时间：2022-08-06 05:06:23
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摘要：随着我国目前高等学校的招生规模日益加大，在实际教学中也带来了许多问题，在计算机学科教育中，实践是十分重要的，需要学生只有在学习中更多的掌握实践和技术，但是面对我国目前计算机硬件设施不足，我们使用了虚拟机技术，构建虚拟平台，让学生体验感受真实环境，锻炼动手能力，保证教学任务的顺利完成。
关键词：虚拟机技术；计算机教学；应用
计算机是一门实践性非常强的学科，需要给学生提供一定的实践环境，才能培养出动手能力强的一批高素质应用人才。如何在现有的教学条件下，最大的提高学生的动手能力，是我们急需解决的问题。
一、当前计算机教学中面临的问题
在高等院校的计算机教学中，教师需要对学生讲解如何对计算机进行系统维护实验.如磁盘分区、格式化、安装操作系统、系统备份与恢复等。由于这些实验属于对磁盘进行破坏性实验。教师担心损坏电脑硬件设备，花费大量维修费用，在一般情况下都是采取课堂演示或以讲代练的方式进行教学。
计算机专业的学生一般需要进行计算机网络实验，如组建局域网、进行网络配置与管理、Telnet、FTP、IIS等各种网络服务的配置、远程访问和路由的设置等。这些实验需要几台甚至十几台计算机才能进实验，由于目前我国教学条件十分有限，学生只能学习理论知识，而不能进行实际的操作，造成了纸上谈兵，理论知识很强，但是在实际应用中却笨手笨脚，无法施展其学习到的理论。
二、虚拟机的定义
我们所说的虚拟计算机技术是指在现有的操作系统上虚拟建立一个全新的子系统，这个系统是建立在原来的系统之上的，但是同时它又有独立而且虚拟的BIOS、CPU、硬盘、内存及各种硬件。虚拟机技术可方便地在一个主系统上建立多个同构或者异构的虚拟计算机系统，这些系统都是可以在一个主机上同时进行的。这跟我们一般在计算机上安装多操作系统是不同的，一般情况下，计算机上的多系统安装在同一主机上时，他只能运行其中的一个系统，如果想切换系统，必须重新启动主机，来进行切换。使用了虚拟技术后，多个操作系统可以同时运行，即可以运行多台“机器”，我们可以随意切换多个操作系统，而不需要想以前的重新启动进行切换。通过使用虚拟机软件在一台电脑上可以模拟出来若干台计算机主机，每台主机可以运行单独的操作系统而并不会出现冲突，可以轻而易举的实现一台电脑“同时”运行几个操作系统，还可以将几个系统组成一个虚拟的网络。通常，我们把这些被模拟出来的主机称为虚拟机，也叫子机。在虚拟机里运行的操作系统叫做子系统，而将运行虚拟机软件的那台叫做母机，运行虚拟机软件的操作系统叫主系统。
三、虚拟机技术在计算机教学中的应用
虚拟机的应用可以让各高校的计算机专业的学生在教学中实现多种教学环境的模拟实验，突破了学校资金、机房等硬件设施的限制，进行的虚拟环境的实验与真实环境几乎一样。
（一）对系统操作类进行模拟
在主机上安装多个操作系统，在主机硬件条件一般的情况下会严重单机安置多个操作系统.会严重影响单机的工作和运转效率，目前很多学校没有过多的计算机实验室，提供给学生单机单系统操作的硬件条件，针对一些计算机组装与维护、软件维护与病毒防护、操作系统实际操作等一些课题，这些课程往往要求学生在实际情况中对电脑的进行随意的分区、格式化等动作，这些动作对计算机的硬件都有着较大的伤害。在引入虚拟机技术后，学生可以在虚拟系统中随意进行格式化、分区、设置程序以及各种大型软件的安装配置练习。这些实验一般在实际中我们很难做到，通过这些实验，可以让学生看到进行操作后，电脑主机会出现什么状况，让学生看到一些在书本中、在老师的教案讲解中过于理论化的东西，通过自己动手操作来掌握这一切。由于一些课程无法在规定的学时内完成，对于一写特定的程序操作，虚拟机技术可以暂停设置，进行保存，等下一次在上机时候继续进行上一次的任务，解决了不同班级在同一台机器上进行不同作业的冲突。
（二）网络实验室的模拟实验
