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計算機教學中虛擬機的應用:虛擬機在計算機教學中的應用

摘要：隨著我國目前高等學校的招生規模日益加大，在實際教學中也帶來了許多問題，在計算機學科教育中，實踐是十分重要的，需要學生只有在學習中更多的掌握實踐和技術，但是面對我國目前計算機硬件設施不足，我們使用了虛擬機技術，構建虛擬平臺，讓學生體驗感受真實環境，鍛煉動手能力，保證教學任務的順利完成。

關鍵詞：虛擬機技術；計算機教學；應用

計算機是一門實踐性非常強的學科，需要給學生提供一定的實踐環境，才能培養出動手能力強的一批高素質應用人才。如何在現有的教學條件下，最大的提高學生的動手能力，是我們急需解決的問題。

一、當前計算機教學中面臨的問題

在高等院校的計算機教學中，教師需要對學生講解如何對計算機進行系統維護實驗.如磁盤分區、格式化、安裝操作系統、系統備份與恢復等。由于這些實驗屬于對磁盤進行破壞性實驗。教師擔心損壞電腦硬件設備，花費大量維修費用，在一般情況下都是采取課堂演示或以講代練的方式進行教學。

計算機專業的學生一般需要進行計算機網絡實驗，如組建局域網、進行網絡配置與管理、Telnet、FTP、IIS等各種網絡服務的配置、遠程訪問和路由的設置等。這些實驗需要幾臺甚至十幾臺計算機才能進實驗，由于目前我國教學條件十分有限，學生只能學習理論知識，而不能進行實際的操作，造成了紙上談兵，理論知識很強，但是在實際應用中卻笨手笨腳，無法施展其學習到的理論。

二、虛擬機的定義

我們所說的虛擬計算機技術是指在現有的操作系統上虛擬建立一個全新的子系統，這個系統是建立在原來的系統之上的，但是同時它又有獨立而且虛擬的BIOS、CPU、硬盤、內存及各種硬件。虛擬機技術可方便地在一個主系統上建立多個同構或者異構的虛擬計算機系統，這些系統都是可以在一個主機上同時進行的。這跟我們一般在計算機上安裝多操作系統是不同的，一般情況下，計算機上的多系統安裝在同一主機上時，他只能運行其中的一個系統，如果想切換系統，必須重新啟動主機，來進行切換。使用了虛擬技術后，多個操作系統可以同時運行，即可以運行多臺“機器”，我們可以隨意切換多個操作系統，而不需要想以前的重新啟動進行切換。通過使用虛擬機軟件在一臺電腦上可以模擬出來若干臺計算機主機，每臺主機可以運行單獨的操作系統而并不會出現沖突，可以輕而易舉的實現一臺電腦“同時”運行幾個操作系統，還可以將幾個系統組成一個虛擬的網絡。通常，我們把這些被模擬出來的主機稱為虛擬機，也叫子機。在虛擬機里運行的操作系統叫做子系統，而將運行虛擬機軟件的那臺叫做母機，運行虛擬機軟件的操作系統叫主系統。

三、虛擬機技術在計算機教學中的應用

虛擬機的應用可以讓各高校的計算機專業的學生在教學中實現多種教學環境的模擬實驗，突破了學校資金、機房等硬件設施的限制，進行的虛擬環境的實驗與真實環境幾乎一樣。

（一）對系統操作類進行模擬

在主機上安裝多個操作系統，在主機硬件條件一般的情況下會嚴重單機安置多個操作系統.會嚴重影響單機的工作和運轉效率，目前很多學校沒有過多的計算機實驗室，提供給學生單機單系統操作的硬件條件，針對一些計算機組裝與維護、軟件維護與病毒防護、操作系統實際操作等一些課題，這些課程往往要求學生在實際情況中對電腦的進行隨意的分區、格式化等動作，這些動作對計算機的硬件都有著較大的傷害。在引入虛擬機技術后，學生可以在虛擬系統中隨意進行格式化、分區、設置程序以及各種大型軟件的安裝配置練習。這些實驗一般在實際中我們很難做到，通過這些實驗，可以讓學生看到進行操作后，電腦主機會出現什么狀況，讓學生看到一些在書本中、在老師的教案講解中過于理論化的東西，通過自己動手操作來掌握這一切。由于一些課程無法在規定的學時內完成，對于一寫特定的程序操作，虛擬機技術可以暫停設置，進行保存，等下一次在上機時候繼續進行上一次的任務，解決了不同班級在同一臺機器上進行不同作業的沖突。

