面向多元能力培養(yǎng)的分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法

摘要：針對(duì)編譯原理課程在教學(xué)實(shí)踐中存在的問題，通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)編譯原理課程中的需求，設(shè)計(jì)實(shí)踐了面向不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的多元能力培養(yǎng)的分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法。該方法把學(xué)生學(xué)習(xí)能力分為三級(jí)，較強(qiáng)、普通和較弱，并分別設(shè)計(jì)了基于個(gè)人的提問與回答，小組知識(shí)總結(jié)、小組出題與解題與小組創(chuàng)新解題思路等不同難度等級(jí)的個(gè)人和團(tuán)隊(duì)任務(wù)目標(biāo)。通過微信課程互助群分享完成任務(wù)的成果，統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成情況并計(jì)入平時(shí)成績。通過計(jì)算課程目標(biāo)的工程認(rèn)證達(dá)成度數(shù)值，實(shí)踐該方法后，課程目標(biāo)中對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)掌握與解決復(fù)雜工程問題能力的目標(biāo)達(dá)成度數(shù)值相較往年分別提高了4%。

關(guān)鍵詞：編譯原理；能力培養(yǎng)；任務(wù)設(shè)計(jì)；考核機(jī)制；微信群輔助

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）14-0144-04

0引言

工程教育認(rèn)證是以結(jié)果為導(dǎo)向的教育，關(guān)注學(xué)生的能力培養(yǎng)[1]。編譯原理作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課程，知識(shí)點(diǎn)繁多，內(nèi)容抽象。學(xué)生學(xué)習(xí)困難，教師需要根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求，以及教學(xué)實(shí)踐中的問題設(shè)計(jì)新的教學(xué)方法[2]。在編譯原理課程講授中，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力、學(xué)生探究式學(xué)習(xí)興趣、提出和解決問題的能力是目前研究的重點(diǎn)[3-5]。任務(wù)式教學(xué)是有效的教學(xué)方式，能幫助學(xué)生很好地掌握與運(yùn)用知識(shí)。之前研究大多使用實(shí)踐、案例與項(xiàng)目等作為任務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中得到能力的鍛煉[6-8]。雖然基于任務(wù)的方法有效，但統(tǒng)一難度的任務(wù)會(huì)讓學(xué)習(xí)能力普通和較弱學(xué)生更難學(xué)習(xí)編譯原理課程，課堂參與度難以保證。因此，需要根據(jù)課堂學(xué)生的能力，設(shè)計(jì)難度分級(jí)的任務(wù)。

北方工業(yè)大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生按入校成績分為一個(gè)實(shí)驗(yàn)班和三個(gè)普通班。大多數(shù)學(xué)生都在普通班，他們的學(xué)習(xí)能力差異很大。為了滿足工程教育認(rèn)證的要求，編譯原理課程分為講授課和實(shí)踐課，并分別進(jìn)行考核評(píng)估。本文提出的教學(xué)方法是為普通班學(xué)生設(shè)計(jì)的。在普通班中，只有少數(shù)學(xué)生有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，而大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力普通或較弱。在課程教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)習(xí)能力普通和較弱的學(xué)生往往跟不上教學(xué)進(jìn)度，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題能力的效果有限。

1教學(xué)實(shí)踐中的問題

在之前的教學(xué)實(shí)踐中，嘗試了一種混合教學(xué)方法，該方法結(jié)合了翻轉(zhuǎn)課堂、線上和線下資源以及多種網(wǎng)絡(luò)交流工具，以提高能力培養(yǎng)[9]。這種方法可以促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)，但對(duì)學(xué)生課堂參與度與能力的評(píng)估考慮有限。對(duì)于學(xué)習(xí)能力普通和較弱的學(xué)生來說，制約他們積極參與課堂學(xué)習(xí)的問題可能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1前置課程多，知識(shí)點(diǎn)繁多，學(xué)習(xí)難度大

編譯原理涉及多個(gè)前置課程，具有高度的理論性和知識(shí)的綜合性。不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生對(duì)前置課程的掌握程度不同，學(xué)習(xí)編譯原理課程的進(jìn)度存在顯著差異。學(xué)習(xí)能力普通和較弱的學(xué)生往往滯后于講授進(jìn)度一到兩章，對(duì)學(xué)習(xí)過程中的知識(shí)點(diǎn)能聽懂，但總結(jié)難、串聯(lián)難、做題難、提出問題難，學(xué)習(xí)興趣和效率低，課堂參與度低。

