让计算机科学前沿技术“走进”普通中小学校园——利用“虚拟化技术”为教学服务的思考与实践

让计算机科学前沿技术“走进”普通中小学校园——利用“虚拟化技术”为教学服务的思考与实践

何聪翀

杭州市安吉路教育集团新天地实验学校 310004

摘要：

“前沿技术”是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，例如计算思维、多核、GPU、云计算、虚拟化等等。这些技术的研究和应用一般在高等教育阶段起步，似乎和我们中小学教育没有太大关系。但是如果我们信息技术教师善于学习和尝试一些“前沿技术”的简单应用，就能够给我们的教育教学工作提供不少便利。本文中笔者从学科本位出发，把“虚拟化技术”运用于教学环境维护、学科教学体验和多媒体环境创建等方面，探索能够提高我们中小学教师的工作效率和学生的学习效果的方法。

关键词

计算机科学 前沿技术 虚拟化 虚拟技术

1. 中小学信息技术需求分析

中小学信息技术教师是一个比较“特殊的”教师群体，信息教师除了开张正常的教学任务以外，也承担了学校的网络维护、硬件维修等电教工作。同行、家长对教学内容的不了解在一定程度上轻视了信息技术的学科地位，使课程得不到重视。几点现状归结如下：

1. 需求大而数量少

信息技术教师的数量相对比较少。信息技术教师不能够像语文、数学教师团体协作完成任务，往往是独当一面，服务的对象是整个学生和教师群体。

2. 数量大而时间长

信息技术教师承担的教学外围工作比较繁杂。除了授课，信息技术教师一般还需承担校园的计算机和网络维护、摄影摄像等工作，而这些工作往往需要耗费大量的时间和精力。

3. 期望高而精力少

其他学科教师对信息技术教师的期望值高。因为信息技术教师在一般教师眼中是“技术专家”和“新技术”的代表，教学中遇到的一些技术和应用难题都会求助信息老师。但是新技术、新软件的使用是需要花费大量时间和精力的，信息老师在这方面没有充分的保障。

面对以上这些信息技术教师的生存现状，从切实提高工作效率、为其他学科教师提供帮助的角度出发，笔者利用最初级的“虚拟化技术”做了一些尝试，希望能够给各位教育工作者提供一些思路和帮助。

2. 虚拟化技术的应用范围和现状

虚拟化技术早在20世纪70年代便开始将其用于培训宇航员。由于这是一种省钱、安全、有效的培训方法，现在已被推广到各行各业的培训中。虚拟化技术如今被运用到科技、商业、医疗、娱乐等多个领域中。

以虚拟技术在军事领域的应用为例。目前美国、俄罗斯等国家已经在利用虚拟的网络游戏来练兵，这使得新兵能够在日常游戏训练中接触到模拟的真实场景，使得新兵能够迅速掌握新式武器，随着军事技术的提高，虚拟技术将在军事领域发挥更大的作用。

3. “虚拟化技术”在中小学教学中的应用尝试

1. 教学内容拨云见日——“虚拟技术”在拓展教学内容中的应用

浙江摄影出版社小学信息技术第7册第4课《安全小博士》讨论的是信息技术安全知识。很多教师在授课的时候，往往从理论的角度跟学生解释、描述“病毒”的概念和危害，缺乏直观的、深刻的认识。

笔者下载了“AV95III 病毒百科演示 V2.0”软件并安装到虚拟机中，让学生了解内含9677种病毒资料以及模拟它们发作时的情况。通过创设这样的虚拟环境，学生了解了计算机病毒，同时切身的感受到了病毒的危害，效果要比了解文字好得多。

利用虚拟机环境认识计算机病毒有几大优势：

1. 安全可控

在虚拟环境下展示病毒是安全的，除了一些针对虚拟机软件的病毒，其余计算机病毒都不会对主机构成危害。学生可以尽情观察、研究，大大拓展了教材内容，激发了学生的学习热情，对计算机病毒的危害也有了更深层次的了解。

2. 全面性

本文研究的是病毒集合的软件，本身未必是病毒，但虚拟环境却为研究病毒提供了安全的场所，增加了研究的可行性。本文软件中内含9677种病毒资料，提供给学生海量的研究样本。

3. 兴趣浓厚

在体验计算机病毒的过程中，学生的表现积极而兴奋。有的学生埋头研究、乐此不疲，有的学生三三两两讨论起病毒来，课堂的学习氛围很浓厚。

2. 教学资源海纳百川——“虚拟技术”在建设资源库方面的应用

现在很多学科都有教材配套光盘，辅助教师上课。但是很多学校教室里的电脑光驱却损坏严重，根本没有办法正常使用。以笔者所在校区的24个班级为例，有近半数的光驱无法正常弹出和使用。其中的原因是多方面的，比如光驱的使用频繁，物理损耗严重。

我校采用的虚拟光盘软件是杭州卓源科技有限公司开发的CDTower软件，几年使用下来好处很多：

1. 光盘资源能够共享

CDTower软件能够实现网络共享虚拟光盘，这样就能够解决同一学科教师之间相互借用光盘的问题。任课教师无论走到哪一个班级，也不用担心光驱是否可用，只要能够正常上网，就可用使用网络上的光盘资源。

2. 虚拟光盘不损耗光驱

虚拟光盘是软件制作的光盘镜像，老师们可以像使用一般软件一样使用光盘，使用过程中是对硬盘的读写，因此不会对光驱造成任何损耗。

3. 虚拟光盘库资源丰富

已往学科教师单兵作战的教学方式得到改善，变人手一张或者两张光盘进教室为“人手一个光盘库”进课堂。一些好的光盘资源老师们都会不定期上传到资源库中供其他老师使用。这样大大拓展了多媒体教学资源，能够更好的为学生服务。

以上几个案例，都是把原本需要额外硬件配合完成的任务，利用虚拟的软件环境来实现。不仅提高了执行效率，而且大大节约了成本。作为信息技术教师，我们要善于创设这样的虚拟环境，千方百计地为了教育教学工作服务，这也必将成为新形势下信息教师的必备素养。

参考文献

[1] 汪成为;高文;王行仁;灵境（虚拟现实）技术的理论、实现及应用;清华大学出版社;1996.05-06

[2] 贾银军;李新华;网上虚拟实验室的构建[J];硅谷;2011年17期

[3] 陈悦;基于虚拟化的网络实验教学创新模式的研究与实践[J];福建电脑;2012年03期

[4] 武蕾;制造网格中资源虚拟化方法研究与应用[D];山东大学;2008年

[5] 于耳;朱康林;盛靖;虚拟环境应用性能瓶颈潜在因素分析及对策[J];中国教育网络;2010年04期

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