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基于应用型人才培养目标的汇编语言与微机原理课程改革

论文作者:医学检验论文
发表时间:2016-9-3

摘要:针对《汇编语言与微机原理》课程教学存在的几个与应用型人才培养要求不适应的问题,该文提出了三个方面的改革措施:划分知识点层次并合理选取内容,基于Proteus仿真平台为主的理论教学改革,构建虚拟仿真实验开发平台。以便有效调动学生学习的积极性,提高学生的微机软硬件系统应用开发能力。
  关键词:教学改革;Proteus;仿真实验平台
  中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号: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 students’s initiative and improve the ability of Microcomputer Principle application development of software and hardware system.
  Key words: teaching reform; Proteus;simulation experiment platform
  《汇编语言与微机原理》课程是计算机专业的专业课程之一,课程内容比较复杂、抽象,是一门基础性、理论性非常强的课程,也是一门实践性很强的的综合性课程。课程内容是计算机软件技术和硬件技术的结合,还涉及数字逻辑、程序设计、计算机组成原理和操作系统等学科的知识,是单片机技术、嵌入式技术、DSP、计算机控制技术等后续课程学习的基础。该课程的任务是使学生从理论和实践上掌握微机的基本组成、原理、指令系统、汇编语言程序设计方法、接口电路及硬件连接,使学生具有微机系统软硬件开发的能力,并在此基础上了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法。
  《汇编语言与微机原理》课程教学内容多、信息量大、实践性强,学时数却有限,是学生普遍反应的难学课程之一。目前大多数院校的《汇编语言与微机原理 》课程教学现状不容乐观,表现在教材内容与微型计算机硬件的实际严重脱节、实验设备投资不足、实用性较差等方面[1]。
  而且传统的教学法―以教师为中心的传统教学模式忽视了学生的认知主体作用,在整个教学过程中,以“教”为主,缺乏互动,难以激发学生的学习热情,教学效果不佳。目前的教学状况不利于具有创新思维能力的应用型人才的培养。为改善这一现状,特提出对《汇编语言与微机原理 》课程教学进行改革。
  1 关键问题
  按照应用型人才培养目标的要求,课程教学应加强学生自主学习的能力、应用专业知识和实用技术综合解决实际问题的能力以及创新能力的培养。而目前的教学现状存在以下几个关键问题额待改革:
  1)教学内容与实际脱节问题,需合理选择规划课程的知识点,制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。
  2)需要改变传统的教学方法,针对课程知识点的特点差异研究设计灵活多样的教学方法和教学手段,在课堂教学过程中引入了仿真软件进行基于项目的案例教学,在教学中坚持理论联系实际,实现“教”、“学”、“做”的有机结合[2-3]。
  3)彻底改革实践教学方法,摆脱硬件实验环境薄弱和设备老化的问题,建立基于Proteus的微机原理实验教学平台。制定合适的基础实验和应用开发实验项目,设计课外拓展的实践项目。并将课堂教学、自主学习有机地结合起来,从而强化实践教学、有效提高学生工程实践应用能力,以培养具有创新精神的微机应用型人才。
  2 改革措施
  1) 教学内容改革
  研究课程的教学大纲与应用型人才培养目标,合理选择规划课程的知识点,制定适应普通本科应用型人才培养要求的知识模块。重点放在经典的基本原理和常用的指令和编程方法上,避免繁琐复杂的微机硬件原理技术细节介绍、注重实践动手能力培养。
