“微機原理與匯編語言”課程教學(xué)范式改革的思考

王穎鋒 焦銳麗 胡慧敏 趙靜玉

[摘 要]“微機原理與匯編語言”是學(xué)習(xí)硬件課程的基礎(chǔ)之一，在計算機專業(yè)課程體系中有著重要作用，而該課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量尚存在不足。本文對“微機原理與匯編語言”課程教學(xué)范式改革內(nèi)容、改革要達到的目標、需要解決的關(guān)鍵問題、實施方案和實施方法都提出了建設(shè)性意見，不僅可以指導(dǎo)“微機原理與匯編語言”課程教學(xué)范式改革的實施，也對其他課程的建設(shè)有著借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]微機原理;匯編語言;教學(xué)改革;教學(xué)范式

[中圖分類號] G642 ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2021） 12-0100-02

“微機原理與匯編語言”這門課程要求既要掌握微機原理的知識又要掌握匯編語言的技能。[1，2]這里既涉及掌握計算機的基本硬件知識，又涉及在熟悉硬件知識基礎(chǔ)上的匯編程序設(shè)計。它是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基礎(chǔ)，也是前面電子技術(shù)、邏輯設(shè)計的延續(xù)，也是鍛煉編程思維的重要階梯。然而由于課時的壓縮、內(nèi)容的繁雜瑣碎，加上這門課程本身前后知識的連貫性，導(dǎo)致很多初學(xué)者將它列為計算機類比較難學(xué)的課程之一。[3，4]如何有效地提高該門課程的教學(xué)效果，一直是廣大教育界人士重點關(guān)注的問題，可以借鑒微機原理、匯編語言的教學(xué)范式的成功經(jīng)驗，并根據(jù)這門課程的特色，探索適合該課程的教學(xué)改革范式。

一、改革的內(nèi)容

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和順序

“微機原理與匯編語言”主要內(nèi)容包括：微型計算機概述，計算機中地址的表示方法、80X86系列微型計算機的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和尋址方式、匯編語言程序設(shè)計、存儲器、輸入/輸出系統(tǒng)、中斷。內(nèi)容瑣碎而又前后關(guān)聯(lián)。而我校在該門課程的規(guī)劃上對理論課時進行了壓縮。長期使用的微機原理與匯編語言教材和參考教材存在一些疏漏，教學(xué)內(nèi)容中在硬件知識方面已經(jīng)稍顯陳舊，已經(jīng)跟不上現(xiàn)有計算機的發(fā)展步伐。所以在教授教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容的同時，應(yīng)該不斷引入現(xiàn)有計算機的結(jié)構(gòu)、功能和特點，在制訂新的教學(xué)大綱時應(yīng)將比較前沿的計算機硬件知識引進到教學(xué)內(nèi)容中，并刪除一些已經(jīng)過時的知識。適當(dāng)增加多線程、多核、共享存儲和分級存儲方面的內(nèi)容，也要引進一些更前沿的知識 （包括光子計算、生物計算機、細胞計算機原理，等等）來擴充教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野。另外因為實驗課時較少，而理論內(nèi)容較實驗內(nèi)容滯后，所以需要根據(jù)課程內(nèi)容的獨立性和銜接性，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的順序，以便實現(xiàn)兩者的同步。

（二）改革教學(xué)方法和手段

“微機原理與匯編語言”的教學(xué)應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課程特點設(shè)計合理的教學(xué)方法，綜合運用多種教學(xué)方法對課程進行教授。有些知識以直觀的操作方式演示更容易理解和識記，穿插一定的操作于理論中，便于學(xué)生通過觀察教師的操作過程和結(jié)果，總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力。對于PPT應(yīng)該采用動態(tài)和靜態(tài)相結(jié)合的方式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點采取不同展現(xiàn)方式，這樣做既可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，又能使課程變得形象生動，提高教學(xué)效率。將一個章節(jié)的部分內(nèi)容拿出來讓學(xué)生分組輪流講解。為了激發(fā)學(xué)生的熱情，可以將章節(jié)講解納入平時成績。這樣學(xué)生就會認真準備相關(guān)知識，通過準備課程深入理解相關(guān)知識，同時也訓(xùn)練了他們授課技能、制作PPT的水平。將板書作為多媒體教學(xué)的補充。特別是一些數(shù)值計算問題，板書可以使學(xué)生一邊思考計算規(guī)則，一邊和教師一起計算，并能夠輕松記住一些容易出錯的地方，從而在以后遇到類似問題就能有效避免。教學(xué)中，往往在新知識的學(xué)習(xí)中會涉及一些舊知識。這時教師就可以適時地將舊知識復(fù)習(xí)，既加深了對舊知識的記憶，又為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識奠定了基礎(chǔ)。

