“匯編語言程序設計”課程教學及實驗改革的探索

摘要:程序設計能力是新世紀創新型人才需要具備的基本能力之一，本文以“匯編語言程序設計”課程為基礎，探討如何通過課堂教學和實驗環節培養學生的程序設計能力，提出程序設計能力由問題分析能力和程序實現能力兩部分組成，對課堂教學方法、實驗內容以及實驗環節管理模式進行改革。教學實踐結果說明改革措施對培養學生程序設計能力，激發學生學習主動性起到了積極作用。

關鍵詞:程序設計;習題課;實驗內容改革;課堂教學

社會競爭日益激烈，快速變化的社會環境對人才的綜合素質提出更高要求，強調適應能力和設計應用能力的提高。為了提升我國高等教育的水平，盡快與國際高等教育接軌，近年來國家加大了對教育科研的投入，加強對高等教育的管理監督，強調對學生動手能力和創新能力的培養[1]。計算機作為現代工作生活必不可少的工具，人們的創新思想和設計理念都需要借助計算機來實現，各個專業的學生都需要具備一定的程序設計能力，因此大多數理工科專業的學生在整個本科學習過程中會選修兩門以上程序設計方面的課程。如何合理地安排課程和實驗內容，提高學生的程序設計能力，對培養高素質的綜合人才具有重要意義。目前大學課程的改革偏重于課程內容以及課程設置方面的改革，而對教學實施改革的力度還不夠[2]。

1程序設計能力的培養

程序設計能力的培養，首先是培養學生的設計能力，如何分析問題，提出解決方案;如何表達自己的設計思想，進而完善設計思路。設計能力的培養與具體的程序實現沒有太大關系，然而卻是程序設計的基礎。因此，程序設計能力應該由兩大部分組成:

第一部分，也是基礎部分，分析問題，表達并細化解決思路的能力。這一部分與課程內容的聯系較為松散，卻是能力培養的基礎。

第二部分，是與課程密切相關的編程實現和調試程序的能力。學生用課程中所學的某種編程語言，例如匯編語言或C語言，實現自己的設計思想，并實際動手上機，調試運行程序，解決具體問題。

目前課程內容設置以及教師的授課均偏重于第二部分，課堂上多講授具體指令的功能及應用，大多數例題程序只有十多條，至多幾十條指令，并且教師在課堂授課時大多直接給出正確的程序，而不是向學生演示分析問題、設計流程、編寫程序、最后調試修改程序的整個程序設計過程。其結果就是，面對程序設計題目時，學生大多直接開始編寫程序，而不是整理設計思路。盲目編寫的程序往往邏輯混亂，缺乏調試經驗的學生無法調試得到正確結果，打擊了學生學習的自信心和積極性。因此在課堂教學活動中，應該強化對學生分析設計能力的培養，通過例題和課堂問答，詳細演示整個分析、修改，最后完成流程設計的過程，不要直接給出答案。大多情況下，引導學生完成的流程與例題的答案有所不同，分析兩者，改變學生始終希望有標準答案的習慣。有了流程后，引導學生用所學指令編寫程序，利用多媒體教學手段，向學生演示整個調試修改程序的過程，強調分析問題、整理設計流程的重要性，改變學生忽略流程設計，直接編寫程序的“惡習”。

基金項目:重慶市高等教育教學改革研究項目(0634170);重慶大學教學改革項目(教200617)。

作者簡介:胡青(1975-)，女，重慶人，講師，碩士，研究方向為模式識別和智能系統。

實際應用中，人們分析解決問題時，多采用從大到小，從上到下逐漸細化的方法。然而在教學過程中，學生很難接受這種方法，面對一個稍微復雜的具體問題時，學生大多無從下手，不知道如何開始分析。“匯編語言程序設計”課程在整個本科教育體系中屬于基礎教育，開設時間較早，大多開設于大學二年級，這也就意味著，本課程主要面向低年級的，獨立思考能力相對較差的學生。這類學生可以解決具體的小問題，對于稍微大一點的問題，就不知道如何進行分析。針對這種情況，培養學生思維分析能力時，適宜采取從小到大的方法，逐步引導學生適應分析方法，示例最好選擇學生熟悉的事務，如學生成績管理等。從一個具體的小功能出發，如統計某高考學生的總分，配合課程進度，逐步添加功能。例如學習分支結構及相應指令后，就可以統計某個學生不及格的課程門數，到課程結束時可以完成一個具有基本功能的學生成績管理系統。最后再引導學生用從大到小，從上到下的方法分析設計學生成績管理系統的功能，使學生了解熟悉這種分析方法。

