基于專業(yè)規(guī)范的編譯原理混合式教學(xué)改革

張敬敏+李霞+汪慎文

摘要：針對(duì)“編譯原理”課程的特點(diǎn)和實(shí)踐，給出了該課程的混合式教學(xué)方式的設(shè)計(jì)及實(shí)施方案，最后對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)和討論，以期不斷提高課程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：編譯原理；專業(yè)規(guī)范；互聯(lián)網(wǎng)+；教學(xué)方法；混合式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）02-0102-02

“線上”（網(wǎng)絡(luò)教學(xué)）和“線下”（面授教學(xué)）相結(jié)合的“混合式教學(xué)”是信息社會(huì)、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的產(chǎn)物。學(xué)生線上自主觀看微課視頻、MOOCS視頻、學(xué)習(xí)課件，完成作業(yè)、參加測(cè)試、課后補(bǔ)習(xí)，線下借助翻轉(zhuǎn)課堂等方式更多的進(jìn)行師生互動(dòng)、答疑解惑。學(xué)習(xí)行為向個(gè)性化、碎片化、快餐式轉(zhuǎn)變。改變了同步遞進(jìn)的大班教學(xué)中很多接受能力慢的學(xué)生，因趕不上老師進(jìn)度，而逐步產(chǎn)生厭學(xué)思想，甚至于放棄學(xué)習(xí)的狀況。代表了軟件技術(shù)最高層次的編譯原理可以應(yīng)用到軟件開發(fā)的各個(gè)方面。在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范中教育部高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教指委將“編譯原理”設(shè)置為16門核心課程中之一。理論和實(shí)踐相結(jié)合典范的“編譯原理”課程比較難，對(duì)其進(jìn)行混合式教學(xué)，將傳統(tǒng)教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，突破時(shí)間、空間和距離的限制，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、編譯原理課程的特點(diǎn)

計(jì)算科學(xué)即計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究?jī)?nèi)容覆蓋了對(duì)計(jì)算問(wèn)題的一般研究，學(xué)科分類的七個(gè)分支學(xué)科之一的軟件基礎(chǔ)是一個(gè)較大的學(xué)科門類，編譯程序原理及編譯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)是軟件基礎(chǔ)學(xué)科方向之一。[1]“編譯原理”是計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)本科生的一門核心專業(yè)課程，涉及高級(jí)語(yǔ)言處理和翻譯的思想、原理、方法和技術(shù)。這些內(nèi)容不僅與“高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”有著密切的聯(lián)系，而且，作為一種語(yǔ)言處理方法和翻譯技術(shù)領(lǐng)域的集大成者，對(duì)包括自然語(yǔ)言處理與機(jī)器翻譯，數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)中的開關(guān)電路分析與設(shè)計(jì)，人工智能中的知識(shí)表示與自動(dòng)推理，模式識(shí)別與圖像處理中目標(biāo)圖像的識(shí)別等諸多方面，有著深遠(yuǎn)的影響。[2]

“編譯原理”課程具有理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，而且理論與實(shí)踐高度統(tǒng)一的特點(diǎn)。編譯器構(gòu)造的每一個(gè)階段都有非常嚴(yán)密的理論支持，如：有窮自動(dòng)機(jī)、下推自動(dòng)機(jī)、正則表達(dá)式、上下文無(wú)關(guān)文法、屬性文法、語(yǔ)義分析和計(jì)算規(guī)則等等。而將以上理論付諸實(shí)踐，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款比較實(shí)用的編譯器卻需要極強(qiáng)的實(shí)踐能力，如：主語(yǔ)言的設(shè)計(jì)和表示、編譯器的框架設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、編譯器的運(yùn)行環(huán)境及構(gòu)造工具等等。

二、混合式教學(xué)改革特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

學(xué)習(xí)，光靠課堂上老師“喂養(yǎng)式”的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?？茖W(xué)研究表明，帶有主動(dòng)意識(shí)的探求性學(xué)習(xí)才能最大限度激發(fā)人的潛能和獲取知識(shí)的效果。

混合式教學(xué)模式是國(guó)際教育界對(duì)以美國(guó)為代表的“E-learning”實(shí)踐進(jìn)行深入思考之后，提出的混合式教學(xué)概念，在2003年12月9日南京召開了“第七屆華人計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用”大會(huì)上，北師大何克抗教授首次介紹了BL（blended teaching混合式教學(xué)）理念，為高校改革提供了新的思路和方法，強(qiáng)調(diào)把傳統(tǒng)教學(xué)與在線E-learning結(jié)合。

“混合式教學(xué)”把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，學(xué)生通過(guò)課前的“線上”預(yù)習(xí)，然后由老師引導(dǎo)，在“線下”開展課堂的學(xué)習(xí)討論、答疑解惑，從而使課堂教育有啟發(fā)性、開拓性，并以此培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和學(xué)習(xí)的能力。這種教學(xué)方式下老師更多的責(zé)任是教會(huì)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)和知識(shí)的構(gòu)建，要求老師在課程設(shè)計(jì)和知識(shí)傳遞中，將課堂教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行融合，使教學(xué)過(guò)程“線下”（面授教學(xué)）與“線上”（網(wǎng)絡(luò)教學(xué)）有機(jī)結(jié)合，并根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)達(dá)到一個(gè)合理的學(xué)時(shí)分配。

