李珍香

摘要：結(jié)合計算機專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、匯編語言的特點及匯編語言課程的教學(xué)現(xiàn)狀，制定了基于OBE教育理念的匯編語言課程建設(shè)方案與建設(shè)目標(biāo)，并主要從OBE實驗指導(dǎo)書、CAI多媒體課件與微視頻、試題庫方面闡述了匯編語言課程資源的建設(shè)，從教學(xué)手段與教學(xué)方法、課程的考核與評價方面闡述了OBE教學(xué)實施過程。實踐證明，OBE課程建設(shè)行之有效，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，能極大地提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：OBE教育理念;匯編語言;課程建設(shè)

中圖分類號：TP313? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0100-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Course Construction and Teaching Practice of "Assembly Language Programming" Based on OBE Educational Concept

LI Zhen-xiang

（College of Computer， Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

Abstract： Combining with the training objectives of computer professionals， the characteristics of assembly language and the current teaching situation of assembly language programming course， the construction scheme and objectives of assembly language course are formulated based on OBE education concept. The construction of curriculum resources is mainly elaborated from the aspects of the OBE experiment guide book， CAI multimedia courseware， micro video and exam question corpus. This paper expounds the implementation process of OBE teaching from the aspects of teaching methods and strategies， course assessment and evaluation. Practice has proved that the construction of OBE courses is effective. It helps to cultivate students' independent learning ability and innovation ability. It also greatly improves the teaching effect.

Key words：OBE educational concept; assembly language programming; curriculum construction

1引言

OBE（Outcome Based Education）成果導(dǎo)向教育，是一種基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教育模式，其核心理念之一是以“學(xué)習(xí)者為中心”[1]，關(guān)注學(xué)習(xí)者在整個學(xué)習(xí)過程中對知識的理解和掌握，以及學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的可能的情緒和心理反應(yīng)。這就要求教師需努力為學(xué)生創(chuàng)造和提供實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的最佳學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)方式和機會。

匯編語言是一種面向機器的低級程序設(shè)計語言，是架起軟、硬件知識的一座橋梁，是硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和嵌入式系統(tǒng)的常用編程工具;匯編代碼簡短、占用內(nèi)存少、執(zhí)行速度快，能直接訪問硬件及端口，在程序優(yōu)化、代碼調(diào)試、解密加密、系統(tǒng)維護等方面具有其他語言無可比擬的優(yōu)勢;匯編編程基于具體的處理器，所以匯編語言具有很強的理論抽象性及與硬件的相關(guān)性。“匯編語言程序設(shè)計”是計算機類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理等課程的前導(dǎo)課;學(xué)習(xí)和使用匯編語言，不僅能使學(xué)生深入理解計算機的組成和工作原理，形成一個軟硬兼?zhèn)涞木幊讨R體系，從而能夠?qū)τ嬎銠C硬件和應(yīng)用程序之間的聯(lián)系形成一個清晰的認識[2]，而且對于培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力也起著十分重要的作用。但相對于高級語言，由于匯編語言指令多、語法繁瑣、知識點較零散抽象，加之匯編編程與操作跟硬件緊密相關(guān)、上機環(huán)境也不像可視化集成開發(fā)環(huán)境簡單方便，所以在習(xí)慣了面向?qū)ο蟮目梢暬幊汰h(huán)境、面向事務(wù)處理的思維下，學(xué)生剛開始接觸入門不是太順利，從主觀上對匯編課程的學(xué)習(xí)有畏懼心理[3]。隨著近年來嵌入式系統(tǒng)與系統(tǒng)能力培養(yǎng)的大力發(fā)展，從事匯編課程的同仁們進一步認識到了匯編語言課程在計算機類專業(yè)中首屈一指的重要性，就更加重視匯編語言課程教學(xué)，并在積極研究且提出了許多行之有效的教學(xué)思想和方法。

我校計算機專業(yè)正在做工程專業(yè)認證，在此背景下，匯編語言課程組以O(shè)BE教育為導(dǎo)向，圍繞專業(yè)的學(xué)習(xí)產(chǎn)出和能力培養(yǎng)，通過與前導(dǎo)課、后續(xù)課程之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，對課程內(nèi)容進行了整體優(yōu)化，建立了OBE下的課程建設(shè)目標(biāo)，開發(fā)了線上線下教學(xué)資源，編寫了OBE實驗指導(dǎo)書，并展開了行之有效的理論與實驗教學(xué)。