在计算机教学中，网络课程的学习十分重要，网络实践操作是计算机教学中重要的组成部分，随着网络时代大爆炸的来临，网络已成逐渐成为学生生活的一部分，学生越来越想自己操作建立一个网络，进行调试，但是在现实中建立一个网络实验室，通常需要几台甚至几十台电脑.不仅学校有较大的物力投入.由于学生的能力有限，后期的维护工作也复杂.在引入虚拟机技术后，可以在一个主机上模拟出十几个虚拟机，组成一个虚拟网络实验室，这样解决了学校的经费问题，也让学生们可以独立完成一个网络系统的操作。通过虚拟机技术，学生可以完成在现实中网络硬件安装以外几乎所有局域网的操作实验，也可以模拟许多与现实中一样的问题比如病毒、木马、黑客程序的攻击等问题，提高学生实际动手能力和解决问题的能力。为学生们提供了一个近乎真实的实验平台。
（三）便于对计算机硬件管理的维护
虚拟机技术虚拟网络实验室的体现都是在主机中进行实现的，对于在虚拟网络技术中进行的格式化、磁盘分区，这些动作不会影响到宿主机，也不会导致硬盘的损坏与数据的丢失，而且软件更新也更加方便，只需要对虚拟软件进行相应的更新，整个虚拟网络就可以与更新到最新版本，这样就可以保证教学的与时俱进，培养出适应时展的计算机人才。
四、结语
目前，虚拟机的技术已经日趋完善，将虚拟机技术应用到计算机教学中是符合时下发展需要的，它不仅仅解决了学校教学资金上缺口的问题，还最大程度上锻炼了学生的动手实践能力，让学生们在课堂中走出来，自己动手，进行实际操作，组建自己的网络实验室，遇见现实中许多问题，为学生在以后的工作实践中积累更多的经验。
随着信息化、数字化校园的蓬勃发展，校园计算机中心必须不断地增加新的机器，以满足持续增长的应用的需求。同时，原本配置较低的学生机该如何管理才能使其更好地为课堂教学服务？合理使用虚拟机进行教学是一个不错的选择。
虚拟机（virtual machine）简称VM，就是在一台电脑上将硬盘和内存的一部分拿出来虚拟出若干台机器，每台机器可以运行单独的操作系统而互不干扰，这些“新”机器各自拥有自己独立的CMOS、硬盘和操作系统，操作者可以像使用普通机器一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作，还可以将这几个操作系统联成一个网络。在虚拟系统崩溃之后可直接删除不影响本机系统，同样本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，可以下次重装后再加入以前做的虚拟系统。虚拟机软件不需要重开机，就能在同一台电脑使用多个OS，不但方便，而且安全。
一、虚拟机的优势
1.虚拟机不会损坏本机的操作系统和软件。因为虚拟机的硬盘通常是本机上的一个文件，虚拟机在硬盘的操作只在这个文件上进行。
2.支持多系统。可同时在同一台PC机上运行多个操作系统，真实再现各种操作系统的环境。
3.可在单机上组建网络。虚拟机提供了虚拟网络设备如交换机、网卡等。一台机器上实现局域网，通过标准的TCP/IP协议通信，可方便进行计算机网络试验。
4.利用虚拟机可以进行各种软件测试。虚拟机可以避免病毒对其他操作系统的侵害，一旦系统崩溃也不会对其他的系统软件和数据造成危害。
二、虚拟机的安装
以目前流行的虚拟机软件VMware为例，来看看其安装流程。
启动VMware后，会提示操作者输入注册码。 进入主窗口后，选择“New Virtual Machine”来建一个新的虚拟机。虽然VMware提供了“Typical”典型的制作方式，但在使用中发现此种方式并不好，一个主要的缺点就是无法调节硬盘空间的大小，因此还是建议大家使用“Custom”自定义制作方式。选定一种的方式后，接下来做一些设置。
1.选择操作系统的类型。可通过列表来选择，列表中包含了Windows发表以来的所有版本，还有DOS和Linux等。
2.指定系统的名称以及存放的位置。这一操作无需修改，采用默认值。
3.定义内存的大小。可以根据自己所选系统决定。为了让系统运行得快一些，可以将其数值调整得大一些。
4.选择网络连接方式。VMware和现有的系统之间进行数据的传输可以通过网络，一般选择“Use Bridged networking”。
5.硬盘类型以及空间的选择。这里同样有多个选择，如建立新的虚拟硬盘、使用现有的虚拟硬盘和创建新的物理硬盘。为了保险起见，最好不要选择创建新的物理硬盘，有可能会破坏现有的系统，普通用户请选择“Create a new virtual disk”。接下来设定硬盘的空间大小，默认的是4G。建议设定为2G以内，保证能装下一个操作系统和一些常用软件便可。接下来就是虚拟硬盘存放的地方了，设定为默认即可。
