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摘 要 目前计算机教学存在硬件、软件等问题，虚拟机是解决这些问题的很好的技术途径。虚拟机具有集成性、经济性、移植性和可维护性的优点，在计算机教学中的具体应用包括操作系统安装、网络安全、计算机维护、网络技术应用。
关键词 虚拟机 计算机教学 安全教学
中图分类号：G4 文献标识码：A文章编号：1673-9795(2012)1 (a)-0000-00
为了有效利用现有的设备，教学实践中如何不断改进和完善教学方法、教学形式和教学内容，培养出满足社会需要的基本素质好、应用能力强和具有创新精神的专业人才，已经成为中职教师面临的重要课题。基于上述原因，在专业教学实验场、实验设备地投入明显不足，某些专业课程教学、实验内容具有多样性和特殊性的情况下，采用虚拟机（Virtual Machine，简称VM）技术构建教学实践环境来解决这些难题无疑是一种行之有效的解决方案。近几年，虚拟机逐渐被应用于许多学校的计算机教学领域，成为一种非常有效的辅助工具。我校从自身的计算机教学实际出发，借助虚拟机解决计算机教学中的一些问题，有效地提高了计算机教学的质量，取得良好的教学效果。
1 计算机教学中采用虚拟机技术的必要性
目前，我校的计算机教学取得一定的成绩，也存在一些问题，主要表现为以下几个方面。 1.1 硬件不足 计算机是一门实践性非常强的学科，需要给学生提供良好的实践环境。同时，随着科学技术的迅猛发展，计算机硬件的更新速度加快，计算机教学的开展也受到全新的挑战。由于我国目前招生规模的扩大，经费又相对投入有限，使得实验设备和实验场地不能及时得到扩充，教学设备的硬件建设相对欠缺和滞后，新建计算机硬件实验室、计算机网络实验室等更是不现实的。但是，计算机教学中的很多实验，如局域网的搭建，需要利用多台计算机和多种设备，由于现有的硬件配置条件有限，学生没有亲自做实验的条件和机会，无法培养其动手操作能力。
1.2 软件限制
目前的计算机教学一般是使用公共机房。公共机房只能满足一般的实验要求，同时为了便于机房的管理和维护，通常为所有的计算机安装硬盘保护卡和应用系统策略来限制学生的某些操作。学生上机的时候，不允许他们随意安装软件，更不允许进行如硬盘分区、格式化等操作。学生无法在实际的环境中操作练习，只能被动地进行一些简单的实验操作，实践教学的效果较差。
综合以上分析，可以看出目前计算机教学存在问题的关键是教学设备不足。如何充分利用好现有的教学设备，来满足最大化的教学需求，这是一个新的挑战。利用虚拟机可以改善上述计算机教学中存在的问题，较好地达到一机多用的目的。
2 虚拟机简介
2.1 虚拟机的概念
所谓虚拟机，顾名思义就是虚拟出来的计算机。虚拟机技术也就是利用虚拟机软件可以在一台实体计算机上虚拟出来若干台计算机一种技术。这些虚拟出来的计算机和真实的实体计算机几乎完全一样，每台虚拟机可以运行单独的操作系统而互不干扰，而且可以随意修改虚拟机的系统设置，而不用担心对实体计算机造成损失。
采用虚拟机技术一方面可以解决一般院校课堂教学没有网络环境的问题，另一方面也可以解决一些带有破坏性的实验演示所需要的特殊环境要求的问题。
目前，计算机教学中比较常用的虚拟机软件主要有WMware公司的WMware Workstation和微软公司的Microsoft Virtual PC这两种。VMware技术相对比较成熟，可以虚拟更多的主流操作系统，功能更强大，使用起来比较容易，市场占有率比较高。
2.2 虚拟机的优点
1）集成性。能够在一台PC机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可安装不同的操作系统，而不需要对物理硬盘进行分区或重新开机，不受到物理计算机硬件的限制。各虚拟机与主机之间可以进行通信、共享文件和网络资源。
2）经济性。由于虚拟机是利用软件来模拟完整的计算机系统，无需添加新的硬件设备，真正可以做到一机多用，同时又节省维护费用。
3）移植性。虚拟机表现在物理电脑上是一个文件，不同的操作系统之间能够进行互动操作。使用者可以直接拷贝备份好的虚拟机文件到其他计算机上使用，大大节省系统安装的时间。
4）可维护性。虚拟机与主机之间有良好的隔离性，在虚拟机上进行的操作不会破坏物理计算机的操作系统和软件，对主机现有的硬盘分区和数据都不会造成任何破坏。
3 虚拟机在计算机教学中的具体应用