（二）網絡實驗室的模擬實驗

在計算機教學中，網絡課程的學習十分重要，網絡實踐操作是計算機教學中重要的組成部分，隨著網絡時代大爆炸的來臨，網絡已成逐漸成為學生生活的一部分，學生越來越想自己操作建立一個網絡，進行調試，但是在現實中建立一個網絡實驗室，通常需要幾臺甚至幾十臺電腦.不僅學校有較大的物力投入.由于學生的能力有限，后期的維護工作也復雜.在引入虛擬機技術后，可以在一個主機上模擬出十幾個虛擬機，組成一個虛擬網絡實驗室，這樣解決了學校的經費問題，也讓學生們可以獨立完成一個網絡系統的操作。通過虛擬機技術，學生可以完成在現實中網絡硬件安裝以外幾乎所有局域網的操作實驗，也可以模擬許多與現實中一樣的問題比如病毒、木馬、黑客程序的攻擊等問題，提高學生實際動手能力和解決問題的能力。為學生們提供了一個近乎真實的實驗平臺。

（三）便于對計算機硬件管理的維護

虛擬機技術虛擬網絡實驗室的體現都是在主機中進行實現的，對于在虛擬網絡技術中進行的格式化、磁盤分區，這些動作不會影響到宿主機，也不會導致硬盤的損壞與數據的丟失，而且軟件更新也更加方便，只需要對虛擬軟件進行相應的更新，整個虛擬網絡就可以與更新到最新版本，這樣就可以保證教學的與時俱進，培養出適應時展的計算機人才。

四、結語

目前，虛擬機的技術已經日趨完善，將虛擬機技術應用到計算機教學中是符合時下發展需要的，它不僅僅解決了學校教學資金上缺口的問題，還最大程度上鍛煉了學生的動手實踐能力，讓學生們在課堂中走出來，自己動手，進行實際操作，組建自己的網絡實驗室，遇見現實中許多問題，為學生在以后的工作實踐中積累更多的經驗。

計算機教學中虛擬機的應用:虛擬機在高校計算機教學中的應用

隨著信息化、數字化校園的蓬勃發展，校園計算機中心必須不斷地增加新的機器，以滿足持續增長的應用的需求。同時，原本配置較低的學生機該如何管理才能使其更好地為課堂教學服務？合理使用虛擬機進行教學是一個不錯的選擇。

虛擬機（virtual machine）簡稱VM，就是在一臺電腦上將硬盤和內存的一部分拿出來虛擬出若干臺機器，每臺機器可以運行單獨的操作系統而互不干擾，這些“新”機器各自擁有自己獨立的CMOS、硬盤和操作系統，操作者可以像使用普通機器一樣對它們進行分區、格式化、安裝系統和應用軟件等操作，還可以將這幾個操作系統聯成一個網絡。在虛擬系統崩潰之后可直接刪除不影響本機系統，同樣本機系統崩潰后也不影響虛擬系統，可以下次重裝后再加入以前做的虛擬系統。虛擬機軟件不需要重開機，就能在同一臺電腦使用多個OS，不但方便，而且安全。

