面向多元能力培養的分級任務式教學方法

摘要：針對編譯原理課程在教學實踐中存在的問題，通過分析學生學習編譯原理課程中的需求，設計實踐了面向不同學習能力學生的多元能力培養的分級任務式教學方法。該方法把學生學習能力分為三級，較強、普通和較弱，并分別設計了基于個人的提問與回答，小組知識總結、小組出題與解題與小組創新解題思路等不同難度等級的個人和團隊任務目標。通過微信課程互助群分享完成任務的成果，統計任務完成情況并計入平時成績。通過計算課程目標的工程認證達成度數值，實踐該方法后，課程目標中對應知識點掌握與解決復雜工程問題能力的目標達成度數值相較往年分別提高了4%。

關鍵詞：編譯原理；能力培養；任務設計；考核機制；微信群輔助

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）14-0144-04

0引言

工程教育認證是以結果為導向的教育，關注學生的能力培養[1]。編譯原理作為計算機科學與技術專業的一門專業課程，知識點繁多，內容抽象。學生學習困難，教師需要根據工程教育認證的要求，以及教學實踐中的問題設計新的教學方法[2]。在編譯原理課程講授中，培養學生解決復雜工程問題能力、學生探究式學習興趣、提出和解決問題的能力是目前研究的重點[3-5]。任務式教學是有效的教學方式，能幫助學生很好地掌握與運用知識。之前研究大多使用實踐、案例與項目等作為任務目標，讓學生在完成任務的過程中得到能力的鍛煉[6-8]。雖然基于任務的方法有效，但統一難度的任務會讓學習能力普通和較弱學生更難學習編譯原理課程，課堂參與度難以保證。因此，需要根據課堂學生的能力，設計難度分級的任務。

北方工業大學的計算機科學與技術專業學生按入校成績分為一個實驗班和三個普通班。大多數學生都在普通班，他們的學習能力差異很大。為了滿足工程教育認證的要求，編譯原理課程分為講授課和實踐課，并分別進行考核評估。本文提出的教學方法是為普通班學生設計的。在普通班中，只有少數學生有較強的學習能力，而大多數學生的學習能力普通或較弱。在課程教學實踐中，學習能力普通和較弱的學生往往跟不上教學進度，培養解決復雜工程問題能力的效果有限。

1教學實踐中的問題

在之前的教學實踐中，嘗試了一種混合教學方法，該方法結合了翻轉課堂、線上和線下資源以及多種網絡交流工具，以提高能力培養[9]。這種方法可以促進學生能力培養，但對學生課堂參與度與能力的評估考慮有限。對于學習能力普通和較弱的學生來說，制約他們積極參與課堂學習的問題可能表現在以下幾個方面。

1.1前置課程多，知識點繁多，學習難度大

編譯原理涉及多個前置課程，具有高度的理論性和知識的綜合性。不同學習能力的學生對前置課程的掌握程度不同，學習編譯原理課程的進度存在顯著差異。學習能力普通和較弱的學生往往滯后于講授進度一到兩章，對學習過程中的知識點能聽懂，但總結難、串聯難、做題難、提出問題難，學習興趣和效率低，課堂參與度低。

1.2評價不全面，成就感缺乏

編譯原理課程的總分由兩部分組成：平時成績和期末考試成績。其中，平時成績占30%，包括出勤、回答問題和課后作業，期末考試成績占70%。雖然在過程評價中加入了課前預習題、課中隨機提問和課后復習題等環節，但考核評估都側重評估學習成效，即對知識點的掌握和運用。在實踐中，普通班課堂總人數121人中能同時做到上述三個環節的學生大概占比10%。大多數學習能力普通的學生勉強跟上教學進度，能做好課后復習題，但對課中隨機提問和課前預習題參與度低。還有10%左右的學生平均進度滯后一個章節，對上述三個環節的參與度極低。以學習過程中學習成效為主的評估，難以體現大多數學生的能力，其學習過程的能力評估不全面。這導致普通班中大多數學生缺乏成就感，容易產生畏難情緒，積極參與課堂學習的意愿降低。

2課程教學方法與多元能力培養

編譯原理講授課程的教學時間為48小時，實踐課程為16小時。本文的課程教學改革是對以往混合教學方法實踐中存在問題的補充和完善。課程目標、使用的線上和線下資源與之前的教學實踐相同，課程教學目標如表1所示。