（三）改革課程實驗

實驗指導(dǎo)書應(yīng)進一步改革，使每個實驗都有相應(yīng)的原理、內(nèi)容、方法和手段的介紹，讓學(xué)生給出實驗步驟、分析。為了彌補實驗課時的不足，應(yīng)該將實驗內(nèi)容劃分為課內(nèi)實驗和課后實驗。實驗內(nèi)容設(shè)計應(yīng)遵循學(xué)生由易到難、循序漸進的認知規(guī)律，并聯(lián)系實際應(yīng)用，從實例程序調(diào)試入手，到最后培養(yǎng)學(xué)生具有復(fù)雜綜合程序的設(shè)計能力。通過強化技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、理論聯(lián)系實際能力。在實驗內(nèi)容上涵蓋驗證型、設(shè)計型、綜合型、開放型等實驗方式。

（四）調(diào)整課程考核方式

按照學(xué)校、本課程、考核目標的要求，使用多種綜合方式對學(xué)生進行考核。例如根據(jù)學(xué)生出勤情況、課堂表現(xiàn)情況、課后作業(yè)完成情況、實驗操作情況和考試成績等來完成對學(xué)生的課程考核。改變傳統(tǒng)的考試方式，通過準備題庫、隨機組卷發(fā)放電子試卷以進行在線測試和在線考試，借助泛雅網(wǎng)絡(luò)課程平臺完成期末考試工作。每年的試卷可以由題庫中的內(nèi)容自動生成，完成自動組卷，形式靈活、難易適中。而且由于客觀題由系統(tǒng)自動打分，可以避免閱卷的疏漏，也避免了漏題、抄襲、作弊、打錯分等問題。

二、教學(xué)范式改革要達成的目標

做好課程的銜接，建立規(guī)范完善的課件以及教案、實驗指導(dǎo)書、資料、微課視頻等資料。完善“微機原理與匯編語言”所需要的教學(xué)實驗箱，根據(jù)當(dāng)前主流計算機操作系統(tǒng)升級相應(yīng)的實驗軟件。在實驗內(nèi)容上側(cè)重設(shè)計型、綜合型、開放型等實驗方式，以提高學(xué)生的實驗操作能力、理論結(jié)合實際的能力，從而打下堅實的軟硬件基礎(chǔ)。

完善泛雅教學(xué)平臺上的資源，學(xué)生和教師以此平臺為輔助，展開有效的授課和學(xué)習(xí)。特別是以此平臺為工具進行在線測試和在線考試。進一步建設(shè)相應(yīng)MOOC資源、培訓(xùn)優(yōu)秀名師，加強團隊建設(shè)。通過課程教學(xué)范式的探索性實施，實現(xiàn)教學(xué)與科研的有機結(jié)合，人才培養(yǎng)與學(xué)科建設(shè)的有機結(jié)合。學(xué)生有機會參與教學(xué)和科研工作，接觸先進科技知識，形成開闊的知識視野，在教學(xué)過程中通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)建立一種基于研究探索的學(xué)習(xí)模式，教師通過教學(xué)范式的實施形成先進教育理念與優(yōu)秀教學(xué)成果，并力爭申請省級甚至國家級相應(yīng)教改項目。

三、需要解決的關(guān)鍵問題

（一）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和補充

為了在有限的課時能達到預(yù)期的教學(xué)效果，做到教學(xué)和實驗的有效銜接，這就需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的前后順序。另外，為了將比較前沿的計算機硬件知識引進到教學(xué)內(nèi)容中，而有些過時的知識或者相對于現(xiàn)代計算機的發(fā)展是錯誤的內(nèi)容就需要刪除。解決這一問題的關(guān)鍵是合理的教材及配套教案、課件。而目前所使用的和流行的教材都不能滿足這一要求，應(yīng)全力做好課程教材、教案、課件等資料的編撰，整理、優(yōu)化工作。

