基于OBE的“汇编语言程序设计”课程建设与教学实践

李珍香

摘要：结合计算机专业人才培养目标、汇编语言的特点及汇编语言课程的教学现状，制定了基于OBE教育理念的汇编语言课程建设方案与建设目标，并主要从OBE实验指导书、CAI多媒体课件与微视频、试题库方面阐述了汇编语言课程资源的建设，从教学手段与教学方法、课程的考核与评价方面阐述了OBE教学实施过程。实践证明，OBE课程建设行之有效，有助于培养学生的自主学习能力和创新能力，能极大地提高教学效果。

关键词：OBE教育理念;汇编语言;课程建设

中图分类号：TP313        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）16-0100-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Course Construction and Teaching Practice of "Assembly Language Programming" Based on OBE Educational Concept

LI Zhen-xiang

（College of Computer， Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

Abstract： Combining with the training objectives of computer professionals， the characteristics of assembly language and the current teaching situation of assembly language programming course， the construction scheme and objectives of assembly language course are formulated based on OBE education concept. The construction of curriculum resources is mainly elaborated from the aspects of the OBE experiment guide book， CAI multimedia courseware， micro video and exam question corpus. This paper expounds the implementation process of OBE teaching from the aspects of teaching methods and strategies， course assessment and evaluation. Practice has proved that the construction of OBE courses is effective. It helps to cultivate students' independent learning ability and innovation ability. It also greatly improves the teaching effect.

Key words：OBE educational concept; assembly language programming; curriculum construction

1引言

OBE（Outcome Based Education）成果導向教育，是一种基于学习结果的教育模式，其核心理念之一是以“学习者为中心”[1]，关注学习者在整个学习过程中对知识的理解和掌握，以及学习者在学习过程中所产生的可能的情绪和心理反应。这就要求教师需努力为学生创造和提供实现学习目标的最佳学习环境、学习方式和机会。

汇编语言是一种面向机器的低级程序设计语言，是架起软、硬件知识的一座桥梁，是硬件系统、系统软件和嵌入式系统的常用编程工具;汇编代码简短、占用内存少、执行速度快，能直接访问硬件及端口，在程序优化、代码调试、解密加密、系统维护等方面具有其他语言无可比拟的优势;汇编编程基于具体的处理器，所以汇编语言具有很强的理论抽象性及与硬件的相关性。“汇编语言程序设计”是计算机类专业的专业基础课，是计算机组成原理、操作系统、编译原理等课程的前导课;学习和使用汇编语言，不仅能使学生深入理解计算机的组成和工作原理，形成一个软硬兼备的编程知识体系，从而能够对计算机硬件和应用程序之间的联系形成一个清晰的认识[2]，而且对于培养学生的程序设计能力也起着十分重要的作用。但相对于高级语言，由于汇编语言指令多、语法繁琐、知识点较零散抽象，加之汇编编程与操作跟硬件紧密相关、上机环境也不像可视化集成开发环境简单方便，所以在习惯了面向对象的可视化编程环境、面向事务处理的思维下，学生刚开始接触入门不是太顺利，从主观上对汇编课程的学习有畏惧心理[3]。随着近年来嵌入式系统与系统能力培养的大力发展，从事汇编课程的同仁们进一步认识到了汇编语言课程在计算机类专业中首屈一指的重要性，就更加重视汇编语言课程教学，并在积极研究且提出了许多行之有效的教学思想和方法。

我校计算机专业正在做工程专业认证，在此背景下，汇编语言课程组以OBE教育为导向，围绕专业的学习产出和能力培养，通过与前导课、后续课程之间的内在逻辑联系，对课程内容进行了整体优化，建立了OBE下的课程建设目标，开发了线上线下教学资源，编写了OBE实验指导书，并展开了行之有效的理论与实验教学。

2 课程建设方案与目标

基于OBE教育理念，开展以“学生为主体，教师为主导”的集“知识、能力、素质”一体化、递进化培养的课程建设方案[4]，如图1所示。

课程的教学目标是让学生学会针对一种具体的计算机系统，深入其内部研究CPU和寄存器、内存储器、I/O端口以及它们间的相互逻辑关系，体会并掌握如何以汇编指令形成控制流和数据流，进而使学生能够从宏观到微观、从原理到应用、从理论到实践，真正理解计算机的软、硬件关系，从软件角度理解计算机的工作原理，为后续课程学习及日后工作打下坚实基础。本课程的具体教学目标为：

（1）了解汇编语言的作用、汇编指令与机器指令间的关系，熟悉寄存器和存储器组织，加深对微机内部工作机制与运行过程的理解。

（2）熟悉汇编操作环境与具体工具的功能与操作方法，掌握汇编语言的基本语法、语句格式与源程序结构，熟悉计算机如何表示数据，汇编语言中使用常量和变量的方法。

（3）理解寻址方式的含义，熟悉Intel 80x86的数据传送类、算术运算类、逻辑运算和移位操作类等基本指令的功能和编写顺序程序的方法;掌握控制转移类指令、串指令及编写分支和循环程序的方法;掌握子程序的定义、调用及编写子程序的方法。

（4）了解DOS应用程序特点和DOS功能调用，熟悉I/O指令，能熟练运用DOS与BIOS功能调用方法设计磁盘文件读写等功能的程序。

（5）使学生具备一定的自学能力和能够利用计算机网络等渠道跟踪获取新知识、新技术的方法和能力，具有跟踪现代化工具搭建实验环境的能力，为将来从事程序研发和调试打下坚实基础。

