陳 皓 彭玉亮 潘 強/南昌大學(xué)共青學(xué)院

虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用探究

陳 皓 彭玉亮 潘 強/南昌大學(xué)共青學(xué)院

知識經(jīng)濟時代，計算機作為科技革新的成果，其在人們現(xiàn)代化生活中的應(yīng)用越來越廣泛，并日漸成為不可或缺的一部分。計算機實驗教學(xué)的根本任務(wù)是傳授知識、培養(yǎng)能力，是引導(dǎo)學(xué)生掌握這門科技的重要手段。在這樣的環(huán)境背景下，如何提高計算機實驗教學(xué)實效成為了學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點，也是學(xué)校計算機教育優(yōu)化的思考重點。本文在對虛擬技術(shù)特性優(yōu)勢作出簡要分析和概述的基礎(chǔ)上，重點就虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用進行了探究。希望借助以下研究對進一步促進我國計算機實驗教學(xué)改革具有一定的借鑒意義。

計算機實驗教學(xué)；虛擬技術(shù)；特性優(yōu)勢；運用策略

引言

近年來，隨著我國教育事業(yè)的普及化發(fā)展，各院校生源數(shù)量不斷增長，使得原本就捉襟見肘的計算機實驗教學(xué)資源更是匱乏，難以滿足學(xué)生的實踐操作需求。同時，受制于有限的資金、資源支撐，很多院校的計算機實驗教學(xué)環(huán)境陳舊過時，與科技發(fā)展的步伐相去甚遠。如此環(huán)境下培養(yǎng)的人才也自然難以適應(yīng)市場經(jīng)濟要求。而虛擬技術(shù)良好的獨立性、遷移性等優(yōu)勢，使其在計算機實驗教學(xué)中的運用發(fā)揮了巨大功能作用，在一定程度上緩解了院校資源困境，有利于提高人才培養(yǎng)實效。

一、虛擬技術(shù)的特性優(yōu)勢

虛擬技術(shù)是一種通過分區(qū)或組合CPU、內(nèi)存、磁盤空間等計算機資源，打破了物力邏輯結(jié)構(gòu)的壁壘，創(chuàng)設(shè)多個操作環(huán)境的訪問技術(shù)。時至今日，虛擬技術(shù)在計算機領(lǐng)域的應(yīng)用已進入了普泛化發(fā)展階段。計算機實驗教學(xué)是一門實踐性很強并且任務(wù)繁雜的科目，在操作中很容易出現(xiàn)諸多系統(tǒng)故障，傳統(tǒng)模式下受制于此難以進行全方位演示。而虛擬技術(shù)支持的計算機實驗教學(xué)無需配置交換機、路由、房間等，只需投入少量資金即可構(gòu)建復(fù)雜的實驗環(huán)境，同時可虛擬出多個獨立的操作系統(tǒng)和硬件資源，因此無需擔(dān)憂破壞性實驗或危險性實驗等對計算機造成損傷，具有良好的經(jīng)濟性。此外，隨著科技的發(fā)展，計算機硬件更新?lián)Q代速度加快，很難在真實的實驗環(huán)境中全部統(tǒng)籌進來，即使建成了較為完整的實驗室，也會在較短的時間內(nèi)過時，與時代潮流脫節(jié)。虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用，只需進行升級包安裝操作即可保證先進性，意味著時刻與技術(shù)發(fā)展接軌，有利于提高計算機實驗教學(xué)實效性。

二、虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用策略

作者基于上述認識，結(jié)合計算機實驗教學(xué)需求，有針對性地提出了以下幾種虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用策略，以供參考和借鑒。

（一）單機操作

在計算機單機操作實驗教學(xué)中，雖然無需搭建網(wǎng)絡(luò)平臺，但豐富的課程內(nèi)容設(shè)置依然對實驗環(huán)境提出了千差萬別的要求。例如，隨著Windows到Linux/Unix等操作系統(tǒng)升級，計算機實驗教學(xué)內(nèi)容會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，為了確保實驗教學(xué)效率及效果，計算機需要同時搭載多個版本的操作系統(tǒng)，然而事實上普通計算機是無法將這些兼容在一起的，而且會影響其反應(yīng)速度。針對此類計算機實驗教學(xué)課程問題，可以通過運用虛擬技術(shù)予以解決。具體而言，相關(guān)教師可以在安裝Windows系統(tǒng)的實驗計算機上部署虛擬機系統(tǒng)，繼而根據(jù)實際教學(xué)需求創(chuàng)建多個虛擬機，此后可在每一個虛擬機上安裝不同的系統(tǒng)版本進行隨意切換。在此過程中，緣于虛擬技術(shù)良好的獨立性，學(xué)生可在實驗中進行任意操作，而不必擔(dān)心操作失誤對物理主機造成破壞或系統(tǒng)崩潰。如此，在這樣的計算機教學(xué)實驗環(huán)境支持下，學(xué)生可以將自己的所思所想大膽實踐，利于其實踐能力、創(chuàng)新能力以及思維能力等培養(yǎng)。