（二）探索以研究為本的學(xué)習(xí)模式

為學(xué)生提供探索知識的寬松環(huán)境，提供研究問題的時間和空間，激發(fā)創(chuàng)新的欲望，以學(xué)生為主體，注重學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)。通過教學(xué)活動，完成專業(yè)能力的培養(yǎng)。提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，使其能將所學(xué)的理論知識用于實際問題的求解，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，在實踐中獲得興趣，引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)和科研活動中。

（三）微泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺的充分利用

該平臺提供了來自全國各地高校的名師視頻課程、網(wǎng)絡(luò)精品共享課程，以及與課程相關(guān)的電子圖書、期刊、論文、視頻講座、課程知識點、微視頻、圖片素材、動畫、課件等課程教學(xué)資源。這需要團隊成員認真學(xué)習(xí)，并根據(jù)本課程的特點和需要建立健全我們自己的泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺資源。

（四）根據(jù)課程特點和內(nèi)容選擇教學(xué)方法

在教學(xué)過程當(dāng)中不應(yīng)拘泥于一種教學(xué)方法，而應(yīng)該把幾種教學(xué)方法結(jié)合到一起實施到課堂中。操作演示法、多媒體演示法、教學(xué)體驗法、傳統(tǒng)板書法和滲透教學(xué)法等方法應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容、實施效果靈活選擇和綜合使用。

四、制訂實施方案

學(xué)習(xí)其他課程教學(xué)范式改革的成功經(jīng)驗，并借鑒其他學(xué)校該門課程的方案，制定總體的微機原理與匯編語言教學(xué)范式改革思路和方案，以及制訂出符合我校實際情況而又著實有效的課程教學(xué)范式具體實施方案。在課程改革推進過程中，通過觀摩學(xué)習(xí)、專家研討、同行評價、學(xué)生課堂教學(xué)反饋及教學(xué)和實驗效果，及時調(diào)整及完善教學(xué)和實驗的實施方案。在教學(xué)范式實施過程中，及時總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)表相關(guān)的教學(xué)改革論文。通過教學(xué)范式改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。并組織學(xué)生參加一些全國大學(xué)生計算機大賽、河南省計算機大賽等類似的競賽活動，使學(xué)生在實戰(zhàn)中提高能力，加深對知識的理解。

五、優(yōu)化實施方法

“微機原理與匯編語言”是一門軟硬件結(jié)合的課程，兼具理論性和實用性。課程在完整系統(tǒng)地介紹微型計算機的基本原理的同時，也要介紹在熟悉硬件知識基礎(chǔ)上的匯編程序設(shè)計，教學(xué)內(nèi)容與計算機組成原理和單片機有著密切聯(lián)系。因此在教學(xué)和實驗中需要滲透它們之間的聯(lián)系。在本課程教學(xué)范式制定實施過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課程特點，綜合使用多種教學(xué)方法，并嘗試開拓新的教學(xué)方法。例如采用虛擬機模擬計算機的結(jié)構(gòu)進行展示和驗證實驗的教學(xué)方法、開放式辯論教學(xué)方法。根據(jù)課程的內(nèi)容和特點采用混合式的教學(xué)方法來教授學(xué)生，以達到激發(fā)學(xué)生興趣、調(diào)動研究創(chuàng)新的熱情、取得良好教學(xué)效果的目的。

以提高“微機原理與匯編語言”課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量為出發(fā)點，本文就該門課程的教學(xué)范式改革深入研究，確定了改革的內(nèi)容，明確了改革的目標，指出需要解決的關(guān)鍵問題，并提出了實施方法和實施方案。這對“微機原理與匯編語言”課程的建設(shè)和發(fā)展有著重要的推動作用，也對相關(guān)研究工作的開展具有重要的指導(dǎo)價值。

參考文獻：

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[4]程宏斌.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的匯編語言與微機原理課程改革[J].電腦知識與技術(shù)，2014，10（25）：5917-5918.

（責(zé)任編輯： 杜家和）