МОУ "Туношёнская средняя школа имени Героя России Селезнёва А.А."

Методическая разработка учебного занятия (практикума)

Тема: «Использование технологии виртуальных машин для проведения практикума по установке и настройке системного программного обеспечения»

Предмет: Информатика

/ Системное администрирование / Практикум по ПО Класс:10-11 (профильный уровень), СПО Время проведения: 2 часа (90 минут, предпочтительно спаренные уроки)

Разработал: Орлов Дмитрий Владимирович, учитель информатики

1. Аннотация (для учителя)

Данная методическая разработка предлагает современный подход к проведению важного практикума по установке и настройке ОС. Использование виртуальных машин (ВМ) позволяет:

Полностью устранить риск повреждения физического оборудования и потери данных на основных компьютерах учащихся.

Многократно отрабатывать процедуры установки, разбиения диска, настройки загрузчика в сжатые сроки.

Создавать «снимки» на разных этапах, позволяя мгновенно откатывать систему к предыдущему состоянию в случае ошибки.

Изучать несколько ОС одновременно на одном ПК (например, Windows и Linux).

Тиражировать идентичные учебные среды для всех учащихся, обеспечивая равные стартовые условия.

Занятие построено в формате «демонстрация – самостоятельная работа – рефлексия» и направлено на формирование не только предметных, но и важных метапредметных компетенций.

2. Техническое и программное обеспечение

• Аппаратное обеспечение: компьютерный класс с ПК, рекомендуемые характеристики: CPU не менее 4 ядер, 8+ ГБ ОЗУ, 50+ ГБ свободного места на HDD/SSD.
• Программное обеспечение: на каждом ПК: Oracle VM VirtualBox (бесплатный, стабильный, кроссплатформенный). Образы операционных систем: Установочные ISO-образы ОС (например, Ubuntu Linux и Windows 10/11). – копируются на компьютеры заранее.
• Проектор или интерактивная доска для демонстрации.

3. Планируемые образовательные результаты

Предметные:

• Знать понятия «виртуализация», «гипервизор», «виртуальная машина», «образ диска (ISO)». 
• Уметь создавать и настраивать виртуальную машину. 
• Уметь производить установку ОС на виртуальную машину. 
• Уметь выполнять базовую настройку ОС (рабочее разрешение, сеть, обновления).

Метапредметные:

• Познавательные УУД: умение структурировать знания, осознанно строить речевое высказывание, выбирать эффективные способы решения задач. 
• Регулятивные УУД: умение планировать, контролировать и корректировать свои действия в соответствии с поставленной задачей, использовать снимки системы для контроля результатов. 
• Коммуникативные УУД: умение работать в парах, задавать вопросы, оказывать взаимопомощь.

Личностные:

• Формирование ответственного отношения к работе с complex-системами. 
• Развитие алгоритмического и системного мышления. 
• Повышение ИКТ-грамотности и уверенности в работе с ПО.

Ход занятия (ориентировочно 90 минут)

Этап 1. Организационный момент и мотивация (5 мин)

• Приветствие.
• Постановка проблемы: «Ребята, как вы думаете, что произойдет, если при установке новой ОС мы случайно выберем не тот диск и отформатируем его? (Ответы: потеряем все данные, система не загрузится,…). А если нам нужно протестировать программу, которая может быть опасна для системы?» – Выслушать предложения (поиск решения), отметить наиболее близкие.
• Формулировка темы и целей: «Сегодня мы освоим технологию, которая позволяет создавать «компьютеры внутри компьютера» – виртуальные машины. Это наш безопасный полигон для любых экспериментов с ПО. Наша цель – установить и настроить ОС, не боясь что-то сломать».

Этап 2. Актуализация знаний и вводная инструкция (15 мин)

• Объяснение ключевых понятий (с демонстрацией на проекторе):

1. Виртуализация – это создание изолированной программной среды на одном физическом компьютере.
2. Гипервизор (VirtualBox, VMware) – программа, которая создает и запускает ВМ.
3. Виртуальная машина – это файл-контейнер, который имитирует работу реального компьютера (свои виртуальные процессор, память, жесткий диск).
4. Снимок (Snapshot) – «сохранение» состояния ВМ в любой момент времени для мгновенного возврата.

• Демонстрация учителем: Быстрый показ процесса создания ВМ (без деталей установки ОС).

Этап 3. Практическая работа (55 мин, с перерывом и продолжением на 2-ом уроке)

Учащиеся работают парами (для повышения эффективности и взаимопомощи). Учитель выполняет роль консультанта.

Задание 1 (20 мин): Создание виртуальной машины

1. Запустите Oracle VM VirtualBox.
2. Создайте новую ВМ. Имя: Фамилия_ОС (например, Иванов_Ubuntu).
3. Выделите объем ОЗУ: рекомендуемый размер (зеленая зона).
4. Создайте виртуальный жесткий диск (VDI, динамический, 25-30 ГБ).

