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高校计算机实验教学中虚拟化技术的应用研究

时间:2019-03-01    作者: 黄晓鹏    来源: 永信论文网
摘要:虚拟化技术在高校中的兴起属于新兴科技的范畴,通过虚拟化技术可以在计算机中建立出独立的操作系统,从而完成软件操作与实验工作的有机结合。但是目前计算机实验教学中的虚拟化技术还尚不能与互联网的发展同步,理应引起学校与教师的足够重视。本文主要针对互联网的时代大背景,结合我国高校计算机实验教学中虚拟化技术的现状,通过分析高校计算机实践教学存在的问题,并提出相应的提升虚拟化技术的策略,以期能够增加高校计算机实验教学的整体水平。

关键词:高校教学;计算机;实验教学;虚拟化技术

随着我国计算机教学过程中信息化技术的不断发展,高等计算机实验教学中深入开展了关于虚拟化技术的研究与应用方面的探讨。因为计算机作为一门实践性较强的学科,实验教学更是高校开展计算机虚拟化课程的重要环节。引入虚拟化技术到高校计算机实验实践教学中能解决计算机硬件性能较差以及其他方面的一些问题,因此本文对于提高高校的计算机教学具有较好的研究价值。

1.高校计算机实验教学现状

高校计算机硬件设备呈现出硬件配置、性能不相同等不同程度的缺陷,部分高校只是采用了限制使用等简单的方式来减缓计算机的硬件损耗,但是为了延长计算机的使用寿命就需要采取一些措施来应对使用过程中出现的诸多问题。同时,因为不同高校的计算机更新换代的频率长短不一,存在新、旧计算机混合使用的情况,这就加大了高校计算机管理的难度。针对存储虚拟化、服务器虚拟化等不同的虚拟化情形,现有计算机的实验教学条件不够充足,计算机设备的限制系统备份与恢复等也需要教师具备较高的计算机素质,教师的自身能力不足在一定程度上就会限制到学生的计算机实践操作课程。现阶段的高校计算机教师的自身素质并不能及时的紧跟时代发展的趋势,并不能把所学的知识结合时代的发展讲给学生,这就影响到实验教学的顺利开展。此外,学生不能独立进行计算机实验,教师多数情况下采取的是课堂讲解教学方式,学生不能真正的理解到计算机课程的精髓,并不能把所学的虚拟技术传授给学生。目前的教师的素质并不能真正的把这部分的虚拟技术讲出来,甚至部分教师根本不知道这些虚拟技术对学生的重要影响以及虚拟技术对当今社会计算机学科发展的重要意义。

2.虚拟化技术应用在实验教学中的重要性

2.1运用虚拟化技术可以设置具有实践性以及创新性的计算机课程

虚拟化是指将抽象化的资源进行整合,将原本简单的计算机资源转变为逻辑、能够管理的抽象化资源,通过打破物理结构之间的防护壁垒进而按照具有逻辑的方式,有效地实现资源的有效管理,这便是虚拟化技术的巨大优势。虚拟化技术具有能够高效利用、整合资源,通过不断优化资源来实现减少对硬件的依赖以及降低运营成本等诸多方面的优点,因此在计算机领域的应用具有现实价值。通过虚拟化技术,可以将设置计算机实验课程、并行计算机实验课程与多个操作系统相结合,通过理顺全面的计算机资源系统来体现出课程的实践性特征。通过计算机教学中实验教学虚拟技术的广泛应用,具有功能全面并且与实际计算机相同功能虚拟机系统等优势,体现出计算机中虚拟技术的特色。

2.2计算机实验教学采取虚拟化技术能有效降低成本

虚拟化技术主要是通过在计算机中建立独立的操作系统来完成软件的操作与实验程序。现阶段,高校投入到计算机实验教学中的资金相对较少,对虚拟化技术的开发还是不够深入,高校的计算机教师对于虚拟化技术的掌握不够好,如何能够更加深入的提升计算机实验教学的教学质量是个值得思考的问题。运用虚拟化的技术进行计算机实验方面的教学,可以创建适应出来具有应用程序的虚拟环境,还能有效提升高校计算机的利用效率。此外,高校可以通过采取诸如硬件、操作系统以及应用程序虚拟化的方式来实现资源的整合利用,通过服务器、网络以及桌面虚拟化等不同种类的虚拟化技术来丰富计算机课堂的虚拟化教学氛围,此种方式的虚拟化技术营造出来的计算机课程不仅可以减轻投资压力,而且还可以有效减少课程所能耗的资源。因为计算机实验教学多数采用 windows系统,在系统的调试、安装及设置等方面的操作相对困难,但是在这些方面运用虚拟化技术的方式可以实现服务器资源的优化,最终形成一个具有高效率的虚拟资源池与资源库,进而提升教学质量外以及优化计算机的教学环境。

2.3利用虚拟化技术便于计算机课程的管理

虚拟计算机是针对真实计算机而演化出来的一个模型,但是它具有真实计算机进行工作的所有软件系统,同时还具有完整硬件系统功能的专业软件,这一虚拟化技术完全可以实现将计算机课程运行在一个隔离环境中,其能够满足计算机课程的诸多方面要求。同时,虚拟化技术在管理上也具有着优势,诸如虚拟化技术可以在教学过程中可以按照学生的实际要求来建立出符合学生特色的实验教学模式,在虚拟网络中灵活运用各种虚拟技术,进行DHCP、实现虚拟网络与现实网络的通信及网络组建等计算机实验。此外,计算机实验教学中心运用虚拟化技术可以提供诸多种远程实验教学资源服务,高校计算机实验中心的管理人员可以通过虚拟化管理软件生成桌面虚拟来解决距离远等问题。高校充分利用虚拟技术方便便捷、复制以及备份等优势,不但可减少实验环境的弊端,还可以使实验的环境更加舒适以及计算机教学课程的内容更加丰富,从而提高计算机实验的教学效果。

