惠州卫生职业技术学院 广东 惠州 516025
摘 要：计算机网络教学关键在于实验，传统课堂教学方法因机房设备条件和管理维护成本等因素制约了学生的动手能力，使计算机网络教学存在较大的困难，不利于激发学生学习兴趣和对网络技术的掌握。文章通过分析计算机网络教学现状，提出了基于VMware虚拟机搭建实验环境作为一种辅助性技术手段，以提升网络课程实验的教学效果和教学质量。
关键词：VMware 虚拟机 网络教学
一、计算机网络的教学现状
1.硬件投入和维护成本高。传统的实验环境就是普通计算机机房，每位学生配备1台物理机，但计算机网络实验涉及组建局域网或架设服务器等操作，合理配置应为每位学生至少2台物理机。除此之外，计算机网络实验还需用到其他硬件，如路由器、交换机、网卡等，随着使用频率和重复配置的增加，故障维修率必然增高。
2.增加系统风险，难于重复实验。计算机网络实验时常用到Linux或Windows等不同平台和版本的操作系统，在实验过程中为了维持正常的教学秩序、把握整体进度和教学质量，教师不允许学生直接以物理机进行设置和操作，借助硬盘保护卡来实现对物理机系统的保护及课后还原，使得学生在课后无法重建实验环境和强化练习。这样不仅影响了实验的教学效果，还限制了学生的动手操作能力，甚至让学生失去了学习的兴趣。
3.缺乏交互性，理论和实践分离。计算机网络强调理论与实践相结合，关键在于实验。没有网络实验环境的支撑，若只采用传统的PPT多媒体投影进行网络概念和协议的讲解，抽象枯燥；若只能在教师机上演示网络拓扑结构、IP地址分配，会让教学失去现场感，无操作性可言，是难以被学生理解和接受的。
二、VMware虚拟机简介
虚拟机是一种高度隔离的软件容器，是通过以软件技术模拟出来，具有整套硬件系统功能的，虚拟运行在单台物理计算机上的多个逻辑上完全独立的操作系统。虚拟机不含任何硬件组件，具备物理硬件计算机所没有的很多独特优势。它能降低机房设备的硬件成本和维护成本，又不影响物理计算机的系统安全。其中VMware从硬件配置到操作系统的安装设置，相较于同类的VirtualPC或VirtualBox，对非Windows平台的操作系统具有更好的支持和更强大的网络设置功能，更适合一般的网络实验教学。
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三、利用VMware虚拟机解决网络实验难题
1.轻松构建网络环境，延伸课堂教学。VMware虚拟机在不增加成本的情况下升级了普通计算机机房的功能，使之成为专业网络实验室。它可根据实际需求模拟出内存、硬盘等不同参数的硬件，安装多个不同平台和版本的操作系统。在VMware Tools插件的支持下，VMware虚拟机具有克隆功能，能够复制与原虚拟机相同配置的虚拟机，可以节约机房实验教师安装系统时间和减少配置过程中的错误。每个虚拟机都可以封装成单个文件，借助机房教学广播软件以作业的形式分发给使用相同实验环境的每位学生。这意味着学生在宿舍也能利用该封装文件重建网络实验环境，得到强化训练。
2.高仿真性和安全性，提高学生动手能力。VMware虚拟机只是安装在物理机上的应用程序，它的操作系统崩溃不会影响物理机系统，不用担心系统设置错误或遭遇病毒木马入侵所引起的机器故障。可放心地让学生亲自动手实践操作。
3.丰富的网络工作模式，建立虚实结合的高性能网络。VMware虚拟机有3种网络工作模式。Host-Only（主机）模式适合建立不连接到Internet和其他网络的隔离虚拟机环境；NAT（网络地址转换）模式与防火墙相似，能将内部网络彻底隐藏起来，通过NAT转换后通过物理机端口访问外部网络；Bridge Networking（桥接）模式则能让虚拟机直接连接物理网络。利用Bridge模式的网络特性，可利用VMware虚拟机在局域网新建一个虚拟服务器，为局域网用户提供网络服务。为了应对CCT考试（Common Computer Test，全国高等学校非计算机专业计算机联合考试），学生期末都会集中精力在机房做题备考。这个时候将CCT测试题服务器架设在虚拟机上，学生随时随地都能在自己的物理机上练习。
4.结合Packet Tracer模拟器，更好地开展实例教学。Packet Tracer对机器硬件资源要求低，用户使用简单的拖放+连线的方式在模拟器上就可进行组网。软件自身的图形界面能动态显示数据包的详细处理过程，有助于学生了解网络拓扑结构和理解网络原理。它还支持基本的网络参数设置和网络命令，能让学生在其中执行IPCONFIG、PING、Tracert等常用网络测试命令。采用任务驱动法，赋予学生组建一个“路由器+交换机+PC机”模式的局域网实验任务，寓抽象的理论于浅显的实例中，有利于激发学生学习兴趣，从而提升计算机网络教学效果。
参考文献
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论文作者:陈嘉发
论文发表刊物:《教育学》2016年2月总第94期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：虚拟机论文; 网络论文; 计算机网络论文; 物理论文; 学生论文; 模式论文; 环境论文; 《教育学》2016年2月总第94期供稿论文;