郝丽俊，王艳，严加勇，司博宇，白宝丹

（上海健康医学院，上海，201318）

摘要：近年来，随着信息技术与教育教学的逐渐融合，各类在线教学平台层出不群。微机原理及应用是一门理论实践并重的专业性课程，具有知识点多，实践课时少，实验场地无法实时满足学习需求等特点。本文基于“互联网”，探索设计了一种“共享型”微机原理实践教学平台。平台利用云管理技术进行虚拟化分配和管理，有效实现了教学资源的共享。学生可通过虚拟账户随时访问平台并进行实践项目练习。该平台有助于实践教学打破时空限制，实现真正意义上的开放。

关键词: 微机原理及应用，“互联网+教育”，资源共享，虚拟机，实践 ，教育教学论坛

中图分类号：G642.0    文献标识码：  文章编号：

Design of a “Sharing” Microcomputer Principle Practice Teaching Platform

Hao Lijun，Wang yan，Yan Jiayong，Si Boyu，Bai Baodan

（Shanghai University of Medicine & Health Science，Shanghai，201318）

Abstract：In recent years, information technology and education teaching have been gradually merged. Thus all kinds of online teaching platforms have appeared. The principle and application of microcomputer is a professional course which is equal to the theory and practice. And it has many characteristics, such as more knowledge points, incomprehensible content and less practice time. Based on the "Internet", a shared practical teaching platform for microcomputer principles was introduced in the paper. A cloud management platform is built to realize teaching resource sharing by virtualization distribution and management. Then the students can visit the platform anytime and anywhere through virtual accounts and practice project exercises. Therefore, practice teaching breaks the limitation of time and space.

Keywords: Microcomputer Principle and Application,“Internet plus education”, resource sharing, virtual machine, practice

1. 前言

 “互联网+”的兴起，给教学模式带来了新的启发。自此，学习已成为无时不可，无地不可的事情，真正实现了时空上的开放^[1]。同时，信息技术高度发展和互联网时代的到来，也促进了“共享产业”的发展。共享教育的提出，更多的是强调个体在学习中的主体地位，期望实现从终身教育到终身学习^[2]。如今，各种在线课程，如公开课程、慕课等比比皆是。只要我们有心学习，一般都可以通过网络获得相应的资源。 但是， 这些内容多为理论，少有的实验内容也均以演示方式呈现。从这个角度来说，学生仍是一个被动的学习者。所以，这种模式可能更适合于理论性的学习。 然而，对于计算机编程类课程，理论和实践并重。尤其对于应用型本科院校来说，实践能力的提高显得尤为重要。创造条件，使学生充分利用实验教学资源，有助于激发学生自主学习热情，提升学习效果。因此，实验室的开放在新时期高校实验教学改革中非常重要^[3]。然而，在传统的观念中，实验室的开放是实验场地物理空间上的开放，学生需到实验室进行练习。但在如今吃饭都要叫“外卖”的形势下，愿意自主到实验室的学生数量估计也不是很理想。另外，这种做法也受限于管理老师的时间，无法做到真正意义上的开放。基于此，本文设计了一种基于云环境的微机原理实践教学平台。平台立足于云环境技术，资源由云端提供，大大降低了对实验教学环境的场地和硬件要求。平台使用者共享云端资源，包括教学资料和系统资源。云管理平台则根据实践任务的不同，有效调度和分配存储器资源，提高资源的利用率。借助虚拟桌面技术，学生可随时远程访问开发环境，自主学习。通过该平台，学生的实践练习不必局限于场地和时间，实现了实验室的真正开放。

2. 共享型微机原理实践教学平台的设计

基于“互联网+”，应用“共享经济”思维，本文设计构建微机原理实践教学平台，如图1所示。该平台基于云环境开发，教学和存储资源由云端统一提供，由管理控制模块进行调度分配；用户访问则采用虚拟机技术和云桌面模块实现。应用时，管理控制模块将根据任务进行具体的资源分配。用户首先通过UI端口申请虚拟机的使用，接着通过云桌面访问虚拟机^[9]。在个人PC端，只需通过远程访问，开启虚拟机，便可进行实验练习。

2.1 基于OpenStack的管理控制模块。OpenStack是一个开源的云管理平台项目。它可将一台物理机虚拟出多个虚拟机（其实也可以把OpenStack的工作的一部分想象为VMware），然后对虚拟机进行各种管理。最重要的是，云管理平台可按需动态分配资源，有效提高资源的利用率。

2.2应用虚拟机技术，实现资源共享。基于OpenStack，平台采用虚拟机方式进行管理，包括服务器虚拟化技术和桌面虚拟化。服务器虚拟化技术实现了服务器硬件设备与应用系统相分离。通过服务器虚拟化，一台物理服务器被虚拟成多台虚拟服务器，各虚拟服务器根据实际需求进行资源的动态分配，从而使服务器的利用率大大提高。桌面虚拟化则是借助虚拟化技术和分布式技术，使用户操作环境与系统实际运行环境分离，从而实现对所有终端桌面的集中监控和管理，提高管理效率。采用桌面虚拟化后，用户在任何时间、任何地方都可以访问到自己的桌面系统。如图2所示，管理者统一制作并管理对应不同实验内容的虚拟机模板，有多少个实验内容，就对应设计多少个虚拟机模板。不同的虚拟机模板镜像对应不同的实验内容。根据应用需要，一个虚拟机模板可衍生复制出多个虚拟机。使用者可申请并通过windows远程桌面连接得到相应的一个临时或长期的虚拟机。当要完成其他实验时，用户点击实验项目，便可再自动分配得到一个新的虚拟机。

2.3平台在实践教学中的应用。在每学期的课程教学中，云平台管理老师为具体的授课老师和学生提供账号。授课老师的权限比较高，可以定期发布一学期的实践教学内容，规定实践项目的完成时间，查看所有学生的实验完成情况，并发布实验成绩。学生可以查看老师发布的实践项目指导书，在规定时间内完成实践项目，提交实验报告，查看成绩。学生可通过账户名申请并由windows远程桌面连接得到一个临时或长期的虚拟机，逐个完成老师指定的实验项目。

3、结论

微机原理及应用课程是一门理实并重的专业基础课程，然而，在目前大部分的院校，该课程受限于学时数，课堂时间非常有限。尤其对于实践部分，实践学时数少是一方面，同时实验室设备更新也比较慢，课程安排无法真正满足教学需求。在“互联网+教育”的理念指导下，本文设计了一个可资源共享的微机原理虚拟实践教学平台。在此平台上，资源由云端环境统一提供。基于远程托管的专用虚拟桌面，学生用户在服务器上有自己一套独立的虚拟桌面系统，虽与其他用户共享虚拟机模板，但用户之间互相隔离，互不影响。学生在个人PC机上通过账户登录，选择要练习的项目，云管理平台便可根据项目分配虚拟机模板和所需资源。该平台的推广，将有利于实验室环境的真正开放，学生学习更加便捷，打破传统的时空限制，使实践学习也能够如理论学习一样，随时随地都可进行。

参考文献：

1、 张岩.“互联网+教育”理念及模式探析[J].中国高教研究.2016,2(13):70-73.

2、 王长文，徐进.共享型职业教育实训基地体制机制研究与实践[J]. 哈尔滨职业技术学院学报.2016(5):1-4.

3、 史道玲，王静，张帆.“互联网+”时代的微机原理课程教学模式改革[J].电脑知识与技术.2017，13(32)：134-135.