摘 要：加強實訓、實習基地建設是高等職業(yè)院校改善辦學條件、彰顯辦學特色、提高教學質量的重點，是實現工學結合人才培養(yǎng)模式的關鍵[1]。針對實訓室管理的現狀，本文對高職院校實訓室存在的問題進行了分析，原有的實訓室管理相對滯后，不能滿足實踐教學管理的需要[2]。結合高職院校的實訓室實訓教學的實際情況，本文提出了基于虛擬化技術構建實訓教學綜合管理系統(tǒng)的思路和設計，通過有效整合分散的軟、硬件資源，搭建統(tǒng)一的實踐教學云，可以大大提高資源利用率，提高系統(tǒng)的快速響應[3]，為高職院校實訓室管理提供一個可供借鑒的途徑。

關鍵詞：虛擬化技術；實訓教學；綜合管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）06-0104-03

Abstract：Strengthening the construction of practical training and practice bases is the key to improving the conditions of schools，showing the characteristics of schools and improving the quality of teaching，and is the key to the realization of the training mode of combining engineering and learning with talents. In view of the current situation of the management of the training room，the existing problems in the training room of the higher vocational colleges are analyzed. The existing management of the training room is relatively backward，which can not meet the needs of the practice teaching management. Combining the actual situation of practical training teaching in the training room of higher vocational colleges，this paper puts forward the idea and design of building a comprehensive management system of practical training based on virtualization technology. By effectively integrating the dispersed software and hardware resources and building a unified practical teaching cloud，it can greatly improve the utilization rate of resources and improve the rapid response of the system. It provides a reference for the management of the training room in vocational colleges.

Keywords：virtualization technology；practical training teaching；comprehensive management system

0 引 言

隨著高職教育的發(fā)展和技能訓練的需求，高校實訓室規(guī)模日益增大，實訓室的計算機設備愈來愈多。各種各樣實訓設備維護、保養(yǎng)、記錄、教學資源整理等繁雜的管理工作使實訓管理人員窮于應付，可見當前實訓室管理的模式已經無法適應高職院校發(fā)展的需要。隨著信息技術和物聯網技術的發(fā)展，高職院校實訓教學管理應從實際出發(fā)，開發(fā)一套科學、高效的實訓教學綜合管理系統(tǒng)，有效且快速地改進對教學和實訓的管理，從而節(jié)省大量的人力與時間，提高實訓室使用效率，使實訓室運作更為科學，同時使實訓室管理人員更好地管理實訓室，使其保持高效運作，更好地服務于師生。

鑒于此，需要引入新的、先進的實訓教學構建方案和管理模式，基于虛擬化技術的實訓教學綜合管理平臺恰恰能滿足這種需要。因此，構造一套基于虛擬化技術，適用于實訓教學使用、方便管理人員操作的實訓教學綜合管理系統(tǒng)是十分必要的。它對于提高實訓室的使用效率和管理效果具有重要作用和應用價值。

1 現有實訓教學管理面臨的問題

1.1 管理難度大

隨著信息技術和物聯網技術的快速發(fā)展，各類專業(yè)課程越來越離不開計算機操作和實訓。由于計算機操作實踐性很強，因此各院校都購置了大量的PC機，也建設了不少計算機實訓室。一個計算機實訓室需要承擔多門課程的計算機實訓教學，這需要在PC機上安裝多個操作系統(tǒng)和應用軟件，這會占用大量資源，導致系統(tǒng)速度變慢（有時甚至崩潰），影響實訓教學的順利進行。這種分散部署PC機的方式降低了實訓管理人員的維護和管理效率。每臺PC機都有自己獨立的操作系統(tǒng)，一旦出現操作系統(tǒng)損壞或軟件不兼容的情況，就需要花費大量時間重新安裝操作系統(tǒng)及相應的驅動程序和應用軟件。對于實訓管理人員來說，工作異常繁復，管理難度非常大。