第二部分程序設計能力的培養，要使學生適應計算機的“思維”方法。計算機中使用二進制，數據的儲存、運算、傳輸都采用二進制。這就需要教師耐心引導，通過大量的例子和演示，使學生能夠切換到計算機的“思維”方法，而不是繼續停留在傳統的紙筆方式。貫穿整個程序設計的是數據流，從哪里得到原始數據，對這個數據做何種處理，結果存放到哪里。調試驗證程序的過程就是修改待處理數據，觀察數據處理的結果是否正確，修改指令直到結果正確的過程。與其他非計算機類的課程相比，“匯編語言程序設計”課程有其特殊性，程序設計是一個調試修改錯誤，最終得到“正確”程序的過程，而其他非計算機類的大多數課程都要求一次得到正確結果，不允許出現錯誤，這就導致學生下意識追求直接寫出“正確”程序，而不是調試程序。教材上的例題以及教師授課時都直接給出最終的程序，省略中間的調試修改過程，在一定程度上也加深了學生的這種傾向，剛接觸程序設計的學生往往有重指令、輕數據、忽略調試的傾向。因此充分利用多媒體手段，在課堂上引導學生動手編程，演示調試修改過程，通過實際的例題說明觀察數據，調試修改程序的方法，對培養學生調試修改程序的意識和能力是及其必要和有效的。

2教學及實驗改革的實踐

2.1增設習題課

“匯編程序設計”課程是實踐性很強的課程，都配有一定的實驗課程，教師對實驗課的重要性已有了足夠的認識，然而強調實驗課程對學生動手能力的培養[3]，在一定程度上忽略了課堂教學對學生“動腦”能力的鍛煉。課堂教學不能局限于程序指令或語法規則的講授，固定不變的“靜態”內容更多需要學生記憶，而不是理解和應用。理論教學活動以教師為主體，而習題課應以學生為主，教師起輔助引導作用，習題課側重于“動態”思維能力的培養。

例如任何一本程序設計入門的教材都將程序設計分成了3種基本結構，即順序結構、分支結構和循環結構，掌握這3種結構的設計調試是整個程序設計的基礎。介紹相關指令和程序結構后，在習題課上，通過具體的例子，引導學生分析問題，提出解決問題的流程，使用所學的指令和結構編程實現。利用多媒體手段，演示程序的調試修改過程，設計調試數據，調試學生編寫的程序，引導學生自己發現解決錯誤，整個過程中注意與學生的互動。多個簡單的例子組合起來就形成了一個稍微復雜的問題，通過前面分步的分析，學生對這個問題已經熟悉了解，不會產生畏難情緒，之后再通過一個類似的問題，引導學生自行分析實現一個稍具規模的程序，可以有效地增強學生的自信心。習題課中要注意黑板與多媒體手段的結合，強調以學生為主體，教師引導提示。通過習題課使學生對如何分析設計調試程序有了直觀認識后，再經過實驗環節，加深學生的理解和應用，最終達到培養學生能力的目的。

2.2實驗內容的改革

實驗環節作為理論教學的補充，一直處于輔助地位，一般針對理論教學的章節安排設置實驗內容，而理論教學中各個章節的知識點都是相對獨立的，這就直接導致實驗內容相互間聯系松散，甚至各自獨立。根據各章節的知識點安排實驗內容，每次實驗都只要求學生編寫一小段程序，鍛煉檢查學生對具體知識點的掌握，前后實驗之間聯系較為松散，到課程結束時，學生編寫過多個實驗程序，但每個程序都只有幾十行代碼，很難將各個知識點融會貫通，靈活運用，更加無法體會模塊化設計的必要性和設計思想。因此設置實驗內容時，應該加強實驗間的聯系，每次實驗都給出需要綜合應用所學知識點的題目，隨著課程的進展，實驗內容也從簡單到復雜，到課程結束時，學生應該能夠進行一定規模的程序設計。表1列出了本課程的綜合應用實驗題目，共分7次實驗，每次實驗4學時，每次實驗均布置1～2道針對該次實驗知識點的一般應用題，外加綜合應用前面所學知識的綜合應用題。這樣的實驗設置可以幫助學生融會貫通所學知識，并能有效地改變學生忽略平時學習，期末集中突擊的現象。

