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摘要:针对“汇编语言”课程双语教学的改革进行了探讨与实践,进一步明确了课程的培养目标,在课程内容的安排上强调了实践环节,对考核方式进行了改革和实践,注重实际编程和上机调试程序能力考核,提高了学生分析问题和解决问题的能力,教学效果良好。
关键词:汇编语言;程序设计;教学改革;双语教学
作者简介:娄国焕(1955-),男,河北献县人,河北理工大学计算机与自动控制学院,教授,主要研究方向:智能控制、复杂工业系统建模与控制; 吴亚峰(1978-),男,江苏泰州人,河北理工大学计算机与自动控制学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机应用。(河北 唐山 063009)
基金项目:本文系河北理工大学2009年度教育教学改革资助项目(项目编号:Y0919-08)的研究成果。
“汇编语言”是计算机科学与技术、软件工程、自动化及其相关专业必修的核心课程之一,是“操作系统”、“单片机”、“微机接口”、“嵌入式系统”等后续课程的重要专业基础课,在计算机学科中占有重要的地位。[1,3]同时,汇编语言是一种符号语言,它用“助记符”(mnemonic)来表示指令的操作码,这些助记符实际上都是由表示该指令功能的英文缩写组成的。要想记住这些指令,首先就要记住其英文含义。所以该门课程非常适合双语教学。因此,我们率先将该课程选作双语示范课程。
几年来,我们从教学模式、教学内容、实验内容、考试方法等方面对“汇编语言”双语课程进行了教学研究和改革尝试。探讨任务驱动、目标导向的教学模式,贯彻以学生为本的理念,强化实践环节,以培养学生的实际应用能力。通过考试方式的改革,引导学生如何去学习,使启发式、开放式的教学方法贯穿教学全过程,达到激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的自学能力和创新能力的目的。
一、教学模式的改革
汇编语言是一种最接近计算机核心的编码语言。汇编语言的每条指令几乎完全和机器语言一一对应。在教学过程中,学生普遍反映该课程难学、难懂、难记忆,造成部分学生对该课程不感兴趣。分析其原因主要有以下几点:第一,汇编语言不如高级语言直观,编程繁琐,特别是近年来较易掌握的高级语言飞速发展,使部分学生对该课程的作用和重要性认识不足,认为汇编语言在今后的工作中用处不大,不如高级语言应用广泛。第二,汇编语言程序设计需要具备计算机的硬件知识,需掌握和记忆大量的语法规则和指令,程序容易出错。第三,上机编程时间短,学生不能充分理解和掌握学习的内容。
“汇编语言”作为一种编程实践类课程如果仅仅是通过传统的闭卷笔试的方式来对学生进行考核,容易造成学生以笔试考试为目标进行学习,忽略了实践开发环节。最后造成学生动手能力差,没有实际开发能力,从而也达不到预期的教学效果。
为了解决上面提到的问题,有必要从教学内容、实验内容、考试方法等方面进行改革与探讨。
首先在教学方法上,要使教与学有机结合起来,要摒弃过去偏重理论教学、轻实践应用的教学模式,积极引导学生重视对汇编语言本质的把握与理解。通过案例式教学,特别是将教师的科研实践经验融于课堂教学之中,使学生看到所学知识的重要性,做到理论联系实际。
“汇编语言”是实践性很强的课程,而且有些内容只有学生上机调试过,才会有更深的体会。因此,有些内容可安排在讲课之前,即“实践先行”或“项目驱动”,让学生先实际操作,然后带着问题来学,会增加学生的兴趣。
汇编语言程序设计的目的,就是让学生掌握程序设计的方法,没必要花大量时间死记硬背那些概念名词。因此,将期末闭卷考试改为实际上机操作,更能检验学生的实际编程能力,也有助于学生创新能力的培养。
二、授课内容的改革
