基于問題式學(xué)習(xí)的匯編語言課程改革與實(shí)踐

1、 基于問題式學(xué)習(xí)的匯編語言課程改革與實(shí)踐 葉曉霞 彭小紅Key 匯編語言 教學(xué)改革 問題式學(xué)習(xí) 知識(shí)屏蔽 分組討論：G642 ：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2019.09.021Keywords assembly language; teaching reform; problem-based learning; knowledge shielding; group discussion“匯編語言”是計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等多個(gè)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，也是“計(jì)算機(jī)接口技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”、“嵌入式系統(tǒng)”等多門課程的先修課。匯編語言是面向機(jī)器的低級(jí)語言，其特點(diǎn)是程序代碼效率高，能夠直

2、接存取硬件。它在程序優(yōu)化、代碼調(diào)試、解密加密等方面，具有其他高級(jí)語言無法企及的優(yōu)勢(shì);在計(jì)算機(jī)底層軟件的設(shè)計(jì)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì);它又是信息安全、黑客技術(shù)、計(jì)算機(jī)病毒技術(shù)等方面的唯一的語言工具?？傊?，無論對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件還是硬件工作者來說，匯編語言都是十分重要的基本工具。1匯編語言課程主要是基于80 x86系列機(jī)的指令系統(tǒng)和微軟MASM來組織教學(xué)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)Intel系列機(jī)的指令系統(tǒng)和尋址方式、匯編語言程序設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)。2課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的底層編程能力，使學(xué)生具有在CPU的寄存器級(jí)上進(jìn)行控制和操作的能力，獲得直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件編程的經(jīng)驗(yàn)。但其低級(jí)語言固有的特性給教學(xué)帶來了很大困難，多年來課程教學(xué)

3、效果都很難達(dá)到預(yù)期。1 匯編語言課程教學(xué)中存在的問題（1）學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多的矛盾十分突出。近年來由于教學(xué)體系改革，匯編語言課堂教學(xué)的學(xué)時(shí)不斷壓縮。而匯編語言課程既要學(xué)習(xí)硬件知識(shí)，又要學(xué)習(xí)軟件方法，具有實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、需要記憶的內(nèi)容多等特點(diǎn)。3這樣學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多的矛盾就十分突出，課堂教學(xué)時(shí)間不再充裕，要想取得良好的教學(xué)效果，必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生能利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)。（2）學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)熱情不高。匯編語言是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言，是一種比較抽象的語言，不像C或C+等高級(jí)語言那樣靈活直觀。高級(jí)語言更接近人類思維方式，比較容易被學(xué)生接受;而匯編語言采用機(jī)器的思維方式工作，對(duì)硬件的

4、依賴性強(qiáng)。大二學(xué)生的硬件知識(shí)比較薄弱，他們對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)不熟悉，對(duì)二進(jìn)制和十六進(jìn)制計(jì)數(shù)制感到陌生;匯編指令極為枯燥、抽象，難于掌握，編寫和調(diào)試匯編語言源程序比高級(jí)語言復(fù)雜得多。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性。只有在教學(xué)過程中，不斷更新教學(xué)理念、摒棄傳統(tǒng)教學(xué)模式、運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法，提高課堂關(guān)注度，才能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和實(shí)際動(dòng)手能力，確保課程教學(xué)達(dá)到良好效果。2 具體改革內(nèi)容與實(shí)施方案2.1 改變照本宣科，采用多元化教材在信息大爆炸的時(shí)代，學(xué)生隨處可吸取知識(shí)，最煩教師照本宣科。教師要精選教學(xué)內(nèi)容，采用多元化的教材課本+MSDN幫助+網(wǎng)絡(luò)，豐富學(xué)習(xí)途徑。課

5、本由于結(jié)構(gòu)清晰、層次清楚，是學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)必不可少的工具，是最好的參考資料。因此首先要為學(xué)生選一本合適內(nèi)容的教材，教師不用完全按教材授課。MSDN是學(xué)習(xí)編程技術(shù)的好助手，使用它可以快速學(xué)習(xí)基本語法，獲取編程技巧。互聯(lián)網(wǎng)也提供了很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以在網(wǎng)上查閱相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，還可以觀看或下載教學(xué)視頻，在各種網(wǎng)站論壇和博客上進(jìn)行技術(shù)交流等等。2.2 改變以講授為主的教學(xué)模式，應(yīng)用PBL教學(xué)法PBL（Problem-Based Learning）即問題式學(xué)習(xí)，也稱基于問題的學(xué)習(xí)，是一種以學(xué)生為主體的典型教學(xué)方法。PBL強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的有意義的問題情境中，通過讓學(xué)習(xí)者以小組合作的形式共同解決復(fù)

6、雜的、實(shí)際的或真實(shí)性的問題，來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，以促進(jìn)他們解決問題、自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。將PBL教學(xué)法引入到匯編語言課程教學(xué)中，教師要針對(duì)每一章的教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)情景問題，將基本語法、算法分析、編程技巧融合在問題中，使每個(gè)問題都具有一定的社會(huì)性、趣味性和較強(qiáng)的實(shí)用性，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與解決問題的決心。2.3 改變填鴨式教學(xué)，采用知識(shí)屏蔽的方法匯編語言課程內(nèi)容多、涉及面廣，如果在課堂上把所有知識(shí)點(diǎn)全部灌輸給學(xué)生，不但得不到預(yù)期效果，反而會(huì)使學(xué)生感覺疲憊，對(duì)課程產(chǎn)生厭倦。知識(shí)屏蔽法可以解決這個(gè)問題，面對(duì)大量知識(shí)點(diǎn)，先學(xué)習(xí)現(xiàn)在所需要的，暫時(shí)用不上的先屏蔽。教師每堂課制定明確

