如何上好第一堂課

諶志群　王榮波　黃孝喜

摘 要： 第一堂課如何上，很大程度上決定了課程教學的成敗。首先介紹了第一堂課的教學內容和教學方法，然后重點介紹了我們課程組在“編譯原理”第一堂課中采用的教學手段和教學方法，如圖表法、動態演示法等。本研究對計算機相關專業的課程教學，以及其他工科專業的課堂教學可起到一定借鑒作用。

關鍵詞： 第一堂課； 編譯原理； 教學； 動態演示

中圖分類號：TP314 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）03-59-03

0 引言

請經驗豐富、學術造詣深厚的名師為大學新生開設學科導論課，可讓學生更好地了解本學科和專業的知識體系及發展趨勢，掌握本學科和專業的研究方法和思維方式，解決本專業“為何學、學什么、怎么學”的問題[1]。同樣，對于一門課，也需要在教學的開始安排導論性的內容，以幫助學生解決這門課“為何學、學什么、怎么學”的問題。這就要求任課教師精心進行教學設計，上好課程教學的第一堂課。

1 如何上好第一堂課

如果說學科是一片森林，那么課程就是一棵棵樹木，如果說學科導論課是為了讓學生掌握森林的導航地圖，那么課程導論就是為了讓學生掌握某棵樹木的總體概貌。課程導論要說清楚樹木在森林中的位置與作用，以及樹木本身的主要枝杈，而不是去研究細小的枝丫，甚至樹葉。第一堂課如何上，很大程度上決定了課程教學的成敗。

1.1 第一堂課的教學內容

第一堂課應以教師講授為主，需要向學生講授的內容有以下幾個方面。

⑴ 課程在學科體系中的地位

學科的知識體系是由一門一門的課程構建起來的，每門課在學科知識體系中都有其特有的地位和作用。第一堂課首先要介紹課程的歷史、現狀和發展趨勢，介紹該門課的前導課程和后續課程，以及該課程與前導課程和后續課程之間的關系，讓學生對該課程在學科體系中的地位和作用有個清楚的認識，使得學生在后續的學習過程中明確大方向。

⑵ 課程主要內容概覽

每門課都有自身的核心內容和知識結構，對學生來說，課程學習首先就需要解決“學什么”的問題。第一堂課需要向學生概略性地介紹本門課程的主要內容、知識點，以及知識點之間的關系。最好是能將課程的主要內容以知識點為單位串聯起來，形成一個完整的知識圖譜，使得學生在后面的學習過程中做到胸中有丘壑，在學習具體章節或者知識點的時候不會迷路。

⑶ 課程的作用

學習某門課程，其作用體現在很多方面。一是可以通過課程學習來構建完整的學科知識體系，并為后續學習打下基礎；二是可以通過學習掌握本課程的相關知識，為將來解決實際問題提供幫助；三是課程學習對培養學生專業素養和能力的促進作用，這一點很重要。在第一堂課中應向學生介紹本課程的多方面作用，解決學生“為何學”的問題，這對于激發學生的學習興趣非常重要。

⑷ 課程的學習方法

每門課都有其自身的性質和特點，計算機專業的課程可分為理論類、實踐類、編程類等。課程的性質和特點不同，學習方法也各不相同。第一堂課需要向學生介紹課程的類屬，本課程與別的課程的區別與類同之處，課程各部分內容的比例，課程的實驗或者上機要求等。然后結合課程特點，介紹本課程的學習方法，比如是采用理論思辨、算法分析，還是編程驗證，為學生解決“如何學”的問題。

1.2 第一堂課的教學方法

第一堂課的目的是介紹課程的總體概貌，激發學生的學習興趣。要達到這個教學目的，需要采用合適的教學方式。首先不能讓課堂氣氛嚴肅壓抑，而應該營造得輕松愉快一點。最好以講故事的方式開始，介紹課程的發展史和發展過程中重要科學家的事跡。在介紹課程內容概貌時，應該采用形象、直觀、易記的方式，比如圖、表、動畫、音頻、視頻等。為介紹課程的作用，增強學生學習動力，可以用具體實例說明課程知識在解決實際問題過程中的應用，以及在專業素養和專業能力培養方面所發揮的作用。可以說上好第一堂課，課程教學就成功了一半。

2 “編譯原理”第一堂課

“編譯原理”是計算機專業的重要基礎課，在教學中存在著教難、學難、實驗組織難等問題，是計算機專業教學中一門公認的難上課程[2]，因此上好“編譯原理”第一堂課顯得尤為重要。

編譯系統在現代計算機系統中占有重要的地位，它是直接運行在操作系統之上的一類重要系統軟件，如圖1所示。

[裸機][操作系統][編譯系統]

圖1 編譯系統的地位

編譯原理課程的目的在于系統地向學生講述編譯系統的結構、工作流程及編譯程序各組成部分的設計原理和實現技術，使學生通過課程學習，既掌握編譯理論和方法方面的基本知識，也初步掌握設計、實現、分析和維護編譯程序的技能。編譯原理課程與其他課程之間的關系如圖2所示。

[高級語言程序設計][自動機和形式語言][操作系統][數據結構][離散數學][編譯理論][素材] [控制對象][技術][基礎]

圖2 “編譯原理”與其他課程的關系

向學生介紹編譯原理課程在學科體系中的地位之后，還需向學生概略性介紹課程的主要內容。編譯原理課程內容綱要如圖3所示。編譯原理課程教學中幾乎所有內容都是圍繞這一綱要展開的。

