摘要:程序設(shè)計(jì)能力是新世紀(jì)創(chuàng)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(shè)計(jì)”課程為基礎(chǔ)，探討如何通過課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，提出程序設(shè)計(jì)能力由問題分析能力和程序?qū)崿F(xiàn)能力兩部分組成，對課堂教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)管理模式進(jìn)行改革。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果說明改革措施對培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性起到了積極作用。

關(guān)鍵詞:程序設(shè)計(jì);習(xí)題課;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革;課堂教學(xué)

社會(huì)競爭日益激烈，快速變化的社會(huì)環(huán)境對人才的綜合素質(zhì)提出更高要求，強(qiáng)調(diào)適應(yīng)能力和設(shè)計(jì)應(yīng)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(qiáng)對高等教育的管理監(jiān)督，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)代工作生活必不可少的工具，人們的創(chuàng)新思想和設(shè)計(jì)理念都需要借助計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，各個(gè)專業(yè)的學(xué)生都需要具備一定的程序設(shè)計(jì)能力，因此大多數(shù)理工科專業(yè)的學(xué)生在整個(gè)本科學(xué)習(xí)過程中會(huì)選修兩門以上程序設(shè)計(jì)方面的課程。如何合理地安排課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，對培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合人才具有重要意義。目前大學(xué)課程的改革偏重于課程內(nèi)容以及課程設(shè)置方面的改革，而對教學(xué)實(shí)施改革的力度還不夠[2]。

1程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，首先是培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，如何分析問題，提出解決方案;如何表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)而完善設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與具體的程序?qū)崿F(xiàn)沒有太大關(guān)系，然而卻是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，程序設(shè)計(jì)能力應(yīng)該由兩大部分組成:

第一部分，也是基礎(chǔ)部分，分析問題，表達(dá)并細(xì)化解決思路的能力。這一部分與課程內(nèi)容的聯(lián)系較為松散，卻是能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

第二部分，是與課程密切相關(guān)的編程實(shí)現(xiàn)和調(diào)試程序的能力。學(xué)生用課程中所學(xué)的某種編程語言，例如匯編語言或C語言，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)思想，并實(shí)際動(dòng)手上機(jī)，調(diào)試運(yùn)行程序，解決具體問題。

目前課程內(nèi)容設(shè)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(yīng)用，大多數(shù)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(shí)大多直接給出正確的程序，而不是向?qū)W生演示分析問題、設(shè)計(jì)流程、編寫程序、最后調(diào)試修改程序的整個(gè)程序設(shè)計(jì)過程。其結(jié)果就是，面對程序設(shè)計(jì)題目時(shí)，學(xué)生大多直接開始編寫程序，而不是整理設(shè)計(jì)思路。盲目編寫的程序往往邏輯混亂，缺乏調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生無法調(diào)試得到正確結(jié)果，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和積極性。因此在課堂教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)該強(qiáng)化對學(xué)生分析設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，通過例題和課堂問答，詳細(xì)演示整個(gè)分析、修改，最后完成流程設(shè)計(jì)的過程，不要直接給出答案。大多情況下，引導(dǎo)學(xué)生完成的流程與例題的答案有所不同，分析兩者，改變學(xué)生始終希望有標(biāo)準(zhǔn)答案的習(xí)慣。有了流程后，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)指令編寫程序，利用多媒體教學(xué)手段，向?qū)W生演示整個(gè)調(diào)試修改程序的過程，強(qiáng)調(diào)分析問題、整理設(shè)計(jì)流程的重要性，改變學(xué)生忽略流程設(shè)計(jì)，直接編寫程序的“惡習(xí)”。

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

作者簡介:胡青(1975-)，女，重慶人，講師，碩士，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別和智能系統(tǒng)。