一、虛擬機的優勢

1.虛擬機不會損壞本機的操作系統和軟件。因為虛擬機的硬盤通常是本機上的一個文件，虛擬機在硬盤的操作只在這個文件上進行。

2.支持多系統?？赏瑫r在同一臺PC機上運行多個操作系統，真實再現各種操作系統的環境。

3.可在單機上組建網絡。虛擬機提供了虛擬網絡設備如交換機、網卡等。一臺機器上實現局域網，通過標準的TCP/IP協議通信，可方便進行計算機網絡試驗。

4.利用虛擬機可以進行各種軟件測試。虛擬機可以避免病毒對其他操作系統的侵害，一旦系統崩潰也不會對其他的系統軟件和數據造成危害。

二、虛擬機的安裝

以目前流行的虛擬機軟件VMware為例，來看看其安裝流程。

啟動VMware后，會提示操作者輸入注冊碼。 進入主窗口后，選擇“New Virtual Machine”來建一個新的虛擬機。雖然VMware提供了“Typical”典型的制作方式，但在使用中發現此種方式并不好，一個主要的缺點就是無法調節硬盤空間的大小，因此還是建議大家使用“Custom”自定義制作方式。選定一種的方式后，接下來做一些設置。

1.選擇操作系統的類型。可通過列表來選擇，列表中包含了Windows發表以來的所有版本，還有DOS和Linux等。

2.指定系統的名稱以及存放的位置。這一操作無需修改，采用默認值。

3.定義內存的大小?？梢愿鶕约核x系統決定。為了讓系統運行得快一些，可以將其數值調整得大一些。

4.選擇網絡連接方式。VMware和現有的系統之間進行數據的傳輸可以通過網絡，一般選擇“Use Bridged networking”。

5.硬盤類型以及空間的選擇。這里同樣有多個選擇，如建立新的虛擬硬盤、使用現有的虛擬硬盤和創建新的物理硬盤。為了保險起見，最好不要選擇創建新的物理硬盤，有可能會破壞現有的系統，普通用戶請選擇“Create a new virtual disk”。接下來設定硬盤的空間大小，默認的是4G。建議設定為2G以內，保證能裝下一個操作系統和一些常用軟件便可。接下來就是虛擬硬盤存放的地方了，設定為默認即可。

完成以上5個步驟，就基本上完成了一個虛擬機的設置，然后直接在虛擬機上安裝所需的操作系統即可。

三、虛擬機在高校計算機教學中的具體應用

1.設置BIOS SETUP參數。在剛啟動子機時，用鼠標點擊Guest OS界面，按鍵盤上的功能鍵F2可以進入BIOS SETUP界面。VMWare在這里虛擬的是Phoenix BIOSR的界面，可以讓學生了解BIOS的有關參數，并進行設置練習。

2.練習操作系統的安裝?？梢宰寣W生每人在硬盤上建立自己的虛擬機，并練習安裝操作系統。

3.文件的安裝刪除。機房管理教師最怕學生亂刪硬盤上的教學文件了。如果使用虛擬機，讓學生建立自己的OS，在自己的虛擬機上愛怎么刪就怎么刪，VMWare用Host OS的文件來模擬Guest OS的硬盤，所以這些操作不會對Host OS造成影響。

4.練習運行一些危害命令。在虛擬機中，運行一些較危險的命令，如Fdisk、format等DOS命令。

5.計算機網絡組建練習。教師在課上給學生講如何組建局域網絡、設IP地址、網關、DNS等知識，不能讓學生實踐，恐怕學生是很難掌握的?，F在有了虛擬機，一切都變得很方便了，學生可以在子機中任意練習，并可使子機與主機甚至主機所在網絡中的其他機器通信。

通過虛擬機在計算機教學中的應用，學生機使用的安全系數大大提升，緩解了機房管理教師的工作壓力。另一方面，通過虛擬機的應用，給學生提供了更為廣闊的實踐空間，學生的學習興趣濃了，學習效果自然是事半功倍。由此，可以看到，虛擬機技術為計算機專業課的教學提供了一種行之有效的手段，虛擬實驗環境能夠很好地模擬真實環境，完全符合教學要求和實驗要求，還具有經濟、安全、高效等優點，在高校的計算機教學中極具推廣價值。

