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1、 “编译原理”课程的研讨式教学初探 徐振强，侯惠芳(河南工业大学 信息科学与工程学院，河南 郑州 450001)摘 要：“编译原理”是计算机专业的核心理论课程之一，兼具较强的理论性和实践性。针对实际教学过程中出现的教难、学难、实验更难的现象，本文阐述了研讨式教学模式在该课程教学中的应用。实践证明，该模式的实施不仅提高了学生对课程知识的掌握程度，而且提高了学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。关键词：研讨式教学；编译原理；教学模式“编译原理”是计算机专业的核心理论课程之一，也被视作该专业最难的课程之一，主要介绍了高级程序设计语言编译系统的构造原理、设计方法以及主要实现技术，综合了数据结构、计算
2、机语言、算法和软件设计、离散数学等知识，具有概念多、理论性强等特点。学生通过系统地学习这门课程，不仅能够了解编译系统内部的工作原理，而且可以加深对程序设计语言的理解，真正做到知其然，且知其所以然，有助于提高逻辑思维能力、实践动手能力和综合运用专业知识的能力1。“编译原理”课程存在的教难、学难、实验更难的现象，主要有以下几方面原因：(1) 课程直观性不强且理论性强，通常教学过程并不涉及编译器的具体实现，因此学生没有直观感受，很多理论概念的出现降低了学生的学习兴趣，他们甚至认为编译原理无用，教学效果不理想。(2) 实践环节过于薄弱，由于编译系统的实现涉及到若干课程，综合性、连贯性均很强，即使在分模
3、块设计的时候也存在较大难度，因此影响学生动手能力的提高。1 研讨式教学模式现代教育理论认为，教学过程是教与学双边互动过程。教学是教与学的统一，教为学而存在，学又要靠教来引导，两者是相互依存，相互作用，不可分割的统一整体。因此能够充分挖掘教师和学生潜能的基于建构主义教学理论的研讨式教学模式成了教学研究的热点2。研讨式教学模式又称习明纳(Seminar)教学模式，目标是培养学生科学的思维方法，拓宽学生的知识面，使学生了解和掌握如何调研、查阅资料、提出问题、解决问题的思想和方法，提高学生的表达和沟通能力，培养学生的创新和团队意识3。该模式也正符合当今信息时代对大学生学习能力的要求。研讨式教学模式的关
4、键在于教师和学生角色的转变，即教师由知识传授者到学生学习引导者的转变，学生从知识接受者到学习的积极参与者的转变。2 研讨式教学在“编译原理”课程中的实施2.1 重构教学内容，确定研讨课题近年来，优秀的编译原理教材层出不穷，教材阐述知识的系统性、科学性均很强，但传统的课堂教学容易单纯以教材内容为主线，按部就班地进行理论教学，让学生误以为该课程是纯理论、教条化的东西。因此，为适应研讨式教学模式的需要，任课教师要对教学内容进行重构，具体措施如下：(1) 针对课程知识点前后关联度高且又可分解的特点，将课本知识模块化4，即以模块的形式制定课程的授课计划，并告知学生，使之明白该门课程的教学任务和特点。“编
5、译原理”课程大致划分为编译基础理论知识模块(包括编译程序概论、文法及语言等)、编译过程模块(包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成以及符号表等)、应用知识模块(主要包括如何将编译原理及技术设计应用于不同的领域)5，同时应对每个模块掌握的程度作出具体要求。(2) 在课程大纲的框架下，合理分配课堂讲授和研讨的学时及内容，适当选择研讨课题。初步实施研讨式教学时，可采用“抓易放难”的原则，选择的研讨课题应该是学生通过自学、讨论和教师的适当指导就可以掌握的，难度不大，难度较大的知识点仍可以按照常规的教学方法讲解。例如，相对于编译过程中语义分析、中间代码生成等阶段而言，作为