3.提升高校计算机实验教学中虚拟化技术应用的策略

3.1加强虚拟化设备

在计算机教学过程中运用虚拟化技术,其相对于现实计算机可以减少运行的成本,它能够创造出与真实计算机相同的软件运行环境,同时自身所消耗较少的资源。面临高校招收计算机专业学生人数不断增多的实际情况,早期的计算机实践教学设备不能承载如此繁多的学生,更不能满足大量的教学内容需求,因此加强虚拟化技术设备对高校的计算机实验教学具有重要意义,这也是我国计算机教学中的一个里程碑式,高校一定要充分重视并将虚拟化技术引进以及应用到教学实践。特别是面对高校中计算机专业不同年级的课程教学内容不同的问题,加上每个年级在计算机实验中需要用到的软件并不相同,这就需要高校不断实现软件的更新,通过虚拟化技术来满足计算机实践教学的需要,从而保证计算机教学的正常开展。在计算机教学中应用虚拟化技术可以解决部分软件经常进行软件升级或者在一台计算机上安装多个操作系统的问题,相比与此前的各种软件不定时的进行着更新换代的压力、消耗性大的难题,虚拟化计算机技术可以实现在同一台服务器上运行多个虚拟机,这样就能有效缓解系统升级等影响计算机实际运行的问题。

3.2加快建立虚拟化计算机技术的种类

虚拟化技术包括软件虚拟化、桌面虚拟技术和服务器虚拟技术等多种类型。首先,软件虚拟技术可以节省原先的步骤,可以独立运行并且减少资源运行消耗,进而有效提升计算机运行的速度。其次,桌面虚拟化技术可以对桌面上的软件进行虚拟化的处理,诸如学生能够使用桌面虚拟技术进行桌面访问,教师可以利用桌面虚拟技术认证学生的身份、通过远程协议与学生交流沟通。再次,服务器虚拟属于资源虚拟性技术的一种,服务器虚拟技术通过自身强大的功能将硬件设备与应用系统分离,便于文件的备份、转移与复制。服务器虚拟可以分为综合网络服务、虚拟技术应用这两种形式,一方面,通过虚拟技术可以将相关技术转化成为服务多台具有逻辑功能的服务器。另一方面,计算机的操作系统实验涉及到多操作系统,可以将高校的PC机同时使用虚拟化技术,减少安装多个操作系统实践教学过程中新技术所蕴含的风险。

 

3.3教师要熟悉虚拟化技术的操作流程

虚拟化技术可以搭建出局域网虚拟环境,能够更好的适应学生的实际需要。如果学生不熟悉计算机实验的相关操作系统以及流程,实验过程中就容易因操作失误而对机器造成一定程度上的损坏,因此加强教师的计算机实验中虚拟化技术的素养显得尤为重要,一方面,老师要懂得桌面虚拟技术属于来源于服务器的计算机模型,通过对所有的虚拟机进行统一管理让用户获得完整的体验。诸如,应用虚拟化是在综合利用服务器、利用存储虚拟化基础上发展起来的,它能够充分依托网络传输技术的高效性,通过虚拟服务器来操作多套服务系统,再将操作指令按照实际需求分配给计算机专业上课的学生。此外,老师要熟悉高校计算机实践教学的自身特点,应当采取适合自身特点的虚拟化技术,诸如虚拟化技术通过拷贝的形式将原有的资源进行打包,从而让物理资源能够真正地独立于计算机的硬件环境。另一方面,老师要学会应对处理器超频测试、木马程序实验、网络攻击等问题,这些常见的问题容易造成系统的损坏,因此使用虚拟机技术可以较少造成的损失,诸如虚拟化技术不仅可以控制多个虚拟机,还能来回切换多个系统。

3.4提高虚拟化技术教师的综合素质

虚拟技术对于高校计算机实验教学中教师的素养要求较高,要求老师要充分利用服务器群集中的特点为每位学生生成自己的专用桌面,学生通过访问桌面来进行数据的录入以及完成服务器群的存储。老师要学会设置计算机保护,主要是为了便于计算机机房管理人员对设备进行管理,因为虚拟机与真实的计算机具有较多方面的相似性,表现在密码的设置、网卡配备以及内存软件的管理权限保护配置等诸多方面,虚拟化技术具有能够在计算机配置低时完成诸多种类的网络创建与资源管理工作。老师可以通过系统的培训来学习虚拟化技术在硬件、软件的分离方面的优势,诸如学习虚拟化内存、虚拟化网络与虚拟化桌面间的联系与区别。老师要充分调动学生学习实验教学中的虚拟技术,通过应用程序在 VM ware Thin App上的安装与测试来实现软件之间能够独立运行,可以建立出来功能全面且与实际计算机功能相同的虚拟机系统。虚拟化技术在一定程度上有利于计算机实践教学的管理,但是对计算机教师提出了更高标准的技术要求,因此就需要加强老师们对于虚拟化技术的专业技能,从而顺利并且有效的解决高校计算机教学中软件与硬件更新不同步、计算机配置较低等影响教学的实际问题。

4结论

虽然虚拟化技术作为高校计算机课程中的一种辅助工具,但是却能真正地解决高校在实际教学中存在的问题。因此,在计算机教学过程中运用虚拟化技术可以保证实验教学的质量,增加学生的计算机实验技能。虚拟化技术的应用能够不断地降低计算机的实验成本,充分地整合高校的计算机资源,最终培养出一批具有高素质、具有较强应用能力和创新能力强的计算机综合人才。

 

参考文献:

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