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1、如何利用虚拟环境 提升信息技术教师的专业技术能力 摘要:VMWare虚拟机技术作为一种有效的教学辅助手段应用于信息技术教师专业技术能力培训中，解决了现有硬件条件不能满足实训需求的困惑问题，既可以节省大量的设备投资和建设费用，又能提供一个稳定、安全且有效的实训平台。通过搭建虚拟环境，有助于加快认识并掌握实践性知识，提高了培训的实效性，在计算机实验教学中具有非常重要的意义。 引言 信息技术学科的专业特点决定了信息技术教师要在不断学习中求发展，加深对本专业的学习，更新拓展专业知识与技能，提高动手能力。信息技术专业知识具有很强的操作性、实践性，因此，以信息技术教师实践性知识的专业培训作为教师专业发展的
2、知识基础，越来越受到研究者们的重视。 1.目前信息技术教师的需求与现状 由于信息技术发展、更新快，为了增强对社会和技术适应性，信息技术教师必须不断学习，才能适应信息技术发展和教学的需要。对我区信息技术教师专业发展情况的调查结果显示：65.91%的教师认为需要提升学科专业技术修养；43.18%的教师认为教师通用教学能力需要强化。 信息技术教师不仅要具备一般教师的素质，还应具备作为信息技术教师所应有的素质，这将直接、密切地关系着学生的信息素养、利用信息技术解决实际问题能力的培养。之前，信息技术教师参加专业能力培训的机会并不多，有的教师甚至从未参加过相关培训，而且讲课形式不乏蜻蜓点水、流于形式，专业
3、性的课程学习更多地是缺乏实践环节。 2.存在的困难 信息技术是一门实践性、操作性很强的学科，云技术、物联网等新理念、新技术层出不穷，信息技术教师要不断地把握新生事物的实质，提高自身的理论研究和实践探索水平。在理论学习的基础上，还要进一步开展实验活动，技术性的培训不能采用单一讲授的方式，为了学员在培训中感受、理解所学知识，应更多地采用讲师示范、学员模仿实践方式。 信息技术专业能力培训所设计的课程大多是实验性的内容，需要一定的实验环境，有些对硬件条件要求很高，而目前我校所需要的硬件配置条件不足，更缺乏网络实验设备。在计算机的某些系统实验中，由于要对硬盘及系统进行破坏性实验，在一般的计算机房里无法实
4、现这样的教学活动，教师一般采取演示或以讲代练的方式进行教学，参训教师不能进行体验式操作培训，也就不能真正领悟。硬件条件欠缺，进行相关的培训活动有一定困难，如果要选择一种节俭、方便可行的方法来替代，虚拟机技术就是一种不错的选择，可以节省大量的设备投资和建设费用，能提供一个稳定、安全且有效的实训平台。 构建虚拟培训环境 1.虚拟机简介 虚拟机是由虚拟软件模拟出来的一台“软件”计算机。确切来说，虚拟机是一种严密隔离的软件容器，它可以运行操作系统和应用程序，就像一台物理计算机一样。1目前，常用的虚拟机有多种，如VMware、Virtual PC、VirtualBox等。笔者主要用VMware虚拟机VM
5、ware Workstation来进行信息技术教师专业能力培训与实践演练。 VMware Workstation是VMware公司旗下著名的软件。它使教师可以在一台机器上同时运行两个或更多Windows、DOS、LINUX系统，是真正“同时”运行多个操作系统在主系统的平台上，可像标准Windows应用程序那样切换，而且每个客户操作系统都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据，甚至可以通过网卡将几台虚拟机连接成为一个局域网，相当方便。 VMware虚拟机具有六大特点：高度仿真性，可以虚拟现在的任何操作系统，能在同一台PC上使用两种以上的操作系统；隔离性，能与宿主机完全隔离，保护宿主操作系
6、统；共享性，宿主机与虚拟机之间能实现网络、文件分享功能；还原性，虚拟机能实现镜像还原功能，保持操作环境；再现性，虚拟机具有视频录制功能，可全程录制所做的操作；便利性，虚拟机能随时设定并修改操作系统环境。2 2.构建网络环境 使用虚拟机，可以在一台计算机上同时安装并运行多个不同类型的操作系统，并且虚拟机之间是独立的，相当于另外增加了几台计算机。因此，在原有的计算机房的每台工作站中安装虚拟机，就解决了在一个系统中不能运行另一个系统软件的问题，可以很容易实现多种操作系统、多种软件环境及网络环境安装调试等的实验、测试。 VMware虚拟机提供了多种交换机进行组网，常用的三种有VMnet0、VMnet1