Задание 2 (30 мин): Установка ОС

1. В настройках созданной ВМ подключите ISO-образ в качестве виртуального привода.
2. Запустите ВМ. Запустится процесс установки выбранной ОС.
3. Креативное задание (вариативность):
   1. Вариант А (базовый): Установите ОС Ubuntu, следуя инструкциям мастера. При разметке диска выберите «Стереть диск и установить Ubuntu».
   2. Вариант Б (продвинутый): Установите ОС, произведя ручную разметку диска: создайте корневой раздел (/, ext4, 15 ГБ) и раздел подкачки (swap, 2-4 ГБ).

4. Завершите установку, задав имя пользователя и пароль.

Задание 3 (5 мин): Создание снимка состояния

1. После успешной установки и первой загрузки ОС выключите ВМ.
2. Создайте снимок с именем «Чистая установка».

Этап 4. Рефлексия и подведение итогов (15 мин)

1. Обсуждение:
   1. С какими трудностями столкнулись?
   2. В чем преимущества виртуализации для изучения информатики?
   3. Где еще в IT-индустрии применяется эта технология? (Серверы, облака, тестирование).
2. Проверка результатов: Выборочная проверка учителем работающих ВМ.
3. Вывод: Технология виртуальных машин – это не только безопасная среда для учебы, но и фундаментальный инструмент современного IT-специалиста.

5. Дифференциация и оценка

Для испытывающих затруднения: Упрощенная инструкция с скриншотами, готовый файл ВМ с предустановленной, но не настроенной ОС.

 Для опережающих: Дополнительное задание: установить вторую ОС (другого семейства) и настроить общую папку для обмена файлами между хостовой и гостевой ОС.

Критерии оценки:

• «3» – ВМ создана, процесс установки запущен.
• «4» – ОС установлена, система загружается.
• «5» – ОС установлена, создан снимок, выполнено дополнительное задание по настройке (например, установлено разрешение, подключена сеть).

6. Возможные проблемы и решения

• Проблема: Включена виртуализация VT-x/AMD-V в BIOS/UEFI. Решение: Проверить настройки БИОС заранее или предоставить инструкцию.
• Проблема: Нехватка оперативной памяти. Решение: Заранее проверить запущенные программы, рекомендовать закрыть браузеры.
• Проблема: Ошибка на этапе разметки диска. Решение: Использование снимков для быстрого отката.

Приложение 1. Инструкционная карта для учащегося

Лабораторная работа: «Установка ОС на виртуальную машину»

Цель: Освоить технологии виртуализации для безопасной установки и изучения системного ПО.

Ход работы:

1. Запустите VirtualBox. Нажмите «Создать».

2. Укажите параметры ВМ:

• Имя: ВашаФамилия_Ubuntu
• Тип: Linux
• Версия: Ubuntu (64-bit)
• Размер памяти: 4096 МБ (оставайтесь в зеленой зоне)

3. Создайте виртуальный жесткий диск:

•  Выберите «Создать новый виртуальный жесткий диск».
• Тип файла: VDI (VirtualBox Disk Image)
• Формат хранения: Динамический виртуальный жесткий диск (занимает место по мере необходимости)
• Размер: 25.00 ГБ

4. Настройте носители:

• Выделите созданную ВМ, нажмите «Настроить».
• Перейдите в раздел «Носители».
• Выберите «Привод оптических дисков». Нажмите на иконку диска -> «Выбрать образ оптического диска». Укажите путь к скачанному образу ubuntu-22.04.X-desktop-amd64.iso.

5. Запустите ВМ и установите ОС:

• Нажмите «Запустить». Загрузится установщик Ubuntu.
• Выберите русский язык. Нажмите «Установить Ubuntu».
• Выберите раскладку клавиатуры «Русская».
• Выберите пункт «Обычная установка» и «Установить третье программное обеспечение».
• Вариант А: Выберите «Стереть диск и установить Ubuntu». Нажмите «Установить сейчас».
• Вариант Б (для продвинутых): Выберите «Другой вариант» и создайте разделы вручную.
• Выберите ваш часовой пояс.
• Создайте пользователя: введите свое имя, имя компьютера, пароль.
• Дождитесь окончания установки (~15-20 мин).
• По окончании установки нажмите «Перезагрузить».

6. Создайте снимок системы:       

• После перезагрузки и входа в систему завершите работу ВМ.
• В главном окне VirtualBox выберите вашу ВМ -> нажмите «Снимки состояния» -> «Сделать снимок».
• Дайте имя: Чистая установка, описание: Установлена Ubuntu без дополнительных настроек.

7. Ответьте на вопросы:

• В чем главное преимущество использования ВМ для установки ПО?
• Что такое динамический жесткий диск?
• Для чего нужна функция «Снимок состояния»?

Критерии оценки: Смотрите на доске.