[符號表管理][中間代碼生成][語義分析][語法分析][詞法分析][目標代碼生成][代碼優化][源程序][目標代碼][錯誤診斷處理]

圖3 “編譯原理”課程內容綱要

編譯原理課程要重點介紹編譯的整個過程，這一過程包括詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、代碼優化和目標代碼生成等步驟（見圖3）。編譯過程是非常復雜的，但是編譯過程中每個階段完成的主要工作又是非常明確的。

讓學生掌握編譯過程各階段分別完成哪些編譯工作，并在腦海中建立深刻印象，對后續教學是非常關鍵的。為此，我們采用多媒體開發工具FLASH CS3[3]，自行設計開發了一個“編譯過程動態演示系統”，系統導航界面如圖4所示。

圖4 編譯過程動態演示系統導航界面

系統將文本、表格、圖形、音頻、視頻等不同的媒體結合在一起，以形象直觀的方式動態演示高級程序設計語言編譯過程各個階段對源程序或其中間表示的處理工作，并以一個典型的源程序例子為對象，展示其編譯過程中的變換情況。圖5是代碼優化階段的實例變換情況動態展示。

圖5 代碼優化實例展示

通過播放以上演示系統，可以使學生輕松掌握編譯中的幾個核心概念，更重要的是可以牢固把握整個高級程序的編譯過程及其特點，更深刻理解編譯原理課程學習的核心內容，使得學生在后續學習中無論在學習哪部分內容都明白當前內容在課程知識體系中所處的位置。

編譯原理是計算機相關專業尤其是軟件類專業的核心課程，對于學科知識體系的構建是不可或缺的，這對于提高學生的專業素養和軟件開發能力是至關重要的。如果一個軟件類專業的學生不能深刻理解高級語言程序的編譯理論與核心算法，在進行程序開發的時候也就無法寫出高質量的程序。雖然編譯原理課程主要講述編譯理論（形式語言與自動機）與經典的編譯算法，而絕大多數學生畢業后并不會從事編譯器開發工作，但是學習該課程仍然是重要的和有益的。首先編譯器本身就是一個大型軟件，剖析這一大型軟件的系統結構，對于培養學生的軟件開發能力非常有幫助。另外，編譯原理課程中涉及到的算法與技術可應用到其他軟件的開發中，如文本分析與處理器、情報檢索軟件、模式識別軟件等。應該在第一堂課向學生講述課程的重要作用，激發學生對本課程的學習興趣。

編譯原理是一門典型的理論與實踐相結合的課程，如何學好這門課程也是在第一堂課需要向學生重點闡述的。學好該課程，首先需要牢固掌握編譯的經典算法，雖然這些算法已有幾十年的歷史，但是在現代編譯器設計中仍然被廣泛采用，這一點必須向學生說清楚，以免其對學習產生抵觸心理。為了讓學生能輕松掌握編譯中的主要算法，我們采用Flash CS3，設計實現了一個編譯算法動態演示系統[4]，能夠對幾個經典的編譯算法（NFA到DFA的等價轉換算法、LL分析器的組成和分析算法、SLR分析器的組成和分析算法）進行全方位動態演示。

要學好編譯原理，只學習理論是不夠的，也是難以真正掌握的，根據學習進程去剖析一個實際編譯器的源代碼是一個很好的學習方法，最好在第一堂課就提供這樣一個編譯程序實例，并向學生提出具體的要求。

實驗部分是編譯原理課程教學中的重要環節。目前大多數高校在編譯原理課程的實踐環節都要求學生能上機實現一個小型模型語言的編譯程序。這對于大部分學生來說似乎是一個不可能完成的任務。為了克服學生的畏難心理，我們在第一堂課向學生提供一個類Pascal語言的可拆卸式編譯器[5]。該編譯器是往屆學生在課程實驗中設計實現的。這樣，一方面提供了一個編譯器的范例供學生學習參考，另一方面也告訴學生，編譯器設計并沒有那么神秘，通過他們自身努力是可以實現的，從而增強學生上機實驗的動力，并進一步激發其學習興趣。

3 結束語

第一堂課是教師和學生的第一次見面，第一堂課教學效果的優劣在很大程度上決定了整個課程教學的成敗，因此教師必須高度重視第一堂課。第一堂課的內容一般是導論性的，涉及課程的性質、地位和作用，課程的學科基礎、主要內容、知識結構、學習方法和應用領域等多個方面。本文簡要介紹了第一堂課的教學內容和教學方法，重點介紹了我們課程組在“編譯原理”第一堂課中的教學手段和教學方法，如圖表法、動態演示法等。在教育界不斷強調提高本科教育質量，強調素質教育的今天，希望本文研究不僅對編譯原理教學，也對計算機相關專業課程，甚至對其他工科專業的課堂教學起到參考作用。

參考文獻：

[1] 朱振岳.杭州電子科大教授給新生做“向導”[N].中國教育報，

2013.10.11.

[2] 諶志群，王小華，朱文華.編譯原理課程的教學改革思路[J]. 杭州電子

科技大學學報（社會科學版），2007.3（4）：69-72

[3] 王環，李安宗.新編中文Flash CS3實用教程[M].西北工業大學出版

社，2009.

[4] 諶志群，王榮波.基于Flash的編譯算法動態演示系統設計[J].計算機

時代，2011.9：59-61

[5] 諶志群，王小華.面向試驗教學的可拆卸小型編譯器設計[J].現代教

育技術，2009.19（6）：111-113