邓曦波

（鞍钢职工大学，辽宁 鞍山114021）

虚拟机在计算机辅助教学中的应用研究

邓曦波

（鞍钢职工大学，辽宁 鞍山114021）

虚拟机作为一种有效的教学辅助手段广泛应用在教学领域中。本文对计算机辅助教学过程中出现的计算机异常导致教学不能顺利进行的问题进行分析探讨，提出了利用虚拟机软件解决计算机辅助教学过程中计算机死机、蓝屏、假死机、软件冲突等问题。

虚拟机；计算机辅助教学

计算机辅助教学是现代社会经济、科学技术与教育发展的产物，作为一种现代化的教学手段，能最大限度地调动、激发学生学习的积极性和主动性，达到最优化的教学效果已成为教育界的共识。确保教学用计算机的稳定可靠运行，成为充分发挥计算机辅助教学功能的必要保证。

近年来，鞍钢职工大学为提高教学培训质量，积极建设多媒体教室，运用现代教育技术手段开展辅助教学。在计算机辅助教学过程中，通过多媒体教室内配备的计算机和大屏幕投影等设备向学生进行实例讲解，呈现操作过程，打破了原有教学模式，把抽象的、枯燥的学习内容转化成直观形象的动感内容，使教材和媒体之间优势互补，体现出多媒体的良好教学效果。

在多媒体教室使用过程中，电教管理人员只负责Windows XP操作系统的安装与维护，教学中需要的软件由授课教师安装。由于使用多媒体教室的课程众多，每名教师都是根据自己的授课内容安装软件，导致多媒体教学机内安装了大量的、各种类型、各种版本的软件。例如，我们在一台安装windows XP的多媒体教学计算机上发现了VB、VC、VF、AdobePhotoshopCS4、CAD2000、oracleSQLserver2000、MySQL5、Offices2003、Offices2007、WPS2009 及 各种小软件，这些软件的来源途径不明，大多以默认方式安装，而且这是普遍存在的，这使得多媒体计算机在教学过程中，时常发生重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突等问题，影响了教学的连贯性，弱化了计算机辅助教学的优点。

为找到此类影响课堂教学顺利进行的原因，我们对使用多媒体教室授课的教师以及电教维修人员进行沟通了解，查阅了相关维修记录，对所有出现过重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突等问题的计算机进行分析，并选择问题出现比较多的几台教学机进行测试。通过调查与测试发现，由于教学需要，计算机中要安装各种软件进行操作演示，出问题的计算机中安装着不同版本的各类软件，在软件执行过程中，重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突经常出现，将计算机系统重装后，均可通过二十四小时拷机而不发生任何异常，而将各种软件安装后异常现象又会发生，因此，我们断定计算机出现问题不是由硬件系统引起的，软件来源途径不明、安装过多过杂，造成系统资源消耗过大、系统盘空间不足、注册表错误及软件间的冲突与干扰是导致计算机重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突的主要原因。为避免计算机中安装过多过杂的软件，我们尝试采用虚拟机技术来解决教学需要与计算机之间的矛盾，从而满足教学需要。

虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统，通过虚拟机软件，可以模拟出与物理计算机相同的运行环境（包括硬件层、驱动接口、操作系统及应用层）。虚拟机建立在PC机的应用环境下，它只是运行在物理计算机上的一个应用程序，通过虚拟机软件，可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。

目前应用最广泛的虚拟机软件主要有VMware Workstation、Virtual PC和Virtual box，这三种软件都虚拟或仿真了Intel x86硬件环境。就使用范围和运行性能来说，这三种仿真软件还是有一定的区别，其中，Virtual PC：免费，不支持微软家庭版的系统，只针对商业版和旗舰版的系统能用，对虚拟微软自家的操作系统，支持得非常完美，但不能在虚拟机中安装其他操作系统；VMware：收费软件，在性能和功能上都比Virtual PC略胜一筹，但不足的是，没有官方简体中文版，只能汉化；Virtual box：免费，官方多语言版，支持官方简体中文版，在功能和性能上均能够满足个人用。

相比而言，VMware不论是在多操作系统的支持上还是在执行效率上，都占有一定优势，因此，我们选用VMware Workstation作为解决矛盾的首选。

VMware Workstation虚拟机是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序，它可以模拟一个基于x86的标准PC环境。这个环境和真实的计算机一样，都有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备，提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。在使用上，这台虚拟机和真正的物理主机没有太大的区别，都需要分区、格式化、安装操作系统、安装应用程序和软件，总之，一切操作都跟一台真正的计算机一样。