本课程打破传统教学模式,注重以学生为本,以培养学生的国际视野、创新意识、提高专业英语应用能力和社会竞争能力为教学目标。教师以英语讲授为主,注重理论与实践相结合,使学生既掌握扎实的理论基础,又培养综合的实践应用能力。通过本课程的学习,使学生了解80×86CPU基本组成原理,掌握其指令系统和寻址方式,熟悉汇编语言源程序格式及上机调试过程。通过大量编程实验,熟练掌握汇编语言程序设计方法和基本技能,并能应用所学知识解决实际应用问题。通过该课程的学习,为后续专业课程和将来从事计算机系统、计算机接口等软硬件开发、设计打下坚实基础。同时,通过双语教学,使学生计算机专业外语水平得到训练和加强,提高学生阅读英文专业技术文献、浏览和检索国际最新技术信息、进行国际间学术交流的能力。
1.课程体系结构建设设想
“汇编语言”课程是一门专业基础课,在整个计算机专业的课程体系中起着承上启下的作用,课程培养目标单靠一门课程、一学期难以达到。计算机专业的课程具有明显的层次性和交叉性,即基础、应用和综合的层次性,还有软件硬件的交叉。“汇编语言”课程就处于软件和硬件的界面上。因此,先修课程设立了“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“数据结构”等课程,后续课程设立了“操作系统”、“编译原理”、“高级语言程序设计”等课程。
2.授课内容改革思路
在授课内容的选择上,我们注重教学内容的基础性、系统性、实践性、先进性和前沿性。选用教材上,除了选用国外知名原版教材作为教科书外,还结合国内教学的特点以及本校学生的能力,为学生提供了包括中文教科书在内的其他参考书。在教学内容的选择上,我们结合中文教材并参考其他原版教材,对授课内容重新进行了调整和整合。比如:一般汇编语言的教材开始都是先把所有指令和伪指令介绍完,然后再介绍程序设计。如果完全按部就班地介绍所有指令,学生会很厌烦,也不容易理解。因此,我们将一些内容一带而过,而到实际运用时再详细介绍。
为增加学生的学习兴趣,我们努力使课堂教学丰富多彩。在教学中,采用互动的方式,以问答、讲解、代码分析、软件演示与讨论相结合的方式组织课堂教学,使每节课都给学生留下深刻印象。在讲解汇编语言知识难点的时候,穿插必要的汉语解释,以帮助学生对课堂知识的理解。学生回答问题时,要求学生尽量用英文回答,以提高学生用英文交流的能力。
三、 加强实验环节,提高学生的应用能力
“汇编语言”是一门实践性很强的课程,为了巩固课堂所学的知识,加强了实践环节的力度。[2]实验包括基础性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验。除了要求学生完成必要的计划学时内实验之外,还准备了综合应用性和自选性实验供学生选作。通过强化实践环节,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
为把抽象、难懂的知识简单、直观地表现出来,使课堂教学生动、形象、直观,我们开发了具有该门课程特色的英文多媒体课件。在课件中插入了大量的动画和仿真,通过动画来模拟CPU的内部结构和汇编语言的运行过程,不但增大了课堂信息量,而且在培养学生逻辑思维能力的同时,培养了学生的形象思维能力,使双语教学达到了良好的效果。该课件还可以随时转换到汇编程序环境中,查看程序调试过程和运行结果,使学生做到边学边用,一目了然。此外,我们还建立了双语课程网站,把教学录像、课件、习题、实验、参考资料等内容都公布在校园网上,同时提供了大量的网络资源供学生学习参考。
四、考试内容改革
本课程的突出特点是学生要熟悉80×86全部指令的操作功能和书写格式,同时还要对CPU中各个寄存器的功能和作用甚至每位的意义都要清楚。但由于汇编语言是面向机器的语言,80×86汇编语言指令的功能及形式对于其他CPU就不一样了。因此,如果让学生死记这些具体的细节就没有太大的意义。另外,在2个小时的考试时间内根本无法考察深入的东西,不能检验学生的创新能力。因此本课程考试改革的思路是:坚持以学生为本、项目驱动、实践第一的思想。以培养学生的实践能力为目标,以激发学生的学习兴趣为动力,提高学生的学习效果。具体做法是:把原来的闭卷考试改为开卷形式,并且注重平时的实践环节。课程的总成绩包括:平时作业,上机实验和期末综合程序设计。并且期末的综合设计题目可以提前给出,以使学生有充分时间展现自己的能力。考试形式(根据课程特点、性质、培养目标等因素综合考虑,自由制定,关键是改革效果)。为增加学生学习兴趣,提高学习效果,将考试分为三部分。