混合式教學(xué)是一種交互式學(xué)習(xí)，反饋及時(shí)；是一種個(gè)性化學(xué)習(xí)；一種游戲化學(xué)習(xí)；減少了教師大量布置作業(yè)、批改作業(yè)，可以使不同類型的學(xué)生，都能按照自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣安排進(jìn)度，這對(duì)理解進(jìn)度較慢的學(xué)生，有一個(gè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)彌補(bǔ)和吸收消化知識(shí)的“時(shí)間差”。還可以彌補(bǔ)師生間因角色地位、“獨(dú)生子女”個(gè)性心理等差異造成的師生、生生交流溝通少。

三、課程改革目標(biāo)和實(shí)施方案

編譯原理課程改革設(shè)定以下改革目標(biāo)：第一，在教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行改革，不能因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)難就避開不講，必須考慮知識(shí)體系的完整性和系統(tǒng)性；第二，抓住本課程的主要問(wèn)題，結(jié)合課程特征，選擇多樣化的教學(xué)方式和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率；第三，注重理論和實(shí)踐的結(jié)合，如果能將所學(xué)的理論知識(shí)投入到實(shí)際應(yīng)用中，一方面可以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，掌握編譯器構(gòu)造這一關(guān)鍵技術(shù)，另一方面也能在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論知識(shí)，反過(guò)來(lái)對(duì)理論學(xué)習(xí)起到助推作用；第四，采用比較先進(jìn)的技術(shù)，輔助課程的教學(xué)，如：網(wǎng)絡(luò)、微課等；第五，在課程考核方式上尋求多樣化，反映學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的掌握程度；第六，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)小型的編譯器，使學(xué)生初步具備研究、設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試編譯系統(tǒng)的能力，為學(xué)生具備構(gòu)造與調(diào)試大型程序的能力和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一個(gè)必要的基礎(chǔ)。

為了達(dá)到改革目的設(shè)定了如下實(shí)施方案：第一，使用制作微課和MOOCS視頻的各類軟件如PPT美化大師、屏幕錄像專家、Camtasia喀秋莎音視頻后期制作、HWPDFOCR80-漢字識(shí)別系統(tǒng)、WaveStudio音頻截取工具、語(yǔ)音自動(dòng)生成器錄制了微課視頻，利用錄像機(jī)和錄音教室錄制了MOOCS視頻；第二，使用編制在線系統(tǒng)的開發(fā)工具HTML5等開發(fā)在線測(cè)試、作業(yè)、在線評(píng)分和在線討論的系統(tǒng)；第三，“編譯原理”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)的詞法分析器、語(yǔ)法分析器、中間代碼生成器和代碼優(yōu)化的完整的編譯器。其目的是幫助學(xué)生加深理解編譯原理理論，培養(yǎng)程序尤其是大型程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容和要求見文獻(xiàn)[3]。

四、對(duì)課程實(shí)踐的思考

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的各種信息技術(shù)，借助在線，實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，進(jìn)行線上和線下的混合式教學(xué)?？梢蕴岣邆湔n效率、授課效率及學(xué)課效率。借助混合式教學(xué)，學(xué)生不僅能夠更好地接受課堂知識(shí)，還能在課后利用網(wǎng)絡(luò)和教師之間形成良好的互動(dòng)，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要，因此，混合式教學(xué)受到了廣大師生的一致好評(píng)，混合式教學(xué)是高校教學(xué)改革的發(fā)展趨勢(shì)。編譯原理課程在線教學(xué)方式和線下教學(xué)方式的教學(xué)方式的結(jié)合，改變了以教師為中心的一次性廣播式、缺少有效互動(dòng)教學(xué)方式以及學(xué)生被動(dòng)式、沒有重學(xué)機(jī)會(huì)的現(xiàn)狀。

五、結(jié)語(yǔ)

提高編譯原理課程的教學(xué)效果，需從課程的內(nèi)容、教學(xué)方式方法等方面進(jìn)行思考、研究、實(shí)踐和總結(jié)，并根據(jù)每一學(xué)年學(xué)生實(shí)際水平的不同進(jìn)行調(diào)整，由淺入深、循序漸進(jìn)地展開，目的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合能力，提升教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙致琢.計(jì)算科學(xué)導(dǎo)論[M].第3版.北京：科學(xué)出版社，2006.

[2]張素琴，呂映芝，蔣維杜.編譯原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[3]劉坤起，李慧琪，孫長(zhǎng)圣，等.“編譯程序設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)之思考[J].工業(yè)和信息化教育，2013，（12）：64-67.

An Analysis of Hybrid Teaching Reformson Compilers Principle Based on Professional Norms

ZHANG Jing-min，LI Xia，WANG Shen-wen

（Department of Computer Science，Hebei GEO University，Shijiazhuang，Hebei 050031，China）

Abstract：According to the characteristics and practice of the compilers principle course，this paper shows the course design and implementation scheme of hybrid teaching. In the end，the practice teaching are summarized and discussed. The hybrid teaching can continuously improve the quality of teaching.

Key words：compilers principle；professional norms；Internet Plus；teaching method；hybrid teaching