1.2評(píng)價(jià)不全面，成就感缺乏

編譯原理課程的總分由兩部分組成：平時(shí)成績和期末考試成績。其中，平時(shí)成績占30%，包括出勤、回答問題和課后作業(yè)，期末考試成績占70%。雖然在過程評(píng)價(jià)中加入了課前預(yù)習(xí)題、課中隨機(jī)提問和課后復(fù)習(xí)題等環(huán)節(jié)，但考核評(píng)估都側(cè)重評(píng)估學(xué)習(xí)成效，即對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和運(yùn)用。在實(shí)踐中，普通班課堂總?cè)藬?shù)121人中能同時(shí)做到上述三個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)生大概占比10%。大多數(shù)學(xué)習(xí)能力普通的學(xué)生勉強(qiáng)跟上教學(xué)進(jìn)度，能做好課后復(fù)習(xí)題，但對(duì)課中隨機(jī)提問和課前預(yù)習(xí)題參與度低。還有10%左右的學(xué)生平均進(jìn)度滯后一個(gè)章節(jié)，對(duì)上述三個(gè)環(huán)節(jié)的參與度極低。以學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)成效為主的評(píng)估，難以體現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生的能力，其學(xué)習(xí)過程的能力評(píng)估不全面。這導(dǎo)致普通班中大多數(shù)學(xué)生缺乏成就感，容易產(chǎn)生畏難情緒，積極參與課堂學(xué)習(xí)的意愿降低。

2課程教學(xué)方法與多元能力培養(yǎng)

編譯原理講授課程的教學(xué)時(shí)間為48小時(shí)，實(shí)踐課程為16小時(shí)。本文的課程教學(xué)改革是對(duì)以往混合教學(xué)方法實(shí)踐中存在問題的補(bǔ)充和完善。課程目標(biāo)、使用的線上和線下資源與之前的教學(xué)實(shí)踐相同，課程教學(xué)目標(biāo)如表1所示。

為了解決上述教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題，本文嘗試引入一種分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法。這種方法根據(jù)不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的特點(diǎn)設(shè)置不同層級(jí)的任務(wù)。任務(wù)內(nèi)容與課程學(xué)習(xí)過程相關(guān)，學(xué)生應(yīng)分組完成任務(wù)。通過完成任務(wù)，提高學(xué)生在課堂上的參與積極性，培養(yǎng)其探究式學(xué)習(xí)、提出問題、解決問題、與人溝通和團(tuán)隊(duì)合作的多元能力。

2.1結(jié)合線上、線下資源的混合教學(xué)方法

之前混合教學(xué)方法實(shí)踐中包含的線上資源包括MOOC課程、教學(xué)視頻、課堂錄播視頻，以及企業(yè)微信群和微信課程互助群等網(wǎng)絡(luò)交流工具。線下資源包括課堂講座、翻轉(zhuǎn)課堂和隨機(jī)提問，如圖1所示。MOOC課程選擇的是國家級(jí)精品課程，國防科技大學(xué)王挺教授等講解的編譯原理課程。該課程使用的教材與本文講授課程使用的教材一致，且其課程講授進(jìn)度與本文課程教學(xué)進(jìn)度相近。本輪教學(xué)實(shí)踐使用的是該課程春季學(xué)期的講授課。

在前期的教學(xué)實(shí)踐中，微信課程互助群只有1名學(xué)生在群中分享1條關(guān)于第四章語法分析-自上而下分析中FIRST和FOLLOW集合知識(shí)總結(jié)。沒有學(xué)生在微信課程互助群中提問。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，微信課程互助群是為了幫助學(xué)習(xí)進(jìn)度不同的學(xué)生，有一個(gè)隨時(shí)可以輔助學(xué)習(xí)的渠道。在實(shí)踐中，沒有達(dá)到教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)期效果，對(duì)提高課程目標(biāo)1和4的達(dá)成度幫助也較低。與學(xué)生溝通得知，大部分學(xué)習(xí)能力普通的學(xué)生害怕提問，而學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生不知道如何提問。這部分學(xué)生普遍反饋課程中涉及的知識(shí)點(diǎn)多且難，跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度。