2 課程建設(shè)方案與目標(biāo)

基于OBE教育理念，開展以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的集“知識、能力、素質(zhì)”一體化、遞進化培養(yǎng)的課程建設(shè)方案[4]，如圖1所示。

課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會針對一種具體的計算機系統(tǒng)，深入其內(nèi)部研究CPU和寄存器、內(nèi)存儲器、I/O端口以及它們間的相互邏輯關(guān)系，體會并掌握如何以匯編指令形成控制流和數(shù)據(jù)流，進而使學(xué)生能夠從宏觀到微觀、從原理到應(yīng)用、從理論到實踐，真正理解計算機的軟、硬件關(guān)系，從軟件角度理解計算機的工作原理，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)及日后工作打下堅實基礎(chǔ)。本課程的具體教學(xué)目標(biāo)為：

（1）了解匯編語言的作用、匯編指令與機器指令間的關(guān)系，熟悉寄存器和存儲器組織，加深對微機內(nèi)部工作機制與運行過程的理解。

（2）熟悉匯編操作環(huán)境與具體工具的功能與操作方法，掌握匯編語言的基本語法、語句格式與源程序結(jié)構(gòu)，熟悉計算機如何表示數(shù)據(jù)，匯編語言中使用常量和變量的方法。

（3）理解尋址方式的含義，熟悉Intel 80x86的數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算和移位操作類等基本指令的功能和編寫順序程序的方法;掌握控制轉(zhuǎn)移類指令、串指令及編寫分支和循環(huán)程序的方法;掌握子程序的定義、調(diào)用及編寫子程序的方法。

（4）了解DOS應(yīng)用程序特點和DOS功能調(diào)用，熟悉I/O指令，能熟練運用DOS與BIOS功能調(diào)用方法設(shè)計磁盤文件讀寫等功能的程序。

（5）使學(xué)生具備一定的自學(xué)能力和能夠利用計算機網(wǎng)絡(luò)等渠道跟蹤獲取新知識、新技術(shù)的方法和能力，具有跟蹤現(xiàn)代化工具搭建實驗環(huán)境的能力，為將來從事程序研發(fā)和調(diào)試打下堅實基礎(chǔ)。

3 課程建設(shè)與實踐

圍繞課程建設(shè)目標(biāo)，在專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會的指導(dǎo)下，開展了師資隊伍、課程內(nèi)容、教學(xué)模式、課程資源與教學(xué)平臺、實驗教學(xué)、教學(xué)手段與教學(xué)方法、課程考核與評價等課程內(nèi)容的建設(shè)與實踐。

3.1 開發(fā)課程資源

為了利于學(xué)生的課下或線下自主學(xué)習(xí)，課程組非常重視課程資源的建設(shè)。如圖2所示為所開發(fā)的主要教學(xué)資源。

1）OBE實驗指導(dǎo)書

我校開設(shè)的匯編語言課程共54時（含18時實驗），其中的一個問題是教學(xué)內(nèi)容偏多，實驗學(xué)時不足，缺少綜合設(shè)計。為此，課程組采取通過加強實驗實踐環(huán)節(jié)來理解、鞏固、創(chuàng)新知識內(nèi)容，并編寫了OBE實驗指導(dǎo)書。指導(dǎo)書中的每個實驗都有明確的實驗?zāi)繕?biāo)、實驗內(nèi)容、實驗準(zhǔn)備與要求、實驗步驟，要求每次實驗后撰寫實驗報告，實驗報告中需包含有程序說明（說明程序的功能、結(jié)構(gòu)），調(diào)試說明（包括上機調(diào)試的情況、上機調(diào)試步驟、調(diào)試過程中的問題及解決辦法，問題分析與結(jié)果分析），源程序清單和執(zhí)行結(jié)果（必要時需畫出流程圖）。其中的實驗內(nèi)容分為4個層次，對各層次實驗實施的實驗?zāi)繕?biāo)、時間點和相應(yīng)的重點能力培養(yǎng)[5]，如表1所示。