完成以上5个步骤，就基本上完成了一个虚拟机的设置，然后直接在虚拟机上安装所需的操作系统即可。
三、虚拟机在高校计算机教学中的具体应用
1.设置BIOS SETUP参数。在刚启动子机时，用鼠标点击Guest OS界面，按键盘上的功能键F2可以进入BIOS SETUP界面。VMWare在这里虚拟的是Phoenix BIOSR的界面，可以让学生了解BIOS的有关参数，并进行设置练习。
2.练习操作系统的安装。可以让学生每人在硬盘上建立自己的虚拟机，并练习安装操作系统。
3.文件的安装删除。机房管理教师最怕学生乱删硬盘上的教学文件了。如果使用虚拟机，让学生建立自己的OS，在自己的虚拟机上爱怎么删就怎么删，VMWare用Host OS的文件来模拟Guest OS的硬盘，所以这些操作不会对Host OS造成影响。
4.练习运行一些危害命令。在虚拟机中，运行一些较危险的命令，如Fdisk、format等DOS命令。
5.计算机网络组建练习。教师在课上给学生讲如何组建局域网络、设IP地址、网关、DNS等知识，不能让学生实践，恐怕学生是很难掌握的。现在有了虚拟机，一切都变得很方便了，学生可以在子机中任意练习，并可使子机与主机甚至主机所在网络中的其他机器通信。
通过虚拟机在计算机教学中的应用，学生机使用的安全系数大大提升，缓解了机房管理教师的工作压力。另一方面，通过虚拟机的应用，给学生提供了更为广阔的实践空间，学生的学习兴趣浓了，学习效果自然是事半功倍。由此，可以看到，虚拟机技术为计算机专业课的教学提供了一种行之有效的手段，虚拟实验环境能够很好地模拟真实环境，完全符合教学要求和实验要求，还具有经济、安全、高效等优点，在高校的计算机教学中极具推广价值。
作为一名计算机教师，在计算机教育教学中常会遇到教学实践需求与计算机硬件资源不相匹配的矛盾，计算机硬件老化更新速度比不上软件的更新速度。使得老机子上运行新操作系统及新应用软件反应迟顿，无法操作使教学效果欠好。同时，由于经费问题使得多数学校没有建设计算机实验室，让计算机专业的实践教学受到较大影响。如何充分发挥计算机的作用，提高计算机利用率，做到一机多用，一机多能，虚拟机技术是解决此问题的一个很好途径。本人谈谈在计算机学科教学中使用虚拟机的一些心得。
一、认识虚拟机
虚拟机是在一台物理计算机上面虚拟出来的多个虚拟的计算机，虚拟出来的计算机是裸机，我们可以为他安装不同的操作系统，同时运行几个不同的操作系统，可以灵活的设置虚拟的硬件配置，帮助我们更加方便地去搭建实验环境，是我们计算机教学实践中一个非常好的工具。目前PC上的虚拟机软件有VMWare、virtual PC两个，笔者以VMWare为例。
二、虚拟机在计算机学科教学中的应用
（1）操作系统的教学
现在中职学校机房的计算机，其操作系统都是由机房管理员负责安装好，一般是不允许学生自己安装系统，更不准学生对硬盘分区，对硬盘进行格式化，学生不能亲自进行各种操作系统的安装，而作为计算机专业的学生，学会安装各种操作系统是基本功，因此，利用虚拟机的特点，让学生在虚拟的计算机上进行各种系统的安装，如MS-DOS、Windows98、Linux、Unix、Mac OS X等，让学生学掌握在每一种操作系统安装方法和操作技能。而教师可以利用虚拟机在一种操作系统环境下直接进入其他操作系统进行教学演示，而不需要频繁重启机器。让学生在虚拟的计算机上学会设置CMOS、学会有虚拟硬盘分区及格式化、学会安装各种应用软件等操作。学生在虚拟机上即使误操作，也不会使的我们主机系统受到任何影响。通过上述方法教学，能收到较好的教学效果。
（2）网络搭建教学
目前，大多数学校网络实验室建设是不很规范的，而作为计算机专业的学生，学习计算机网络、网络操作系统等课程时经常需要做网络实验。例如搭建一些大型的网络实验，这需要几十万元购买设备，很多学校都无能为力。但如果安装了虚拟机，此类实验可以迎刃而解，不但投资少，而且方便灵活，易于构建实验环境、便于扩充实验内容，帮助学生和教师在普通计算机上构建网络环境，完成实验目的。
（3）网络安全教学
在讲解网络安全时，如何让学生对计算机病毒、木马、黑客程序等有全面的认识，教师可利用虚拟机建立网络环境，在虚拟环境下演示计算机病毒程序，让学生对计算机病毒的运行机制及危害程度有感性的认识。同时，由于是在虚拟的环境中教学，演示带来的危害不会对我们的主机系统有任何影响。