2.2分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法

為了解決上述問題，本文為培養(yǎng)學(xué)生的多元能力設(shè)計(jì)了多個(gè)分級(jí)任務(wù)，并將任務(wù)的考核評(píng)估結(jié)果，作為平時(shí)成績分?jǐn)?shù)的一部分計(jì)入總成績。分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法可分為三個(gè)方面：分級(jí)任務(wù)和規(guī)則、考核評(píng)估、課堂監(jiān)督和課后問卷。

1）分級(jí)任務(wù)和規(guī)則

分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法為不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生提供了具有相同分?jǐn)?shù)的三種不同任務(wù)類型，如表2所示。表2展示了三種小組任務(wù)和兩種個(gè)人任務(wù)介紹、規(guī)則、考核要求與分?jǐn)?shù)，以及該種設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的學(xué)生多元能力培養(yǎng)目標(biāo)。小組任務(wù)各占總分2%，個(gè)人任務(wù)格占總分1%。

各項(xiàng)任務(wù)的難度等級(jí)、對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)與設(shè)計(jì)思路如下：

①第一種小組任務(wù)難度較低：一是學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)學(xué)，對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)一。

生總結(jié)和關(guān)聯(lián)能力也較強(qiáng)，通過任務(wù)方式可以讓學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生幫助學(xué)習(xí)能力普通與較弱學(xué)生更好掌握當(dāng)前講授章節(jié)知識(shí)點(diǎn)；二是學(xué)習(xí)能力普通和較弱的學(xué)生能通過小組分工合作，更快速掌握當(dāng)前講授章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，增加學(xué)生成就感。

②第二種小組任務(wù)難度適中，對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)二和三。該任務(wù)設(shè)計(jì)也包括兩個(gè)方面考慮：一是學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力強(qiáng)，可以帶動(dòng)學(xué)習(xí)能力普通與較弱學(xué)生深入理解知識(shí)點(diǎn)和理論；二是給學(xué)習(xí)進(jìn)度滯后的學(xué)生一個(gè)可以提問的對(duì)象，給學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。

③第三種小組任務(wù)難度較高，對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)四。該任務(wù)設(shè)計(jì)是為了激發(fā)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)興趣。

④該任務(wù)設(shè)計(jì)是為了讓更多學(xué)生可以參與課程學(xué)第四和第五種是個(gè)人任務(wù)，對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)二和習(xí)中，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。同時(shí)，由于是第一次嘗試小組任務(wù)，并非所有學(xué)生都必須分組，但沒有參與分組的學(xué)生，每個(gè)人都必須完成兩種個(gè)人任務(wù)。

普通班的學(xué)生被分成多個(gè)小組，每組由4～6名學(xué)生組成，分組方式為自由分組。除第八章外，每種小組任務(wù)可以選擇剩余章節(jié)中的任意一章作為完成對(duì)象。第八章是符號(hào)表，大綱要求掌握的知識(shí)點(diǎn)較少，沒有被作為任務(wù)可選。

每個(gè)小組可以從三種小組任務(wù)中領(lǐng)取任意兩項(xiàng)任務(wù)，即第一種任務(wù)可以領(lǐng)取任意兩章的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)，或從第一種和第二種任務(wù)中各領(lǐng)取一章來完成對(duì)應(yīng)任務(wù)。這是為了方便不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生自由選擇合適的任務(wù)完成。對(duì)同一章節(jié)，只允許最多三個(gè)組領(lǐng)取同一種任務(wù)，這是為了讓學(xué)生領(lǐng)取的任務(wù)可以覆蓋所有章節(jié)。同時(shí)，因?yàn)樾〗M任務(wù)和個(gè)人任務(wù)的能力培養(yǎng)有交叉的地方，也允許學(xué)生選擇三項(xiàng)小組任務(wù)達(dá)到同樣的分值。通過限制設(shè)計(jì)以及老師的篩選，基本可以讓所有小組同時(shí)選擇兩種小組任務(wù)。

2）考核評(píng)估

任務(wù)完成情況將計(jì)入平時(shí)成績，占總分的8%。因此，其余的平時(shí)成績分?jǐn)?shù)占總分22%，包括出勤和課后作業(yè)。為了鼓勵(lì)學(xué)生完成小組任務(wù)，對(duì)于沒有進(jìn)入小組的學(xué)生，只有個(gè)人任務(wù)的2%計(jì)入平時(shí)成績，其平時(shí)成績總分占24%。小組任務(wù)和個(gè)人任務(wù)的考核要求與分?jǐn)?shù)如表2所示。