為了解決上述教學實踐中發現的問題，本文嘗試引入一種分級任務式教學方法。這種方法根據不同學習能力學生的特點設置不同層級的任務。任務內容與課程學習過程相關，學生應分組完成任務。通過完成任務，提高學生在課堂上的參與積極性，培養其探究式學習、提出問題、解決問題、與人溝通和團隊合作的多元能力。

2.1結合線上、線下資源的混合教學方法

之前混合教學方法實踐中包含的線上資源包括MOOC課程、教學視頻、課堂錄播視頻，以及企業微信群和微信課程互助群等網絡交流工具。線下資源包括課堂講座、翻轉課堂和隨機提問，如圖1所示。MOOC課程選擇的是國家級精品課程，國防科技大學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，且其課程講授進度與本文課程教學進度相近。本輪教學實踐使用的是該課程春季學期的講授課。

在前期的教學實踐中，微信課程互助群只有1名學生在群中分享1條關于第四章語法分析-自上而下分析中FIRST和FOLLOW集合知識總結。沒有學生在微信課程互助群中提問。在教學設計中，微信課程互助群是為了幫助學習進度不同的學生，有一個隨時可以輔助學習的渠道。在實踐中，沒有達到教學設計時的預期效果，對提高課程目標1和4的達成度幫助也較低。與學生溝通得知，大部分學習能力普通的學生害怕提問，而學習能力較弱的學生不知道如何提問。這部分學生普遍反饋課程中涉及的知識點多且難，跟不上學習進度。

2.2分級任務式教學方法

為了解決上述問題，本文為培養學生的多元能力設計了多個分級任務，并將任務的考核評估結果，作為平時成績分數的一部分計入總成績。分級任務式教學方法可分為三個方面：分級任務和規則、考核評估、課堂監督和課后問卷。

1）分級任務和規則

分級任務式教學方法為不同學習能力的學生提供了具有相同分數的三種不同任務類型，如表2所示。表2展示了三種小組任務和兩種個人任務介紹、規則、考核要求與分數，以及該種設計對應的學生多元能力培養目標。小組任務各占總分2%，個人任務格占總分1%。

各項任務的難度等級、對應的課程目標與設計思路如下：

①第一種小組任務難度較低：一是學習能力較強學，對應課程目標一。

生總結和關聯能力也較強，通過任務方式可以讓學習能力較強的學生幫助學習能力普通與較弱學生更好掌握當前講授章節知識點；二是學習能力普通和較弱的學生能通過小組分工合作，更快速掌握當前講授章節知識點，增加學生成就感。

②第二種小組任務難度適中，對應課程目標二和三。該任務設計也包括兩個方面考慮：一是學習能力較強學生發現問題和解決問題能力強，可以帶動學習能力普通與較弱學生深入理解知識點和理論；二是給學習進度滯后的學生一個可以提問的對象，給學生學習動力。

③第三種小組任務難度較高，對應課程目標四。該任務設計是為了激發學習能力較強學生的探究學習興趣。

④該任務設計是為了讓更多學生可以參與課程學第四和第五種是個人任務，對應課程目標二和習中，增加學生的學習信心。同時，由于是第一次嘗試小組任務，并非所有學生都必須分組，但沒有參與分組的學生，每個人都必須完成兩種個人任務。

普通班的學生被分成多個小組，每組由4～6名學生組成，分組方式為自由分組。除第八章外，每種小組任務可以選擇剩余章節中的任意一章作為完成對象。第八章是符號表，大綱要求掌握的知識點較少，沒有被作為任務可選。

每個小組可以從三種小組任務中領取任意兩項任務，即第一種任務可以領取任意兩章的知識點總結，或從第一種和第二種任務中各領取一章來完成對應任務。這是為了方便不同學習能力的學生自由選擇合適的任務完成。對同一章節，只允許最多三個組領取同一種任務，這是為了讓學生領取的任務可以覆蓋所有章節。同時，因為小組任務和個人任務的能力培養有交叉的地方，也允許學生選擇三項小組任務達到同樣的分值。通過限制設計以及老師的篩選，基本可以讓所有小組同時選擇兩種小組任務。

2）考核評估

任務完成情況將計入平時成績，占總分的8%。因此，其余的平時成績分數占總分22%，包括出勤和課后作業。為了鼓勵學生完成小組任務，對于沒有進入小組的學生，只有個人任務的2%計入平時成績，其平時成績總分占24%。小組任務和個人任務的考核要求與分數如表2所示。

