試論虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

王效政

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們?nèi)粘５纳钪姓紦?jù)著越來(lái)越重要的地位，因此，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展來(lái)說(shuō)，具有十分深遠(yuǎn)的意義。但是就當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，我國(guó)眾多高校可供學(xué)生研究和使用的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的資源嚴(yán)重匱乏，這十分不利于對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的掌握和發(fā)展。而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端日益凸顯，這不僅是因?yàn)榻ㄔO(shè)的成本比較高，而且還因?yàn)橛?jì)算機(jī)的利用率非常低以及管理起來(lái)非常困難，而虛擬技術(shù)的產(chǎn)生從根本上解決了這一問(wèn)題。而通過(guò)大量的實(shí)踐顯示，虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中具有十分重要的地位。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；應(yīng)用；虛擬技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）20-0158-02

二十一世紀(jì)不僅是經(jīng)濟(jì)全球化的社會(huì)，而且還是信息全球化的社會(huì)，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中具有十分重要的地位，而且在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中扮演著越來(lái)越重要的角色，并且是誰(shuí)都無(wú)法代替的。但是，在這種情況下，我國(guó)如今高校的大學(xué)生并不能掌握計(jì)算機(jī)實(shí)踐的技能，也不知道如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)，并且很難熟練的應(yīng)用到工作以及實(shí)際生活中。因此，我國(guó)當(dāng)前首要解決的問(wèn)題就是，如何解決當(dāng)代大學(xué)生的計(jì)算機(jī)實(shí)踐技能相對(duì)于落后的問(wèn)題，并且如何提升計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平。同時(shí)，虛擬技術(shù)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，而應(yīng)用虛擬技術(shù)不僅可以更深層次地發(fā)掘我們現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的潛力，而且還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的能力，增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)。

1 虛擬技術(shù)的內(nèi)涵以及意義

所謂的虛擬技術(shù)主要是以虛擬機(jī)為主體，從而達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡募夹g(shù)手段。在我們實(shí)踐的操作過(guò)程中，我們可以用虛擬機(jī)代替實(shí)際生活中的計(jì)算機(jī)，因?yàn)?，虛擬機(jī)擁有了計(jì)算機(jī)全部功能，同時(shí)它的操作也很簡(jiǎn)單，在教師進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，學(xué)生可以運(yùn)用虛擬機(jī)做任何實(shí)驗(yàn)，其中也包括一些計(jì)算機(jī)進(jìn)行不了的實(shí)驗(yàn)。因此，虛擬技術(shù)的發(fā)明不僅能夠增強(qiáng)大學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作的能力，而且還可以激發(fā)大學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的興趣，從而提高了我國(guó)大學(xué)生的計(jì)算機(jī)的操作水平。同時(shí)，在我們操作虛擬機(jī)的時(shí)候，其實(shí)和使用真正的計(jì)算機(jī)是一樣的，因?yàn)槲覀儾⒉荒芨惺艿教摂M機(jī)和計(jì)算機(jī)有什么明顯的不同。而從對(duì)虛擬機(jī)的操作過(guò)程中可知，虛擬技術(shù)的出現(xiàn)不能能夠解決計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)燃眉之急的難題，同時(shí)也對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。

2 眾多高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常常遇到的問(wèn)題

2.1 計(jì)算機(jī)頻繁出現(xiàn)故障并且超出計(jì)算機(jī)所承載的負(fù)荷

眾所周知，當(dāng)我們自己天天不停地工作，從沒(méi)有休息的時(shí)間，那么我們一定會(huì)身體吃不消并且還可能會(huì)得一些疾病，更重要的是甚至能落下病根。同樣，計(jì)算機(jī)也和我們?nèi)祟愐粯?，如果?jì)算機(jī)天天也不停地工作，超出計(jì)算機(jī)正常所承載的負(fù)荷，計(jì)算機(jī)也一定會(huì)出故障，比如會(huì)出現(xiàn)卡機(jī)、死機(jī)的現(xiàn)象，甚是會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)全盤崩潰等對(duì)計(jì)算機(jī)有損傷的現(xiàn)象。因此，如果我們長(zhǎng)此以往的讓計(jì)算機(jī)超負(fù)荷工作，對(duì)計(jì)算機(jī)的元件也會(huì)有不同程度的損壞。