3）課堂監(jiān)督和課后問卷

教師應(yīng)及時(shí)監(jiān)督分級(jí)任務(wù)的完成情況。在講授完本章內(nèi)容后，及時(shí)提醒尚未發(fā)布本章知識(shí)點(diǎn)總結(jié)和課后練習(xí)題的小組。負(fù)責(zé)課后練習(xí)題出題的小組需要通過翻轉(zhuǎn)課堂，在課中講解題目解答思路，同時(shí)在微信課程互助群中發(fā)布答案。在微信課程互助群中，如果學(xué)生就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)提出問題，應(yīng)敦促負(fù)責(zé)該知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)章節(jié)的小組及時(shí)在群里回答問題。課程結(jié)束后，應(yīng)發(fā)布針對(duì)微信課程互助群使用的問卷調(diào)查。

3課程教學(xué)實(shí)踐與效果

3.1課程教學(xué)實(shí)踐

本文設(shè)計(jì)的分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法成功實(shí)施在普通班2023學(xué)年的編譯原理課程教學(xué)中。所有小組都領(lǐng)取了前兩種小組任務(wù)，沒有小組領(lǐng)取第三種任務(wù)。經(jīng)過一輪的教學(xué)實(shí)踐，所有領(lǐng)取小組任務(wù)的小組都按時(shí)完成了任務(wù)。只有一名學(xué)生完成了第三種任務(wù)，即分享問題的創(chuàng)新解題思路。該創(chuàng)新解題思路是關(guān)于第三章詞法分析中的知識(shí)點(diǎn)，如何快速且方便地計(jì)算有限自動(dòng)機(jī)的確定化矩陣和最小化過程。

從課程參與度上看，學(xué)生的課程參與度相比于2022學(xué)年有了顯著提升。2022學(xué)年的微信課程互助群的發(fā)言人次為1人次，2023學(xué)年發(fā)言人次提升到529到高峰在解答完別人的提問后人次，有。359其中人次，期末考試前的復(fù)習(xí)階段發(fā)言人次達(dá)。學(xué)生之間體現(xiàn)了互幫互助，也會(huì)在群里提出自己的問題，學(xué)生尋求解答。為了更清晰講解某個(gè)問題，有學(xué)生通過畫圖、長篇推理、推薦學(xué)習(xí)視頻等方式提供幫助，體現(xiàn)了學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的能力和興趣。例如某學(xué)生推薦語義子程序的學(xué)習(xí)可以觀看哈爾濱工業(yè)大學(xué)的編譯原理公開課。有些問題學(xué)生爭(zhēng)相給出解答，體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)能力以及成就感。學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生也有參與提問，例如，根據(jù)語言寫正規(guī)文法有什么方法，找FOLLOW好的學(xué)生通過畫圖給予答復(fù)集合有什么訣竅等，。并提醒寫完之后再檢查該提問由學(xué)習(xí)能力較兩遍。

3.2課程教學(xué)達(dá)成度數(shù)值

本文基于工程教育認(rèn)證達(dá)成度的計(jì)算方法，計(jì)算了2023學(xué)年某個(gè)普通班40名學(xué)生的課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度。該班學(xué)生的成績?cè)谌齻€(gè)普通班中處于中等水平。計(jì)算時(shí)學(xué)生的平時(shí)成績（百分制）和期末考試成績（百分制）按大綱占比分別用于計(jì)算課程目標(biāo)的達(dá)成度數(shù)值。每個(gè)課程目標(biāo)的分值是班級(jí)學(xué)生的平均得分。達(dá)成度數(shù)值與畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系如表3所示。

為了體現(xiàn)本學(xué)年實(shí)踐分級(jí)任務(wù)教學(xué)方法后的達(dá)成度數(shù)值變化，本文比較了2020學(xué)年的達(dá)成度數(shù)值與2022學(xué)年的達(dá)成度數(shù)值，如圖2所示。由于2021學(xué)年是完全在線教學(xué)，沒有進(jìn)行比較。2020學(xué)年末實(shí)踐線上線下混合教學(xué)方法，線上線下混合教學(xué)方法是從2022學(xué)年開始實(shí)踐。從圖中可以清晰看到，實(shí)踐線上線下混合教學(xué)方法以后，4個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度數(shù)值都有顯著提升。其中課程目標(biāo)三和課程目標(biāo)四的提升最明顯，2022學(xué)年和2023學(xué)年分別平均提升12.5%和11.5%。課程目標(biāo)一和課程目標(biāo)二都略有提升，2022學(xué)年和2023學(xué)年分別提升3.0%和3.5%。達(dá)成度數(shù)值的提升，說明了線上線下混合教學(xué)方法的有效。