（二）網(wǎng)絡(luò)實驗

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)是一項實踐工程，每一位學(xué)生都希望動手操作驗證理論，在親自搭建、配置網(wǎng)絡(luò)上躍躍欲試。然而，很多院校的計算機實驗環(huán)境決定了其不可能讓學(xué)生隨意配置網(wǎng)絡(luò)，以免操作失誤造成設(shè)備損壞或網(wǎng)絡(luò)崩潰等，影響其他實驗教學(xué)課程的正常開展。理論與實踐相脫離，不僅打擊了學(xué)生計算機實驗教學(xué)參與積極性，還影響了其學(xué)習(xí)效果。對此，可運用虛擬技術(shù)搭建一個局域網(wǎng)環(huán)境，虛擬出一個具備完整硬件、虛擬網(wǎng)卡等的網(wǎng)絡(luò)組件，進而組織學(xué)生按照實驗要求進行虛擬機組網(wǎng)，培養(yǎng)他們一定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置能力。同時，還可藉此平臺進行DHCP、DNS服務(wù)器架設(shè)等計算機實驗，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的操作環(huán)境。此外，教師還需運用虛擬技術(shù)組織學(xué)生開展計算機信息安全實驗活動，分別扮演攻防兩種角色，深刻理解ARP欺騙、DOS攻擊、木馬植入等工作原理，掌握一定的應(yīng)對和處理技巧。虛擬技術(shù)搭建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境基本與現(xiàn)實無異，因而可以使學(xué)生獲得更多的實驗體驗，并且有機地與生活實踐聯(lián)系在一起，有利于其對培訓(xùn)知識、技能的掌握。

（三）資源共享

素質(zhì)教育背景下，學(xué)生作為主體，越來越強調(diào)自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)與發(fā)揮。在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)，學(xué)生很難對計算機實驗內(nèi)容全盤接收和掌握，需要課后進一步的消化練習(xí)。充分利用課余時間，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，對提高其學(xué)習(xí)成效意義重大，因此應(yīng)給予高度支持。對此，教師可根據(jù)學(xué)生需求，利用虛擬技術(shù)的可移植性，將部署好的計算機實驗教學(xué)環(huán)境遷移到移動設(shè)備中，由學(xué)生自由支配和使用。在此過程中，學(xué)生只需將移動設(shè)備中的文件復(fù)制到個人電腦上，啟動虛擬機即可擁有與實驗教學(xué)相同的環(huán)境，并就自己的薄弱之處進行反復(fù)練習(xí)。除此之外，虛擬技術(shù)在計算機桌面軟件處理中的運用，包括客戶端設(shè)備、服務(wù)器虛擬、桌面虛擬等，可以發(fā)揮巨大的功能作用。通過此種技術(shù)操作，教師可利用遠程協(xié)議對服務(wù)器聯(lián)結(jié)下的學(xué)生電腦進行操作，與學(xué)生實現(xiàn)深度交流，如此可以有效提高計算機實驗教學(xué)效率與質(zhì)量。

三、結(jié)語

總之，在信息時代來臨的今天，包括教育行業(yè)在內(nèi)的社會各個領(lǐng)域，都應(yīng)當(dāng)在努力審視自身特點以及不足的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)方式方法，努力開發(fā)與本行業(yè)相關(guān)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以此來通過發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助作用，來改善本行業(yè)原有的不足，促進本行業(yè)在新時期的可持續(xù)發(fā)展。尤其是對于與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)且操作性較強的計算機實驗教學(xué)而言，更應(yīng)當(dāng)通過對虛擬技術(shù)的應(yīng)用來充分發(fā)揮本學(xué)科的特色。這即是信息時代發(fā)展的必然結(jié)果，同時也是新課改的要求。由于個人能力有限，加之虛擬技術(shù)應(yīng)用功能愈加廣泛，本文作出的相關(guān)研究可能存在不足之處。因此，作者希望業(yè)界更多學(xué)者參與此項研究，根據(jù)計算機實驗教學(xué)特點及需求，結(jié)合虛擬技術(shù)特性優(yōu)勢，有針對性地提出更多虛擬技術(shù)在計算機實驗教學(xué)中的運用策略，以促進院校計算機教育優(yōu)化發(fā)展，使之培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。

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