計算機教學中虛擬機的應用:淺談虛擬機在計算機教學中的應用

作為一名計算機教師，在計算機教育教學中常會遇到教學實踐需求與計算機硬件資源不相匹配的矛盾，計算機硬件老化更新速度比不上軟件的更新速度。使得老機子上運行新操作系統及新應用軟件反應遲頓，無法操作使教學效果欠好。同時，由于經費問題使得多數學校沒有建設計算機實驗室，讓計算機專業的實踐教學受到較大影響。如何充分發揮計算機的作用，提高計算機利用率，做到一機多用，一機多能，虛擬機技術是解決此問題的一個很好途徑。本人談談在計算機學科教學中使用虛擬機的一些心得。

一、認識虛擬機

虛擬機是在一臺物理計算機上面虛擬出來的多個虛擬的計算機，虛擬出來的計算機是裸機，我們可以為他安裝不同的操作系統，同時運行幾個不同的操作系統，可以靈活的設置虛擬的硬件配置，幫助我們更加方便地去搭建實驗環境，是我們計算機教學實踐中一個非常好的工具。目前PC上的虛擬機軟件有VMWare、virtual PC兩個，筆者以VMWare為例。

二、虛擬機在計算機學科教學中的應用

（1）操作系統的教學

現在中職學校機房的計算機，其操作系統都是由機房管理員負責安裝好，一般是不允許學生自己安裝系統，更不準學生對硬盤分區，對硬盤進行格式化，學生不能親自進行各種操作系統的安裝，而作為計算機專業的學生，學會安裝各種操作系統是基本功，因此，利用虛擬機的特點，讓學生在虛擬的計算機上進行各種系統的安裝，如MS-DOS、Windows98、Linux、Unix、Mac OS X等，讓學生學掌握在每一種操作系統安裝方法和操作技能。而教師可以利用虛擬機在一種操作系統環境下直接進入其他操作系統進行教學演示，而不需要頻繁重啟機器。讓學生在虛擬的計算機上學會設置CMOS、學會有虛擬硬盤分區及格式化、學會安裝各種應用軟件等操作。學生在虛擬機上即使誤操作，也不會使的我們主機系統受到任何影響。通過上述方法教學，能收到較好的教學效果。

（2）網絡搭建教學

目前，大多數學校網絡實驗室建設是不很規范的，而作為計算機專業的學生，學習計算機網絡、網絡操作系統等課程時經常需要做網絡實驗。例如搭建一些大型的網絡實驗，這需要幾十萬元購買設備，很多學校都無能為力。但如果安裝了虛擬機，此類實驗可以迎刃而解，不但投資少，而且方便靈活，易于構建實驗環境、便于擴充實驗內容，幫助學生和教師在普通計算機上構建網絡環境，完成實驗目的。

（3）網絡安全教學

在講解網絡安全時，如何讓學生對計算機病毒、木馬、黑客程序等有全面的認識，教師可利用虛擬機建立網絡環境，在虛擬環境下演示計算機病毒程序，讓學生對計算機病毒的運行機制及危害程度有感性的認識。同時，由于是在虛擬的環境中教學，演示帶來的危害不會對我們的主機系統有任何影響。

（4）軟件測試教學

作為計算機專業的學生，總喜歡在第一時間使用最新軟件，在第一時間使用新的操作系統，或者嘗試使用多個系統。但如果您的計算機因為使用最新軟件，造成系統不能啟動或感染病毒等情況時，使你的硬盤損壞、丟失數據。特別是數據，它在很多時候是無價的。即使您是計算機的高手，也容易在測試新的系統時出現錯誤。因此，利用虛擬機指導學生在虛擬機中安裝各種軟件，測試軟件，測試新的系統補丁等等，而不用擔心我們主機系統崩潰而導致寶貴的數據資料丟失。

（5）制作課件

我們計算機專業課教師在制作課件時，常常需要大量的圖片素材，有的圖片可以在系統下直接抓取，但有的圖，如進入CMOS設置，計算機重新啟動等，怎么抓取呢？用數碼相機拍攝？這樣不僅麻煩而且效果也不好，可以利用虛擬機，抓取虛擬機窗口內系統運行時的圖片，就可解決好這個問題。

