程宏斌

摘要：針對《匯編語言與微機原理》課程教學(xué)存在的幾個與應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求不適應(yīng)的問題，該文提出了三個方面的改革措施：劃分知識點層次并合理選取內(nèi)容，基于Proteus仿真平臺為主的理論教學(xué)改革，構(gòu)建虛擬仿真實驗開發(fā)平臺。以便有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的微機軟硬件系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)能力。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；Proteus；仿真實驗平臺

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）25-5917-02

Teaching Reform of Assembly Language and Microcomputer Principle Course Based on Application-oriented Talents Training

CHENG Hong-bin

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

Abstract： Aiming at the problem that cousrse teaching was not adapted to the requirements of application-oriented talents training in Assembly Language and Microcomputer Principle，this paper proposed three reform measures：dividing the knowledge level and choosing the teaching contents reasonably， teaching reform based on the Proteus simulation platform， the construction of virtual simulation experiment and development platform. So that，it would be fully stimulate studentss initiative and improve the ability of Microcomputer Principle application development of software and hardware system.

Key words： teaching reform； Proteus；simulation experiment platform

《匯編語言與微機原理》課程是計算機專業(yè)的專業(yè)課程之一，課程內(nèi)容比較復(fù)雜、抽象，是一門基礎(chǔ)性、理論性非常強的課程，也是一門實踐性很強的的綜合性課程。課程內(nèi)容是計算機軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的結(jié)合，還涉及數(shù)字邏輯、程序設(shè)計、計算機組成原理和操作系統(tǒng)等學(xué)科的知識，是單片機技術(shù)、嵌入式技術(shù)、DSP、計算機控制技術(shù)等后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。該課程的任務(wù)是使學(xué)生從理論和實踐上掌握微機的基本組成、原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計方法、接口電路及硬件連接，使學(xué)生具有微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的能力，并在此基礎(chǔ)上了解當(dāng)今計算機硬件的新技術(shù)、新理論和新方法。

《匯編語言與微機原理》課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大、實踐性強，學(xué)時數(shù)卻有限，是學(xué)生普遍反應(yīng)的難學(xué)課程之一。目前大多數(shù)院校的《匯編語言與微機原理 》課程教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，表現(xiàn)在教材內(nèi)容與微型計算機硬件的實際嚴(yán)重脫節(jié)、實驗設(shè)備投資不足、實用性較差等方面[1]。

而且傳統(tǒng)的教學(xué)法—以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式忽視了學(xué)生的認(rèn)知主體作用，在整個教學(xué)過程中，以“教”為主，缺乏互動，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)效果不佳。目前的教學(xué)狀況不利于具有創(chuàng)新思維能力的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為改善這一現(xiàn)狀，特提出對《匯編語言與微機原理 》課程教學(xué)進(jìn)行改革。

1 關(guān)鍵問題

按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，課程教學(xué)應(yīng)加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、應(yīng)用專業(yè)知識和實用技術(shù)綜合解決實際問題的能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而目前的教學(xué)現(xiàn)狀存在以下幾個關(guān)鍵問題額待改革：

1）教學(xué)內(nèi)容與實際脫節(jié)問題，需合理選擇規(guī)劃課程的知識點，制定適應(yīng)普通本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的知識模塊。

2）需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，針對課程知識點的特點差異研究設(shè)計靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段，在課堂教學(xué)過程中引入了仿真軟件進(jìn)行基于項目的案例教學(xué)，在教學(xué)中堅持理論聯(lián)系實際，實現(xiàn)“教”、“學(xué)”、“做”的有機結(jié)合[2-3]。

3）徹底改革實踐教學(xué)方法，擺脫硬件實驗環(huán)境薄弱和設(shè)備老化的問題，建立基于Proteus的微機原理實驗教學(xué)平臺。制定合適的基礎(chǔ)實驗和應(yīng)用開發(fā)實驗項目，設(shè)計課外拓展的實踐項目。并將課堂教學(xué)、自主學(xué)習(xí)有機地結(jié)合起來，從而強化實踐教學(xué)、有效提高學(xué)生工程實踐應(yīng)用能力，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的微機應(yīng)用型人才。

2 改革措施

1） 教學(xué)內(nèi)容改革

研究課程的教學(xué)大綱與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，合理選擇規(guī)劃課程的知識點，制定適應(yīng)普通本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的知識模塊。重點放在經(jīng)典的基本原理和常用的指令和編程方法上，避免繁瑣復(fù)雜的微機硬件原理技術(shù)細(xì)節(jié)介紹、注重實踐動手能力培養(yǎng)。