7、、VMnet8，对应的三种组网模式如下。 Bridge模式（VMnet0）：在这种模式下，虚拟机等同于网络内的一台物理主机，可手动设置IP、子网掩码、DNS，且IP地址要和主机的IP在同一网段内，如同连在一个交换机上的两台计算机，只要主机能上网，虚拟机也可以上网。如果想利用VMWare在局域网内新建一个虚拟服务器，为局域网用户提供网络服务，就应该选择桥接模式。 Host-Only模式（VMnet1）：这是一种封闭的方式，适合在一个独立的环境中进行各种网络实验，虚拟系统的TCP/IP配置信息由虚拟网络中的DHCP服务器来动态分配。如使用VMware创建一个与网内其他机器相隔离的虚拟系统，进行某些
8、特殊的网络调试工作，可以选择host-only模式。 NAT模式（VMnet8）：这种模式下，让虚拟系统借助NAT(网络地址转换)功能，通过宿主机器所在的网络来访问公网，最大的优势是虚拟系统接入互联网非常简单，不需要进行任何其他的配置，只需要宿主机器能访问互联网即可。 VMware虚拟机强大的组网功能，为构建一个实验网络提供了技术支持。根据培训项目的不同需求，运用虚拟机搭建不一样的虚拟环境，可以为教师的专业技术能力提升培训提供安全、稳定的操作平台，大大提升培训效果。 虚拟机在培训中的应用 目前，各中小学基本拥有规模不一的校园网络，但有相当一部分教师在硬件设备、网络环境等领域掌握的相关知识差异很
9、大，专业技能水平高低不一。在参加专业技术及专业能力培训时，教师希望培训课程有一定的实用性，通过信息技术技能技巧训练，寻求解决日常教学活动及学校其他事务时遇到的实际问题或困惑的方法。因此，我校为教师们开设了最为急需的技能培训项目，如服务器系统安装与调试、SQL数据库服务器、构建局域网络、搭建Web服务器等多方面实践知识，以期运用VMware虚拟机搭建一个网络环境，让参训教师真正动起手来，提高专业技能水平。以下以“十二五”信息技术教师专业发展培训中的90学时培训项目“基于校园网的系统集成”为例，谈谈关于建设网络、服务器应用、信息系统集成等内容。 1.搭建WEB服务器实验 实验要求：安装Window
10、s Server 2003操作系统，安装Web服务器，并对其进行一些相应的配置，建立网站，可以进行网页浏览。 （1）安装服务器。启动VMware Workstation虚拟软件，新建虚拟机，配置其“硬件”参数，如内存、处理器（CPU）、磁盘大小等（如下页图1），像一台真实的计算机一样，格式化硬盘分区，安装好Windows 2003 Server操作系统，运行操作与实际一样。 （2）配置Windows 2003 Server的Web服务器：安装IIS。添加Windows组件：“Internet信息服务IIS”。设置“默认Web站点”。在“Web站点”页中设置IP地址和端口号“80”（默认），如下
11、页图2所示。在“主目录”页中设置主页存放的位置（如下页图3）。在“文档”页中删除和添加默认文档名（主页），如图4所示。 2.搭建虚拟网络实验 计算机网络实验需要用到网络交换机、服务器及工作站等多台设备，利用VMware Workstation可以在一台计算机上虚拟出多个虚拟机，可安装服务器操作系统与桌面操作系统配置成相应的服务器与工作站，从而构建出网络环境。 实验要求：如图5所示，有两个子网LAN1和LAN2通过路由器与外网相连，2个网络LAN1、LAN2分属不同的网段，便构成了一个简单的INTRANET网络。Server1Server4上架设并配置WEB、DNS、DHCP、FTP等应用服务器
12、，在路由器中配置好访问控制列表，PC1、PC2通过路由器访问各个服务器。 通过虚拟机搭建的网络实践相关技能训练，培训者就可从不同角度实践网络应用以及维护技能提升的全过程。整个培训全过程下来，参训学员对这类培训方式很满意，如学员郑老师说：“本次集中培训无论是从组织形式上，还是课程内容的安排上都非常好。培训的组织者和培训主讲教师全心全意为我们这些教师考虑，一切从需求出发，精挑细选了一些知识和案例，极大地满足了一线教师对知识的需求和学习。另外，在本次培训中也认识了一些在学科上有较高水准的教师，通过相互交流，提高了自己。感谢培训的组织者和培训教师，也感谢我们的同行。”学员俞老师说：“本期90课时集中培
13、训，服务器架设、安卓系统设计、网络应用与架构，三个项目都采用范例讲解，生动实用，可操作性强，让我们受益匪浅。希望今后能多开设信息技术类的技能提升培训，最好是两三天的短期培训，放在学期中间，让大家能有一个交流的机会，把信息技术教学工作做得更好。” 小结 虚拟机技术给信息技术专业技能培训的实践教学提供了一种有效的辅助工具，提高了现有设备的利用率，不但缓解了当前培训实验设备不足的问题，还提高了安全性，更增加了学员的实践动手机会，强化了实践技能。虚拟机技术还可以应用于网络安全环境搭建和网络扫描、网络攻击、操作系统安全配置、数据恢复等方面，体现了计算机教学环境虚拟化、系统开放化的特点，为信息技术开展实验性教学拓展了一条切实可行之路。通过搭建虚拟环境，有助于教师加快认识并掌握实践性知识，提高了培训的实效性，在计算机实验教学中具有非常重要的意义。