(1)平时成绩(占25%):包括作业、出勤、课上回答问题(占25%):主要检查学生对基本知识的理解和掌握,着重点在基本概念和基本理论知识的考核。作业要求用英语书写。
(2)上机实验(占25%):考核学生的实际编程和上机调试程序的能力,要求独立完成,并写出实验报告,给出程序调试过程和结果分析。
(3)期末综合设计(占50%):主要考核学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力以及团队合作精神。学生3人一组,选做一个综合设计题目。为保证考试成绩的真实性,考核时按学生自述、演示、回答问题等几个方面综合打分。
五、课程效果及制度保障
为保证课程的效果,要做到以下几点。
(1)严格考勤,并计入平时学习成绩。因为“汇编语言”课程有很强的连贯性,一旦缺少部分内容的学习,并且不及时补上,则对后面的学习造成极大影响,甚至造成一些学生放弃该课程的学习。
(2)为吸引学生的注意力,讲课中要随时提问,要边教学边演示,以提高学生的学习兴趣。
(3)上机实验时要有布置、有检查、有询问,及时发现问题。
(4)综合设计的考核要对每个学生逐一进行,防止出现抄袭、一组中个别学生不动手的现象。
(5)教师要认真负责,严格按课程改革的要求去做。
(6)考虑到教师的工作量加大,计算工作量时,学院适当加大计算系数。
本课程的教学改革已实行一年,学生普遍感觉效果良好。正如有的学生所说:“本次汇编语言程序设计是我感受最深的一次,首先感觉自己懂的知识实在是太少,很是着急……在和同学们的讨论下对汇编产生了浓厚的学习兴趣,从而让我思考自己以后的学习方式应该改变……总之,本次设计让我提高了很多,也使我对编程产生了更大的兴趣。”
参考文献:
[1]阮忠,吴启明.汇编语言双语教学的探讨[J].农业网络信息,2008,(4):116-117.
[2]刘妍,张娜,田燕.汇编语言教学中学生创新能力的培养[J].福建电脑,2007,(1):200-201.
[3]侯宏霞.关于“汇编语言“课程双语教学的实施与探讨[J].计算机教育,2009,(13):113-115.
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:汇编语言;程序设计;教学改革;双语教学
作者简介:娄国焕(1955-),男,河北献县人,河北理工大学计算机与自动控制学院,教授,主要研究方向:智能控制、复杂工业系统建模与控制; 吴亚峰(1978-),男,江苏泰州人,河北理工大学计算机与自动控制学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机应用。(河北 唐山 063009)
基金项目:本文系河北理工大学2009年度教育教学改革资助项目(项目编号:Y0919-08)的研究成果。
“汇编语言”是计算机科学与技术、软件工程、自动化及其相关专业必修的核心课程之一,是“操作系统”、“单片机”、“微机接口”、“嵌入式系统”等后续课程的重要专业基础课,在计算机学科中占有重要的地位。[1,3]同时,汇编语言是一种符号语言,它用“助记符”(mnemonic)来表示指令的操作码,这些助记符实际上都是由表示该指令功能的英文缩写组成的。要想记住这些指令,首先就要记住其英文含义。所以该门课程非常适合双语教学。因此,我们率先将该课程选作双语示范课程。
几年来,我们从教学模式、教学内容、实验内容、考试方法等方面对“汇编语言”双语课程进行了教学研究和改革尝试。探讨任务驱动、目标导向的教学模式,贯彻以学生为本的理念,强化实践环节,以培养学生的实际应用能力。通过考试方式的改革,引导学生如何去学习,使启发式、开放式的教学方法贯穿教学全过程,达到激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的自学能力和创新能力的目的。
一、教学模式的改革
