匯編語言與微機(jī)原理研究性課程教學(xué)設(shè)計(jì)

程宏斌++孫霞++梁偉

摘要：針對(duì)《匯編語言與微機(jī)原理》課程教學(xué)效果欠佳的問題，通過構(gòu)建研究性課程，基于課程知識(shí)體系和學(xué)生興趣，合理選擇研究性教學(xué)內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法、注重理論聯(lián)系實(shí)際，構(gòu)建仿真實(shí)踐平臺(tái)和設(shè)計(jì)仿真案例。通過加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等措施，以期提高課程教學(xué)效果和學(xué)生的創(chuàng)新能力，為社會(huì)培養(yǎng)具有較強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的微機(jī)應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：研究性課程；教學(xué)設(shè)計(jì)；案例；仿真

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）07-0100-02

Teaching Design of Assembly Language and Microcomputer Principle course Based on Research-oriented Curriculum

CHENG Hong-bin， SUN Xia， LIANG Wei

（School of Computer Science and Engineering， Changshu Institute of Technology， Changshu 215500， China）

Abstract： Aiming at the problem that the inefficiency in the curriculum teaching of the assembly language and microcomputer principle， by building research-oriented curriculum， we select teaching content ， improving teaching methods based on the knowledge system and students interested，， pay attention to the theory with practice， build simulation platform and design the simulation case.Through by strengthening the cultivation of practice ability， stimulate students' interest in learning， in order to improve teaching effect and student's innovation ability， then provide strong practice ability and innovation spirit of computer applied talents for the social culture.

Key words： research-oriented curriculum；Teaching design； case； simulation

《匯編語言與微機(jī)原理》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)課程之一，目前普通高校的《匯編語言與微機(jī)原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，表現(xiàn)在理論與實(shí)際脫節(jié)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果欠佳等方面。當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為了提升課程的教學(xué)效果，我們從微機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)和知識(shí)建構(gòu)的基本規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用開發(fā)能力和創(chuàng)新素質(zhì)為目標(biāo)，引入研究性課程，精心設(shè)計(jì)匯編語言與微機(jī)原理課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)。

1 課程設(shè)計(jì)思路

研究性課程是一種校本課程，它是學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容。在匯編語言與微機(jī)原理課程教學(xué)中，通過在常規(guī)課程內(nèi)容教學(xué)過程中滲透研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容即研究性課程，并在教學(xué)實(shí)踐中使用Proteus和Keil工具實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，開展課外專題研究性教學(xué)。從而實(shí)現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生的一般性能力的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生的研究性素質(zhì)、創(chuàng)新精神、意志品質(zhì)和性格的培養(yǎng)，提高學(xué)生探索問題、解決問題能力[1-2]。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

構(gòu)建研究性課程的關(guān)鍵點(diǎn)是：

1）基于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程目標(biāo)和培養(yǎng)研究性素質(zhì)目標(biāo)，合理選擇規(guī)劃課程的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即研究性課程） 與非研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即常規(guī)的課程知識(shí)），制定適應(yīng)普通本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的知識(shí)模塊。采用互相包容和滲透的教學(xué)方法[3] 。

2）構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即研究性課程） 與非研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即常規(guī)的課程知識(shí)）相結(jié)合的教學(xué)模式。另外，教學(xué)中綜合運(yùn)用類比法、動(dòng)畫演示方法、比喻教學(xué)法、討論教學(xué)法，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行整理，依據(jù)不同知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。并將課堂教學(xué)、自主學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來，設(shè)計(jì)豐富的教學(xué)手段。

3）基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Emu8086的匯編語言教學(xué)設(shè)計(jì)、基于proteus的微機(jī)原理教學(xué)設(shè)計(jì)。制定合適的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)探索性的課外拓展實(shí)踐項(xiàng)目。

3 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法

《匯編語言與微機(jī)原理》課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)課程之一，課程內(nèi)容比較繁雜、抽象，是一門基礎(chǔ)性、理論性非常強(qiáng)的課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性課程。

課程從微機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)和知識(shí)建構(gòu)的基本規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用開發(fā)能力和創(chuàng)新素質(zhì)為目標(biāo)，以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”為指導(dǎo)思想，通過構(gòu)建研究性課程，基于課程知識(shí)體系和學(xué)生興趣合理選擇研究性教學(xué)內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法、注重理論聯(lián)系實(shí)際，改善實(shí)踐教學(xué)條件和豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等改革措施，以期提高課程教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[4]。

3.1常規(guī)教學(xué)內(nèi)容和研究性知識(shí)內(nèi)容

《匯編語言與微機(jī)原理》課程原有課程體系下的基本內(nèi)容主要分為：匯編語言和微機(jī)原理兩部分：

1）匯編語言部分包括：微機(jī)的基本軟硬件組成、8086微處理器、8086操作數(shù)的尋址方式、匯編語言及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)。

2）微機(jī)原理部分包括：存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、微機(jī)總線和接口技術(shù)。