三、使用虛擬機教學要注意的問題

1、安裝虛擬機要有足夠的內存，安裝時選擇正確的操作系統，避免以后出現一些不應有的問題。

2、為安裝好的不同虛擬操作系統統一規則命名，便于管理。

3、分配給虛擬機的內存最好小于物理內存的一半，以便使主機和虛擬機的性能達到一定的平衡。

4、在VMWARE上要安裝VMWARE TOOLS，它相當于虛擬機計算機硬件的驅動。

5、禁用虛擬機的“快照”功能，可以提高虛擬機計算機性能。

四、結束語

隨著計算機技術的日新月異，市場競爭不斷加劇，社會對計算機專業培養計算機人才有了更高的要求和標準，虛擬機技術的發展為學校的計算機教學提供了一個廣闊的空間。如何利用好虛擬機技術更好地為教學和研究服務，是我們計算機教師深入研究的一個新課題。

計算機教學中虛擬機的應用:虛擬機VM在計算機教學中的應用

摘 要：在計算機教學中，學生實驗是由理論學習到實際應用必不可少的一個重要環節。然而，由于計算機實驗的特殊要求，有些操作必定會對計算機原有的系統或網絡環境造成一定的破壞，從而影響正常的教學。本文針對計算機教學中的主要問題，探索引入虛擬機VM在教學中的應用，以期解決實驗與管理之間的矛盾，確保教學工作的順利開展。

關鍵詞：計算機教學 虛擬機 VM 應用

一、計算機教學的現狀

隨著計算機技術的不斷發展，計算機早已成為教學中不可替代的教學工具。然而計算機教學中，部分的實驗很容易對計算機的軟硬件系統造成破壞，給機房的維護與管理以及教學造成一定的影響。

（1）教學計算機由于承擔不同課程的教學需求，需要安裝多個操作系統，除了安裝常用的Windows XP，還需要Windows Server 2003、Windows Server 2008、Linux等操作系統，有時需要在系統中相互切換。

（2）計算機組裝課程，需要進行BIOS設置，對硬盤分區、格式化、安裝操作系統等操作練習，會對計算機的軟硬件系統造成破壞。

（3）網絡類課程，要在Windows Server 2003、Windows Server 2008、Linux下配置網絡環境。當配置錯誤，基本很難恢復正常狀態，需要花費大量時間去解決。

（4）計算機基礎好，操作能力強以及調皮的學生，喜歡探索，嘗試各種操作，會對計算機系統造成一定破壞。如果嚴格管理，限制計算機的某些操作，勢必影響正常教學。

二、虛擬機的概念與優勢

虛擬機指通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的，運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。它能在一臺物理計算機上虛擬出一個或多個計算機系統。每個虛擬機都是由一組虛擬設備構成的，都有其對應的虛擬硬件——CPU、硬盤、內存等。每個虛擬機都被封裝到一個文件中，因此可以實現工作負載的無縫移植。

常用虛擬機有VMWare Workstation（簡稱VM）、Virtual PC等，它們使用功能基本相同，考慮到在機房的應用及學生的實際情況，本文選擇教學中常用的VM，它具有以下優勢：

（1）虛擬機里的所有操作，不破壞物理計算機的硬件，不影響物理計算機本身的軟件系統。既方便機房管理，又保證實驗的順利進行，有利于對學生動手能力的培養。

（2）虛擬機可以在一臺物理計算機上建立多臺虛擬機，運行多個操作系統，虛擬機與虛擬機、物理機之間可以自由搭建網絡環境，完成教學中的絕大部分實驗，從而緩解設備不足的問題。

（3）在單機上安裝多個操作系統，只能同時運行一個系統，如果想切換到其他系統，需要重新啟動計算機。而虛擬機則可以同時運行多個操作系統，相當于多臺計算機在同時運行，相互之間的切換簡單，不用重啟計算機。

