关于高等院校虚拟实验室的建设和管理的探讨

关于高等院校虚拟实验室的建设和管理的探讨

芦鸿雁

芦鸿雁（武警工程学院，陕西西安710086）

摘要：由于资金和条件的限制，计算机专业的传统实验已经不能满足教学发展的需要，因而虚拟实验环境的建设将是实验教学改革的新趋势。现阐述了建设虚拟实验室的重要意义，提出了构建虚拟实验室的实现途径及管理方式。

关键词：虚拟实验室；规章制度；实验教学

随着科学技术的快速发展和信息化时代的要求，传统的实验室和实验教学内容与方法均已无法满足新时期高等院校培养创新人才目标的需求。从计算机专业教学实际需要出发，采用虚拟实验环境的思路，力求实现在最大可能减少硬件资源的同时，增强实践教学效果的实验教学模式。

1传统实验环境的现状

教学中的实验环节是教学活动中一个必不可少的环节，主要包含实验、课程设计及毕业设计等。它要求学校为学生提供足够的实验场地、设备、耗材和实验时间，在教学成本中占有较大的比重。时代在进步，科技在发展，而实验设备和实验场地不能及时得到扩充，教学实验资源非常紧张，很多实践教学存在徒有虚名的现状，影响了实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。对于计算机专业来说，由于计算机技术更新快，对设备的要求也更高，进行大量投入改变现状对很多高校来说也是不现实的。另外，计算机的某些课程实验，如操作系统、计算机网络等课程都要进行象磁盘分区、格式化、安装操作系统、系统备份与恢复等对磁盘进行破坏性的实验，由于会担心损坏硬件设备，教师一般采取课堂演示、直接安装好或以讲代练的方式进行教学，影响了教学效果。

2构建虚拟实验室的意义

2.1构建方法简单

首先，目前有建立虚拟环境的工具软件：VMware和VirtualPC[1]。应用这种专业的“虚拟PC”软件，可以虚拟现有的任何操作系统，而且使用简单，成本也比较低。

2.2实用性强

在建立起来的虚拟环境中，可以运行多个操作系统。它也可以虚拟计算机硬件，操作者可以像使用普通的计算机一样对它们进行分区、格式化等操作，而所有的这些操作都不会对真实主机进行操作，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一个局域网，这个网络的行为与真实的网络完全一致，而且不用担心损坏虚拟网卡和虚拟交换机[2]。

利用软件构建的虚拟实验环境可以完成多种实验：与操作系统有关的实验、与计算机硬件有关的实验、与计算机网络有关的实验等等。

3加强虚拟实验室的建设，改善实验教学条件

高校实验室作为实验教学、开展科学研究的重要基地，作为对学生进行综合素质教育的重要课堂，作为技术创新的有效载体，具有极其重要的地位和作用。因此，高校实验室的进一步建设迫在眉睫，高校实验室基础建设也必须做到与现代科技接轨。构建虚拟实验室有投入小、回报大的特点，尽管性对建立虚拟实验环境的主机有一定的要求：计算机主机需要配置80GB以上硬盘，内存要在256MB以上，CPU主频也要在750MHz以上。建议最好CPU的速度在1GHz以上和内存的容量512MB以上[3]。但是，与频繁的更换设备来讲这点投入还是值得的。

4加强虚拟实验室的管理，提高实验教学质量

实验教学管理是高校实验教学过程中的“软件”，是确保实验教学质量的重要因素。要加强实验教学管理，使虚拟实验教学卓有成效的顺利进行，就必须做到以下几点：

第一，有一个切合实际的实验教学大纲[4]。实验教学大纲，实际上应把它视为是高校实验教学管理的法规，它是组织实施实验教学、检查其质量好坏的根本依据。

第二，编制虚拟实验课指导教材。根据实验教学大纲和实验实际的需要和目前实验室所用的虚拟环境，编写适合本专业使用的实验教程系列丛书，专为指导实验课的教师和参加该项实验的学生使用。教程应主要包括实验仪器的构造、操作要领，各实验项目的目的、原理、实验步骤、考核要点、作业等。

第三，也是最重要的一环，应根据各门实验的具体要求制定考核办法和评分标准。按照实验考试大纲的要求制定考核办法和评分标准，实验考核是衡量实验教学质量的主要指标，是检查教学效果，促进学生学习，改进教学工作，提高教学质量的手段，是检测学生对实验内容的掌握情况重要依据。评分标准是否公正、科学、合理，直接影响学生学习的积极性。

第四，按时记录实验教学日志[5]。它是实验课结束之后的实际记录，是检测实验课全过程实际效果的具体管理文件。

5加强实验室队伍的建设，提高实验人员技术水平

在实验室工作中，实验室的工作人员是主体，是教学和科研的重要技术力量。抓好实验室队伍建设是管理好实验室的根本。因此，根据教学和科研的需要逐步充实培养和提高人员素质，建设一支业务熟悉、相对稳定、结构合理的实验室队伍显得非常重要。

第一，完善实验室的竞争机制，提高工作效率。对于一个爱岗敬业的教师来说，除了完成正常的教学任务外，还需要对实验室设备、实验器材、实验操作过程等进行研究，对它们进行合理的改造和设计。并针对本人所带的实验课程提出改进方法、编写适合于实验课使用的实验课教材。教研室主任要支持和支助这些教师，解决他们在实验技术改进所需经费的问题。对于改造或设计成果经专家鉴定并认可者，学院应给以适当奖励，并在职称评定、年度考核、福利分配等方面给予政策性倾斜，以推动实验技术人员多进行这方面研究，多出成果，促进实验教学的开展。

第二，注重实验技术人员的培训，提高综合素质。进入知识经济大爆炸的时代，科学技术日新月异，不学习就难以适应时代的要求，就将会被淘汰。因此，对实验技术人员是否参加培训应在职称评审、年度考核等方面作为一项重要考核指标。学校应努力创造培训条件，包括专业知识、外语水平、计算机能力、仪器保养与维修等多方面的培训。学校有关的职能部门应加强与兄弟院校的培训合作，增加实验技术人员多到外单位参加学习的机会，以掌握最新的知识动态。系实验中心定期开展教学工作会议，促进实验技术人员相互交流工作经验，增强协作意识，有利于提高实验教学质量。

结束语

并非所有的实验都完全适合用虚拟的方式，真实环境虽然有着一些成本高等问题，却容易加深学生的感性认识和动手能力。因此，一个实验系统应该是一个综合和完整的系统，应该既包括真实环境也包括虚拟环境。

高校实验室肩负着教学、科研与开发工作的重任，承载着培养学生动手操作能力、实践能力和发明创造能力的使命。只有构建完善的、先进的管理模式，才能大大地提高实验教学质量，提升高校的核心竞争力，真正实现为教学、科研与开发工作服务的使命，推动现代尖端科技的创新与突破，为社会的发展与进步服务。

参考文献

[1]徐红，刘羽.计算机专业虚拟实验教学环境的改革与实践[J].实验技术与管理，2009，2（2）：90-92.

[2]江平.虚拟机及其在计算机教学中的应用[J]．四川工程职业技术学院学报，2006（5）：34-35．

[3]李文瑜．一种基于web环境的虚拟实验室[J]．实验技术与管理，2004，21（3）：105-108．

[4]杨雨虹，黄金善．改革实验室管理体制提高实验教学质量[J]．东北农业大学学报，2006，4（1）：77-78．

[5]杨宇行.高校计算机实验室管理之探讨[J].计算机与网络，2008（1）：64-66.