虚拟技术在高校计算机教学中的有效应用研究
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[摘 要]很多高校因前期教育经费不足，投入计算机教学设备上的资金就不充裕。因此，在很多教学活动中，教学需求与学习资源配置并不成正比，这势必会影响教学效果。除此之外，信息技术更新换代很快，即便教学设施在当时已与时代同步，但很快也会落伍或被淘汰，计算机教学的发展因此受到很大的阻碍。高校计算机教学可有效运用虚拟技术弥补教学中出现的问题及不足，以虚拟技术作为教学基础来建立科学的学习平台，提升计算机教育教学水平。
[关键词]虚拟技术 高校计算机 教学 研究
虚拟技术在计算机实验室中的应用较为普遍，它实现了资源自动化分配。与此同时，计算机的硬件与软件系统通过虚拟技术进行了有效区分，也就是说，用户在一台设备上可以体验到多个系统同时运行，并且不同的程序有不同的运行方式，但是系统与程序都在同一硬件下运行，相互之间还不会受到制约与影响。另外，虚拟技术在IT资源实际运用中，会将物理硬件有效地转换为虚拟计算机资源，受不同资源的影响，虚拟技术也会被分为不同的类型。
高校计算机虚拟技术的教学应用背景
随着信息技术的普及，高校信息化技术有了很大进步。由于计算机专业对设备的刚性需求，高校投入了诸多教育经费，推动了教学质量的可持续性发展。不过，信息技术日新月异、不断提高，在实际教学过程中，计算机的资源配置很快会落伍而被淘汰，难以满足教学发展的需求，计算机教学方面因此产生很多教学与学习上的问题。尤其是计算机应用程序的兼容性有限，操作系统在切换上会产生很大困难，这阻碍了计算机教学的进一步发展。
现阶段，高校师生对信息服务有着极强的依赖感，要求也会随之提高。高校计算机教学传统教育的建设手段、管理模式与当前的高校信息化建设发展已经不再契合。面对这样的状况，高校计算机应利用已有设备，转变运行方式，降低成本，提升效率。与此同时，虚拟技术可以针对不同的用户，提供不同的基础架构，量身制订不同的虚拟化方案。其一，硬件的使用效率因虚拟技术有了大幅度提升，硬件设施不同，可以为虚拟系统的运行提供相应的标准。其二，在管理成本费用上，因虚拟技术而得到大幅度下降。计算机在高效工作的同时，可对虚拟技术进行有效利用，进而节约成本支出，计算机硬件设备的资源因虚拟技术得到简化。其三，安全性与实用性较强，实现动态变化，再依据不同系统进行划分和隔离。因此，在虚拟系统下，不同的用户访问时，系统需具有一定的安全性。同时，虚拟运行的用户并不会因系统的改变与升级而受到影响。其四，虚拟技术拥有较好的扩展性，依据用户的需求去改变物理资源，可以对计算机的设备资源进行调整、改变，不会影响虚拟运行系统。另外，在兼容性方面，假如物理资源较弱，虚拟技术资源可以进行补充，并不会影响硬件、软件的系统运行。因此，即使虚拟技术的资源发生改变，对系统也不会造成影响，而且还可以对其运行的系统进行快速恢复。
计算机虚拟技术的应用优势分析
1.虚拟技术的优势
无论是以实践性还是创新性作为计算机虚拟技术的出发点，计算机虚拟技术都可以设置相关的课程。例如，设置计算机安全课程、计算机课程的并行、计算机多系统操作运行的课程等。这些课程都是以计算机虚拟技术作为应用基础的，若无此标准，则无法实现课程的操作。通过运用虚拟技术进行应用操作，不但可以有效设置以上课程，还可以对计算机资源系统进行全面监控，并且建立与实际计算机功能相一致的虚拟机系统。
2.虚拟技术可有效减少能耗，降低投资压力
在虚拟化技术计算机教学的运用过程中，以成本作为出发点，计算机因虚拟技术很大程度上降低了资源成本。同时，课程的能耗也会相对减少，计算机实验教学的效率及质量也得到了有效提升。现阶段，很多高校的资金并不充裕，更不会将大量资金用于计算机实验教学上。在资金、实践、资源都受局限的情况下，提高计算机教学的效率和教学质量更是十分重要。在计算机硬件方面，建立与所用程序相应的软件应用程序，有效利用虚拟技术，不但可以降低要求，还可以利用当前资源提升运行效率。随着教学环境转变，教学质量会得到相应提升。近些年，计算机服务器的耗能较大，利用虚拟技术整合资源，提升计算机硬件利用效率，虚拟技术可将闲置的服务器关机，降低能耗，使计算机系统不受到任何制约及影响。
3.运用虚拟技术完善教学体系，提供便捷性管理
高校依据学生的要求及特点，运用虚拟技术创建高效实验教学系统，良好的课程体系是计算机实验教学的基础，以此保证教研工作得以顺利进行。同时，完善教学体系，运用虚拟技术更加便捷地管理实验课堂和课程。虚拟机的模板可以降低实验环境的规划，只需运用复制、备份的手段，增加搭建数量，就可有效丰富计算机教学内容。
虚拟技术在高校计算机教学中的有效应用
1.硬件虚拟技术