（4）虛擬機可以有效保證實驗的連續性，它提供了快照和回復功能，可以隨時為虛擬機進行快照，然后還可以隨時回復到虛擬機的任何一個快照狀態。不管是教師演示還是學生實驗都可以分次完成。

三、虛擬機VM的建立與啟動

虛擬機VM啟動后，在窗口下選擇“文件”—“新建”—“虛擬機”，根據彈出的向導窗口設置硬盤、內存等，一步一步建立虛擬機，完成后即可進入虛擬機窗口。

如果需要增加硬盤，調整內存大小，以及設置ISO鏡像文件，在虛擬機窗口，選擇“編輯虛擬機設置”就可以進入虛擬機設置窗口進行設置，設置CD-ROM為使用ISO鏡像。

在建立好的虛擬機上點擊“啟動該虛擬機”或者選擇“虛擬機”—“電源”—“打開電源”啟動虛擬機。虛擬機啟動、自檢，按F2進入虛擬機的BIOS，設置光驅為第一啟動設備，保存退出，重啟之后，虛擬機便與普通計算機的使用完全一樣了。

四、虛擬機VM在教學中的具體應用

1.網絡配置

在網絡配置教學中，設置IP地址、網關、DNS等操作是很難掌握的，需要經過反復實際練習。但在練習中，網絡被錯誤設置后會帶來各種問題，而且很難恢復到原始正常狀態，輔導老師也需要花較多時間去處理。虛擬機的使用很好地解決了這個問題，學生可以在虛擬機中任意操作，并可使虛擬機與主機，甚至主機所在網絡中的其他機器通信，虛擬機可以作為局域網中的一臺真實計算機存在。當設置有誤，可隨時恢復到設置前的快照狀態。

另外，一些網絡組網實驗中，需要多臺計算機組合才能完成相應任務。但機房計算機有限，利用虛擬機就可以虛擬出多臺計算機，虛擬出交換機、網卡等設備。因此，學生可以在自己的物理計算機上搭建一個虛擬的網絡環境進行通信，還可以將網絡中的某些虛擬機作為Web、FTP服務器等，將另一些虛擬機作為客戶端，使學生深刻理解服務器、客戶端等原理。

2.計算機組裝與維護

計算機組裝與維護課程中BIOS設置、硬盤分區、格式化等內容，由于機房管理及演示軟件的功能限制，大多數只能通過視頻完成教學，實驗更是無從談起。就算有條件提供實驗，反復的格式化也會對物理計算機硬盤造成影響與損傷。

而虛擬機提供了Phoenix BIOS，啟動過程中按F2即可進入BIOS設置，它與物理計算機的BIOS無關，可以對虛擬機任意進行BIOS設置，但不會對物理計算機造成影響與損傷。

虛擬機建立好后，可以在虛擬機里對硬盤反復進行分區、格式化操作，也不會對物理計算機磁盤造成破壞。學生在提高動手操作能力的同時，很好地掌握主分區、擴展分區、邏輯分區以及FAT32、NTFS分區格式等概念。

3.軟件安裝

操作系統的安裝耗時較長，需要有專門的機房，配備光驅或者U盤啟動等工具，才能進行實驗。在虛擬機上，可以通過設置安裝源程序的ISO鏡像文件，安裝Windows、Linux等操作系統。可以在自己安裝好的操作系統上隨意安裝、卸載其他應用軟件，并且反復安裝卸載，也不會對物理計算機系統造成任何影響與損傷。

4.軟件測試

軟件設計、網頁設計等課程，編寫的程序需要在多種環境及多種操作系統下進行測試。應用虛擬機，不需要實際安裝所有的系統與插件，就可以輕松地模擬出各種測試環境，有利于發現問題和解決問題。