對微機知識點進(jìn)行劃分，基礎(chǔ)知識模塊以經(jīng)典16位處理器8088為主，主要講述CPU的基本結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)及其尋址方式，基本的匯編語言語法和程序設(shè)計，中斷原理，存儲器擴展及基本的可編程接口技術(shù)。這些內(nèi)容不但是微機原理最基本的教學(xué)內(nèi)容，更是學(xué)好高檔微機技術(shù)的重要前提。教學(xué)中對硬件的電路原理部分盡量簡化，刪去硬件芯片中實用性差的內(nèi)容。另外，適當(dāng)刪減16位CPU的繁雜的指令細(xì)節(jié)及MS-DOS部分內(nèi)容， 注重微機匯編語言程序設(shè)計中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、邏輯處理和程序結(jié)構(gòu)，略去繁雜的指令在數(shù)學(xué)計算方面的應(yīng)用內(nèi)容[4]。

知識提高模塊則全面以Pentium微處理器為代表的32位機上，適當(dāng)引入常用的32位指令尋址方式和匯編指令。拓展知識模塊則介紹目前最新的微機硬件結(jié)構(gòu)及相關(guān)接口技術(shù)，如現(xiàn)在的酷睿2雙核CPU、I3/I5 CPU、SDRAM DDR3技術(shù)、嵌入式單片微機技術(shù)8051、ARM7/ARM9/ARM11等。盡可能介紹市場上的最新微機技術(shù)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。

2） 教學(xué)方式改革

匯編語言與微機原理 概念多且抽象，學(xué)起來枯燥乏味，理解起來非常困難。在教學(xué)中應(yīng)多采用類比教學(xué)法，盡量用通俗易懂的事例對比講解知識點，以便激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并加深對內(nèi)容的理解。其次，借助于flash 動畫的形象化演示讓學(xué)生直觀感受指令的動態(tài)執(zhí)行過程，加深對語法的理解。而且可以采用討論教學(xué)法、提問式和研究式等教學(xué)方法，組織學(xué)生對授課知識點內(nèi)容進(jìn)行討論，在討論中加深對概念的理解和應(yīng)用。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，形成“學(xué)本位”的教學(xué)理念，高了教學(xué)效果[5-6]。

另外，在教學(xué)中引入Proteus仿真軟件、可視化的8086模擬工具emu8086來講授微機原理和匯編程序設(shè)計。對于教學(xué)知識點，通過項目教學(xué)法，引入知識點相關(guān)的項目案例、借助仿真實驗軟件演示微機硬件設(shè)計和匯編語言程序的的運行結(jié)果，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后提煉出項目涉及的知識點。通過介紹相關(guān)微機硬件原理、使學(xué)生帶著需求去學(xué)習(xí)微機知識。再通過分析項目的軟件設(shè)計和實現(xiàn)、完整的理解軟硬件系統(tǒng)開發(fā)。最后對知識點點評、總結(jié)該知識點的應(yīng)用特點和方法。另外給學(xué)生設(shè)計進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過課外興趣小組的方式合作設(shè)計開發(fā)小項目，以期達(dá)到更高的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

課程知識點講授結(jié)束后適當(dāng)增加實際微機應(yīng)用項目的講授內(nèi)容。例如溫度監(jiān)測系統(tǒng)、燈光節(jié)能控制系統(tǒng)等，介紹一個實用的微機應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析，方案制定，硬件設(shè)計，軟件開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。增加學(xué)生的應(yīng)用實踐能力。

3） 構(gòu)建低成本的、開放式的虛擬實驗開發(fā)平臺

匯編語言與微機原理 是一門實踐性很強的課程，必須在課堂教學(xué)之外輔以大量的實驗，才能讓學(xué)生真正掌握好知識的應(yīng)用。 一般的學(xué)校實踐環(huán)節(jié)都是以微機實驗箱為實驗平臺，設(shè)備成本高，易誤操作易損壞，且實驗效果不佳。我們采用Proteus和keil構(gòu)建微機原理虛擬仿真實驗平臺，只要一臺電腦就可以完成微機原理實驗，不僅滿足基本實驗需求，還可以進(jìn)行應(yīng)用項目開發(fā)，從而大大減少硬件實驗箱和元器件的投資，更容易調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的課堂和課后的學(xué)習(xí)興趣。通過仿真軟件進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，調(diào)試成功后再在實驗箱實驗或?qū)嵨镏谱鳎商岣邔嵨锵到y(tǒng)開發(fā)的成功率。另外可實行以學(xué)生為主體、教師指導(dǎo)為輔的課外開放實驗教學(xué)模式，彌補了實驗設(shè)備和實驗課時不足的缺點，給學(xué)生更多實踐和鍛煉的機會，更好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維以及軟硬件開發(fā)的綜合能力[7]。

3 結(jié)束語

為了改革當(dāng)前應(yīng)用型本科高?！秴R編語言與微機原理》課程教學(xué)存在的問題，該文提出相關(guān)的改革措施：合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容、基于Proteus仿真技術(shù)的理論教學(xué)方式改革，構(gòu)建低成本的、開放式的虛擬實驗開發(fā)平臺以改革實踐教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)節(jié)，以期對《匯編語言與微機原理 》課程的教學(xué)改革提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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[7] 左冬紅，張林.“微機原理與接口技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34（3）：31-34.