徐秀娟　江賀　劉馨月　賈棋

摘 要：根據(jù)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，針對編譯原理課程的教學(xué)實際，分析編譯原理課程的教學(xué)特點以及當(dāng)前學(xué)生的特點，闡述編譯原理課程的立體化教學(xué)資源建設(shè)方法，最后說明教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；開放課程；問題教學(xué)；編譯原理

0 引 言

2010年6月教育部正式提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，以貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》，旨在培養(yǎng)一大批能夠適應(yīng)社會發(fā)展的、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高質(zhì)量工程型技術(shù)人才[1-2]。結(jié)合面向卓越工程師發(fā)展的人才培養(yǎng)體系[3]，編譯原理課程致力于使該體系的實驗教學(xué)和專業(yè)訓(xùn)練條件達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，為學(xué)生提供優(yōu)良、完善的實驗與實踐條件。

編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是各大高校計算機(jī)專業(yè)的三大核心課程，也是各大高校與一般高職院校計算機(jī)專業(yè)的重要差別之一。與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫這類計算機(jī)核心課程相比，編譯原理課程具有不針對具體語言且模塊化的特點，是高校計算機(jī)專業(yè)、軟件工程專業(yè)的重要專業(yè)課程。

1 編譯原理課程授課現(xiàn)狀及定位

1.1 授課內(nèi)容的特點

編譯原理課程是計算機(jī)和軟件工程專業(yè)的一門重要核心課，有一定的理論性又有一定的實踐性，尤其是本課程的知識與計算機(jī)應(yīng)用中很多領(lǐng)域有緊密聯(lián)系[4]。了解與掌握本課程的基本內(nèi)容有利于學(xué)生提高專業(yè)素質(zhì)和能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生既能掌握編譯的基本過程、基本方法、編譯系統(tǒng)的組成，又具有設(shè)計、實現(xiàn)、分析編譯程序的初步能力，為今后從事應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件的開發(fā)打下一定的理論和實踐基礎(chǔ)。

本課程介紹編譯程序構(gòu)造的一般原理和基本實現(xiàn)方法，內(nèi)容包括形式語言基本知識、詞法分析、語法分析、中間代碼生成和目標(biāo)代碼生成，要求學(xué)生不僅了解與掌握編譯程序構(gòu)造的基本原理與技術(shù)，還要了解其中的基本概念、基本原理和實現(xiàn)方法。本課程理論性較強(qiáng)、概念復(fù)雜、難以理解。為了適應(yīng)應(yīng)用型工程師人才培養(yǎng)的目標(biāo)，編譯原理教學(xué)小組對原有的教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整，增加了一些工程應(yīng)用的案例。由于課堂教學(xué)學(xué)時保持48學(xué)時不變，教師需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的分配，僅僅利用課堂時間完成整套編譯原理課程的教授有很大困難，此時慕課的出現(xiàn)很好地補(bǔ)充了原有的不足。

1.2 授課對象的特點

當(dāng)前高校的大學(xué)生幾乎都是90后，具備如下特點。

（1）多數(shù)伴隨著網(wǎng)絡(luò)一起成長，有問題更習(xí)慣直接求助網(wǎng)絡(luò)；課堂上更加沉默，對教師的提問不愿給予積極回應(yīng)。

（2）多數(shù)是視頻一代，習(xí)慣看各類吸引眼球的視頻，教師針對單個知識的直接講述很難吸引學(xué)生，學(xué)生的注意力集中時間更短。

（3）學(xué)生的個性更為突出，單純的課堂教學(xué)很難滿足學(xué)生多樣化的需求。

基于以上幾點，現(xiàn)有的課堂模式必須加以轉(zhuǎn)變才能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3 課程重新定位

針對編譯原理課程，要構(gòu)建軟件學(xué)院的授課體系，開發(fā)符合軟件學(xué)院教學(xué)案例以充實和豐富課堂內(nèi)容，研究問題驅(qū)動的教學(xué)模式和任務(wù)驅(qū)動的實驗教學(xué)模式，利用多元化、立體化的視頻授課、研究課題等教學(xué)資源，構(gòu)建課程的全新教學(xué)體系，探索性地研究問題驅(qū)動的教學(xué)理念效果，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力的目的。編譯原理是信息管理與信息系統(tǒng)、軟件工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的一門重要專業(yè)課，其目的是使選修本課程的學(xué)生深刻了解從傳統(tǒng)的編譯器轉(zhuǎn)變到編譯原理的必要性、必然性和可行性[5]。

1.4 問題引導(dǎo)式的課堂設(shè)計

由于豐富的教學(xué)資源，特別是慕課資源的出現(xiàn)，沖擊了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在建設(shè)慕課資源的時候，需要結(jié)合編譯原理知識框圖，從每個知識點對應(yīng)的問題開始講授，引導(dǎo)學(xué)生自主式學(xué)習(xí)。

教師提出能夠引起學(xué)生深入思考的問題，這些問題包括新講授知識和之前知識的拓展和延伸[6]。例如，針對語法分析方法，引導(dǎo)學(xué)生思考構(gòu)造語法樹的方法有哪些，通過設(shè)定特定的表達(dá)式啟發(fā)學(xué)生思考問題，并一起尋找解決方案。

教師在問題討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生由淺層知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到深層知識學(xué)習(xí)。例如，結(jié)合本課程，通過語法樹的構(gòu)造方法，首先討論自上而下的語法樹應(yīng)該具有哪些特點，進(jìn)而介紹如何消除左遞歸和提取左因子。

在每次課結(jié)束之后，教師仍舊通過一個問題給出下次課的討論主題。例如，在學(xué)習(xí)完成自上而下的語法分析后，引導(dǎo)學(xué)生思考如果采取自下而上的分析方法，如何利用棧完成構(gòu)造語法樹的工作，學(xué)生展示實現(xiàn)的算法，教師進(jìn)行點評，使學(xué)生能夠進(jìn)行對比，深刻理解各類算法的優(yōu)缺點。最后，教師布置本次課程的作業(yè)。

2 立體化的教學(xué)體系

學(xué)校結(jié)合精英教育發(fā)展思路，總結(jié)國內(nèi)外其他院校在編譯原理課程方面對學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的成功經(jīng)驗，通過對編譯原理課程體系的研究，從培養(yǎng)模式、教學(xué)模式、考核模式等角度構(gòu)建編譯原理知識體系和實驗設(shè)計。本項目由教授負(fù)責(zé)整體設(shè)計和分配，最終形成“教授—副教授—講師”階梯教學(xué)團(tuán)隊，打造高水平的編譯原理在線開放課程。本課程建設(shè)包括5個方面，見圖1。

（1）建立整體化的知識點結(jié)構(gòu)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

（2）建立原理與實踐統(tǒng)一的課程內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

（3）采用多層次激勵型教學(xué)模式，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（4）設(shè)計梯度化實驗體系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（5）建設(shè)立體化教學(xué)資源平臺，保障教學(xué)質(zhì)量。

2.1 整體化的教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

編譯原理是較難的計算機(jī)學(xué)科課程，內(nèi)容較為抽象，但如果教學(xué)內(nèi)容設(shè)計合理，則能很大程度提升學(xué)生的興趣。圍繞核心內(nèi)容，結(jié)合社會對本課程的實際需求，我們進(jìn)一步完善課程內(nèi)容，例如換名調(diào)用的參數(shù)傳遞方法；加強(qiáng)對前沿知識的介紹，增加在線編譯器的介紹；引入在線編譯器網(wǎng)站等。圖2為整體化的教學(xué)資源建設(shè)示意圖。