5.ERP系統管理和維護

由于ERP軟件系統一般規模比較大，包含了很多的服務器和客戶端。而傳統的機房設備數量、物理網絡的限制，無法展開真實復雜的實驗。但在虛擬機環境下，物理計算機用于數據庫服務器、應用服務器，用于執行一些復雜的運算和操作。然后虛擬出多個客戶端，每個客戶端扮演ERP系統中不同部門操作人員的角色。例如，企業的設計、生產、采購、銷售等不同部門，操作人員可以通過虛擬機客戶端同時登陸ERP系統進行各自的操作，而在傳統計算機中需要登錄多次。學生可以模擬一個高仿真ERP系統的實驗。

五、結語

綜上所述，虛擬機是計算機教學的有效工具，它能有效保證計算機的正常運行，為計算機硬件提供良好的保護，也能很好地節約教學資源，提高了教學質量。

我們通過虛擬機的應用，更好地為計算機教學服務，為學生提供了更為廣闊的實踐空間，學生可以反復地思考和重做，提高學生學習興趣和動手能力，并開闊了視野，取得良好的教學效果。

計算機教學中虛擬機的應用:虛擬機在計算機教學中的應用

近幾年，虛擬機逐漸被應用于許多學校的計算機教學領域，成為一種非常有效的輔助工具。筆者從自身的計算機教學實際出發，借助虛擬機解決計算機教學中的一些問題，有效地提高了計算機教學的質量，取得良好的教學效果。

1.計算機教學的現狀

目前，計算機教學取得一定的成績，也存在一些問題，主要表現為以下幾個方面：

1.1 硬件方面

計算機是一門實踐性非常強的學科，需要給學生提供良好的實踐環境。同時，隨著科學技術的迅猛發展，計算機硬件的更新速度加快，計算機教學的開展也受到全新的挑戰。由于我國目前招生規模的擴大，經費又相對投入有限，使得實驗設備和實驗場地不能及時得到擴充，教學設備的硬件建設相對欠缺和滯后，新建計算機硬件實驗室、計算機網絡實驗室等更是不現實的。但是，計算機教學中的很多實驗，如局域網的搭建，需要利用多臺計算機和多種設備，由于現有的硬件配置條件有限，學生沒有親自做實驗的條件和機會，無法培養其動手操作能力。

1.2 軟件方面

目前的計算機教學一般是使用公共機房。公共機房只能滿足一般的實驗要求，同時為了便于機房的管理和維護，通常為所有的計算機安裝硬盤保護卡和應用系統策略來限制學生的某些操作。學生上機的時候，不允許他們隨意安裝軟件，更不允許進行如硬盤分區、格式化等操作。學生無法在實際的環境中操作練習，只能被動地進行一些簡單的實驗操作，實踐教學的效果較差。

1.3 教學方面

許多計算機教師的思想觀念還沒有完全轉變，在計算機教學中，重理論、輕實踐，一直采取單一的理論講授教學，非常抽象、枯燥，學生難以理解和掌握。當然，也由于經費等各方面的原因，教師一般采取以講代練或課堂演示的方式進行教學，使得學生只有理論知識而缺乏動手實踐，無法操作實驗，對一些知識點無法掌握透徹。

綜合以上分析，可以看出目前計算機教學存在問題的關鍵是教學設備不足。如何充分利用好現有的教學設備，來滿足最大化的教學需求，這是一個新的挑戰。筆者認為利用虛擬機可以改善上述計算機教學中存在的問題，較好地達到一機多用的目的。

2. 虛擬機簡介

2.1 虛擬機的概念

虛擬機（Virtual Machine，簡稱VM），就是虛擬的計算機，是指運行于物理計算機上的、用軟件模擬出來的、具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的計算機系統。虛擬機是相對于常用的物理計算機而言的，又被稱為邏輯計算機，其本質上是對物理計算機的模擬仿真。

虛擬機以文件的形式存放于物理計算機中，僅占用物理計算機的一部分資源。一臺物理計算機，可以虛擬出多臺完整的虛擬機，并且不同的虛擬機可以運行單獨的操作系統而互不干擾，使用的時候就如同打開一個應用程序一樣。