在实际应用中，虚擬技术实现了系统的安装处理，为对应的计算机建立相应的软件，虚拟计算机都是以硬件虚拟软件来作为运行虚拟技术的基础，虚拟计算机的合理运行因此得到有效保证。不过，在计算机实验机房应用硬件虚拟技术，需要明确以下一些问题：其一，运用虚拟计算机对硬件资源进行分配的过程中，相关的硬件应用是虚拟技术的基础，资源的耗损会因此加大。其二，计算机实验机房在应用硬件虚拟机时，一台计算机可以建立多个虚拟机，并且实现多硬盘和内存分离的系统效果。同时，虚拟计算机都可独立进行操作、运行，与物理计算机没有区别。其三，在多个虚拟计算机的操作过程中，不会出现干扰的情况，与物理计算机构造相差无几，都有硬盘及操作系统等。在计算机虚拟技术教学过程中，硬件的组装与维护是教学内容的基础，通过对计算机的组装，学生对硬件设备、分区、格式化等概念有了进一步的了解。在传统的计算机教学过程中，高校教师对这些内容都是以口述灌输式的讲解为主，没有相应的演示教学，无法带领学生进行全面的操作实验，学生在这样的学习氛围下对计算机硬件的构造达不到理想的认知程度，自身学习能力也因此受到极大限制，动手能力也不会得到相应提升。虚拟技术的应运而生，以虚拟机作为操作模板，对虚拟机进行随意操作，为系统硬盘进行分区，即便学生在操作的过程中有所不当，造成了严重失误，虚拟机也会很快地自行修复，原本的计算机系统不会因此受到损害，学生在这样无心理压力的条件下重复进行学习、操作，就能掌握全面的计算机硬件知识，计算机硬件教学的效率也会得到相应提升。 2.网络技术的虚拟技术教学
对一个系统进行复制，进而衍生出多个子系统，这便是实验操作系统虚拟。与普通的虚拟技术相比，这样的虚拟技术在应用上更加多变、灵活。在同一系统复制下，将子系统虚拟，所有的子系统之间也会有所联系，主要表现在以下几点：其一，在虚拟系统进行调配的过程中，相关操作人员若出现调配不同，系统之间的差异便会产生，而且较为显著。其二，若受到较大冲击，原配系统与虚拟系统都会受到很大影响。根据硬件虚拟技术所構建的虚拟系统都是处于各自独立的状态，原系统与虚拟系统的联系并不密切，原始系统若出现损坏的状况，虚拟系统依然可以不受影响继续运行。例如，在计算机网络软件的教学过程中，软件设计、网页设计等学习内容必不可少，编写程序代码需要在各种操作环境下进行有效测试，插件的维持与运行便是计算机环境的基础。因此，专门的系统与插件都需应用于每台计算机内，以保证顺利完成测试。利用计算机虚拟技术，则不必在计算机内安装所有系统、插件，编程应用与测试都可以通过虚拟机的虚拟环境来进行，计算机的教学效率因此得到有效提升，高校教师的教学负担相应降低，使教师在教学上能有更多时间进行创新教育。
3.网络安全虚拟技术教学
高校计算机专业的学生，必修网络安全技术的课程。教师讲述网络安全技术知识时，都是以教师口述讲解为主，或者是以播放Flash动态视频的形式来进行的，学生无法进行实践操作，学生对于此知识结构的认知都较为浅薄。只要相关的病毒程序一旦启动，计算机系统势必会受到很大损坏，对网络也会造成很大影响。如果修复不好，学校网络瘫痪，教学工作也会受到影响，造成无法修补的损害。因此，高校计算机教师不会允许学生进行这样的实践操作，所以学生对网络安全技术知识的认知只是停留在“你说，我听”的状态，理解也较为浅薄。在虚拟技术下利用虚拟软件，教师对计算机进行模拟演练，将病毒植入虚拟机中，演示其植入动画，模拟其传播过程，使学生产生一定的防御概念，共同建立防御、消除系统，最终将病毒击溃。通过演示可以有效调动学生的好奇心和好胜心，激发学生的学习积极性。通过人机互动的形式，学生对知识的理解也会更加深刻。显然，在传统的计算机教学中这样的过程是无法实现的。
4.资源虚拟性技术
资源虚拟性技术属于服务器虚拟，表现形式分为两种：一种是通过相关技术将物理服务器转为多个服务器，这些服务器称为逻辑服务器。另一种是将多个服务器转为一个服务器，这台服务器则称为物理服务器。通过计算机硬件设备、应用系统利用服务器虚拟技术相互分开，在网络服务中或者是应用的过程中聚集。在计算机实验教学过程中，运用服务器虚拟技术可以有效攻克教学难题，服务器的使用效率也会得到明显提升，降低了物理服务器的成本，有利于计算机教师设计实践活动。同时，计算机在维护与升级方面会更加便捷，保障了学生的实验条件，提升了学生的计算机水平。
结 语
综上所述，高校在计算机教学中利用虚拟技术进行改革，改变传统的教学模式，学生不但可以通过对虚拟技术的操作来掌握计算机知识，也会熟悉更多的教学软件，同时又提升了教师的教学质量，教育的技术性改革也会得到有效加强。在实际的教学中，高校教师应积极鼓励学生进行创新性学习，强化学生的逻辑思维能力，进一步提升学生应用计算机虚拟技术的能力。
参考文献：
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作者单位：西安汽车科技职业学院 陕西西安
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