匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

張 學(xué) 陸 慶 廖建明

摘要:“匯編語言程序設(shè)計(jì)”是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修專業(yè)核心課程,具有其他語言無法取代的地位。本文基于“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念,從實(shí)驗(yàn)安排、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面介紹了作者在多年匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體會(huì)。

關(guān)鍵詞:匯編語言;實(shí)驗(yàn)教學(xué);模仿法;演示法

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

匯編語言是所有程序設(shè)計(jì)語言中最原始的語言,它與機(jī)器語言最為接近,簡(jiǎn)言之,匯編語言是符號(hào)化的機(jī)器語言,通過匯編語言可以直接訪問計(jì)算機(jī)的硬件,如果要深入了解計(jì)算機(jī)的工作原理和底層細(xì)節(jié),就必須學(xué)習(xí)匯編語言。著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Donald Knuth堅(jiān)持推崇匯編語言,并且曾經(jīng)說過“我堅(jiān)持認(rèn)為除非你了解了各種底層細(xì)節(jié),否則根本不可能為態(tài)度認(rèn)真的程序員寫書?！雹賲R編語言的地位是任何高級(jí)語言都無法取代的。因此,匯編語言程序設(shè)計(jì)成為計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程。

然而匯編語言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)普遍存在諸多問題,已經(jīng)引起了廣大教師的研究與關(guān)注,如考文獻(xiàn)中的[1][2][3][4][5]等。就目前看來,匯編語言教學(xué)大多不能體現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念,主要表現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度不夠。匯編語言程序設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程,學(xué)生只有在程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐中才能真正掌握。所以我們認(rèn)為匯編語言教學(xué)應(yīng)該“老師少講課、學(xué)生多動(dòng)手”,也就是要充分重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),讓學(xué)生唱主角,改變傳統(tǒng)的以課堂講授為主的教學(xué)模式。

為此,本文進(jìn)行匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探索。下面分別從實(shí)驗(yàn)安排、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面介紹作者在多年的匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體會(huì)。

2精心安排實(shí)驗(yàn)

2.1學(xué)時(shí)安排

目前國內(nèi)高校的匯編語言程序設(shè)計(jì)課程大多是基于Intel 8086/8088微處理器的②,總學(xué)時(shí)一般在60學(xué)時(shí)左右,實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)一般占總學(xué)時(shí)的1/4到1/3。我們認(rèn)為60個(gè)總學(xué)時(shí)是比較合理的,但是實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。事實(shí)上,對(duì)于任何一種程序設(shè)計(jì)語言來說,不需要教師講解太多的內(nèi)容,關(guān)鍵是讓學(xué)生多動(dòng)手。我們認(rèn)為匯編語言的理論課學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)各占總學(xué)時(shí)的1/2是比較合理的。

2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排

匯編語言的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容應(yīng)該包括但不限于:

(1) 調(diào)試工具DEBUG的使用:匯編語言程序的調(diào)試要比高級(jí)語言程序的調(diào)試?yán)щy得多,熟練使用DEBUG是匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本技能。

(2) 匯編語言程序設(shè)計(jì)的上機(jī)過程:匯編語言程序的編輯、匯編、連接、運(yùn)行和調(diào)試是匯編語言實(shí)驗(yàn)的必備知識(shí)。此外,學(xué)生還應(yīng)當(dāng)懂得在此過程中所產(chǎn)生的各種文件(.obj、.lst、.crf和.exe等)的用途。

(3) 基本程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):任何復(fù)雜的程序都是由三種基本結(jié)構(gòu)(順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu))組成的,因此,基本程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)訓(xùn)練是編寫復(fù)雜程序的基礎(chǔ),是匯編語言實(shí)驗(yàn)不可缺少的內(nèi)容。

(4) 子程序設(shè)計(jì):所謂子程序,相當(dāng)于C語言中的函數(shù)。子程序是結(jié)構(gòu)化程序的基本組成,子程序設(shè)計(jì)是開發(fā)大型程序的基礎(chǔ),對(duì)于培養(yǎng)編程能力十分重要。

(5) 中斷調(diào)用:操作系統(tǒng)和BIOS(Basic Input Output System)以中斷調(diào)用的方式為程序員提供了一組功能強(qiáng)大的程序庫,屏蔽了復(fù)雜的硬件細(xì)節(jié),從而極大程度地減輕了程序員的負(fù)擔(dān)。而且,不理解中斷系統(tǒng)就不能理解計(jì)算機(jī)的工作原理。因而學(xué)習(xí)中斷調(diào)用是匯編語言實(shí)驗(yàn)課的必要內(nèi)容。

此外,中斷服務(wù)程序的編寫和匯編語言程序與高級(jí)語言程序的連接等內(nèi)容也應(yīng)該讓學(xué)生有所了解;在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)允許的前提下,也可以安排一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。

3選擇合適的教學(xué)方法

對(duì)于實(shí)驗(yàn)課,只布置任務(wù)、讓學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)的方法并不可取,因?yàn)槠浣Y(jié)果往往是只有少數(shù)學(xué)生能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,而大多數(shù)的學(xué)生收獲很小,甚至有的把實(shí)驗(yàn)課用來玩游戲了。所以,實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該有專門的任課教師。當(dāng)然,從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的角度講,應(yīng)該盡可能地讓學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù),但是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有賴于足夠的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。我們認(rèn)為匯編語言實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該以基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的學(xué)習(xí)為主,適當(dāng)?shù)仃P(guān)注創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在照顧到大多數(shù)學(xué)生的前提下,給創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生提供獨(dú)立發(fā)展的空間。要做好這一點(diǎn),我們認(rèn)為有兩種十分有效的教學(xué)方法:演示法和模仿法。

