中职学校数字课堂中的“虚”与“实”

数字化时代的到来，使得中职学校在计算机教学模式、教学手段上不得不推陈出新，大胆摆脱传统老师教、学生听的教学理念，取而代之的采用以网络技术和多媒体技术为核心的现代教育技术。然而技术的更新却带来教学成本的增加和设备维护任务的繁重，比如随着机房规模的不断扩大，学校需要管理和维护的各种计算机硬件和软件资源也越来越多，而中职学校维护力量相对薄弱，如何科学有效地对这些教育资源进行管理已成为各中职学校面临的一个难点；很少中职学校有专业的计算机管理维护人员，很多学校均是由计算机老师兼职维护，机房维护专业性要求高，工作量大；计算机使用时间一长，运行速度变慢，故障变多；计算机更新换代较快，投资得不到保障；机房耗电量大，废弃电脑会产生大量电子垃圾等都是制约中职学校信息化建设及发展的最大问题。

1 中职学校教学课堂面临的问题

（1）对于大部分中职学校的教学课堂中所使用的计算机和服务器利用率普遍偏低，只有在上课的时候才开启服务器和PC机，而其余时间基本处于空闲状态。尤其是对于中职学校长达一两个月的寒暑假，这些昂贵的设备更是无人问津，由于电子设备本身存在一定的自损耗，长时间闲置会造成设备接口处被氧化，一些兼容机出现无法启动甚至更严重将导致设备短路主板烧坏，成为电子垃圾，导致了资源的严重浪费。

（2）中职学校处于信息化发展的初始阶段，对于初期的建设没有很好的规划和管理，对于新进的许多信息化管理软件也都处于需要安装什么，就购买一批服务器的状态。这样，购买回来的服务器很可能只为某个单一的软件而服务，成本较为高昂。许多服务器由于没有专人管理，没有要必要的数据备份和硬盘raid更没有做灾备处理，一旦系统崩溃或者软件被损坏，教师将不得不花费大量的时间重新安装系统或者软件。若涉及学校较为复杂的教学管理软件的损坏，不但延误教学进度，而且将花费不菲的维修费用，使学校蒙受损失。

（3）大量终端PC机的运行，再加上服务器、投影仪、音响、功放、话筒等硬件设备和空调的运转，每年的耗电量及PC机的故障维修增加了学校教学成本，并且计算机机房场地也越来越拥挤。

（4）管理成本的增加。随着计算机和服务器的增加，相应的管理技术人员的工作量也加大了，这其中包括计算机的升级、维护、更新等问题。

基于以上诸多问题的考虑，选择一种既经济实惠，又方便实用的计算机信息技术用于对计算机机房及计算机的管理，是中职学校课堂信息化发展的必然趋势和迫在眉睫的举措。虚拟化技术是现如今应用广泛，效果明显的降低能耗、节省资源和空间的新技术。

2 虚拟化技术的定义

简单的说，虚拟化技术就是将一台性能优越的计算机通过信息化软件，将其硬件资源虚拟成多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率，提升服务器的利用率。

3 虚拟化技术的种类

虚拟化技术可分为服务器虚拟化、桌面虚拟化、存储虚拟化、应用虚拟化和网络虚拟化五种。其中最常用的虚拟化技术为服务器虚拟化、桌面虚拟化。

（1）服务器虚拟化：性能较为优质的物理服务器通过软件将其中的CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，不再受限于物理上的界限。服务器虚拟化主要分为“一虚多、多虚一”和“多虚多”。“一虚多”是一台服务器虚拟成多台服务器。“多虚一”就是多个独立的物理服务器虚拟为一个逻辑服务器，使多台服务器相互协作，处理同一个业务。“多虚多”就是将多台物理服务器虚拟成一台逻辑服务器，然后再将其划分为多个虚拟环境，即多个业务在多台虚拟服务器上运行。

（2）桌面虚拟化：在服务器上生成不同的操作系统实例，每个操作系统实例就是一个桌面系统。各个实例之间是相互独立的，每个用户根据自己的权限访问对应的桌面系统，单个实例的撤消或崩溃不会影响到其他用户。桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统，同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户终端通过以太网登陆到虚拟主机上，只需要记住用户名和密码及网关信息，即可随时随地的通过网络访问自己的桌面系统，从而实现单机多用户。