2）CAI多媒體課件與微視頻。匯編課程的部分知識點較抽象，譬如8086 CPU中，通過BIU和EU執(zhí)行指令的流水過程，7種尋址方式，數(shù)據(jù)定義偽指令中對于不同偽指令的理解，串指令，子程序的調(diào)用與返回，I/O指令的執(zhí)行過程等等，采用傳統(tǒng)的授課方式學(xué)生較難以理解。通過Flash將靜態(tài)的文字表示制作成形象、直觀、生動的CAI動畫，能極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，能有效提高教學(xué)效果。目前已做CAI多媒體課件50個，如圖3所示為其中之一的執(zhí)行“IN AL，21H”指令過程的CAI動畫界面。

另外，還將課程部分中的重點難點內(nèi)容與實驗操作演示過程錄制成了10分鐘左右的微視頻。

3）試題庫。依據(jù)教學(xué)大綱中的8章內(nèi)容（分別為匯編語言基礎(chǔ)知識、計算機基本原理、尋址方式與指令系統(tǒng)、匯編語言順序程序設(shè)計、分支與循環(huán)程序設(shè)計、子程序設(shè)計、宏匯編、I/O與中斷程序設(shè)計），開發(fā)了附有試題解析的試題庫，試題涵蓋了課程的所有知識點，每章的題型有主觀題也有客觀題[6]。

3.2 創(chuàng)新教學(xué)手段與教學(xué)方法

OBE教學(xué)需采用先進的教學(xué)手段與相適應(yīng)的教學(xué)方法，匯編課程的教學(xué)從整門課程到每節(jié)課堂都精心設(shè)計、認真教學(xué)。

首先在教學(xué)手段上，不再是填鴨式的滿堂灌，而是結(jié)合所開發(fā)的課程資源與網(wǎng)絡(luò)、微信（群），采取“互動+開放”的線上+線下、課前+課中+課后的混合式教學(xué)，將教學(xué)重心從以“教”為中心轉(zhuǎn)向以“學(xué)”為中心，最大滿足學(xué)生的需求，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造性思維。

在教學(xué)方法上，主要采用了啟發(fā)誘導(dǎo)式、案例式、問題式與對比式方法，針對不同的內(nèi)容采用相適應(yīng)的教學(xué)方法。譬如，對于計算機中的常用進制數(shù)的理解，就與日常生活中的一年為12個月（可看成是12進制數(shù)），1小時等于60分（可看成是60進制數(shù)）相聯(lián)系;對于ASSUME偽指令，通過觀眾看電影分配座位來理解;對于中斷嵌套，通過正在寫作業(yè)時的來電——接聽電話——按門鈴過程理解;將堆棧操作與洗碗中的摞碗取碗相聯(lián)系;將直接尋址、相對寄存器尋址、相對基址變址尋址等具體的尋址方式與高級語言中的一維數(shù)組、二維數(shù)組、三維數(shù)組相聯(lián)系;將內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容與C語言中的指針相聯(lián)系，等等，這些內(nèi)容采用的是啟發(fā)式與對比式教學(xué)方法。對于程序設(shè)計部分，主要采用案例式和問題式教學(xué)方法[7]。

3.3課程考核與評價

科學(xué)合理的考核與評價是OBE教學(xué)的重要保證，同時也是保證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要手段。我們的結(jié)課考核所采取的是過程化考核并以多種形式進行（如表2所示）。課程總成績=期末成績+平時成績+實驗成績，將期末閉卷成績占總評成績的比例降低，加強對平時作業(yè)、小測試、實驗報告等的評分，采用合理的權(quán)重系數(shù)來處理“平時過程性評價”和“期末結(jié)果性評價”的關(guān)系[8]。

4 結(jié)語

本OBE教學(xué)已在我校計算機專業(yè)的2016～2018級實施，從課程考核成績、對后續(xù)課程的支撐及2016級的畢業(yè)設(shè)計情況看，取得了很好的教學(xué)效果，也得到了專家、同行的好評。OBE教學(xué)改革是一個持續(xù)改進和不斷提升的過程，我們將繼續(xù)在教學(xué)實踐中不斷改進與持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[5] 于慶梅，等.匯編語言程序設(shè)計課程微實驗教學(xué)模式探討[J].計算機教育，2014（22）：111-114.

[6] 姚富光.高校計算機專業(yè)“匯編語言”課程教學(xué)改革探究[J].重慶教育學(xué)院學(xué)報，2012，25（3）：62-64.

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[8] 要志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導(dǎo)向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

【通聯(lián)編輯：王力】