實(shí)踐分級(jí)任務(wù)教學(xué)方法后，2023學(xué)年的課程目標(biāo)一和課程目標(biāo)四相比于2022學(xué)年，分別提升了4%。說明實(shí)踐分級(jí)任務(wù)教學(xué)方法有助于幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，從而讓解決復(fù)雜工程問題能力得到提升。然而，相比于2022學(xué)年，2023學(xué)年的課程目標(biāo)2和課程目標(biāo)3的達(dá)成度數(shù)值分別下降3%和6%。兩個(gè)學(xué)年的教學(xué)方法中對(duì)課后練習(xí)題的出題解題方式有變化。2022學(xué)年的課后練習(xí)題是教師出題學(xué)生完成，然后課中隨機(jī)抽選部分學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂講題。而2023學(xué)年則是由領(lǐng)取任務(wù)的小組完成，其他學(xué)生自行選擇是否完成。雖然都是由學(xué)生完成，但2022學(xué)年是學(xué)生完成所有章節(jié)的課后練習(xí)題，2023學(xué)年則是每個(gè)小組只完成領(lǐng)取任務(wù)對(duì)應(yīng)章節(jié)的課后練習(xí)題。學(xué)生對(duì)其他章節(jié)的課后練習(xí)題的練習(xí)不足，導(dǎo)致針對(duì)運(yùn)用知識(shí)與解決問題的課程目標(biāo)達(dá)成度數(shù)值的下降。

3.3課程教學(xué)改革思考

為了解學(xué)生對(duì)微信課程互助群的滿意情況與未來改革，本文設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，其中兩個(gè)問題的描述和選項(xiàng)如表4所示。

參與調(diào)查的學(xué)生總?cè)藬?shù)85人，結(jié)果顯示，超過半數(shù)的學(xué)生對(duì)問題一投票為非常滿意，而大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為本學(xué)期中微信課程互助群可以“解決問題、互助、合作、加入AI”。超過50%的學(xué)生認(rèn)為需要或比較需要AI因此智能問答，可以在其他課程講授中加入微信課程互助群，20%左右學(xué)生認(rèn)為不需要AI智能問答。，并嘗試加入AI智能問答。

針對(duì)學(xué)生不關(guān)注或少關(guān)注非領(lǐng)取任務(wù)的課后練習(xí)題，可以把對(duì)課后練習(xí)題的解答作為一個(gè)平時(shí)考核的分?jǐn)?shù)項(xiàng)或列入課后習(xí)題中，培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力。

另外，目前的考核標(biāo)準(zhǔn)只統(tǒng)計(jì)任務(wù)是否已完成，而沒有針對(duì)任務(wù)完成質(zhì)量的具體考核，也沒有對(duì)團(tuán)隊(duì)合作的具體考核。由于分級(jí)任務(wù)是為微信課程互助群服務(wù)的，其他學(xué)生可以根據(jù)總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)的有用性、出題的有用程度、解決問題的幫助程度、回答問題的滿意度和其他方面對(duì)當(dāng)前小組任務(wù)的完成情況進(jìn)行評(píng)分。教師可以根據(jù)學(xué)生的評(píng)分再給出對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

4結(jié)論

通過設(shè)計(jì)基于微信課程互助群的分級(jí)任務(wù)式教學(xué)方法，提高了學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中掌握知識(shí)點(diǎn)和解決復(fù)雜工程問題能力的達(dá)成度，讓學(xué)生得到多元的能力鍛煉。相比于之前，微信課程互助群的發(fā)言人次有了顯著提高，學(xué)生的與人溝通能力、互幫互助、課堂參與度都有了提高，給不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生提供學(xué)習(xí)幫助和多元成就感。但是目前的方法缺乏對(duì)各項(xiàng)能力的更具體考核標(biāo)準(zhǔn)。可以通過具體任務(wù)細(xì)化能力培養(yǎng)，更有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生多元能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)探究式學(xué)習(xí)興趣，形成良好自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，更好地滿足工程教育認(rèn)證要求。

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