4 课堂教学中虚拟化技术的应用

在信息化建设过程中，采用服务器虚拟化及桌面虚拟化技术构建的虚拟服务器与终端系统，配合管理软件的应用给我校计算机课堂教学及机房管理员带来诸多好处。

4.1 简化管理

计算机机房的管理摆脱了原先的单人多机，维护必须点对点，软件必须单独进行安装维护的繁重工作。所有的计算机终端均可以由一台性能优越的虚拟化服务器进行管理，服务器与终端机之间通过速度较快的光纤进行连接，教师应用虚拟化管理软件在web页面下就可以将所有终端主机统一控制。教师输入用户名和密码登陆到虚拟服务器主机中，实时查看到服务器上物理CPU、内存、硬盘的使用负载情况以及虚拟终端主机登陆情况，可以为终端主机随时分配硬件资源。系统的安装和切换不需要在每一台主机上进行，通过虚拟化软件就可以将系统镜像文件分配给需要安装的终端计算机。终端计算机完全不需要再考虑IP地址冲突导致的网络问题，所有地址的分配都在虚拟终端管理软件内设置。 4.2 促进教学

虚拟化的应用，使课堂教学不在依赖学生终端机的优劣，所有的教学内容教师机可以统一控制，避免学生上课玩游戏、开小差以及随意乱插U盘或者浏览网页造成对终端主机的损坏，教师上课也可以避免坐在后排的学生由于看不到幻灯片而学习质量受到影响。对于上课用的多种教学软件，不再像以前一样需要多台服务器的支持，应用虚拟化技术将一台服务器虚拟为多台，安装不同的应用，节省资源的同时也推动了教学课堂一体化管理水平。虚拟化的应用使得课堂常用的应用软件如平面设计软件Photoshop、3D max、Flash等的运行速度较之前相比有了较大的提升。下课时，教师可以通过管理软件统一关闭学生终端主机，避免传统课堂中下课后关闭总闸开关对未关闭终端计算机的损害。

4.3 节能环保

4.4 提升数据安全、稳定性

对于课堂教学中，应用软件的损坏是可以通过重新安装或者恢复进行弥补的。然而数据的丢失与损坏，尤其是重要数据的丢失，比如学生历年的统考成绩、学生上机的基本信息统计，一旦丢失是无法用金钱和时间来弥补的。虚拟化技术的应用，提升了数据的安全、稳定性。

（1）教师在管理软件中就可以核查终端用户的状态，对终端用户的行为进行评判。对终端用户的行为进行工作状态的检测，可以保证终端用户在进行非法活动或者恶意活动之前对其进行控制，从而保证了整个虚拟网络的安全性。

（2）重要的数据集中保存在服务器上，易于防止由于个人造成泄密事件的发生，集中数据管理减少的由于过去数据分布而带来的控制难度大的问题，还有一个很好的作用是，当用户终端本地的电脑发生故障时，不会影响业务的正常运行。这样使得教师从原先需要对每台PC进行维护工作，转变为只需要对几个节点进行维护，节省了人力和财力成本，同时节约了大量的时间。

（3） 虚拟技术可以有效地减低用于灾难恢复和维持业务带来的费用，由于采用虚拟化技术，终端主机本地不保存数据，这样，当终端出现灾难性故障时，只要远程服务器的系统是正常的，终端用户就可以在最短的时间内继续自己的工作和业务。同时教师用于维护整个网络正常的成本很低，只要保证服务器节点的正常即可。

数字化建设已然成为中职学校当前势在必行的重要举措，选择成熟稳定运行可靠的技术是所有学校所期盼的。虚拟化技术在满足节能环保，节省投资成本的前提下，为中职学校数字化课堂带来了一股新鲜的空气，既摆脱了传统教学过程中维护任务繁重、计算机设备老化过快、学生上课行为不受控制、软件运行速度缓慢等问题，又满足了中职学校教师对数字化课堂的基本需求，使学生、教师、学校在虚拟环境中享受到了实实在在的实惠。