1.2 網絡安全性差

在實訓過程中，由于師生頻繁地使用U盤、移動硬盤等外部存儲設備，容易將外部計算機病毒帶到實訓PC機上，并通過實訓室網絡不斷持續(xù)擴散，使原有實訓教學環(huán)境受到病毒的嚴重影響，造成網絡安全隱患。此外，還會有部分學生故意通過控制硬件來影響教學軟件，造成實訓或教學系統(tǒng)軟件功能失效。這些都使得當前的計算機實訓室網絡安全性岌岌可危。

1.3 教學延續(xù)性差

為了防止學生隨意安裝其他軟件和破壞管理人員部署的教學環(huán)境，計算機實訓室常用的做法是采用系統(tǒng)保護卡的方式來保護PC和軟件數據的安全。這種做法在一定程度上影響了專業(yè)課程的實訓和教學，使教學資料和實訓過程材料得不到有效、安全的保護和延續(xù)，造成課程教學的延續(xù)性受到一定的影響。

1.4 實訓室開放性差

受到實訓室網絡結構和接入設備以及開放時間和使用空間的限制，學生不能遠程使用實訓教學資源，這就影響了學生自主學習的積極性和對學校教學的滿意度。

1.5 實訓資源共享差

缺乏科學評估設備資產和教學資源的依據，教學資源無法共享，從而造成重復投資等資源浪費現象。

2 基于虛擬化技術的實訓教學管理架構

針對高職院校現有的計算機機房和實訓室的構建方案及計算機類課程實訓教學所面臨的種種弊端，本文提出了基于虛擬化技術的實訓教學管理架構。該架構建立在云平臺技術的基礎上，采用云計算虛擬化的方式，實現新的集中應用管理構架。總體設計為：通過云計算技術的應用和云平臺的構建，將教學資源、教學實訓環(huán)境和教學實訓工具以私有云的方式供學校師生使用。系統(tǒng)總體結構如圖1所示。整體結構包含云服務中心、云組件設備、云平臺支撐系統(tǒng)、云平臺教學管理系統(tǒng)、實訓課程管理系統(tǒng)、實訓操作演練平臺、實訓教學資源庫等部分。

系統(tǒng)各部分的主要功能如下：

（1）云服務中心：云平臺的“大腦”，負責認證用戶身份、服務請求的響應、資源的統(tǒng)一調度、管理與維護云計算節(jié)點等，支持按需動態(tài)構建應用程序環(huán)境所需的服務器、數據庫、連接、存儲和網絡環(huán)境等。

（2）云組件設備：云平臺的實踐操作環(huán)境，是云平臺的運算單元、存儲單元和虛擬化承載單元，為實訓/實訓演練平臺提供硬件支持和軟件運行環(huán)境。

（3）云平臺支撐系統(tǒng)：能夠實時查看當前云平臺的實例運行狀態(tài)、網絡拓撲結構、歷史記錄的信息，并提供相關信息的管理與維護的功能。

（4）云平臺教學管理系統(tǒng)：提供實訓室設備統(tǒng)一管理、實訓網絡環(huán)境的統(tǒng)一切換、實訓室資源統(tǒng)一分配、實訓角色分組、實訓結果測評等功能。

（5）實訓課程管理系統(tǒng)：提供某門實訓課程的課前預知、實訓內容的定制、實訓報告的管理、教學計劃的安排、實訓進度的跟蹤和實訓成績的排名等功能。

（6）實訓操作演練平臺：提供某門實訓課程的完整實訓體系內容、教學所需的所有應用或操作環(huán)境、文字、圖片、Flash等實訓步驟的指導及相關的教學資源以及操作視頻、教學視頻、原理型Flash、互動型考核、教學程序/腳本、項目/案例資料、實訓環(huán)境模擬的輔助，使學生完成課程/案例的演練，達到技能學習的環(huán)境真實、學生真學、過程真練的目標。

