研究型教學在編譯原理課程中的應用探索

徐 晶

[摘要]通過對研究型教學的研究，提出了將之應用于編譯原理課程及課程設計中，探索研究型教學在課程教學實踐中的模式，并提出了驗證、應用、創新的三步掌握編譯技術的課程設計方案。

[關鍵詞]計算機教育；研究型教學；編譯原理

[中圖分類號]G40—057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009—8097(2009)13—0062—02

引言

傳統教學是以教師為核心，以知識點為核心，是由教師確定學生應該學什么，學生怎么學，而研究型教學是以學生為核心，以好奇心作為學習的趨動力，但是如何在教學過程中把學生的激情找回來，這是教學改革中一個一直在探索的問題。本文通過對編譯原理課程教學實踐，對應用研究型教學進行了一些嘗試。

一研究型教學定義

研究型教學是教師通過指導學生從自然、社會和生活中選擇和確定與學科相關的專題進行研究，使學生在獨立的主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，吸收知識、應用知識、解決問題、獲取新穎的經驗和表現具有個性特征的行為，從而提高學生的各方面素質，培養學生創造能力和創新精神的一種實踐活動。研究型教學以培養學生創新能力為核心，以培養學生的創新精神和創新能力為目的，立足所學，從實際背景和問題出發，創設問題情境，在教師的引導下，確定課題，通過觀察、實驗、分析、歸納、猜想、論證、社會實踐等方式進行學習。在專業必修課程中結合研究型教學模式能夠將比較成熟的專業知識與領域研究熱點將結合，使得每屆教學內容都有新的變化。

二編譯原理課程特點

編譯原理課程是計算機科學與技術專業學生的重要基礎課程。通過學習該課程，要求學生掌握計算機語言編譯程序的基本原理、方法和工具，以及編譯程序的管道／過濾器型軟件體系結構，更深入地理解由ACM／IEEE-CS制訂的“CC2005”中提出的12個核心概念，特別是其中的“概念和形式模型”。此外，通過學習編譯原理還可使學生更好的理解計算機程序設計語言的內部機制，從而更好地理解和運用程序設計語言。因此，在編譯原理課程中采用研究型教學，不僅使學生掌握編譯技術的知識，還還可使學生更好的理解計算機程序設計語言的內部機制，從而更好地理解和運用程序設計語言。

三研究型教學在編譯原理的應用

學生從被動接受知識到主動獲取知識是研究型教學的最大特點，因此，在編譯原理課程的教學過程中充分調動學生積極性是被反復強調的。為了更好的讓學生理解編譯技術，在課程開始時教師可以通過舉例說明編譯技術在計算機領域中的廣泛應用，吸引學生學習課程的興趣，比如：OQ軟件是針對特定字符串進行識別并用圖片替換來實現QQ表情，這是編譯技術中詞法分析的應用；數據庫SQL語句執行之前都須對語句進行語法檢查，這是正規式和正規文法的應用等。教師還應強調“語言是在軟件設計中求解實際問題的一種重要途徑”，告知學生在課程設計中可以選擇實現當前流行的HTML、JDBC、RTF、PostScript、SQL、報表白定義等語言或子語言的編譯器，激發學生的學習興趣。

在設計教學計劃時，為了突出能力培養，將課堂討論題、課后研究題、課題提問成績均計入學生最后的成績。

教學計劃將課程課題討論題設計為36次，即每次課有一題，每題0.5分。根據教學大綱，課題討論題可以在講解新的知識點之前設計，比如：LR(1)分析方法會產生大量類似狀態，如何將類似的狀態合并而不會產生新的問題，從而引出LALR(1)方法；介紹完DFA、正規式和正規文法的定義之后，讓學生思考三者之間是否可以轉換、如何轉換。

對于編譯原理課程來說，研究型教學中的問題解決模式是根據學生自身知識水平和學習能力，由教師根據課程內容設置問題，學生收集科學事實，解決問題，得出科學結論并應用新知識這一個過程，教學計劃中課后研究題就是采用這種教學模式。

課后研究題占課程成績的7％一般以2～3人為一組，在整個課程中每組同學至少完成一次課后研究題，每次上課布置課后研究題要求一組同學在閱讀教材的基礎上對相關知識有所延伸閱讀并進行相應實踐，在下次課上課時給出10分鐘進行演講，題目的設置體現研究分析性與動手能力結合的趣味性問題，比如：解釋型語言和編譯型語言運行效率比較、設計URL地址的詞法分析器。通過這些方式有效的激發學生學習的興趣和積極性。

四課程設計方案設計

編譯原理課程是計算機軟件學科理論與實踐相結合的典范，在理論課中所介紹的基本概念、原理、方法和算法，要通過實驗加以理解和吸收，才能能夠達到真正的理解和掌握。為此設計一組與理論內容相配套的課程設計是非常重要的。本文利用Lex和Yacc工具，提出了驗證、應用、創新的三步掌握編譯技術的課程設計方案。

正如前文所述，本課程設計并不要求實現某種指定語言的編譯器，學生以小組的形式，可以選定一種目前計算機領域中流行的編程語言或子語言實現，這樣的好處是，一方面可以使學生提高學習興趣，實現某種語言的部分功能；另一方面可以提高學生的自學和創新能力。本課程設計如下：

1驗證型實驗，按照編寫好的實驗操作學習使用Lex和Yacc，如利用Lex計算文本文件的字符數、單詞數；利用Yacc生成中綴表示的計算機器。

2應用型實驗，構造選定語言的LALR文法，使用Lex和Yacc實現選定語言的詞法分析器和語法分析器。

3創新型實驗，用課程中講授的分析方法，如遞歸下降分析法完成對特定語言的語法分析，并生成相應的語法樹；將語法分析得到的中間代碼換成自定義的四元式中間代碼，并將其翻譯成匯編代碼。

在整個課程設計方案中，有層次的、階段性實驗課題讓學生由淺入深系統學習編譯技術知識，并能夠應用學到的編譯原理方法實現選定語言的編譯器，使學生通過課程設計的學習后，即掌握編譯理論和方法方面的基本知識，也具有設計、實現、分析和維護編澤程序等方面的初步能力。

五總結

研究型教學充分發揮學習主體的能動作用，把發展學生探索能力、實踐能力、創新能力放在首位，滿足拔尖創新人才發展的需要，以人的發展及人類的發展為本，體現學生自我塑造與人性的創造本質，改變當前大學教育中人才培養的狹窄化、技術化傾向，創造良好的教學與學術氛圍。因此，如何將研究型教學應用于課程教學已經是目前高等教育熱點問題，本文試圖通過對編譯原理這么重要基礎課程教學方式的改革，使得學生不僅僅學習編譯技術基礎知識，還通過課后研究、課程設計培養學生問題意識，研究能力和創新精神。