3.1 操作系统安装
操作系统有MS-DOS、Windows98、 Windows XP、Windows2000、Unix、Linux等不同系列、不同版本。由于操作系统的安装具有一定的危险性，学生可以在硬盘上建立自己的虚拟机，并进行安装操作系统的练习。在虚拟机环境下可以实现多个操作系统同时运行，带来极大的方便。
3.2 计算机维护
出于公共安全考虑，磁盘分区、格式化等危险操作，学生一般没有机会亲手实践。在虚拟机环境下，学生可以任意进行①计算机BIOS设置；②硬盘的分区、格式化；③操作系统的安装与配置；④应用软件的安装；⑤系统的备份与恢复。操作完成后，通过映象功能可以非常轻松地将操作系统恢复到原样。
3.3 网络技术应用
学生在学习局域网的组建、FTP、网络配置与管理、邮件服务器等各种网络服务的配置、远程访问和路由的设置等知识时，单凭理论讲授是很难理解和掌握的。利用虚拟机，学生可以在单台计算机上组建网络环境，进行各种网络配置，也可以组建虚拟局域网，实现集群试验。若学生不能按时完成实验，借助虚拟机的挂起功能，保留当前状态，以便下次继续完成。
3.4 网络安全
在网络环境下，木马、病毒、黑客程序非常盛行。教师在讲解计算机木马、病毒等知识时只能停留在讲述阶段，利用虚拟机可以改变这一状况。教师可以在虚拟机系统上植入病毒文件进行木马、病毒程序的传播与演示，以及实现安全防御等操作，让学生更加直观地了解系统的安全及防御技术。
通过教学实践证明，采用虚拟机软件构建的教学、实验平台既能节省资金投入、挖掘了设备潜力，又缓解了实验设备严重不足、实验管理员工作量过大等问题，同时也给学生课内外的自主学习提供了可能，增强了学生学习的积极性和主动性，为教师教学提供了极大的便利。虚拟机技术为教学、实验提供了一个近似于真实的环境，除了硬件的物理连接外(如主机板、显示卡、网络接口卡、CPU、网线等连接)，在真实的机器上完成的实验基本上能在“虚拟机”上完成，实验质量不会受到影响，完全能够满足诸如计算机硬件与软件等课程教学实践的要求。
参考文献
[1]蔡友林,祝红琴,司红伟.虚拟机技术在计算机教学中的探讨[J].电脑知识与技术,2009,5(10),7889-7990.
[2]刘晙.谈谈计算机教学中虚拟机的应用[J].科技资讯,2009(36):190.
[3]王永.虚拟机在高校计算机教学中的应用[J].电脑知识与技术,2006(11):164,177.
关键词 虚拟机 计算机教学 安全教学
中图分类号：G4 文献标识码：A文章编号：1673-9795(2012)1 (a)-0000-00
为了有效利用现有的设备，教学实践中如何不断改进和完善教学方法、教学形式和教学内容，培养出满足社会需要的基本素质好、应用能力强和具有创新精神的专业人才，已经成为中职教师面临的重要课题。基于上述原因，在专业教学实验场、实验设备地投入明显不足，某些专业课程教学、实验内容具有多样性和特殊性的情况下，采用虚拟机（Virtual Machine，简称VM）技术构建教学实践环境来解决这些难题无疑是一种行之有效的解决方案。近几年，虚拟机逐渐被应用于许多学校的计算机教学领域，成为一种非常有效的辅助工具。我校从自身的计算机教学实际出发，借助虚拟机解决计算机教学中的一些问题，有效地提高了计算机教学的质量，取得良好的教学效果。
1 计算机教学中采用虚拟机技术的必要性
目前，我校的计算机教学取得一定的成绩，也存在一些问题，主要表现为以下几个方面。 1.1 硬件不足 计算机是一门实践性非常强的学科，需要给学生提供良好的实践环境。同时，随着科学技术的迅猛发展，计算机硬件的更新速度加快，计算机教学的开展也受到全新的挑战。由于我国目前招生规模的扩大，经费又相对投入有限，使得实验设备和实验场地不能及时得到扩充，教学设备的硬件建设相对欠缺和滞后，新建计算机硬件实验室、计算机网络实验室等更是不现实的。但是，计算机教学中的很多实验，如局域网的搭建，需要利用多台计算机和多种设备，由于现有的硬件配置条件有限，学生没有亲自做实验的条件和机会，无法培养其动手操作能力。
1.2 软件限制
目前的计算机教学一般是使用公共机房。公共机房只能满足一般的实验要求，同时为了便于机房的管理和维护，通常为所有的计算机安装硬盘保护卡和应用系统策略来限制学生的某些操作。学生上机的时候，不允许他们随意安装软件，更不允许进行如硬盘分区、格式化等操作。学生无法在实际的环境中操作练习，只能被动地进行一些简单的实验操作，实践教学的效果较差。