3 课程建设与实践

围绕课程建设目标，在专业建设指导委员会的指导下，开展了师资队伍、课程内容、教学模式、课程资源与教学平台、实验教学、教学手段与教学方法、课程考核与评价等课程内容的建设与实践。

3.1 开发课程资源

为了利于学生的课下或线下自主学习，课程组非常重视课程资源的建设。如图2所示为所开发的主要教学资源。

1）OBE实验指导书

我校开设的汇编语言课程共54时（含18时实验），其中的一个问题是教学内容偏多，实验学时不足，缺少综合设计。为此，课程组采取通过加强实验实践环节来理解、巩固、创新知识内容，并编写了OBE实验指导书。指导书中的每个实验都有明确的实验目标、实验内容、实验准备与要求、实验步骤，要求每次实验后撰写实验报告，实验报告中需包含有程序说明（说明程序的功能、结构），调试说明（包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试过程中的问题及解决办法，问题分析与结果分析），源程序清单和执行结果（必要时需画出流程图）。其中的实验内容分为4个层次，对各层次实验实施的实验目标、时间点和相应的重点能力培养[5]，如表1所示。

2）CAI多媒体课件与微视频。汇编课程的部分知识点较抽象，譬如8086 CPU中，通过BIU和EU执行指令的流水过程，7种寻址方式，数据定义伪指令中对于不同伪指令的理解，串指令，子程序的调用与返回，I/O指令的执行过程等等，采用传统的授课方式学生较难以理解。通过Flash将静态的文字表示制作成形象、直观、生动的CAI动画，能极大的激发学生的学习兴趣和热情，能有效提高教学效果。目前已做CAI多媒体课件50个，如图3所示为其中之一的执行“IN AL，21H”指令过程的CAI动画界面。

另外，还将课程部分中的重点难点内容与实验操作演示过程录制成了10分钟左右的微视频。

3）试题库。依据教学大纲中的8章内容（分别为汇编语言基础知识、计算机基本原理、寻址方式与指令系统、汇编语言顺序程序设计、分支与循环程序设计、子程序设计、宏汇编、I/O与中断程序设计），开发了附有试题解析的试题库，试题涵盖了课程的所有知识点，每章的题型有主观题也有客观题[6]。

3.2 创新教学手段与教学方法

OBE教学需采用先进的教学手段与相适应的教学方法，汇编课程的教学从整门课程到每节课堂都精心设计、认真教学。

首先在教学手段上，不再是填鸭式的满堂灌，而是结合所开发的课程资源与网络、微信（群），采取“互动+开放”的线上+线下、课前+课中+课后的混合式教学，将教学重心从以“教”为中心转向以“学”为中心，最大满足学生的需求，培养学生的自学能力，发掘学生的创造性思维。

在教学方法上，主要采用了启发诱导式、案例式、问题式与对比式方法，针对不同的内容采用相适应的教学方法。譬如，对于计算机中的常用进制数的理解，就与日常生活中的一年为12个月（可看成是12进制数），1小时等于60分（可看成是60进制数）相联系;对于ASSUME伪指令，通过观众看电影分配座位来理解;对于中断嵌套，通过正在写作业时的来电——接听电话——按门铃过程理解;将堆栈操作与洗碗中的摞碗取碗相联系;将直接寻址、相对寄存器寻址、相对基址变址寻址等具体的寻址方式与高级语言中的一维数组、二维数组、三维数组相联系;将内存单元的地址和内容与C语言中的指针相联系，等等，这些内容采用的是启发式与对比式教学方法。对于程序设计部分，主要采用案例式和问题式教学方法[7]。

3.3课程考核与评价

科学合理的考核与评价是OBE教学的重要保证，同时也是保证学生自主学习的重要手段。我们的结课考核所采取的是过程化考核并以多种形式进行（如表2所示）。课程总成绩=期末成绩+平时成绩+实验成绩，将期末闭卷成绩占总评成绩的比例降低，加强对平时作业、小测试、实验报告等的评分，采用合理的权重系数来处理“平时过程性评价”和“期末结果性评价”的关系[8]。

4 结语

本OBE教学已在我校计算机专业的2016～2018级实施，从课程考核成绩、对后续课程的支撑及2016级的毕业设计情况看，取得了很好的教学效果，也得到了专家、同行的好评。OBE教学改革是一个持续改进和不断提升的过程，我们将继续在教学实践中不断改进与持续发展。

参考文献：

[1] 雷艳静，等.OBE理念下计算机硬件课程群建设研究与实践[J].计算机教育，2016（4）：88-90.

[2] 张佳佳，等.基于计算思维的汇编语言教学实验设计[J].实验技术与管理，2016，33（12）：200-203.

[3] 王爽.汇编语言[M].3版.北京：清华大学出版社，2013.

[4] 顾佩华，等.基于学习产出（OBE）的工程教育模式[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[5] 于庆梅，等.汇编语言程序设计课程微实验教学模式探讨[J].计算机教育，2014（22）：111-114.

[6] 姚富光.高校计算机专业“汇编语言”课程教学改革探究[J].重庆教育学院学报，2012，25（3）：62-64.

[7] 刁紅军，杨季文.汇编语言实验教学与实践[J].计算机教育，2015（15）：97-99.

[8] 要志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

【通联编辑：王力】