  对微机知识点进行划分,基础知识模块以经典16位处理器8088为主,主要讲述CPU的基本结构,指令系统及其寻址方式,基本的汇编语言语法和程序设计,中断原理,存储器扩展及基本的可编程接口技术。这些内容不但是微机原理最基本的教学内容,更是学好高档微机技术的重要前提。教学中对硬件的电路原理部分尽量简化,删去硬件芯片中实用性差的内容。另外,适当删减16位CPU的繁杂的指令细节及MS-DOS部分内容, 注重微机汇编语言程序设计中数据结构、逻辑处理和程序结构,略去繁杂的指令在数学计算方面的应用内容[4]。   知识提高模块则全面以Pentium微处理器为代表的32位机上,适当引入常用的32位指令寻址方式和汇编指令。拓展知识模块则介绍目前最新的微机硬件结构及相关接口技术,如现在的酷睿2双核CPU、I3/I5 CPU、SDRAM DDR3技术、嵌入式单片微机技术8051、ARM7/ARM9/ARM11等。尽可能介绍市场上的最新微机技术,从而提高学生的学习兴趣,调动学习积极性。
  2) 教学方式改革
  汇编语言与微机原理 概念多且抽象,学起来枯燥乏味,理解起来非常困难。在教学中应多采用类比教学法,尽量用通俗易懂的事例对比讲解知识点,以便激发学生的学习兴趣,并加深对内容的理解。其次,借助于flash 动画的形象化演示让学生直观感受指令的动态执行过程,加深对语法的理解。而且可以采用讨论教学法、提问式和研究式等教学方法,组织学生对授课知识点内容进行讨论,在讨论中加深对概念的理解和应用。从而激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生自主性学习、创新性学习的习惯,形成“学本位”的教学理念,高了教学效果[5-6]。
  另外,在教学中引入Proteus仿真软件、可视化的8086模拟工具emu8086来讲授微机原理和汇编程序设计。对于教学知识点,通过项目教学法,引入知识点相关的项目案例、借助仿真实验软件演示微机硬件设计和汇编语言程序的的运行结果,调动学生的学习兴趣。然后提炼出项目涉及的知识点。通过介绍相关微机硬件原理、使学生带着需求去学习微机知识。再通过分析项目的软件设计和实现、完整的理解软硬件系统开发。最后对知识点点评、总结该知识点的应用特点和方法。另外给学生设计进一步拓展学习的内容,通过课外兴趣小组的方式合作设计开发小项目,以期达到更高的学习目标。
  课程知识点讲授结束后适当增加实际微机应用项目的讲授内容。例如温度监测系统、灯光节能控制系统等,介绍一个实用的微机应用系统的需求分析,方案制定,硬件设计,软件开发、系统调试等内容。增加学生的应用实践能力。
  3) 构建低成本的、开放式的虚拟实验开发平台
  汇编语言与微机原理 是一门实践性很强的课程,必须在课堂教学之外辅以大量的实验,才能让学生真正掌握好知识的应用。 一般的学校实践环节都是以微机实验箱为实验平台,设备成本高,易误操作易损坏,且实验效果不佳。我们采用Proteus和keil构建微机原理虚拟仿真实验平台,只要一台电脑就可以完成微机原理实验,不仅满足基本实验需求,还可以进行应用项目开发,从而大大减少硬件实验箱和元器件的投资,更容易调动和激发学生的课堂和课后的学习兴趣。通过仿真软件进行设计开发,调试成功后再在实验箱实验或实物制作,可提高实物系统开发的成功率。另外可实行以学生为主体、教师指导为辅的课外开放实验教学模式,弥补了实验设备和实验课时不足的缺点,给学生更多实践和锻炼的机会,更好的培养学生创新思维以及软硬件开发的综合能力[7]。
  3 结束语
  为了改革当前应用型本科高校《汇编语言与微机原理》课程教学存在的问题,该文提出相关的改革措施:合理规划教学内容、基于Proteus仿真技术的理论教学方式改革,构建低成本的、开放式的虚拟实验开发平台以改革实践教学条件和教学环节,以期对《汇编语言与微机原理 》课程的教学改革提供参考。
  参考文献:
  [1] 张红民.微机原理及应用教材与教学内容改革思考[J].理工高教研究,2009,28(5):105-107.
  [2] 王志军,杨延军,王道宪.微机原理实验课程内容的层次化设计[J].实验室研究与探索 2012,31(1):105-107.
  [3] 刘民岷.微机原理及接口技术课程教学及实验改革实践[J].实验科学与技术,2013,11(1):64-67.
  [4] 雷艳静,古辉,陈琦,陈志杨.微机接口技术课程教学改革与实践[J].计算机教育,2013.10:27-31.
  [5] 李珍香,李全福.基于CDIO 模式的微机原理与接口技术课程实验教学改革与实践[J].实验室科学, 2013,16(1):65-68.
  [6] 陈越,顾晖,梁惺彦.Proteus 虚拟仿真在微机原理教学中的应用[J].电子技术应用,2012,38(1):106-108
  [7] 左冬红,张林.“微机原理与接口技术”教学内容改革探讨[J].电气电子教学学报,2012,34(3):31-34.
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