（4）软件测试教学
作为计算机专业的学生，总喜欢在第一时间使用最新软件，在第一时间使用新的操作系统，或者尝试使用多个系统。但如果您的计算机因为使用最新软件，造成系统不能启动或感染病毒等情况时，使你的硬盘损坏、丢失数据。特别是数据，它在很多时候是无价的。即使您是计算机的高手，也容易在测试新的系统时出现错误。因此，利用虚拟机指导学生在虚拟机中安装各种软件，测试软件，测试新的系统补丁等等，而不用担心我们主机系统崩溃而导致宝贵的数据资料丢失。
（5）制作课件
我们计算机专业课教师在制作课件时，常常需要大量的图片素材，有的图片可以在系统下直接抓取，但有的图，如进入CMOS设置，计算机重新启动等，怎么抓取呢？用数码相机拍摄？这样不仅麻烦而且效果也不好，可以利用虚拟机，抓取虚拟机窗口内系统运行时的图片，就可解决好这个问题。
三、使用虚拟机教学要注意的问题
1、安装虚拟机要有足够的内存，安装时选择正确的操作系统，避免以后出现一些不应有的问题。
2、为安装好的不同虚拟操作系统统一规则命名，便于管理。
3、分配给虚拟机的内存最好小于物理内存的一半，以便使主机和虚拟机的性能达到一定的平衡。
4、在VMWARE上要安装VMWARE TOOLS，它相当于虚拟机计算机硬件的驱动。
5、禁用虚拟机的“快照”功能，可以提高虚拟机计算机性能。
四、结束语
随着计算机技术的日新月异，市场竞争不断加剧，社会对计算机专业培养计算机人才有了更高的要求和标准，虚拟机技术的发展为学校的计算机教学提供了一个广阔的空间。如何利用好虚拟机技术更好地为教学和研究服务，是我们计算机教师深入研究的一个新课题。
摘 要：在计算机教学中，学生实验是由理论学习到实际应用必不可少的一个重要环节。然而，由于计算机实验的特殊要求，有些操作必定会对计算机原有的系统或网络环境造成一定的破坏，从而影响正常的教学。本文针对计算机教学中的主要问题，探索引入虚拟机VM在教学中的应用，以期解决实验与管理之间的矛盾，确保教学工作的顺利开展。
关键词：计算机教学 虚拟机 VM 应用
一、计算机教学的现状
随着计算机技术的不断发展，计算机早已成为教学中不可替代的教学工具。然而计算机教学中，部分的实验很容易对计算机的软硬件系统造成破坏，给机房的维护与管理以及教学造成一定的影响。
（1）教学计算机由于承担不同课程的教学需求，需要安装多个操作系统，除了安装常用的Windows XP，还需要Windows Server 2003、Windows Server 2008、Linux等操作系统，有时需要在系统中相互切换。
（2）计算机组装课程，需要进行BIOS设置，对硬盘分区、格式化、安装操作系统等操作练习，会对计算机的软硬件系统造成破坏。
（3）网络类课程，要在Windows Server 2003、Windows Server 2008、Linux下配置网络环境。当配置错误，基本很难恢复正常状态，需要花费大量时间去解决。
（4）计算机基础好，操作能力强以及调皮的学生，喜欢探索，尝试各种操作，会对计算机系统造成一定破坏。如果严格管理，限制计算机的某些操作，势必影响正常教学。
二、虚拟机的概念与优势
虚拟机指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。它能在一台物理计算机上虚拟出一个或多个计算机系统。每个虚拟机都是由一组虚拟设备构成的，都有其对应的虚拟硬件——CPU、硬盘、内存等。每个虚拟机都被封装到一个文件中，因此可以实现工作负载的无缝移植。
常用虚拟机有VMWare Workstation（简称VM）、Virtual PC等，它们使用功能基本相同，考虑到在机房的应用及学生的实际情况，本文选择教学中常用的VM，它具有以下优势：
（1）虚拟机里的所有操作，不破坏物理计算机的硬件，不影响物理计算机本身的软件系统。既方便机房管理，又保证实验的顺利进行，有利于对学生动手能力的培养。
（2）虚拟机可以在一台物理计算机上建立多台虚拟机，运行多个操作系统，虚拟机与虚拟机、物理机之间可以自由搭建网络环境，完成教学中的绝大部分实验，从而缓解设备不足的问题。
（3）在单机上安装多个操作系统，只能同时运行一个系统，如果想切换到其他系统，需要重新启动计算机。而虚拟机则可以同时运行多个操作系统，相当于多台计算机在同时运行，相互之间的切换简单，不用重启计算机。