實(shí)際應(yīng)用中，人們分析解決問題時(shí)，多采用從大到小，從上到下逐漸細(xì)化的方法。然而在教學(xué)過程中，學(xué)生很難接受這種方法，面對一個(gè)稍微復(fù)雜的具體問題時(shí)，學(xué)生大多無從下手，不知道如何開始分析?！皡R編語言程序設(shè)計(jì)”課程在整個(gè)本科教育體系中屬于基礎(chǔ)教育，開設(shè)時(shí)間較早，大多開設(shè)于大學(xué)二年級，這也就意味著，本課程主要面向低年級的，獨(dú)立思考能力相對較差的學(xué)生。這類學(xué)生可以解決具體的小問題，對于稍微大一點(diǎn)的問題，就不知道如何進(jìn)行分析。針對這種情況，培養(yǎng)學(xué)生思維分析能力時(shí)，適宜采取從小到大的方法，逐步引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)分析方法，示例最好選擇學(xué)生熟悉的事務(wù)，如學(xué)生成績管理等。從一個(gè)具體的小功能出發(fā)，如統(tǒng)計(jì)某高考學(xué)生的總分，配合課程進(jìn)度，逐步添加功能。例如學(xué)習(xí)分支結(jié)構(gòu)及相應(yīng)指令后，就可以統(tǒng)計(jì)某個(gè)學(xué)生不及格的課程門數(shù)，到課程結(jié)束時(shí)可以完成一個(gè)具有基本功能的學(xué)生成績管理系統(tǒng)。最后再引導(dǎo)學(xué)生用從大到小，從上到下的方法分析設(shè)計(jì)學(xué)生成績管理系統(tǒng)的功能，使學(xué)生了解熟悉這種分析方法。

第二部分程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，要使學(xué)生適應(yīng)計(jì)算機(jī)的“思維”方法。計(jì)算機(jī)中使用二進(jìn)制，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、運(yùn)算、傳輸都采用二進(jìn)制。這就需要教師耐心引導(dǎo)，通過大量的例子和演示，使學(xué)生能夠切換到計(jì)算機(jī)的“思維”方法，而不是繼續(xù)停留在傳統(tǒng)的紙筆方式。貫穿整個(gè)程序設(shè)計(jì)的是數(shù)據(jù)流，從哪里得到原始數(shù)據(jù)，對這個(gè)數(shù)據(jù)做何種處理，結(jié)果存放到哪里。調(diào)試驗(yàn)證程序的過程就是修改待處理數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)處理的結(jié)果是否正確，修改指令直到結(jié)果正確的過程。與其他非計(jì)算機(jī)類的課程相比，“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程有其特殊性，程序設(shè)計(jì)是一個(gè)調(diào)試修改錯(cuò)誤，最終得到“正確”程序的過程，而其他非計(jì)算機(jī)類的大多數(shù)課程都要求一次得到正確結(jié)果，不允許出現(xiàn)錯(cuò)誤，這就導(dǎo)致學(xué)生下意識(shí)追求直接寫出“正確”程序，而不是調(diào)試程序。教材上的例題以及教師授課時(shí)都直接給出最終的程序，省略中間的調(diào)試修改過程，在一定程度上也加深了學(xué)生的這種傾向，剛接觸程序設(shè)計(jì)的學(xué)生往往有重指令、輕數(shù)據(jù)、忽略調(diào)試的傾向。因此充分利用多媒體手段，在課堂上引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手編程，演示調(diào)試修改過程，通過實(shí)際的例題說明觀察數(shù)據(jù)，調(diào)試修改程序的方法，對培養(yǎng)學(xué)生調(diào)試修改程序的意識(shí)和能力是及其必要和有效的。