汇编语言是一种最接近计算机核心的编码语言。汇编语言的每条指令几乎完全和机器语言一一对应。在教学过程中,学生普遍反映该课程难学、难懂、难记忆,造成部分学生对该课程不感兴趣。分析其原因主要有以下几点:第一,汇编语言不如高级语言直观,编程繁琐,特别是近年来较易掌握的高级语言飞速发展,使部分学生对该课程的作用和重要性认识不足,认为汇编语言在今后的工作中用处不大,不如高级语言应用广泛。第二,汇编语言程序设计需要具备计算机的硬件知识,需掌握和记忆大量的语法规则和指令,程序容易出错。第三,上机编程时间短,学生不能充分理解和掌握学习的内容。
“汇编语言”作为一种编程实践类课程如果仅仅是通过传统的闭卷笔试的方式来对学生进行考核,容易造成学生以笔试考试为目标进行学习,忽略了实践开发环节。最后造成学生动手能力差,没有实际开发能力,从而也达不到预期的教学效果。
为了解决上面提到的问题,有必要从教学内容、实验内容、考试方法等方面进行改革与探讨。
首先在教学方法上,要使教与学有机结合起来,要摒弃过去偏重理论教学、轻实践应用的教学模式,积极引导学生重视对汇编语言本质的把握与理解。通过案例式教学,特别是将教师的科研实践经验融于课堂教学之中,使学生看到所学知识的重要性,做到理论联系实际。
“汇编语言”是实践性很强的课程,而且有些内容只有学生上机调试过,才会有更深的体会。因此,有些内容可安排在讲课之前,即“实践先行”或“项目驱动”,让学生先实际操作,然后带着问题来学,会增加学生的兴趣。
汇编语言程序设计的目的,就是让学生掌握程序设计的方法,没必要花大量时间死记硬背那些概念名词。因此,将期末闭卷考试改为实际上机操作,更能检验学生的实际编程能力,也有助于学生创新能力的培养。
二、授课内容的改革
本课程打破传统教学模式,注重以学生为本,以培养学生的国际视野、创新意识、提高专业英语应用能力和社会竞争能力为教学目标。教师以英语讲授为主,注重理论与实践相结合,使学生既掌握扎实的理论基础,又培养综合的实践应用能力。通过本课程的学习,使学生了解80×86CPU基本组成原理,掌握其指令系统和寻址方式,熟悉汇编语言源程序格式及上机调试过程。通过大量编程实验,熟练掌握汇编语言程序设计方法和基本技能,并能应用所学知识解决实际应用问题。通过该课程的学习,为后续专业课程和将来从事计算机系统、计算机接口等软硬件开发、设计打下坚实基础。同时,通过双语教学,使学生计算机专业外语水平得到训练和加强,提高学生阅读英文专业技术文献、浏览和检索国际最新技术信息、进行国际间学术交流的能力。
1.课程体系结构建设设想
“汇编语言”课程是一门专业基础课,在整个计算机专业的课程体系中起着承上启下的作用,课程培养目标单靠一门课程、一学期难以达到。计算机专业的课程具有明显的层次性和交叉性,即基础、应用和综合的层次性,还有软件硬件的交叉。“汇编语言”课程就处于软件和硬件的界面上。因此,先修课程设立了“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“数据结构”等课程,后续课程设立了“操作系统”、“编译原理”、“高级语言程序设计”等课程。
2.授课内容改革思路
在授课内容的选择上,我们注重教学内容的基础性、系统性、实践性、先进性和前沿性。选用教材上,除了选用国外知名原版教材作为教科书外,还结合国内教学的特点以及本校学生的能力,为学生提供了包括中文教科书在内的其他参考书。在教学内容的选择上,我们结合中文教材并参考其他原版教材,对授课内容重新进行了调整和整合。比如:一般汇编语言的教材开始都是先把所有指令和伪指令介绍完,然后再介绍程序设计。如果完全按部就班地介绍所有指令,学生会很厌烦,也不容易理解。因此,我们将一些内容一带而过,而到实际运用时再详细介绍。
为增加学生的学习兴趣,我们努力使课堂教学丰富多彩。在教学中,采用互动的方式,以问答、讲解、代码分析、软件演示与讨论相结合的方式组织课堂教学,使每节课都给学生留下深刻印象。在讲解汇编语言知识难点的时候,穿插必要的汉语解释,以帮助学生对课堂知识的理解。学生回答问题时,要求学生尽量用英文回答,以提高学生用英文交流的能力。
三、 加强实验环节,提高学生的应用能力
