蘇強林，趙雅蘭

（1.河南機電高等專科學校，河南 新鄉(xiāng) 453000；2.鄭州一中，河南 鄭州 450123）

高校信息化教學模式依托于信息化技術(shù)的發(fā)展，以前由于各種條件的限制（比如網(wǎng)絡(luò)帶寬、計算機性能、服務(wù)器性能、軟件技術(shù)等），許多高效的教學手段無法實施。隨著計算機硬件及軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的管理以及授課方式都存在各種問題。

1）由于每個專業(yè)課教師所教課程不一樣，多媒體教室及計算機機房承擔不同的課程，需要安裝很多不同的軟件，因此造成對計算機的硬件配置要求不同，同時還存在軟件兼容問題。

2）對于多媒體的教學模式，仍然擺脫不了以講授為主（灌輸）的教學模式，各個環(huán)節(jié)都缺少了學生以及其他教師的參與，學生缺乏學習積極性與主觀能動性。

那么，計算機虛擬化技術(shù)的應(yīng)用就為信息化教學手段不斷改革提供了可行性。

1 虛擬化技術(shù)簡介

1.1 計算機虛擬化技術(shù)的硬件基礎(chǔ)

強大的網(wǎng)絡(luò)支撐：目前全球最高配置的核心交換機，整機最大支持48Tbps交換容量。高校校園網(wǎng)已經(jīng)可以實現(xiàn)萬兆主干（10Gbps、40Gbps甚至更高）、千兆到桌面的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)再也不是信息技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用的瓶頸。

強大的服務(wù)器硬件支撐：高端服務(wù)器采用安騰9500系列處理器，最大可支持32顆處理器，256個核心處理器，4TB內(nèi)存，可提供強大的計算性能。在服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用中，無論是多虛一，還是一虛多，硬件設(shè)備都不再成為瓶頸。

1.2 計算機虛擬化技術(shù)

計算機虛擬化主要是指服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用虛擬化、桌面虛擬化。除此之外還有網(wǎng)絡(luò)虛擬化、顯卡虛擬化以及云計算的PC虛擬化等內(nèi)容。

1）服務(wù)器虛擬化是指將一臺或多臺服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，把CPU、內(nèi)存、磁盤、I／O等硬件組成一個可以動態(tài)管理的資源池，使之變成多臺相互隔離的虛擬服務(wù)器，或變成一臺大容量的虛擬服務(wù)器，我們不再受限于物理上的界限，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務(wù)器整合，降低單點服務(wù)器故障對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的影響。

2）桌面虛擬化（Virtual Desktop Infrastructure）是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性，是一種基于服務(wù)器的計算模型［1］。VDI概念最早由虛擬化廠商VMware提出，目前已經(jīng)成為標準的技術(shù)術(shù)語。其采用傳統(tǒng)的瘦客戶端模式，將所有桌面虛擬機在數(shù)據(jù)中心進行托管并統(tǒng)一管理，用戶能夠獲得完整PC的使用體驗。

3）應(yīng)用虛擬化是基于應(yīng)用／服務(wù)器計算（A／S）架構(gòu)，把應(yīng)用程序的人機交互的顯示邏輯與計算邏輯隔離開來，將應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)分離，為應(yīng)用程序單獨提供了一個虛擬的運行環(huán)境，不僅包括應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件，還包括它所需要的運行環(huán)境。在用戶訪問一個服務(wù)器虛擬化后的應(yīng)用時，把人機交互邏輯傳到服務(wù)器端，服務(wù)器端為用戶開設(shè)獨立的會話空間，應(yīng)用程序的計算邏輯在服務(wù)器上會話空間中運行、完成，把變化后的人機交互邏輯回傳給用戶客戶端，并且在相應(yīng)設(shè)備展示出來，從而使用戶獲得如同運行本地應(yīng)用程序一樣的訪問感受。應(yīng)用虛擬化是用于提供對集中化應(yīng)用資源的多用戶遠程訪問，從而將應(yīng)用作為一種服務(wù)交付給用戶。這樣做的好處是，應(yīng)用軟件的部署、執(zhí)行、升級等操作均在一個隔離環(huán)境中進行，避免了對本地操作系統(tǒng)配置的更改，確保操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用軟件的完整性［2］。

2 計算機虛擬化技術(shù)改變教學方式，提高教學質(zhì)量

2.1 虛擬化技術(shù)促使教學模式的變革

目前，除了微軟、VMware等國外廠商，國內(nèi)許多網(wǎng)絡(luò)廠商及軟件公司都把目光放到虛擬化的市場，足見其未來發(fā)展的趨勢［1］。

多媒體以及計算機教室在實際的教學過程中，每臺計算機需要安裝很多不同的應(yīng)用軟件，不同的軟件存在兼容性問題，甚至需要安裝多版本的操作系統(tǒng)，這樣就導(dǎo)致專業(yè)軟件裝不上去、系統(tǒng)速度太慢、系統(tǒng)啟動不了、U盤認不出來、上課的課件找不到、軟件運行不了等等問題。

部署桌面虛擬化，我們可以為每一個教師分配一個虛擬桌面，相當于每個教師擁有一臺獨立的PC，無論是操作系統(tǒng)、軟件、應(yīng)用服務(wù)都可以課前進行定制。虛擬桌面的使用不局限于特定的地點，教師可以在任何地點備課、軟件調(diào)試、預(yù)演示、課件備份等操作，可以保證課堂上教學過程的萬無一失。