通過構(gòu)建研究性課程，我們將課程知識(shí)內(nèi)容劃分為兩部分：研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容與非研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即常規(guī)的課程知識(shí)）。其中：

1）研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括：8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、輸入輸系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)和接口技術(shù)。

2）常規(guī)的課程知識(shí)包括：微機(jī)的基本軟硬件組成、8086微處理器、8086操作數(shù)的尋址方式、8086操作數(shù)的尋址方式、匯編語言及程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、微機(jī)總線。

另外，基于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)課程理論性較強(qiáng)的內(nèi)容適當(dāng)縮減?；谡n程知識(shí)內(nèi)容的選擇和劃分，為實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容，在教學(xué)中以應(yīng)用實(shí)踐案例、實(shí)踐任務(wù)開發(fā)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際軟硬件應(yīng)用編程能力。

在各個(gè)研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)施過程中，盡可能的豐富基于知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際案例的仿真演示，讓學(xué)生通過直觀的感性認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)理解知識(shí)點(diǎn)。

3.2 教學(xué)方法

首先，教學(xué)中將研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即研究性課程） 與非研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容（ 即常規(guī)的課程知識(shí)）相結(jié)合。在課堂教學(xué)中引入研究性問題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)基本的常規(guī)課程知識(shí)基礎(chǔ)上，積極主動(dòng)的深入課程內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生自主研究問題、探索知識(shí)的方法和能力的提高。

其次，針對(duì)本課程知識(shí)的抽象性和繁雜性，為了降低學(xué)生理解知識(shí)的難度，需要對(duì)課程的難點(diǎn)重點(diǎn)知識(shí)模塊進(jìn)行不同的教學(xué)方法，比如采用比擬法講解、討論法和實(shí)例演示等進(jìn)行深入講解，從而化解課程內(nèi)容的枯燥性、復(fù)雜性和抽象性。

第三，在課堂教學(xué)過程中引入了仿真軟件進(jìn)行教學(xué)。比如采用debug、emu8086、Proteus和Keil等軟件和仿真工具對(duì)課程的原理知識(shí)點(diǎn)講解、演示，對(duì)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助教學(xué)，在教學(xué)中堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)現(xiàn)“教”、“學(xué)”、“做”的有機(jī)結(jié)合。

第四，引入專題研究性教學(xué)，積極開展課外自主學(xué)習(xí)，設(shè)置具有創(chuàng)新性的實(shí)踐項(xiàng)目，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生獨(dú)立查閱資料、制訂方案、分組實(shí)施，最后總結(jié)整理、交流評(píng)價(jià)。

3.3 教學(xué)案例設(shè)計(jì)

采用Proteus和Keil軟件結(jié)合的硬件仿真平臺(tái)進(jìn)行微機(jī)原理的教學(xué)，設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)模塊的案例。對(duì)于教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，通過案例教學(xué)法，引入知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的項(xiàng)目案例、借助仿真實(shí)驗(yàn)軟件演示微機(jī)硬件設(shè)計(jì)和匯編語言程序的運(yùn)行結(jié)果，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高微機(jī)原理的軟硬件知識(shí)的理解和掌握[5] [6]。在研究性教學(xué)中引入的仿真案例如下：

1）微機(jī)原理案例項(xiàng)目：開關(guān)控制led流水燈、NMI中斷實(shí)驗(yàn)、數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)陣屏實(shí)驗(yàn)、8255A并行接口實(shí)驗(yàn)。

2）匯編語言案例項(xiàng)目：選擇分支、字符匹配、統(tǒng)計(jì)負(fù)數(shù)個(gè)數(shù)、查找A 的地址、密碼明文密文轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

3.4 專題研究性案例設(shè)計(jì)

針對(duì)應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)改革的設(shè)計(jì)情況，在理論課時(shí)壓縮的情況下，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)開展課外專題案例實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生微機(jī)應(yīng)用實(shí)踐能力。為學(xué)生設(shè)計(jì)合適的、具有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)積極性，并培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如：8255A交通燈實(shí)驗(yàn)、行列式鍵盤實(shí)驗(yàn)、8254A定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、8259A中斷實(shí)驗(yàn)、圖形字符塊輸出實(shí)驗(yàn)、小車移動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

4 教學(xué)反思

本課程通過構(gòu)建研究性課程，應(yīng)用案例法、比喻教學(xué)法等教學(xué)方法，并在教學(xué)實(shí)踐中引入微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，加強(qiáng)理論和實(shí)踐有效互動(dòng)，提升學(xué)生課程學(xué)習(xí)積極性。通過基于仿真開發(fā)工具的案例教學(xué)和課內(nèi)外實(shí)踐，更加直觀深刻理解微機(jī)硬件原理和應(yīng)用軟件開發(fā)過程，提升微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐動(dòng)手能力。教學(xué)中還需要繼續(xù)做好研究性課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。在仿真案例教學(xué)和實(shí)踐中，還需要設(shè)計(jì)更實(shí)用的案例，并加強(qiáng)學(xué)生課外專題實(shí)踐的管理和過程考評(píng)，切實(shí)提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性和工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

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