3.1演示法

在實(shí)驗(yàn)課上,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有許多學(xué)生向老師問同一個(gè)問題,如果一一解答,不但使任課教師十分疲憊,而且嚴(yán)重浪費(fèi)了資源和時(shí)間。對(duì)于這些共性的問題,可以通過投影儀向?qū)W生演示解決問題的辦法,所以在實(shí)驗(yàn)室中安裝投影儀將為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來極大的方便,目前大多數(shù)高校具備這樣的硬件條件。特別是對(duì)于調(diào)試工具DEBUG的使用和匯編語言程序設(shè)計(jì)的上機(jī)過程的學(xué)習(xí)尤為有效。初學(xué)者對(duì)于程序的編輯、匯編、連接、改錯(cuò)和調(diào)試過程往往不知所措,如果老師從頭到尾演示整個(gè)過程、讓學(xué)生一步一步地跟著操作,就能極大地提高學(xué)習(xí)效率。一次簡(jiǎn)單的演示往往要?jiǎng)龠^千言萬語的解釋。

3.2模仿法

程序設(shè)計(jì)對(duì)于大多數(shù)的初學(xué)者來說有一定的難度。對(duì)于給定的一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目,許多學(xué)生往往感到無從下手。事實(shí)上,老師可以把一些經(jīng)典的程序提供給學(xué)生,例如怎樣實(shí)現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)、怎樣實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)、怎樣使用系統(tǒng)調(diào)用、怎樣編寫子程序、怎樣編寫中斷處理程序等,讓學(xué)生在讀懂之后模仿著編程。模仿的程序多了,編程也就熟練了。通過一段時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累,就能夠編寫比較復(fù)雜的和具有創(chuàng)造性的程序,正所謂“熟能生巧”。我們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)這種模仿的方法十分有效。當(dāng)然要特別注意的是,不能把模仿變成抄襲。

3.3對(duì)比法

一般說來,在學(xué)習(xí)匯編語言之前都要學(xué)習(xí)C語言。匯編語言與C語言的學(xué)習(xí)是相輔相成的。老師應(yīng)該通過對(duì)比的方法向?qū)W生指出匯編語言與C語言之間的千絲萬縷的聯(lián)系。例如,一塊數(shù)據(jù)區(qū)的開始地址為BASE,要尋找的操作數(shù)相對(duì)于開始地址的偏移量為SI,我們發(fā)現(xiàn)幾乎所有的學(xué)生會(huì)把這個(gè)操作數(shù)寫成[BASE+SI],而不會(huì)寫成BASE[SI],因?yàn)榈谝环N寫法更直觀,而第二種寫法令人費(fèi)解。然而,如果教學(xué)生把BASE看成C語言里的數(shù)組、把SI看成下標(biāo),那么學(xué)生就會(huì)恍然大悟了。通過對(duì)比教學(xué)法,能夠使學(xué)生更深入地理解高級(jí)語言中的數(shù)據(jù)類型、變量、函數(shù)、數(shù)組、指針等概念的理解,同時(shí)也必將大大促進(jìn)匯編語言的學(xué)習(xí)。

4改革考核方式

因?yàn)椤皡R編語言程序設(shè)計(jì)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程,所以實(shí)驗(yàn)課成績(jī)應(yīng)該在總成績(jī)中占有相當(dāng)大的比重。我們認(rèn)為以閉卷考試成績(jī)?yōu)橹饕罁?jù)的考核方式是不合適的,甚至可以取消考試、以實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?yōu)橹?如果要考,也應(yīng)該是開卷的。然而由于許多現(xiàn)實(shí)困難,目前大多數(shù)高校的匯編語言課程的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)只占很小的比重,這也是學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課的重要原因之一。提高實(shí)驗(yàn)課成績(jī)所占比重的主要困難在于學(xué)生多、抄襲成風(fēng)、老師負(fù)擔(dān)重、實(shí)驗(yàn)條件有限、考核的主觀性太強(qiáng)等。盡管面臨諸多困難,我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課成績(jī)應(yīng)該占到總成績(jī)的1/2。老師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)按五級(jí)分制(優(yōu)、良、中、及格、不及格)或二級(jí)分制(通過、不通過)考核。為了減輕教師的負(fù)擔(dān),可以只針對(duì)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)(而不是所有的實(shí)驗(yàn))加以考核。

5結(jié)束語

本文根據(jù)作者多年的教學(xué)體會(huì),對(duì)匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了深入的思考。從“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念出發(fā),根據(jù)匯編語言程序設(shè)計(jì)課程所具有的實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),提出“老師少講課、學(xué)生多動(dòng)手”的教學(xué)模式,主張?zhí)岣邔?shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的比重,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),并從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面介紹了作者的想法。然而由于學(xué)生過多、資源有限、我國高等教育長(zhǎng)期投入不足和體制缺陷等許多現(xiàn)實(shí)困難,匯編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革依然任重道遠(yuǎn)。

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