7、的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)，即可減輕學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)興趣。比如學(xué)習(xí)第三章指令系統(tǒng)時(shí)，不能一堂課講解所有的指令，只需將數(shù)據(jù)傳送類指令MOV和算術(shù)運(yùn)算類指令A(yù)DD、SUB等的指令格式與功能講解清楚，讓學(xué)生能順利地盡快去上機(jī)實(shí)踐，其他有關(guān)控制類的指令分散到程序結(jié)構(gòu)中去講解，LOOP指令放在循環(huán)程序設(shè)計(jì)中講解，JMP指令可放在分支程序設(shè)計(jì)中講解，CALL與RET指令在學(xué)習(xí)子程序時(shí)使用，INT指令在中斷程序中學(xué)習(xí)。只要熟悉當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容后即可順利解決問題，學(xué)生能獲得心理上的滿足，對(duì)自己的學(xué)習(xí)能力有自信，才會(huì)期待并主動(dòng)去學(xué)習(xí)下一堂課的內(nèi)容。2.4 改變單打獨(dú)斗，采用分組討論的模式在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，可讓學(xué)生自由選

8、擇自己感興趣的題目，設(shè)立學(xué)習(xí)小組，可多人（23人）合作完成。4通過小組討論對(duì)實(shí)驗(yàn)問題進(jìn)行分析并快速實(shí)現(xiàn)，會(huì)讓學(xué)生獲得更大的自信心，其自學(xué)能力、獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題等能力都會(huì)有一定的提高，還能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。同時(shí)，在小組討論時(shí)學(xué)習(xí)好的學(xué)生可以代替老師去指導(dǎo)基礎(chǔ)差的學(xué)生，讓教師不用重復(fù)低級(jí)問題的講解，教學(xué)效果會(huì)明顯提高。3 改革成效與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)我校數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院從2016年開始進(jìn)行名為“基于PBL的匯編語言課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐”的教改項(xiàng)目研究，1 下面是從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)15、16、17級(jí)各抽出一個(gè)班級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣得出的成績比較表。采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的15級(jí)的同學(xué)不及格的人數(shù)較多，平

9、均分低，及格率小;16級(jí)的課程講授開始引入PBL教學(xué)法，但由于主講教師經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)PBL教學(xué)法的使用不嫻熟，教學(xué)設(shè)計(jì)不夠完善，不及格的人數(shù)雖有所減少，但并不明顯;17級(jí)的課程講授中再次應(yīng)用PBL教學(xué)法，進(jìn)一步完善教學(xué)設(shè)計(jì)，并結(jié)合知識(shí)屏蔽和分組討論模式，從表中可以看出，各項(xiàng)指標(biāo)都有了明顯的提高，低分段人數(shù)急劇下降，高分段人數(shù)也有大幅度增加，尤其是及格率上升到了94.4%。在評(píng)教時(shí)，主講教師獲得學(xué)生的一致好評(píng)，評(píng)教分?jǐn)?shù)在全系排名第一（見表1）。從以上數(shù)據(jù)分析可以看出，經(jīng)過兩年多的探索與實(shí)踐，改革成效顯著。這次教學(xué)改革主要是引入了基于PBL的教學(xué)法，結(jié)合知識(shí)屏蔽和分組討論的模式。教師要精心設(shè)計(jì)每堂課

10、的情景問題，制定明確的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中去探索、去學(xué)習(xí)，通過小組學(xué)習(xí)相互促進(jìn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，取得良好的教學(xué)效果。比如，在學(xué)習(xí)程序結(jié)構(gòu)時(shí)，將學(xué)生成績管理系統(tǒng)的功能拆分成統(tǒng)計(jì)平均成績成績（循環(huán)結(jié)構(gòu)）、查詢最高成績與最低成績（分支結(jié)構(gòu)）等小任務(wù)，將問題設(shè)計(jì)好后，讓學(xué)生先預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，小組討論問題的解決方案，然后在課堂上教師針對(duì)解決該問題的必備知識(shí)進(jìn)行講解，每堂課解決一個(gè)小問題，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一個(gè)問題的研究，最后將這些小程序組合成一個(gè)多功能的大程序，相當(dāng)于完成了一個(gè)課程實(shí)習(xí)的任務(wù)。這樣大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)信心。改革過程中，我們也遇到了很多問題，教師經(jīng)驗(yàn)不足、部分學(xué)生不配合，還有小組學(xué)習(xí)中的跟蹤評(píng)價(jià)等問題都需要我們?cè)谝院蟮慕虒W(xué)工作中去解決和完善。*通訊作者：彭小紅基金項(xiàng)目：廣東海洋大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)XJG201638Reference1 馮建文，包健，嚴(yán)義.“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革與探討J.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2005（23增）：22-24.2 徐