表1 “匯編語言程序設計”課程綜合實驗設置

實驗名稱綜合實驗題目

實驗1簡單程序實驗編程實現下列無符號數運算，結果放在變量X中，X=(84÷6+5)*7-100

實驗2分支程序實驗無符號字節型變量X取值范圍為[0，200]，編程實現如下函數f(X)，結果存放在變量Y中。

f(X)= X/20≤X≤50

(X÷6+10)*7-1050

5*X 100

實驗3循環程序實驗無符號字節型變量X取值范圍為[0，200]，編程實現如下函數f(X)，結果存放在變量Y中。

f(X)= 0+1+2+…+X0≤X≤50

(X÷6+10)*7-1050

5*X 100

實驗4子程序實驗編寫一個子程序實現實驗3中綜合題的函數功能

實驗5DOS功能調用實驗從鍵盤輸入X的值，并將f(X)結果顯示在屏幕上

實驗6圖形功能實驗在屏幕上畫出f(X)函數的圖形

實驗7文件輸入輸出實驗從鍵盤輸入X的值，共輸入10次，將f(X)的結果顯示在屏幕上，并且將X和f(X)的值寫入文本文件OUT.TXT

2.3實驗過程管理的改革

同理論課相比，實驗課的管理相對要松散一些。實驗課中學生遲到、早退、曠課、代人簽到等現象屢見不鮮。近年來我們加強了對實驗環節的管理和監督，規范實驗報告的要求，要求教師批改每份報告，并給出評分等級。然而在實際執行過程中發現，學生抄襲報告現象較為嚴重，不少學生在實驗前并沒有完成預習工作。由于批改工作量較大，一個教師要批改幾十甚至上百學生的實驗報告，不少教師采取“粗放式”的批改辦法，實驗報告制度在當前情況下形式大于實效。

計算機類課程的實驗有其特殊性，學生更容易復制抄襲，并且教師很難在短時間內通過閱讀報告檢查出程序的錯誤，發現抄襲報告的學生，也就很難合理公平地評定出實驗成績，這在一定程度上打擊了學生獨立完成實驗的積極性。實驗成績的評定既要重視實驗結果，更要重視實驗過程[4]，只有建立相應的管理機制杜絕抄襲現象，才能促使學生踏踏實實地完成平時的實驗，進而達到鍛煉培養學生動手能力的目的。每次實驗都布置具體的實驗任務，設定截止日期，要求學生在截止日期前將自己編寫的程序通過電子郵件發送給指導教師。教師直接運行程序，檢查學生實驗的完成情況，可以有效地提高批改速度和正確率，再利用計算機軟件比較學生提交的程序，相似度達到一定程度就可判定為抄襲，對于認定為相互抄襲的學生，該次實驗均判定為不合格，這樣既可以減輕教師批改報告的工作量，也可以較為客觀準確地評定出學生的實驗情況，對改變當前抄襲報告的現象能起到積極作用。

通過實際的教學活動發現，習題課上學生注意力比較集中，大部分同學都能跟隨教師的指導積極參與。同以往相比，上過習題課后，實驗課中提問的學生人數明顯增加，不少學生詢問如何調試，而不是直接請求教師幫助解決問題。采用上述措施后，抄襲實驗報告的現象依然存在，但人數有所下降。說明上述改革措施，對培養學生綜合應用能力和調動學生的學習主動性起到了積極作用。

3結束語

隨著計算機技術的快速發展，計算機已經深入人們生產、工作、生活的各個方面，良好的計算機應用和設計能力是高素質人才應該具備的基本能力。本文針對“匯編語言程序設計”課程的特點，對該課程的教學方法、內容和管理模式進行了改革實踐，這些措施對提高學生程序設計能力起到了積極作用。希望課程建設經驗能夠對其他相似課程的改革起到參考借鑒作用。

參考文獻:

[1] 教育部. 國家教育事業發展“十一五”規劃綱要[Z]. 2008.

[2] 周建平. 大學課程改革的“深度”缺失與覺醒[J]. 江蘇高教，2009(1):71-73.

[3] 李麗濱，盧宇. 高校計算機實驗教學改革的思考與探索[J]. 遼寧教育研究，2002(9):52-53.

[4] 劉建英. 計算機硬件開發性實驗教學之我見[J]. 高等理科教育，2007(4):105-107.

Reform in Teaching and Experiments of Course “Assembly Language Program Desgin”

HU Qing， YOU Ji-yuan， SHI Xin

(Department of Information Engineering and Automation， College of Automation， Chongqing University， Chongqing400030， China)

Abstract: Program designing is a fundamental requirement for creative talented people in the new century. This paper discussed how to improve students’s program designing ability by “Assembly Language Program Design” course， proposed that program design ability consist of two components: problem analysis and program implement， reformed teaching method， course experiments and management. The teaching results show that the reforms do have some effect on improving students’ program designing ability， activating students learning.

Key words: program designing; problem solving classes; experiment reform; course teaching

(編輯:姚彥如)