（7）實訓教學資源庫：云平臺教學系統(tǒng)中應用資源的存儲載體，支持動態(tài)構建課程實訓/案例需要的課程資源，并提供Web登錄使用及資源管理。

3 基于虛擬化技術的實訓教學綜合管理系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1 整合資源，實現動態(tài)均衡調度

利用云服務中心、云組件設備，將學校的實訓教學資源抽象化、虛擬化，為教師和學生提供方便快捷的服務。教師和學生通過虛擬桌面的方式訪問和使用這些資源，以服務的方式獲得超出自己設備的處理能力和存儲空間，這樣的服務可以根據不斷變化的需求靈活地進行擴展。通過合理的動態(tài)調度和均衡，服務器的處理能力得到充分的利用。

3.2 降低使用成本，提高設備利用率

如果將傳統(tǒng)的臺式機作為客戶端使用，可以降低對計算機的配置要求，讓硬件的使用壽命延長三到五年，并能夠充分利用現有的設備和資源，大大緩解計算機設備大規(guī)模更新換代的升級壓力以及設備維護保養(yǎng)的壓力。

3.3 集中管理，節(jié)省部署的時間和工作量

管理員能夠在很短的時間內完成對用戶桌面的部署，無需在每個用戶的物理計算機上逐一安裝應用程序，從而減輕了維護壓力，同時也減少病毒和漏洞的攻擊。

3.4 保證數據的安全性

存放在云平臺的數據由專業(yè)人員統(tǒng)一管理，合理備份，嚴格的權限管理和各種安全防護機制、安全審查機制最大限度地保證了用戶數據的安全性。在數據中心到終端網點的網絡中傳輸的內容是經過專有TCP協(xié)議加密的，在終端對應用客戶端進行掃描、破解、反向工程等攻擊基本不可能。該數據很難被截獲破解，即使被截獲破解以后，其提供的信息也十分有限，能很好地保護原始數據信息。

3.5 實現高效、便捷、獨立的單機實訓環(huán)境

系統(tǒng)管理方面無需頻繁部署、準備學生上機的實訓環(huán)境，學生可單獨使用虛擬應用，也可使用虛擬桌面。每個學生可獨立使用自己專屬的學習應用或桌面，并使用所有學習相關的應用和教學資源，可不受干擾地學習，提高教學的延續(xù)性。

3.6 實現開放式實訓，共享教學資源

教師和學生能夠在任何時間、任何地點使用任何設備獲得教學資源，這大幅提升了教育資源的共享程度和利用率。教師和學生可以隨時隨地辦公、學習。將電腦在教育中的應用從教室、辦公室等固定場所解放出來，通過無線、移動寬帶等網絡技術，做到應用跟我走、桌面跟我走、數據跟我走，真正實現隨時隨地訪問。

4 結 論

基于虛擬化技術的實訓教學綜合管理系統(tǒng)有著高效、便捷的應用特點，使廣大實訓室管理人員和實訓室主管實現了網絡化、信息化的實訓室管理。隨著技術的進一步發(fā)展，該系統(tǒng)還可以與高校教務系統(tǒng)關聯，實現智能動態(tài)更新實訓室課表、導入導出教師與實訓室信息，便于實訓室管理；也可以與高校信息系統(tǒng)關聯，實現信息共享；同時系統(tǒng)經過改進，可以對本地數據信息進行快速錄入與數據備份，保證數據的安全與高效使用。由此可見，基于虛擬化技術的實訓教學綜合管理系統(tǒng)有著良好的應用前景，是將來實訓教學管理的新趨勢。

參考文獻：

[1] 王立新.基于項目化教學的實驗實訓管理系統(tǒng)的設計與實現 [D].成都：電子科技大學，2015.

[2] 何中靈.實訓室信息化管理系統(tǒng)的設計與實現 [D].南寧：廣西大學，2015.

[3] 卜天然.虛擬化技術在高職院校實踐教學中的應用研究 [J].楚雄師范學院學報，2017，32（3）：68-73.

作者簡介：霍睿（1986-），男，廣東人，助理實驗師，管理員，本科。研究方向：計算機應用技術。