曹小毛 湖南陶瓷技师学院
中等职业学校计算机教学实验环境的构建
曹小毛 湖南陶瓷技师学院
【文章摘要】
【关键词】
中等职业学校；计算机教学；实验环境；虚拟机
引言
随着电子计算机进步的速度不断加快，计算机硬件与软件的发展也是日新月异。由于计算机的科学发展，许多中职学校的计算机学科教学与实践出现了发展需求与现实设备不相匹配的矛盾，表现在：计算机硬件资源与操作系统更新相比，速度滞后，计算机专业的实践教学也因此受到较大影响，这是国内许多中职学校面临的问题。
虚拟机技术是解决以上问题的一个很好技术途径。虚拟机是指利用软件虚拟出来的计算机，在现有的操作系统上虚拟出来的一个新的子系统。其中，运行虚拟机的计算机分为主系统和子系统，主系统就是用户的计算机直接控制操作系统和硬件，称为宿主机，子系统则是利用软件在主系统中虚拟出来一个硬件环境，称为客户机或虚拟机。由宿主机创建的虚拟机，与真实的计算机几乎一模一样，不但有自己独立的CPU、硬盘、内存及各种硬件，甚至还有自己的BΙOS。用户也可以在虚拟机上安装Windows、 Linux等真实的操作系统及各种应用程序，而且用户在虚拟机中的任何操作均不会对主系统造成任何影响。
1.中职学校利用虚拟机技术构建计算机实验环境的必要性
计算机网络实验的基础就是计算机的硬件环境，包括独立的计算机、相关的连网设备，还要有能够和其它网络互连的设备和工具。但是一般学校并没真正独立的计算机网络技术实验室，因此导致了许多网络技术实验根本无法开展。此外，在网络实验中，常需使用双机或多机，但现有的一些教学条件根本无法实现给单个学生用两台或多台计算机的条件，只能互为主从机进行，如果要在从机上操作，只能让其他同学代劳，并且在涉及到更复杂的诸如局域网与局域网间的实验时，实验室往往无法给每个小组都提供相应的实验环境，因此影响了实验进度及效果。
管理人员出于管理的方便，往往采取了一系列的技术手段，以确保计算机设备的正常运行。比如，通常都安装了硬盘保护卡或安装了恢复精灵等机房管理软件，从而防止学生删除系统文件或格式化电脑硬盘。这对于一般的应用类操作或程序语言类而言都不会受到很大的影响，但一般涉及到底层的操作实习如对硬盘的分区操作、系统的安装、硬件的驱动程序安装、网络参数的设置等等，由于这些操作对计算机系统有阻碍性或会影响其他的实习，基本上不会给予练习，只能理论上讲解，使得学生日后使用计算机时很难处理这类的问题。
2.应用虚拟机技术构建网络教学实验环境举例
下面以“组建带有域控制器的网络”为例介绍如何利用虚拟机软件VMWare构建进行主机与虚拟机之间的网络实验。以下步骤可全部由学生在单机上自行完成。通过这个实验学生可以掌握网络操作系统的安装、配置以及组建带有域控制器的网络的过程。
2.1主机的设置
主机的操作系统选用Windows 2000 Server，使 用 的 虚 拟 软 件 是VMWare workstation 4.0。CPU的主频是2.4GHz，512M内存，60G硬盘，主机ΙP地址是192.168.0.1，网关为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。
2.2虚拟机的设置
主机上运行VMWare，并通过安装向导安装好所需虚拟操作系统Windows2000 Professional，然后对虚拟机的硬盘进行分区格式化，并在光驱中放入Windows2000 Professional的安装光盘（或使用主机硬盘上的安装光盘镜像文件）进行操作系统的安装。安装好的虚拟机的参数如下：虚拟机名称：Windows 2000 Professional；虚拟机内存：192MB；虚拟机硬盘类型：ΙDE；虚拟机硬盘大小：4GB；网络连接方式：桥接网络；虚拟机ΙP地址是192.168.0.2，网关为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0。
2.3利用主机与虚拟机进行带有域控制器的网络实验
将主机设置为域控制器，并将域名设置为“Server” ；在主机中添加域用户，设置好用户名（如stu1）和密码（如123456）。在虚拟机中新建一帐户，用户名和密码同主机中的域用户的设置，然后用这个帐户登录域。登录过程如下：在虚拟机中“我的电脑”的“属性”设置中，在“标识更改”窗口中把“隶属于”选择为“域”，同时在下面输入域名“Server”，点击“确定”按钮后根据提示将虚拟机加入域。
至此，带有域控制器的网络实验完成。在此网络环境下可以进行网络配置、网络管理等计算机实验。
3.应用虚拟机技术构建教学实验环境的优越性
3.1能够提供一个近于真实的环境
使用虚拟机软件可以在一台机器上真正同时运行多个独立的操作系统，主机操作系统与多个虚拟机操作系统之间可自由构建成网络系统，并且，可以通过将两台或多台主机（分别已经构建了虚拟网络环境）连接在一起来构建局域网与局域网的虚拟网络实验环境，在该实验平台能完成各种网络课程的实践教学内容。
3.2“虚拟机”可以提供给学生一个开放的实验操作平台
由于虚拟系统与主机系统有良好的隔离性，因此，可以通过安全策略保护主机系统，而完全放开虚拟系统的权限，这样，在虚拟环境下，学生不用顾虑到对主机系统的破坏性，可以放心地进行各种操作，从而使学生的实验活动不受限制，这会带来更好的实验效果。
3.3系统维护方便
当某个虚拟机崩溃或被误删除时，将其他物理机上相应的虚拟机文件复制到本地机即可恢复系统，从而保证了学生实验进度的一致。这种可移植性也方便同学将一些实验转移到自己的计算机上继续进行，从而充分利用各种实验资源。
4.结语
综上所述，基于虚拟机技术构建计算机教学实验环境，在一定程度上不仅可以缓解当前中职学校实验设备和场地不足的问题，很好地满足实验课多种环境的需求，保证所有实验课的正常开出。而且还可以提高学生学习的积极性和主动性，增强了学生的动手能力，也可以提高实验室设备的利用率。虚拟机实验环境提供的是一个近于真实的环境，除了硬件的物理连接外，只要能在虚拟机上完成的实验，就能够在真实的机器上完成，所以采用虚拟机技术构建的实验环境实验质量不会受到影响，完全符合中职学校的教学要求。
【参考文献】
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［2］范亚丽.浅谈中等职业学校计算机实验室的建设和管理［J］.河南农业，2015，7（16）:12-13.
［3］焦灵.中等职业学校计算机专业考核评价体系构建［J］.电脑编程技巧与维护，2014，7（14）:141-142.
多操作系统环境、多主机是目前高职计算机实验教学课的特点，但是这样不仅前期的资金投入很大，而且对计算机的维护也复杂繁琐。本文就中职学校计算机课程教学中实践教学环节遇到的问题，结合实际分析使用虚拟机技术构建中职计算机教学实验环境的优越性。
【作者简介】
曹小毛（1979，7）女；湖南衡阳人，全日制本科，讲师 ，研究方向：计算机网路；从事计算机网络专业教学方面的工作。