2教學(xué)及實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)踐

2.1增設(shè)習(xí)題課

“匯編程序設(shè)計(jì)”課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，都配有一定的實(shí)驗(yàn)課程，教師對實(shí)驗(yàn)課的重要性已有了足夠的認(rèn)識(shí)，然而強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)[3]，在一定程度上忽略了課堂教學(xué)對學(xué)生“動(dòng)腦”能力的鍛煉。課堂教學(xué)不能局限于程序指令或語法規(guī)則的講授，固定不變的“靜態(tài)”內(nèi)容更多需要學(xué)生記憶，而不是理解和應(yīng)用。理論教學(xué)活動(dòng)以教師為主體，而習(xí)題課應(yīng)以學(xué)生為主，教師起輔助引導(dǎo)作用，習(xí)題課側(cè)重于“動(dòng)態(tài)”思維能力的培養(yǎng)。

例如任何一本程序設(shè)計(jì)入門的教材都將程序設(shè)計(jì)分成了3種基本結(jié)構(gòu)，即順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，掌握這3種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)調(diào)試是整個(gè)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。介紹相關(guān)指令和程序結(jié)構(gòu)后，在習(xí)題課上，通過具體的例子，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，提出解決問題的流程，使用所學(xué)的指令和結(jié)構(gòu)編程實(shí)現(xiàn)。利用多媒體手段，演示程序的調(diào)試修改過程，設(shè)計(jì)調(diào)試數(shù)據(jù)，調(diào)試學(xué)生編寫的程序，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決錯(cuò)誤，整個(gè)過程中注意與學(xué)生的互動(dòng)。多個(gè)簡單的例子組合起來就形成了一個(gè)稍微復(fù)雜的問題，通過前面分步的分析，學(xué)生對這個(gè)問題已經(jīng)熟悉了解，不會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，之后再通過一個(gè)類似的問題，引導(dǎo)學(xué)生自行分析實(shí)現(xiàn)一個(gè)稍具規(guī)模的程序，可以有效地增強(qiáng)學(xué)生的自信心。習(xí)題課中要注意黑板與多媒體手段的結(jié)合，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)提示。通過習(xí)題課使學(xué)生對如何分析設(shè)計(jì)調(diào)試程序有了直觀認(rèn)識(shí)后，再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加深學(xué)生的理解和應(yīng)用，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。

2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，一直處于輔助地位，一般針對理論教學(xué)的章節(jié)安排設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而理論教學(xué)中各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)都是相對獨(dú)立的，這就直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互間聯(lián)系松散，甚至各自獨(dú)立。根據(jù)各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每次實(shí)驗(yàn)都只要求學(xué)生編寫一小段程序，鍛煉檢查學(xué)生對具體知識(shí)點(diǎn)的掌握，前后實(shí)驗(yàn)之間聯(lián)系較為松散，到課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生編寫過多個(gè)實(shí)驗(yàn)程序，但每個(gè)程序都只有幾十行代碼，很難將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，靈活運(yùn)用，更加無法體會(huì)模塊化設(shè)計(jì)的必要性和設(shè)計(jì)思想。因此設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系，每次實(shí)驗(yàn)都給出需要綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的題目，隨著課程的進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也從簡單到復(fù)雜，到課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)該能夠進(jìn)行一定規(guī)模的程序設(shè)計(jì)。表1列出了本課程的綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)題目，共分7次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)均布置1～2道針對該次實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的一般應(yīng)用題，外加綜合應(yīng)用前面所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用題。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)置可以幫助學(xué)生融會(huì)貫通所學(xué)知識(shí)，并能有效地改變學(xué)生忽略平時(shí)學(xué)習(xí)，期末集中突擊的現(xiàn)象。

表1 “匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)置

實(shí)驗(yàn)名稱綜合實(shí)驗(yàn)題目

實(shí)驗(yàn)1簡單程序?qū)嶒?yàn)編程實(shí)現(xiàn)下列無符號(hào)數(shù)運(yùn)算，結(jié)果放在變量X中，X=(84÷6+5)*7-100