（4）虚拟机可以有效保证实验的连续性，它提供了快照和回复功能，可以随时为虚拟机进行快照，然后还可以随时回复到虚拟机的任何一个快照状态。不管是教师演示还是学生实验都可以分次完成。
三、虚拟机VM的建立与启动
虚拟机VM启动后，在窗口下选择“文件”—“新建”—“虚拟机”，根据弹出的向导窗口设置硬盘、内存等，一步一步建立虚拟机，完成后即可进入虚拟机窗口。
如果需要增加硬盘，调整内存大小，以及设置ISO镜像文件，在虚拟机窗口，选择“编辑虚拟机设置”就可以进入虚拟机设置窗口进行设置，设置CD-ROM为使用ISO镜像。
在建立好的虚拟机上点击“启动该虚拟机”或者选择“虚拟机”—“电源”—“打开电源”启动虚拟机。虚拟机启动、自检，按F2进入虚拟机的BIOS，设置光驱为第一启动设备，保存退出，重启之后，虚拟机便与普通计算机的使用完全一样了。
四、虚拟机VM在教学中的具体应用
1.网络配置
在网络配置教学中，设置IP地址、网关、DNS等操作是很难掌握的，需要经过反复实际练习。但在练习中，网络被错误设置后会带来各种问题，而且很难恢复到原始正常状态，辅导老师也需要花较多时间去处理。虚拟机的使用很好地解决了这个问题，学生可以在虚拟机中任意操作，并可使虚拟机与主机，甚至主机所在网络中的其他机器通信，虚拟机可以作为局域网中的一台真实计算机存在。当设置有误，可随时恢复到设置前的快照状态。
另外，一些网络组网实验中，需要多台计算机组合才能完成相应任务。但机房计算机有限，利用虚拟机就可以虚拟出多台计算机，虚拟出交换机、网卡等设备。因此，学生可以在自己的物理计算机上搭建一个虚拟的网络环境进行通信，还可以将网络中的某些虚拟机作为Web、FTP服务器等，将另一些虚拟机作为客户端，使学生深刻理解服务器、客户端等原理。
2.计算机组装与维护
计算机组装与维护课程中BIOS设置、硬盘分区、格式化等内容，由于机房管理及演示软件的功能限制，大多数只能通过视频完成教学，实验更是无从谈起。就算有条件提供实验，反复的格式化也会对物理计算机硬盘造成影响与损伤。
而虚拟机提供了Phoenix BIOS，启动过程中按F2即可进入BIOS设置，它与物理计算机的BIOS无关，可以对虚拟机任意进行BIOS设置，但不会对物理计算机造成影响与损伤。
虚拟机建立好后，可以在虚拟机里对硬盘反复进行分区、格式化操作，也不会对物理计算机磁盘造成破坏。学生在提高动手操作能力的同时，很好地掌握主分区、扩展分区、逻辑分区以及FAT32、NTFS分区格式等概念。
3.软件安装
操作系统的安装耗时较长，需要有专门的机房，配备光驱或者U盘启动等工具，才能进行实验。在虚拟机上，可以通过设置安装源程序的ISO镜像文件，安装Windows、Linux等操作系统。可以在自己安装好的操作系统上随意安装、卸载其他应用软件，并且反复安装卸载，也不会对物理计算机系统造成任何影响与损伤。
4.软件测试
软件设计、网页设计等课程，编写的程序需要在多种环境及多种操作系统下进行测试。应用虚拟机，不需要实际安装所有的系统与插件，就可以轻松地模拟出各种测试环境，有利于发现问题和解决问题。
5.ERP系统管理和维护
由于ERP软件系统一般规模比较大，包含了很多的服务器和客户端。而传统的机房设备数量、物理网络的限制，无法展开真实复杂的实验。但在虚拟机环境下，物理计算机用于数据库服务器、应用服务器，用于执行一些复杂的运算和操作。然后虚拟出多个客户端，每个客户端扮演ERP系统中不同部门操作人员的角色。例如，企业的设计、生产、采购、销售等不同部门，操作人员可以通过虚拟机客户端同时登陆ERP系统进行各自的操作，而在传统计算机中需要登录多次。学生可以模拟一个高仿真ERP系统的实验。
五、结语
综上所述，虚拟机是计算机教学的有效工具，它能有效保证计算机的正常运行，为计算机硬件提供良好的保护，也能很好地节约教学资源，提高了教学质量。
我们通过虚拟机的应用，更好地为计算机教学服务，为学生提供了更为广阔的实践空间，学生可以反复地思考和重做，提高学生学习兴趣和动手能力，并开阔了视野，取得良好的教学效果。
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。笔者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.计算机教学的现状