每臺虛擬機都具有自己的CPU、內存、硬盤、網卡、BIOS、光驅、顯卡、聲卡、USB接口等，只不過這些硬件設備都是用虛擬軟件模擬出來的。在計算機教學中，可以利用虛擬機進行開機、關機、硬盤格式化、設置BIOS等操作，這一切對主機沒有任何影響。

目前，計算機教學中比較常用的虛擬機軟件主要有WMware公司的WMware Workstation和微軟公司的Microsoft Virtual PC這兩種。VMware技術相對比較成熟，可以虛擬更多的主流操作系統，功能更強大，使用起來比較容易，市場占有率比較高。

2.2 虛擬機的優點

（1）集成性。能夠在一臺PC機上運行多個虛擬機，每個虛擬機都可安裝不同的操作系統，而不需要對物理硬盤進行分區或重新開機，不受到物理計算機硬件的限制。各虛擬機與主機之間可以進行通信、共享文件和網絡資源。

（2）移植性。虛擬機表現在物理電腦上是一個文件，不同的操作系統之間能夠進行互動操作。使用者可以直接拷貝備份好的虛擬機文件到其他計算機上使用，大大節省系統安裝的時間。

（3）經濟性。由于虛擬機是利用軟件來模擬完整的計算機系統，無需添加新的硬件設備，真正可以做到一機多用，同時又節省維護費用。

（4）可維護性。虛擬機與主機之間有良好的隔離性，在虛擬機上進行的操作不會破壞物理計算機的操作系統和軟件，對主機現有的硬盤分區和數據都不會造成任何破壞。

3 .虛擬機在計算機教學中的具體應用

3.1 操作系統安裝

操作系統有MS-DOS、Windows98、Windows2000、Windows XP、Linux、Unix等不同系列、不同版本。由于操作系統的安裝具有一定的危險性，學生可以在硬盤上建立自己的虛擬機，并進行安裝操作系統的練習。在虛擬機環境下可以實現多個操作系統同時運行，帶來極大的方便。

3.2 計算機維護

出于公共安全考慮，磁盤分區、格式化等危險操作，學生一般沒有機會親手實踐。在虛擬機環境下，學生可以任意進行磁盤分區、格式化、設置CMOS、設置BIOS SETUP參數等一些計算機維護操作。操作完成后，通過映象功能可以非常輕松地將操作系統恢復到原樣。

3.3 網絡技術應用

學生在學習局域網的組建、網絡配置與管理、FTP、郵件服務器等各種網絡服務的配置、遠程訪問和路由的設置等知識時，單憑理論講授是很難理解和掌握的。利用虛擬機，學生可以在單臺計算機上組建網絡環境，進行各種網絡配置，也可以組建虛擬局域網，實現集群試驗。若學生不能按時完成實驗，借助虛擬機的掛起功能，保留當前狀態，以便下次繼續完成。

3.4 網絡安全

在網絡環境下，病毒、木馬、黑客程序非常盛行。教師在講解計算機病毒、木馬等知識時只能停留在講述階段，利用虛擬機可以改變這一狀況。教師可以在虛擬機系統上植入病毒文件進行病毒、木馬程序的傳播與演示，以及實現安全防御等操作，讓學生更加直觀地了解系統的安全及防御技術。

3.5 軟件測試

學生在學習軟件設計、網頁設計等課程時，編寫的程序需要在多種環境及多種操作系統環境下進行測試。應用虛擬機，不需要實際安裝所有的系統與插件，就可以輕松地模擬出各種測試環境，有利于發現問題和解決問題。

3.6 課件制作

計算機教師在制作課件時，常常會需要多種操作系統中的操作。通過虛擬機軟件，可以使用Snagit、HyperSnap-DX等屏幕捕捉程序，方便地把樣圖抓取下來，或者直接利用視頻捕捉功能將操作過程錄制下來，有助于制作圖文并茂的課件。

總之，虛擬機是計算機教學的有效工具，在計算機教學中有非常重要的作用和廣泛的應用。如何利用虛擬機更好地為計算機教學服務，是每個計算機教師需要研究的一個新課題。