同時，構(gòu)建學校教學環(huán)境、群體學習環(huán)境、學生自主學習環(huán)境三類教學環(huán)境和教學信息系統(tǒng)、教師指導(dǎo)調(diào)控系統(tǒng)、學生自主學習系統(tǒng)三類教學系統(tǒng)［1］。教師可以改變原有只能在課堂上單一的進行課程講授的教學模式，引入其他教師、學生的課前、課后參與，課件制作可以由教研室中教師共同完成，可以隨時隨地進行作業(yè)留存、批改、在線考試。學生可以自由地選擇學習內(nèi)容和學習方式，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)學習，在校園內(nèi)隨時隨地下載、預(yù)習、復(fù)習教師所授課程，實時提出問題，作業(yè)提交，課程反饋等，參與到課程教學的各個環(huán)節(jié)。

虛擬桌面的瘦客戶機模式對用戶終端要求比較低，智能手機，上網(wǎng)本，老舊的PC等設(shè)備都成為可用設(shè)備。學生可以隨時在課堂上使用智能手機接收教師的授課內(nèi)容，也可以直接向老師提出問題，瀏覽教師布置的作業(yè)。同時學生可以隨時上網(wǎng)查詢存疑的講課內(nèi)容，倒逼教師提高授課質(zhì)量。

結(jié)合應(yīng)用虛擬化，我們可以把教師使用的應(yīng)用軟件在服務(wù)器上進行安裝，然后以應(yīng)用的形式共享給終端用戶，教師在使用教學軟件的時候就可以避免在每臺實體或虛擬終端上進行安裝，節(jié)省大量的軟件安裝、部署工作。學生在使用教學軟件的時候，也不用因為操作系統(tǒng)的問題反復(fù)地安裝、調(diào)試，完全可以使用教師提供的虛擬化應(yīng)用軟件，同時學生也可以在任何地點（宿舍、圖書館、計算機教室等）完成課程內(nèi)容。

虛擬化技術(shù)手段的應(yīng)用，最終將會讓教學更高效，質(zhì)量更高；讓學生可以更便捷地學習，更有興趣參與到學習中來，教學不再局限于特定的時間、特定的地點、特定的內(nèi)容，而這種教學模式也是未來多元化教學模式的發(fā)展趨勢。

2.2 虛擬化技術(shù)的應(yīng)用案例

VMware公司的VMware View解決方案，能夠在虛擬平臺建立、托管和遠程交付豐富的個性化虛擬桌面，包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，終端僅負責輸入輸出與界面顯示，不參與任何計算和應(yīng)用，能夠在各種網(wǎng)絡(luò)條件下獲得靈活的高性能桌面體驗［5］。

通過VMware View桌面虛擬化的部署，借助View Composer的幫助，實現(xiàn)對電源操作管理、虛擬桌面池管理、驗證用戶身份、授予桌面權(quán)力、管理虛擬桌面會話等虛擬桌面的管理功能，可以達到以下教學效果：

1）采用瘦客戶機模式，教師不再疲于處理客戶端問題；學生行為可被教師監(jiān)控及管理；實時教學鏡像切換；學生終端、教學軟件快速啟動、運行。

2）集中的虛擬桌面維護，與傳統(tǒng)GHOST技術(shù)和還原卡相比較，虛擬桌面的維護顯得更加靈活、簡單。可以快速地完成虛擬桌面的升級、復(fù)原等教學系統(tǒng)的部署、升級，避免教學系統(tǒng)中毒、變慢等問題導(dǎo)致教學效率下降，提高教學質(zhì)量。

3）為全校師生提供在線的虛擬桌面服務(wù)。教師可以自由登錄虛擬桌面完成教學備課、課堂演示等教學活動。學生可以隨時隨地通過校園網(wǎng)訪問虛擬桌面，在任何時間、地點都可以完成課程學習。

4）提供虛擬化的服務(wù)資源，教師可將自主地搭建不同的應(yīng)用系統(tǒng)，安裝在相互獨立的虛擬機中，組合成一個功能齊全的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境，順利模擬異構(gòu)平臺下各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)，為教學提供支持，而不需要再局限于硬件條件限制。

3 結(jié)語

由于虛擬化技術(shù)受網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力以及遠程協(xié)議的效率影響，對多媒體，特別是音、視頻的支持不夠強大；不是所有的應(yīng)用程序都能做應(yīng)用虛擬化，比如CAD、Pro-E、3DMAX等大型的應(yīng)用軟件在實際測試的過程中，效果并不理想。隨著新形式的現(xiàn)代技術(shù)手段在教學過程中的使用，對軟件的操作及維護越加復(fù)雜化，對教師的信息化手段掌握水平也提出了更高的要求。但是，隨著計算機虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展，必將逐步融入信息化教學過程中，最終將推動信息化教學的改革，形成更好的信息化教學模式。

［1］楊嫻，陳麟.云計算環(huán)境下的應(yīng)用虛擬化的研究［J］.軟件，2012，33（4）.

［2］姜昌金，陶樺，黃琦，等.桌面虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)環(huán)境的應(yīng)用［J］.實驗技術(shù)與管理，2011，28（5）.

［3］陳靖，黃聰會，孫璐，等.應(yīng)用虛擬化技術(shù)研究進展［J］.空軍工程大學學報（自然科學版），2013，14（6）.

［4］堵鈞照.云計算對信息化教學的影響［J］.信息與電腦：理論版，2010，（5）.

［5］張榮高.基于 VMware View 實驗桌面云［J］.計算機與現(xiàn)代化，2013，（10）.