目前，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 硬件方面
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 软件方面
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。
1.3 教学方面
许多计算机教师的思想观念还没有完全转变，在计算机教学中，重理论、轻实践，一直采取单一的理论讲授教学，非常抽象、枯燥，学生难以理解和掌握。当然，也由于经费等各方面的原因，教师一般采取以讲代练或课堂演示的方式进行教学，使得学生只有理论知识而缺乏动手实践，无法操作实验，对一些知识点无法掌握透彻。
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。笔者认为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
虚拟机（Virtual Machine，简称VM），就是虚拟的计算机，是指运行于物理计算机上的、用软件模拟出来的、具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的计算机系统。虚拟机是相对于常用的物理计算机而言的，又被称为逻辑计算机，其本质上是对物理计算机的模拟仿真。
虚拟机以文件的形式存放于物理计算机中，仅占用物理计算机的一部分资源。一台物理计算机，可以虚拟出多台完整的虚拟机，并且不同的虚拟机可以运行单独的操作系统而互不干扰，使用的时候就如同打开一个应用程序一样。
每台虚拟机都具有自己的CPU、内存、硬盘、网卡、BIOS、光驱、显卡、声卡、USB接口等，只不过这些硬件设备都是用虚拟软件模拟出来的。在计算机教学中，可以利用虚拟机进行开机、关机、硬盘格式化、设置BIOS等操作，这一切对主机没有任何影响。
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）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。
（3）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。
（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、Windows2000、Windows XP、Linux、Unix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，学生可以任意进行磁盘分区、格式化、设置CMOS、设置BIOS SETUP参数等一些计算机维护操作。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、网络配置与管理、FTP、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，病毒、木马、黑客程序非常盛行。教师在讲解计算机病毒、木马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病毒、木马程序的传播与演示，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。
3.5 软件测试
学生在学习软件设计、网页设计等课程时，编写的程序需要在多种环境及多种操作系统环境下进行测试。应用虚拟机，不需要实际安装所有的系统与插件，就可以轻松地模拟出各种测试环境，有利于发现问题和解决问题。
3.6 课件制作
计算机教师在制作课件时，常常会需要多种操作系统中的操作。通过虚拟机软件，可以使用Snagit、HyperSnap-DX等屏幕捕捉程序，方便地把样图抓取下来，或者直接利用视频捕捉功能将操作过程录制下来，有助于制作图文并茂的课件。
总之，虚拟机是计算机教学的有效工具，在计算机教学中有非常重要的作用和广泛的应用。如何利用虚拟机更好地为计算机教学服务，是每个计算机教师需要研究的一个新课题。