VMware产品主要的功能有：

1.不需要分区或重开机就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统。

2.完全隔离并且保护不同OS的操作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料。

3.不同的OS之间还能互动操作，包括网络、周边、文件分享以及复制粘贴功能。

4.有复原（Undo）功能。

5.能够设定并且随时修改操作系统的操作环境。

6.热迁移，高可用性。

根据我校多媒体教室使用特点，又经过实践，我们决定使用VMware Workstation虚拟机技术来解决重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突等问题，以及由此带来的管理维护问题。本方案的技术要点主要有：

（1）将多媒体计算机划分出一个30GB左右的Windows XP系统分区，在该分区安装Windows XP Professional、一键还原程序、VMware Workstation 5.5虚拟机软件以及WinRAR、输入法等必要工具软件，测试上述软件安装无问题后建立备份。

（2）使用VMware Workstation在非系统盘创建基础虚拟机（安装好操作系统、VMware Tools即可）。可根据演示平台需要，分别创建Windows XP、Windows2003Server、Linux基础虚拟机。

（3）根据教学需要，每门课所需软件在虚拟机基础上单独安装。例如，在一台教学机上要进行Oracle、CAD、DB2操作演示，可在D盘分别建立Oracle、CAD、DB2文件夹，而后根据软件对平台的需求，把相应的基础虚拟机复制到相应文件夹中，启动虚拟机平台，分别安装相应的软件。由于每一种软件都独占一台虚拟机，可避免软件间冲突，从而解决重启、死机、蓝屏、假死机以及软件冲突等问题。

利用虚拟机构建教学演示平台，在计算机辅助教学中有相当大的优势，可简单归纳以下几点：

（1）虚拟机是一个独立的子系统，与主系统有良好的隔离性，在虚拟环境下，教师不用顾虑到对主系统的破坏，可以放心大胆地进行各项操作，从而达到理想的演示教学效果。

（2）教学机只需安装操作系统、虚拟软件以及一键还原等少数软件，这样就可以避免安装过多过杂的软件，保证主机的稳定运行。当教学机进行还原操作后，不会影响虚拟机的运行，避免了设备维护与教学的冲突。

（3）虚拟机在教学机上是一个文件夹，通过复制就可实现迁移。利用这一特性，可以把教学计算机的虚拟机复制到实验室的计算机中，从而省去系统安装的过程，也方便多机统一部署安装，既保证了演示与实验环境相同，又避免了软件安装的麻烦以及由此带来的管理问题。

（4）虚拟机安装成功后，系统文件是以映像包的形式存放在硬盘中，当虚拟机系统出现病毒入侵或灾难性损害时，也不会伤及宿主机上的系统文件，从而保证教学机安全。

（5）虚拟机可以独立地安装几乎所有的主流操作系统及相关软件，避免教学机操作系统的限制，扩大了教学演示范围。

（6）虚拟机的安装要求不高，使用方法也较为简单，经过简单讲解就可使教师掌握虚拟机用法，从而保证教学需要。

同时利用虚拟机教学应当充分考虑到：

（1）虚拟机对内存需求较高，为保证虚拟机运行，教学机内存容量最好大于1G。

（2）虚拟机占用存储空间较大，当安装的虚拟系统较多时，要保证有足够的硬盘存储空间。

在教学过程中使用虚拟机，能避免系统资源消耗过大、系统盘空间不足及软件间的冲突与干扰，保证主机的快速稳定安全的运行；可以安装各种演示环境，便于做各种例子；通过复制虚拟机文件，可以构建与教学环境相同的实验环境。利用虚拟机辅助教学，在教育领域发展的潜力是巨大的。通过虚拟机构建的演示平台，既能直观演示教学内容，有效地营造一个良好的教学环境，又能保证课堂教学顺利进行，从而解决由于教学需要与计算机稳定运行之间的矛盾。

［1］梁诚，李琼，夏建波.VMware虚拟机技术在计算机实践教学中的应用［J］.电脑开发与应用，2007，（8）.

［2］赵吉民.利用VMware构建虚拟培训平台［J］.大庆师范学院学报，2005，（4）.

［3］汪中才.基于VMware的计算机组装课程实训教学设计［J］.太原城市职业技术学院学报，2009，（5）.

［4］陈显祥.用虚拟机搭建教学实验环境［J］.贵州商业高等专科学校学报，2007，（1）.

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