综合以上分析，可以看出目前计算机教学存在问题的关键是教学设备不足。如何充分利用好现有的教学设备，来满足最大化的教学需求，这是一个新的挑战。利用虚拟机可以改善上述计算机教学中存在的问题，较好地达到一机多用的目的。
2 虚拟机简介
2.1 虚拟机的概念
所谓虚拟机，顾名思义就是虚拟出来的计算机。虚拟机技术也就是利用虚拟机软件可以在一台实体计算机上虚拟出来若干台计算机一种技术。这些虚拟出来的计算机和真实的实体计算机几乎完全一样，每台虚拟机可以运行单独的操作系统而互不干扰，而且可以随意修改虚拟机的系统设置，而不用担心对实体计算机造成损失。
采用虚拟机技术一方面可以解决一般院校课堂教学没有网络环境的问题，另一方面也可以解决一些带有破坏性的实验演示所需要的特殊环境要求的问题。
目前，计算机教学中比较常用的虚拟机软件主要有WMware公司的WMware Workstation和微软公司的Microsoft Virtual PC这两种。VMware技术相对比较成熟，可以虚拟更多的主流操作系统，功能更强大，使用起来比较容易，市场占有率比较高。
2.2 虚拟机的优点
1）集成性。能够在一台PC机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可安装不同的操作系统，而不需要对物理硬盘进行分区或重新开机，不受到物理计算机硬件的限制。各虚拟机与主机之间可以进行通信、共享文件和网络资源。
2）经济性。由于虚拟机是利用软件来模拟完整的计算机系统，无需添加新的硬件设备，真正可以做到一机多用，同时又节省维护费用。
3）移植性。虚拟机表现在物理电脑上是一个文件，不同的操作系统之间能够进行互动操作。使用者可以直接拷贝备份好的虚拟机文件到其他计算机上使用，大大节省系统安装的时间。
4）可维护性。虚拟机与主机之间有良好的隔离性，在虚拟机上进行的操作不会破坏物理计算机的操作系统和软件，对主机现有的硬盘分区和数据都不会造成任何破坏。
3 虚拟机在计算机教学中的具体应用
3.1 操作系统安装
操作系统有MS-DOS、Windows98、 Windows XP、Windows2000、Unix、Linux等不同系列、不同版本。由于操作系统的安装具有一定的危险性，学生可以在硬盘上建立自己的虚拟机，并进行安装操作系统的练习。在虚拟机环境下可以实现多个操作系统同时运行，带来极大的方便。
3.2 计算机维护
出于公共安全考虑，磁盘分区、格式化等危险操作，学生一般没有机会亲手实践。在虚拟机环境下，学生可以任意进行①计算机BIOS设置；②硬盘的分区、格式化；③操作系统的安装与配置；④应用软件的安装；⑤系统的备份与恢复。操作完成后，通过映象功能可以非常轻松地将操作系统恢复到原样。
3.3 网络技术应用
学生在学习局域网的组建、FTP、网络配置与管理、邮件服务器等各种网络服务的配置、远程访问和路由的设置等知识时，单凭理论讲授是很难理解和掌握的。利用虚拟机，学生可以在单台计算机上组建网络环境，进行各种网络配置，也可以组建虚拟局域网，实现集群试验。若学生不能按时完成实验，借助虚拟机的挂起功能，保留当前状态，以便下次继续完成。
3.4 网络安全
在网络环境下，木马、病毒、黑客程序非常盛行。教师在讲解计算机木马、病毒等知识时只能停留在讲述阶段，利用虚拟机可以改变这一状况。教师可以在虚拟机系统上植入病毒文件进行木马、病毒程序的传播与演示，以及实现安全防御等操作，让学生更加直观地了解系统的安全及防御技术。
通过教学实践证明，采用虚拟机软件构建的教学、实验平台既能节省资金投入、挖掘了设备潜力，又缓解了实验设备严重不足、实验管理员工作量过大等问题，同时也给学生课内外的自主学习提供了可能，增强了学生学习的积极性和主动性，为教师教学提供了极大的便利。虚拟机技术为教学、实验提供了一个近似于真实的环境，除了硬件的物理连接外(如主机板、显示卡、网络接口卡、CPU、网线等连接)，在真实的机器上完成的实验基本上能在“虚拟机”上完成，实验质量不会受到影响，完全能够满足诸如计算机硬件与软件等课程教学实践的要求。
参考文献
[1]蔡友林,祝红琴,司红伟.虚拟机技术在计算机教学中的探讨[J].电脑知识与技术,2009,5(10),7889-7990.
[2]刘晙.谈谈计算机教学中虚拟机的应用[J].科技资讯,2009(36):190.
[3]王永.虚拟机在高校计算机教学中的应用[J].电脑知识与技术,2006(11):164,177.