徐 晶

[摘要]通過對研究型教學的研究，提出了將之應(yīng)用于編譯原理課程及課程設(shè)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(yīng)用、創(chuàng)新的三步掌握編譯技術(shù)的課程設(shè)計方案。

[關(guān)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(tǒng)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)學生從自然、社會和生活中選擇和確定與學科相關(guān)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(yīng)用知識、解決問題、獲取新穎的經(jīng)驗和表現(xiàn)具有個性特征的行為，從而提高學生的各方面素質(zhì)，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種實踐活動。研究型教學以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目的，立足所學，從實際背景和問題出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問題情境，在教師的引導(dǎo)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(yè)必修課程中結(jié)合研究型教學模式能夠?qū)⒈容^成熟的專業(yè)知識與領(lǐng)域研究熱點將結(jié)合，使得每屆教學內(nèi)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(shù)專業(yè)學生的重要基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，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(shè)計語言的內(nèi)部機制，從而更好地理解和運用程序設(shè)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(shù)的知識，還還可使學生更好的理解計算機程序設(shè)計語言的內(nèi)部機制，從而更好地理解和運用程序設(shè)計語言。

三研究型教學在編譯原理的應(yīng)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(diào)動學生積極性是被反復(fù)強調(diào)的。為了更好的讓學生理解編譯技術(shù)，在課程開始時教師可以通過舉例說明編譯技術(shù)在計算機領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)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(xiàn)QQ表情，這是編譯技術(shù)中詞法分析的應(yīng)用；數(shù)據(jù)庫SQL語句執(zhí)行之前都須對語句進行語法檢查，這是正規(guī)式和正規(guī)文法的應(yīng)用等。教師還應(yīng)強調(diào)“語言是在軟件設(shè)計中求解實際問題的一種重要途徑”，告知學生在課程設(shè)計中可以選擇實現(xiàn)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(fā)學生的學習興趣。

在設(shè)計教學計劃時，為了突出能力培養(yǎng)，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(shè)計為36次，即每次課有一題，每題0.5分。根據(jù)教學大綱，課題討論題可以在講解新的知識點之前設(shè)計，比如：LR(1)分析方法會產(chǎn)生大量類似狀態(tài)，如何將類似的狀態(tài)合并而不會產(chǎn)生新的問題，從而引出LALR(1)方法；介紹完DFA、正規(guī)式和正規(guī)文法的定義之后，讓學生思考三者之間是否可以轉(zhuǎn)換、如何轉(zhuǎn)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(jù)學生自身知識水平和學習能力，由教師根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)置問題，學生收集科學事實，解決問題，得出科學結(jié)論并應(yīng)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(chǔ)上對相關(guān)知識有所延伸閱讀并進行相應(yīng)實踐，在下次課上課時給出10分鐘進行演講，題目的設(shè)置體現(xiàn)研究分析性與動手能力結(jié)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(shè)計URL地址的詞法分析器。通過這些方式有效的激發(fā)學生學習的興趣和積極性。

四課程設(shè)計方案設(shè)計

編譯原理課程是計算機軟件學科理論與實踐相結(jié)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(shè)計一組與理論內(nèi)容相配套的課程設(shè)計是非常重要的。本文利用Lex和Yacc工具，提出了驗證、應(yīng)用、創(chuàng)新的三步掌握編譯技術(shù)的課程設(shè)計方案。

正如前文所述，本課程設(shè)計并不要求實現(xiàn)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(lǐng)域中流行的編程語言或子語言實現(xiàn)，這樣的好處是，一方面可以使學生提高學習興趣，實現(xiàn)某種語言的部分功能；另一方面可以提高學生的自學和創(chuàng)新能力。本課程設(shè)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(shù)、單詞數(shù)；利用Yacc生成中綴表示的計算機器。

2應(yīng)用型實驗，構(gòu)造選定語言的LALR文法，使用Lex和Yacc實現(xiàn)選定語言的詞法分析器和語法分析器。

3創(chuàng)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(yīng)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(shè)計方案中，有層次的、階段性實驗課題讓學生由淺入深系統(tǒng)學習編譯技術(shù)知識，并能夠應(yīng)用學到的編譯原理方法實現(xiàn)選定語言的編譯器，使學生通過課程設(shè)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(shè)計、實現(xiàn)、分析和維護編澤程序等方面的初步能力。

五總結(jié)

研究型教學充分發(fā)揮學習主體的能動作用，把發(fā)展學生探索能力、實踐能力、創(chuàng)新能力放在首位，滿足拔尖創(chuàng)新人才發(fā)展的需要，以人的發(fā)展及人類的發(fā)展為本，體現(xiàn)學生自我塑造與人性的創(chuàng)造本質(zhì)，改變當前大學教育中人才培養(yǎng)的狹窄化、技術(shù)化傾向，創(chuàng)造良好的教學與學術(shù)氛圍。因此，如何將研究型教學應(yīng)用于課程教學已經(jīng)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(chǔ)課程教學方式的改革，使得學生不僅僅學習編譯技術(shù)基礎(chǔ)知識，還通過課后研究、課程設(shè)計培養(yǎng)學生問題意識，研究能力和創(chuàng)新精神。