2.2 電腦的設(shè)備配置以及性能差異極大，軟件不斷更新但硬件卻沒(méi)有及時(shí)更新

當(dāng)前有很多學(xué)校都是分期購(gòu)置計(jì)算機(jī)的，從而會(huì)導(dǎo)致先前購(gòu)置的計(jì)算機(jī)的配置以及性能非常低端、落后，而后期買的計(jì)算機(jī)與先前購(gòu)置的計(jì)算機(jī)相比顯得比較高端、先進(jìn)。因此學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)的品牌以及計(jì)算機(jī)設(shè)備的配置和性能也并不相同，因此學(xué)校的關(guān)于電腦維修的人員無(wú)法對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的維修，這不僅給我們對(duì)計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一管理帶來(lái)了不小的難題，而且也使在我們進(jìn)行的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的精確性和統(tǒng)一性帶來(lái)了很大的影響，從而也影響到了我們實(shí)驗(yàn)的效果。而隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式也不同于以往傳統(tǒng)的教學(xué)方式，隨之，在我們進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)就需要不同的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)幫我我們的實(shí)驗(yàn)順利地進(jìn)行，但是隨著計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深化改革，實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)也面臨著各種軟件的升級(jí)和更新，但是計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)卻無(wú)法及時(shí)得到更新，這不僅導(dǎo)致了這些軟件出現(xiàn)了無(wú)法運(yùn)行的現(xiàn)象，而且甚至使那些配置差以及性能低的落后的計(jì)算機(jī)根本無(wú)法進(jìn)行安裝和運(yùn)行。

2.3 教師擔(dān)心計(jì)算機(jī)受到損壞，從而導(dǎo)致個(gè)別的破壞性實(shí)驗(yàn)無(wú)法操作

有時(shí)我們所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)需要對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份或者恢復(fù)之類的操作，但是很多老師都會(huì)害怕計(jì)算機(jī)會(huì)受到損壞，因此往往教師只能在課堂上為學(xué)生進(jìn)行演示，但并不會(huì)讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，所以根本無(wú)法進(jìn)行有一些關(guān)于計(jì)算機(jī)維護(hù)方面的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)。另外，還有一些攻擊性的實(shí)驗(yàn)如果在操作的過(guò)程中稍有一點(diǎn)的差錯(cuò)就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全盤崩潰，最終使計(jì)算機(jī)受到嚴(yán)重的損壞。

2.4 學(xué)校不僅投資的資金不足而且計(jì)算機(jī)設(shè)備性能差，學(xué)生無(wú)法做一些特殊的實(shí)驗(yàn)

許多計(jì)算機(jī)老師都有這樣的感受，有一些特殊的實(shí)驗(yàn)需要我用到許多不同的軟件，并且對(duì)于計(jì)算機(jī)的配置和性能都有非常高的要求，但是我國(guó)的許多高校的計(jì)算機(jī)設(shè)備并不齊全而且性能也不高，并且學(xué)校的資金短缺，無(wú)法購(gòu)置配置和性能較高的設(shè)備，從而導(dǎo)致了學(xué)生根本做不了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。所以關(guān)于這些特殊的實(shí)驗(yàn)，老師只能在課堂上講解，但是我們都知道一些實(shí)驗(yàn)課，特別是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課，如果學(xué)生們以及不能夠親手去操作，理解起來(lái)是非常枯燥、乏味的，也很難激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此，這不僅影響了學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，更重要的是學(xué)生根本無(wú)法全面的學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，從而制約了學(xué)生未來(lái)的發(fā)展。

3 虛擬技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用的主要技術(shù)手段是虛擬技術(shù)，并且虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展過(guò)程中具有十分重要的推動(dòng)作用。據(jù)調(diào)查可知，在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，虛擬技術(shù)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

3.1 降低資源的投入成本

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要很大的場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因此，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，學(xué)校需要提供非常大的場(chǎng)地來(lái)建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也要進(jìn)購(gòu)非常多的計(jì)算機(jī)以及大量的實(shí)驗(yàn)器材，因此，學(xué)校需要投資的數(shù)目是非常龐大的，但是就我國(guó)高校目前的情況來(lái)看，許多高校的資金非常短缺，所以沒(méi)有幾所高校能夠完成這個(gè)項(xiàng)目。但是，恰恰相反，虛擬技術(shù)也不需要考慮這些棘手的難題，因?yàn)樘摂M機(jī)所需要的空間很小，所需的實(shí)驗(yàn)器材也不多，因此，虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，能夠降低學(xué)校投入的成本，從而解決了許多學(xué)校的難題。

3.2 具有極強(qiáng)的靈活性

虛擬機(jī)在設(shè)計(jì)個(gè)使用上具有很大的靈活性。因?yàn)樘摂M機(jī)只需要通過(guò)對(duì)軟、硬件進(jìn)行系統(tǒng)化的更新，就能夠使虛擬機(jī)和當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)保持一致的步伐。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的更新需要及其繁瑣的操作，然而虛擬機(jī)對(duì)自身的軟件和硬件的更新能夠不需要進(jìn)行實(shí)體機(jī)的配置的兌換就可以達(dá)到更新的目的。由此看來(lái)，虛擬機(jī)相比于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)具有非常強(qiáng)的靈活性。

3.3 具有極高的安全性

虛擬機(jī)在應(yīng)用的過(guò)程中具有極高的安全性。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)的故障導(dǎo)致部分甚至全部數(shù)據(jù)的丟失，而虛擬機(jī)則不會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。虛擬機(jī)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備，能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、資源以及實(shí)驗(yàn)資料等重要的信息進(jìn)行保存，有效地避免了重要數(shù)據(jù)丟失從而為用戶帶來(lái)不便的現(xiàn)象。所以，我們?cè)谑褂锰摂M機(jī)的時(shí)候不必?fù)?dān)心在其他的系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)我們儲(chǔ)存的重要的文件資料和數(shù)據(jù)丟失的情況。因此，在我們使用虛擬機(jī)的時(shí)候就不用擔(dān)心我們存儲(chǔ)的東西會(huì)丟失，更加可以放心的使用虛擬機(jī)了。