3）課堂監督和課后問卷

教師應及時監督分級任務的完成情況。在講授完本章內容后，及時提醒尚未發布本章知識點總結和課后練習題的小組。負責課后練習題出題的小組需要通過翻轉課堂，在課中講解題目解答思路，同時在微信課程互助群中發布答案。在微信課程互助群中，如果學生就某個知識點提出問題，應敦促負責該知識點對應章節的小組及時在群里回答問題。課程結束后，應發布針對微信課程互助群使用的問卷調查。

3課程教學實踐與效果

3.1課程教學實踐

本文設計的分級任務式教學方法成功實施在普通班2023學年的編譯原理課程教學中。所有小組都領取了前兩種小組任務，沒有小組領取第三種任務。經過一輪的教學實踐，所有領取小組任務的小組都按時完成了任務。只有一名學生完成了第三種任務，即分享問題的創新解題思路。該創新解題思路是關于第三章詞法分析中的知識點，如何快速且方便地計算有限自動機的確定化矩陣和最小化過程。

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

3.2課程教學達成度數值

本文基于工程教育認證達成度的計算方法，計算了2023學年某個普通班40名學生的課程教學目標達成度。該班學生的成績在三個普通班中處于中等水平。計算時學生的平時成績（百分制）和期末考試成績（百分制）按大綱占比分別用于計算課程目標的達成度數值。每個課程目標的分值是班級學生的平均得分。達成度數值與畢業指標點之間的關系如表3所示。

為了體現本學年實踐分級任務教學方法后的達成度數值變化，本文比較了2020學年的達成度數值與2022學年的達成度數值，如圖2所示。由于2021學年是完全在線教學，沒有進行比較。2020學年末實踐線上線下混合教學方法，線上線下混合教學方法是從2022學年開始實踐。從圖中可以清晰看到，實踐線上線下混合教學方法以后，4個課程目標的達成度數值都有顯著提升。其中課程目標三和課程目標四的提升最明顯，2022學年和2023學年分別平均提升12.5%和11.5%。課程目標一和課程目標二都略有提升，2022學年和2023學年分別提升3.0%和3.5%。達成度數值的提升，說明了線上線下混合教學方法的有效。

實踐分級任務教學方法后，2023學年的課程目標一和課程目標四相比于2022學年，分別提升了4%。說明實踐分級任務教學方法有助于幫助學生對知識點的掌握，從而讓解決復雜工程問題能力得到提升。然而，相比于2022學年，2023學年的課程目標2和課程目標3的達成度數值分別下降3%和6%。兩個學年的教學方法中對課后練習題的出題解題方式有變化。2022學年的課后練習題是教師出題學生完成，然后課中隨機抽選部分學生參與翻轉課堂講題。而2023學年則是由領取任務的小組完成，其他學生自行選擇是否完成。雖然都是由學生完成，但2022學年是學生完成所有章節的課后練習題，2023學年則是每個小組只完成領取任務對應章節的課后練習題。學生對其他章節的課后練習題的練習不足，導致針對運用知識與解決問題的課程目標達成度數值的下降。

3.3課程教學改革思考

為了解學生對微信課程互助群的滿意情況與未來改革，本文設計了調查問卷，其中兩個問題的描述和選項如表4所示。

參與調查的學生總人數85人，結果顯示，超過半數的學生對問題一投票為非常滿意，而大多數學生認為本學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%的學生認為需要或比較需要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%左右學生認為不需要AI智能問答。，并嘗試加入AI智能問答。

針對學生不關注或少關注非領取任務的課后練習題，可以把對課后練習題的解答作為一個平時考核的分數項或列入課后習題中，培養學生解決問題能力。

另外，目前的考核標準只統計任務是否已完成，而沒有針對任務完成質量的具體考核，也沒有對團隊合作的具體考核。由于分級任務是為微信課程互助群服務的，其他學生可以根據總結的知識點的有用性、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當前小組任務的完成情況進行評分。教師可以根據學生的評分再給出對應的分數。

4結論

通過設計基于微信課程互助群的分級任務式教學方法，提高了學生在課程學習中掌握知識點和解決復雜工程問題能力的達成度，讓學生得到多元的能力鍛煉。相比于之前，微信課程互助群的發言人次有了顯著提高，學生的與人溝通能力、互幫互助、課堂參與度都有了提高，給不同學習能力的學生提供學習幫助和多元成就感。但是目前的方法缺乏對各項能力的更具體考核標準。可以通過具體任務細化能力培養，更有針對性地培養學生多元能力，激發學生對探究式學習興趣，形成良好自主學習習慣，更好地滿足工程教育認證要求。

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【通聯編輯：王力】