《計算機組成原理與匯編語言程序設計》教學探討

　　《計算機組成原理與匯編語言程序設計》課程是高校計算機軟、硬件及應用專業以及相關專業學生必修的專業基礎課程之一，是操作系統、微機接口等其它課程的必要先修課，對于訓練學生掌握單臺計算機基本組成原理與內部運行機制、匯編語言程序設計技術有著重要作用。
　　1　課程特點和存在的問題
　　《計算機組成原理與匯編語言程序設計》與計算機專業及相關專業學生普遍重視的軟件類課程有很大的區別，它主要要求學生從CPU級別掌握CPU的組成，指令流程、進而掌握CPU如何通過系統總線與主存以及外部設備構成整機以及匯編語言程序設計方法。它是屬于硬件類專業基礎課。計算機組成原理部分理論性較強，概念抽象，需要扎實的數字邏輯電路基礎，可數字邏輯電路往往是學生門的弱點，因此很難激發學生們的興趣；而匯編語言是計算機語言中的低級語言，硬件依賴性很高，指令系統中與計算機硬件結構、工作原理相關的內容很多，對于硬件知識了解少的學生來說，很難理解。再加之隨著新的計算機知識的不斷涌入，不可避免開設一些計算機新課程導致縮減了該門課程教學時間縮短。這樣造成了該門課的難教難學的局面。
　　2　教學方法中的一些探索建議
　　通過對上述難點的分析和結合自身的教學經驗，對《計算機組成原理和匯編語言程序設計》的教學方法提出幾點建議，目的是在現有的資源下，調動學生積極性，讓學生能更好將《計算機組成原理與匯編語言程序設計》這門課程學好。
　　2.1采用啟發式教學方法
　　啟發式教學法就是教師啟發學生積極思維、讓學生主動掌握知識。為了達到最好效果，我們課前做了充分備課，在上課過程中我們注重把所講知識用相應的思維方法串起來，熟練的表達出來，使學生感到這些知識是從教師大腦思維中自然流出來的，從而集中精力，跟隨教師的思維一起思考，掌握所學知識和相應的思維方法。同時在這個過程中，還不失時機的提出一些問題，引導學生積極思考。例如ALU加法器，首先簡單復習與門、或門、非門及異或門的電路圖及工作原理；再講解計算機中運算器中的最基本單元全加器的工作原理，在此基礎上學習4位串行進位加法器，分析串行進位加法器的缺點，從而引出4位并行進位加法器的工作原理，進而擴展到16位并行進位加法器。在此過程中不斷提出問題，讓學生思考，融會貫通，循序漸進，不斷往前擴展學生的知識面。
　　2.2采用案例教學法
　　案例教學法就是教師使用與教學內容密切相關實際案例來解決教學中的各種問題，以提高學生思考問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生濃的學習興趣的一種教學方法。運用這種教學方法，關鍵在于教師要準備大量與教學內容緊密相關案例，并有計劃、有意識、靈活地運用到教學實踐去，以取得預期的效果和目的。在運用案例教學法時，我們遵循趣味性原則、典型性原則和綜合性原則等原則來選擇相應案例來幫助學生了解和掌握知識。如：由于匯編語言沒有專門的指令來顯示程序運行的結果，我們要找結果必須使用debug程序，在講debug程序的使用過程時，為了提高學生的學習興趣，我們就引用了如何用debug程序來破解計算機開機密碼。通過案例教學法，提高學生學習的興趣，并且做到舉一反三、觸類旁通。
　　2.3對比法
　　在上述方法的基礎上，我們又把一些既有區別又相聯系的知識點歸為一類，進行對比分析指出相同點，強調相異點，提高學習效果和效率。例如又如跳轉指令、子程序調用指令、中斷指令歸為一類。這三種指令都可實現程序的分支與轉向，但它們又相互區別，跳轉指令是最基本的程序轉向指令，子程序調用指令也可實現程序轉向，但執行完子程序必須返回斷點處，因此子程序調用指令是在跳轉指令的基礎上增加了斷點的保護與恢復。中斷指令從本質上來講是調用指令，但由于中斷的隨機性，在轉入中斷服務程序時要及時保護程序的運行狀態，所以中斷指令又是在調用指令的基礎上增加了保護狀態和恢復狀態字的過程。用這樣的方法只需講清楚跳轉指令的執行過程，然后步步深入，學生很快就能靈活的運用這類指令。
　　2.4強化習題討論教學環節
　　針對理論教學中學生一些尚未理解透徹、容易混淆的概念及學生自學中沒有解決的問題，在習題課中進行分析和討論。選題具有代表性，它不是難題也不是繁題，但具有討論和引申的內容。通過一題多解和分析，加深學生對基本概念和基本理論的理解，起到舉一反三、觸類旁通的作用，有助于學生在以后的編程設計中更好的進行具體應用。在討論問題的過程中，學生的獨立思考能力得到了培養和鍛煉。
　　2.5多媒體教學
　　針對概念抽象難懂、理解起來很不自然，學起來非常枯燥的特點，我們采用多媒體輔助教學手段，把一些動態的過程例如CPU的工作過程、指令流程等制作相應的動畫，使同學們能夠直觀的看到計算機內部的數據流，控制流，以及指令的執行過程，把抽象的東西具體化，生動化，調動了學生學習的積極性、主動性，提高教學效果。此外，我們還將講課的內容制作成幻燈片并在網上發布，如果學生在課堂上來不及做筆記或沒聽懂，在課后可以隨時上網查看幻燈片。方便了學生的課后復習，將動畫和幻燈片講義結合起來，使教學效果比以前有了大幅度的提高。
　　2.6實驗教學的改革
　　《計算機組成原理與匯編語言程序設計》是一門理論課，又是一門要求動手進行實踐的課程。為了使學生對計算機工作原理有更深入的了解和掌握匯編語言程序設計思想，我們必須加強實驗教學。我校主要購買了清華大學TEC-2000實驗箱以及中南大學虛擬實驗系統，可完成基礎實驗，驗證性實驗以及設計性實驗等。在實驗教學中，設置合適的實驗項目，例如在循環分支程序設計實驗中。我們把學生感興趣的c語言循環分支程序分別用匯編語言循環程序來實現，通過比較，領會和熟練掌握匯編循環粉質指令的精髓，從而掌握匯編語言設計思想，吸引了學生興趣，提高了實驗效果。
　　3　結語
　　在多年的《計算機組成原理及匯編語言程序設計》的教學中，我們采用多樣化的教學方法，豐富的教學手段以及加強實驗教學，取得了較好教學效果和教學質量，提高了學生的學習興趣和解決實際問題能力，為學生后續課程打下良好的基