建實訓(xùn)平臺，進行實訓(xùn)、測試，強化技能

（1）在計算機實訓(xùn)中，每個學(xué)生均可利用一臺計算機同時操作多個Guest OS，進行完整的實訓(xùn)測試，不僅提高了實訓(xùn)設(shè)備的使用效率，還可以讓每個學(xué)生系統(tǒng)、全面地掌握相關(guān)技能，而不局限于分工合作后的局部技能，如網(wǎng)站建設(shè)與發(fā)布測試、網(wǎng)絡(luò)攻防測試等。

（2）由于Host OS與Guest OS是隔離的，所以在Guest OS中不管是分區(qū)、中病毒、死機，還是安裝各種軟件，都不會影響Host OS。在Host OS中，Guest OS僅表現(xiàn)為一個或多個數(shù)據(jù)文件，所以諸如系統(tǒng)安裝、磁盤操作、分區(qū)調(diào)整、數(shù)據(jù)刪除與恢復(fù)測試、病毒防治、網(wǎng)絡(luò)安全攻防測試之類會損壞Host OS的實訓(xùn)，就可以放心地讓學(xué)生在Guest OS中進行反復(fù)實訓(xùn)，這樣學(xué)生的專業(yè)技能也能得到更好的強化。

2.2.3方便準備不固定實訓(xùn)場所的實訓(xùn)環(huán)境

（1）對于臨時調(diào)整實訓(xùn)室時，經(jīng)常會遇到學(xué)生機缺少實訓(xùn)環(huán)境，教師可以利用如凌波多媒體網(wǎng)絡(luò)教室軟件、飛鴿傳書等局域網(wǎng)文件傳送軟件，快速地將配置好實訓(xùn)環(huán)境的虛擬硬盤文件傳送給學(xué)生，學(xué)生就能在虛擬機的實訓(xùn)環(huán)境中正常完成實訓(xùn)。

（2）對于一些非正常教學(xué)的培訓(xùn)，學(xué)生機中缺少培訓(xùn)所需軟件，或軟件版本不同，則可將培訓(xùn)所要的軟件安裝到Guest OS中，傳送到學(xué)生機上，從而減少了對所有學(xué)生機因不同需求反復(fù)安裝的麻煩。

2.3 應(yīng)用三：錄制實訓(xùn)教學(xué)視頻

由于利用虛擬機可以搭建各種教學(xué)、實訓(xùn)環(huán)境，所以可以利用屏幕錄制軟件或VMware中的“捕捉視頻”功能，來錄制Guest OS中的所有操作，進而制作成教學(xué)視頻。例如：

（1）錄制安裝操作系統(tǒng)的教學(xué)視頻。由于對計算機的各種軟件操作都必須基于操作系統(tǒng)，若不在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)，無法邊安裝邊錄制，這樣只能用攝像機來錄制，但顯示屏存在刷新頻率，會導(dǎo)致拍攝出來的視頻有條紋，而且錄制環(huán)境的燈光效果也會影響錄制效果。

（2）錄制一些會損壞硬盤或影響硬盤數(shù)據(jù)的實訓(xùn)。在Host OS上直接進行這些實訓(xùn)，顯然是很不安全的，所以這類教學(xué)視頻，則建議在虛擬機的Guest OS中演示并錄制。

使用VMware錄制視頻，還有一個便利之處是，當錄制的內(nèi)容長時間不需要用戶干預(yù)時，如安裝操作系統(tǒng)等，在最小化VMware時仍然可以繼續(xù)錄制Guest OS中的操作，這樣用戶就可以在等待的過程中在Host OS中做其他的事了，以充分利用時間。

[1] VMware Workstation_[EB/OL]. http://baike.baidu.com/link?url=sBAKtCORj VDNNYgnN9HHw06kzntO16MGahSRT1LE49nbivvxVfZd6rTYk6OZKNbu, 2014-04-01.