“汇编语言”是一门实践性很强的课程,为了巩固课堂所学的知识,加强了实践环节的力度。[2]实验包括基础性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验。除了要求学生完成必要的计划学时内实验之外,还准备了综合应用性和自选性实验供学生选作。通过强化实践环节,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
为把抽象、难懂的知识简单、直观地表现出来,使课堂教学生动、形象、直观,我们开发了具有该门课程特色的英文多媒体课件。在课件中插入了大量的动画和仿真,通过动画来模拟CPU的内部结构和汇编语言的运行过程,不但增大了课堂信息量,而且在培养学生逻辑思维能力的同时,培养了学生的形象思维能力,使双语教学达到了良好的效果。该课件还可以随时转换到汇编程序环境中,查看程序调试过程和运行结果,使学生做到边学边用,一目了然。此外,我们还建立了双语课程网站,把教学录像、课件、习题、实验、参考资料等内容都公布在校园网上,同时提供了大量的网络资源供学生学习参考。
四、考试内容改革
本课程的突出特点是学生要熟悉80×86全部指令的操作功能和书写格式,同时还要对CPU中各个寄存器的功能和作用甚至每位的意义都要清楚。但由于汇编语言是面向机器的语言,80×86汇编语言指令的功能及形式对于其他CPU就不一样了。因此,如果让学生死记这些具体的细节就没有太大的意义。另外,在2个小时的考试时间内根本无法考察深入的东西,不能检验学生的创新能力。因此本课程考试改革的思路是:坚持以学生为本、项目驱动、实践第一的思想。以培养学生的实践能力为目标,以激发学生的学习兴趣为动力,提高学生的学习效果。具体做法是:把原来的闭卷考试改为开卷形式,并且注重平时的实践环节。课程的总成绩包括:平时作业,上机实验和期末综合程序设计。并且期末的综合设计题目可以提前给出,以使学生有充分时间展现自己的能力。考试形式(根据课程特点、性质、培养目标等因素综合考虑,自由制定,关键是改革效果)。为增加学生学习兴趣,提高学习效果,将考试分为三部分。
(1)平时成绩(占25%):包括作业、出勤、课上回答问题(占25%):主要检查学生对基本知识的理解和掌握,着重点在基本概念和基本理论知识的考核。作业要求用英语书写。
(2)上机实验(占25%):考核学生的实际编程和上机调试程序的能力,要求独立完成,并写出实验报告,给出程序调试过程和结果分析。
(3)期末综合设计(占50%):主要考核学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力以及团队合作精神。学生3人一组,选做一个综合设计题目。为保证考试成绩的真实性,考核时按学生自述、演示、回答问题等几个方面综合打分。
五、课程效果及制度保障
为保证课程的效果,要做到以下几点。
(1)严格考勤,并计入平时学习成绩。因为“汇编语言”课程有很强的连贯性,一旦缺少部分内容的学习,并且不及时补上,则对后面的学习造成极大影响,甚至造成一些学生放弃该课程的学习。
(2)为吸引学生的注意力,讲课中要随时提问,要边教学边演示,以提高学生的学习兴趣。
(3)上机实验时要有布置、有检查、有询问,及时发现问题。
(4)综合设计的考核要对每个学生逐一进行,防止出现抄袭、一组中个别学生不动手的现象。
(5)教师要认真负责,严格按课程改革的要求去做。
(6)考虑到教师的工作量加大,计算工作量时,学院适当加大计算系数。
本课程的教学改革已实行一年,学生普遍感觉效果良好。正如有的学生所说:“本次汇编语言程序设计是我感受最深的一次,首先感觉自己懂的知识实在是太少,很是着急……在和同学们的讨论下对汇编产生了浓厚的学习兴趣,从而让我思考自己以后的学习方式应该改变……总之,本次设计让我提高了很多,也使我对编程产生了更大的兴趣。”
参考文献:
[1]阮忠,吴启明.汇编语言双语教学的探讨[J].农业网络信息,2008,(4):116-117.
[2]刘妍,张娜,田燕.汇编语言教学中学生创新能力的培养[J].福建电脑,2007,(1):200-201.
[3]侯宏霞.关于“汇编语言“课程双语教学的实施与探讨[J].计算机教育,2009,(13):113-115.
(责任编辑:苏宇嵬)