實(shí)驗(yàn)2分支程序?qū)嶒?yàn)無符號(hào)字節(jié)型變量X取值范圍為[0，200]，編程實(shí)現(xiàn)如下函數(shù)f(X)，結(jié)果存放在變量Y中。

f(X)= X/20≤X≤50

(X÷6+10)*7-1050

5*X 100

實(shí)驗(yàn)3循環(huán)程序?qū)嶒?yàn)無符號(hào)字節(jié)型變量X取值范圍為[0，200]，編程實(shí)現(xiàn)如下函數(shù)f(X)，結(jié)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(shí)驗(yàn)4子程序?qū)嶒?yàn)編寫一個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)3中綜合題的函數(shù)功能

實(shí)驗(yàn)5DOS功能調(diào)用實(shí)驗(yàn)從鍵盤輸入X的值，并將f(X)結(jié)果顯示在屏幕上

實(shí)驗(yàn)6圖形功能實(shí)驗(yàn)在屏幕上畫出f(X)函數(shù)的圖形

實(shí)驗(yàn)7文件輸入輸出實(shí)驗(yàn)從鍵盤輸入X的值，共輸入10次，將f(X)的結(jié)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(shí)驗(yàn)過程管理的改革

同理論課相比，實(shí)驗(yàn)課的管理相對要松散一些。實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生遲到、早退、曠課、代人簽到等現(xiàn)象屢見不鮮。近年來我們加強(qiáng)了對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的管理和監(jiān)督，規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求，要求教師批改每份報(bào)告，并給出評分等級。然而在實(shí)際執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生抄襲報(bào)告現(xiàn)象較為嚴(yán)重，不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前并沒有完成預(yù)習(xí)工作。由于批改工作量較大，一個(gè)教師要批改幾十甚至上百學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不少教師采取“粗放式”的批改辦法，實(shí)驗(yàn)報(bào)告制度在當(dāng)前情況下形式大于實(shí)效。

計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)有其特殊性，學(xué)生更容易復(fù)制抄襲，并且教師很難在短時(shí)間內(nèi)通過閱讀報(bào)告檢查出程序的錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)抄襲報(bào)告的學(xué)生，也就很難合理公平地評定出實(shí)驗(yàn)成績，這在一定程度上打擊了學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的積極性。實(shí)驗(yàn)成績的評定既要重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更要重視實(shí)驗(yàn)過程[4]，只有建立相應(yīng)的管理機(jī)制杜絕抄襲現(xiàn)象，才能促使學(xué)生踏踏實(shí)實(shí)地完成平時(shí)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而達(dá)到鍛煉培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的目的。每次實(shí)驗(yàn)都布置具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，設(shè)定截止日期，要求學(xué)生在截止日期前將自己編寫的程序通過電子郵件發(fā)送給指導(dǎo)教師。教師直接運(yùn)行程序，檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)的完成情況，可以有效地提高批改速度和正確率，再利用計(jì)算機(jī)軟件比較學(xué)生提交的程序，相似度達(dá)到一定程度就可判定為抄襲，對于認(rèn)定為相互抄襲的學(xué)生，該次實(shí)驗(yàn)均判定為不合格，這樣既可以減輕教師批改報(bào)告的工作量，也可以較為客觀準(zhǔn)確地評定出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，對改變當(dāng)前抄襲報(bào)告的現(xiàn)象能起到積極作用。

通過實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，習(xí)題課上學(xué)生注意力比較集中，大部分同學(xué)都能跟隨教師的指導(dǎo)積極參與。同以往相比，上過習(xí)題課后，實(shí)驗(yàn)課中提問的學(xué)生人數(shù)明顯增加，不少學(xué)生詢問如何調(diào)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(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象依然存在，但人數(shù)有所下降。說明上述改革措施，對培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性起到了積極作用。

3結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入人們生產(chǎn)、工作、生活的各個(gè)方面，良好的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力是高素質(zhì)人才應(yīng)該具備的基本能力。本文針對“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)，對該課程的教學(xué)方法、內(nèi)容和管理模式進(jìn)行了改革實(shí)踐，這些措施對提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力起到了積極作用。希望課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)ζ渌嗨普n程的改革起到參考借鑒作用。

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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)