《计算机组成原理与汇编语言程序设计》教学探讨

《计算机组成原理与汇编语言程序设计》课程是高校计算机软、硬件及应用专业以及相关专业学生必修的专业基础课程之一, 是操作系统、微机接口等其它课程的必要先修课, 对于训练学生掌握单台计算机基本组成原理与内部运行机制、汇编语言程序设计技术有着重要作用。

1 课程特点和存在的问题

《计算机组成原理与汇编语言程序设计》与计算机专业及相关专业学生普遍重视的软件类课程有很大的区别, 它主要要求学生从CPU级别掌握CPU的组成、指令流程、进而掌握CPU如何通过系统总线与主存以及外部设备构成整机以及汇编语言程序设计方法。它是属于硬件类专业基础课。计算机组成原理部分理论性较强, 概念抽象, 需要扎实的数字逻辑电路基础, 可数字逻辑电路往往是学生门的弱点, 因此很难激发学生们的兴趣;而汇编语言是计算机语言中的低级语言, 硬件依赖性很高, 指令系统中与计算机硬件结构、工作原理相关的内容很多, 对于硬件知识了解少的学生来说, 很难理解。再加之随着新的计算机知识的不断涌入, 不可避免开设一些计算机新课程导致缩减了该门课程教学时间缩短。这样造成了该门课的难教难学的局面。

2 教学方法中的一些探索建议

通过对上述难点的分析和结合自身的教学经验, 对《计算机组成原理和汇编语言程序设计》的教学方法提出几点建议, 目的是在现有的资源下, 调动学生积极性, 让学生能更好将《计算机组成原理与汇编语言程序设计》这门课程学好。

2.1 采用启发式教学方法

启发式教学法就是教师启发学生积极思维、让学生主动掌握知识。为了达到最好效果, 我们课前做了充分备课, 在上课过程中我们注重把所讲知识用相应的思维方法串起来, 熟练的表达出来, 使学生感到这些知识是从教师大脑思维中自然流出来的, 从而集中精力, 跟随教师的思维一起思考, 掌握所学知识和相应的思维方法。同时在这个过程中, 还不失时机的提出一些问题, 引导学生积极思考。例如ALU加法器, 首先简单复习与门、或门、非门及异或门的电路图及工作原理;再讲解计算机中运算器中的最基本单元全加器的工作原理, 在此基础上学习4位串行进位加法器, 分析串行进位加法器的缺点, 从而引出4位并行进位加法器的工作原理、进而扩展到16位并行进位加法器。在此过程中不断提出问题, 让学生思考, 融会贯通, 循序渐进, 不断往前扩展学生的知识面。

2.2 采用案例教学法

案例教学法就是教师使用与教学内容密切相关实际案例来解决教学中的各种问题, 以提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力, 培养学生浓的学习兴趣的一种教学方法。运用这种教学方法, 关键在于教师要准备大量与教学内容紧密相关案例, 并有计划、有意识、灵活地运用到教学实践去, 以取得预期的效果和目的。在运用案例教学法时, 我们遵循趣味性原则、典型性原则和综合性原则等原则来选择相应案例来帮助学生了解和掌握知识。如:由于汇编语言没有专门的指令来显示程序运行的结果, 我们要找结果必须使用debug程序在讲debug程序的使用过程时, 为了提高学生的学习兴趣, 我们就引用了如何用debug程序来破解计算机开机密码。通过案例教学法, 提高学生学习的兴趣, 并且做到举一反三、触类旁通。

2.3 对比法

在上述方法的基础上, 我们又把一些既有区别又相联系的知识点归为一类, 进行对比分析指出相同点, 强调相异点, 提高学习效果和效率。例如又如跳转指令、子程序调用指令、中断指令归为一类。这三种指令都可实现程序的分支与转向, 但它们又相互区别。跳转指令是最基本的程序转向指令, 子程序调用指令也可实现程序转向但执行完子程序必须返回断点处, 因此子程序调用指令是在跳转指令的基础上增加了断点的保护与恢复。中断指令从本质上来讲是调用指令, 但由于中断的随机性, 在转入中断服务程序时要及时保护程序的运行状态, 所以中断指令又是在调用指令的基础上增加了保护状态和恢复状态字的过程。用这样的方法只需讲清楚跳转指令的执行过程, 然后步步深入, 学生很快就能灵活的运用这类指令。

2.4 强化习题讨论教学环节

针对理论教学中学生一些尚未理解透彻、容易混淆的概念及学生自学中没有解决的问题, 在习题课中进行分析和讨论。选题具有代表性, 它不是难题也不是繁题, 但具有讨论和引申的内容。通过一题多解和分析, 加深学生对基本概念和基本理论的理解, 起到举一反三、触类旁通的作用, 有助于学生在以后的编程设计中更好的进行具体应用。在讨论问题的过程中, 学生的独立思考能力得到了培养和锻炼。

2.5 多媒体教学

针对概念抽象难懂、理解起来很不自然, 学起来非常枯燥的特点, 我们采用多媒体辅助教学手段, 把一些动态的过程例如CPU的工作过程、指令流程等制作相应的动画, 使同学们能够直观的看到计算机内部的数据流, 控制流, 以及指令的执行过程, 把抽象的东西具体化, 生动化, 调动了学生学习的积极性、主动性, 提高教学效果。此外, 我们还将讲课的内容制作成幻灯片并在网上发布, 如果学生在课堂上来不及做笔记或没听懂, 在课后可以随时上网查看幻灯片, 方便了学生的课后复习, 将动画和幻灯片讲义结合起来, 使教学效果比以前有了大幅度的提高。

2.6 实验教学的改革

《计算机组成原理与汇编语言程序设计》是一门理论课, 又是一门要求动手进行实践的课程。为了使学生对计算机工作原理有更深入的了解和掌握汇编语言程序设计思想, 我们必须加强实验教学。我校主要购买了清华大学TEC-2000实验箱以及中南大学虚拟实验系统, 可完成基础实验, 验证性实验以及设计性实验等。在实验教学中, 设置合适的实验项目, 例如在循环分支程序设计实验中, 我们把学生感兴趣的c语言循环分支程序分别用汇编语言循环程序来实现, 通过比较, 领会和熟练掌握汇编循环粉质指令的精髓, 从而掌握汇编语言设计思想, 吸引了学生兴趣, 提高了实验效果。

3 结语

在多年的《计算机组成原理及汇编语言程序设计》的教学中, 我们采用多样化的教学方法, 丰富的教学手段以及加强实验教学, 取得了较好教学效果和教学质量, 提高了学生的学习兴趣和解决实际问题能力, 为学生后续课程打下良好的基础。

摘要：为了提高教学水平, 完善教学质量, 本文对计算机组成原理与汇编语言程序设计课程的教学进行了一系列的探讨, 提出了在高校计算机专业的计算机组成原理与汇编语言程序设计的课程教学中如何改进教学方法来激发学生们的学习兴趣、指导学生有效轻松学习该课程的几点措施。

关键词：启发式教学法,案例教学法,对比法,多媒体教学,实验教学

参考文献

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