4 高校在計(jì)算機(jī)教學(xué)中所應(yīng)用虛擬技術(shù)和幾個(gè)方面

眾人皆知，在各個(gè)高校中計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直一個(gè)頭疼的難題，然而虛擬機(jī)的出現(xiàn)徹底解決了這一難題。因?yàn)樘摂M技術(shù)所采用的服務(wù)器群集中的特點(diǎn)，可以為我們生成我們自己的專用桌面，而且我們還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)去我們自己的桌面，這樣不僅可以提高我們的體驗(yàn)速度，而且還可以使我們更快地適應(yīng)虛擬機(jī)。之所以我們可以不通過(guò)培訓(xùn)而快速的適應(yīng)虛擬機(jī)，是因?yàn)樘摂M機(jī)的桌面環(huán)境和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并沒(méi)有什么區(qū)別。因此，在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，虛擬技術(shù)可以解決許多傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的難題。

4.1 解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法進(jìn)行特殊實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題

在上面“眾多高校在計(jì)算機(jī)教學(xué)的過(guò)程中所反映的問(wèn)題”的敘述中，我們了解到傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)無(wú)法進(jìn)行個(gè)別實(shí)驗(yàn)，例如關(guān)于計(jì)算機(jī)維護(hù)方面的實(shí)驗(yàn)、一些具有攻擊性的實(shí)驗(yàn)以及一些代價(jià)昂貴的實(shí)驗(yàn)，這些問(wèn)題不僅阻礙了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，而且還制約了計(jì)算機(jī)教學(xué)的發(fā)展，然而，虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，就可以有效地解決了這一難題。如果教師在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，利用虛擬技術(shù)就可以把一些我們不能在真正計(jì)算機(jī)上做的實(shí)驗(yàn)，在虛擬機(jī)上實(shí)驗(yàn)。而且教師在教學(xué)中就不用害怕計(jì)算機(jī)會(huì)受到損傷，同時(shí)學(xué)生也能夠放心大膽的操作實(shí)驗(yàn)并且親身體會(huì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的奇妙。這樣不僅能夠激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能夠有效地提高學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，從而使我國(guó)的計(jì)算機(jī)教學(xué)又提高了一個(gè)層次。

4.2 進(jìn)一步改進(jìn)了教學(xué)研究工作

我國(guó)當(dāng)今傳統(tǒng)的高校計(jì)算機(jī)教學(xué)體系具有很多弊端，如果我們要重新建立一個(gè)全新的、完善的計(jì)算機(jī)教學(xué)體系就要有效的、好好的運(yùn)用虛擬技術(shù)。這樣不僅具有理論的論證，又可以進(jìn)行具體的實(shí)踐操作，從而達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際的目的。由此看來(lái)，在我們計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)利用虛擬技術(shù)，不僅能夠提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，也能夠進(jìn)一步深化了教學(xué)工作的改革，更加增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.3 解決了教學(xué)中的高能耗

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的計(jì)算機(jī)的資源以及內(nèi)存的管理的能力有限，但是，虛擬技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)，具有十分高級(jí)的資源以及內(nèi)存管理，能夠關(guān)閉我們?cè)诓僮鲿r(shí)不需要的服務(wù)器，同時(shí)更不會(huì)影響我們?cè)诓僮鲿r(shí)程序上的應(yīng)用以及我們的親身體驗(yàn)。而與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)相比，虛擬技術(shù)不僅能夠極大地減少能量的消耗，而且同時(shí)又不會(huì)降低虛擬機(jī)功能的完整性以及其性能的精準(zhǔn)性。

5 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是我國(guó)高校日常的教學(xué)中的一個(gè)重要組成的部分，不僅對(duì)于激發(fā)學(xué)生的求知欲望，還是對(duì)提高學(xué)生的探索精神，都有著十分巨大的影響與作用，但是我國(guó)現(xiàn)代傳統(tǒng)的教學(xué)模式并不能夠達(dá)到這一目的。然而，虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，不僅有效的能夠提高學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，而且又能夠激發(fā)可學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由此可知，虛擬技術(shù)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的十分有用的輔助工具，在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占據(jù)著極其重要的地位。因?yàn)?，在?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用虛擬技術(shù)不僅能夠降低計(jì)算機(jī)的能耗，提高計(jì)算機(jī)的利用率，而且同時(shí)也可以促進(jìn)教育資源的整合，從而達(dá)到了降低實(shí)驗(yàn)資源成本的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮克鵬，馬小龍，孫向輝.虛擬技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)技術(shù)應(yīng)用，2012（3）：92-94.

[2] 何增穎.虛擬機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010（2）：80-82.