6、编译过程第一个阶段的词法分析阶段要容易得多，其功能是将从左到右的字符逐个读入源程序，从而识别出一个一个的词，它所具有的知识递进性特征使得它非常适合作为一个研讨课题，教师可以通过以下步骤引导学生：即使在没有学习正则表达式、自动机等基础知识的前提下，应用前期的专业课知识也可以编程实现一个基本词法分析器。通过教师引导、自学或小组讨论学习了正则表达式、自动机等编译技术之后，就可以轻松地实现一个词法分析器，并且加入编译技术的程序可读性好，可扩展性强，效率更高。进一步要求学生用LEX源程序完成词法分析器的自动生成。这样一来，留给学生思考、创新的余地很大，有利于学生深刻认识编译过程的各个阶段。2.2 重视课
7、堂教学，创新组织形式(1) 确定研讨课题只是完成了第一步，此时的课堂教学更为重要，一定要加强教师的引导作用。任课教师在让学生了解授课计划的同时，应同步设计出课前阅读提纲，包括章节知识体系、重点难点、知识的应用范围和研讨问题，促使学生带着问题去探究、消化和总结。(2) 目前，很多学校的上课班级规模偏大。以笔者所在校为例，一次课程达90余人，要做到真正的研讨型教学存在很大困难，因此需要对教学的组织形式加以创新。比如对基础性知识采用大班讲授，而研讨型的专题课采用1020人的小班，学生35人一组，按照研讨课题的要求查阅资料、共同讨论，并且以报告的形式汇报。当然，实施过程中也存在问题，如有的同学因为基础
8、不好对课程不感兴趣。笔者认为，实施分层次引导和教学是较为有效的方法，可以依据学生接受新知识的能力和学习基础提出不同的要求。2.3 加强学生实践，强调分工合作“编译原理”是一门对实践性要求较高的课程，因此研讨式教学同样延伸到了实践教学环节，任课教师对每一个研讨课题均作出明确要求，以小组合作的形式展开学习，学生们各有分工、彼此交流，在一定的时间期限内完成从题目分析、查阅资料、模块划分、编译知识运用、代码编写、报告撰写等工作，体会课题研究的全过程，获得在传统教学模式中获取不到的经验和成长体验。比如应用知识模块中有一个实例，利用编译知识构造一个计算器，要求程序能够根据用户输入的复杂算术表达式自动计算出
9、结果，同时能够进行简单的表达式正确与否的判断，题目涉及到了词法分析、语法分析、语义分析等知识，是如程序设计、数据结构等前期专业课程的综合运用，研讨团队的工作方式让学生的动手实践能力得到提升，培养了学生的创新和团队意识。2.4 做好分析总结，完善考核机制学生就自己的研究内容、问题的解决方案与大家分交流和讨论，是研讨式教学中一个非常重要环节。在这个环节中，教师和学生一起听取成绩优秀团队的报告，并提出问题要求解答。比如在涉及到编译系统符号表的研讨课题中，因为符号表贯穿整个编译过程，是连贯上下文进行语义检查、语义处理、生成代码和存储分配的主要依据，如何更有效地组织符号表中的符号表项，是采用线性表，还是
10、二分法和散列法呢？类似这样的问题可以让学生更加深入地理解课程内容，总结课题探究中存在的不足；教师同样也可以对课题加以分析总结，作出总结性报告，不仅可以不断地完善研讨课题，还有助于学生对整个知识体系的把握。研讨式教学模式必须建立与之相适应的考核方法，教师要对学生在整个课题探究、研讨过程中的表现以及在团队中的表现有充分了解，作出适当的评价。3 结论针对“编译原理”课程既有深厚的理论基础，又有丰富的实践背景的特点，笔者在教学过程中部分采用研讨式教学，对于教学双方产生了很大影响。对学生来说，不仅提高了对课程知识的掌握程度，而且充分提高了学习积极性和提出问题、分析问题、解决问题的能力；对教师而言，研讨式
11、教学模式对教师提出了更高标准，要求教师不断跟踪学科的研究前沿，更新和充实课程的教学内容，促进自身素质的提高。参考文献：1 何炎祥,伍春香. 计算机专业不需要开设编译原理课程吗？J. 计算机教育,2009(4):61-62.2 冯阿芳. 基于建构主义学习理论的编译原理课程教学改革J. 继续教育研究,2009(8):149-150.3 叶国荣,陈达强,吴碧艳.高校本科生教育中研究型教学模式探讨J. 中国高教研究,2009(3):90-91.4 刘兵,姜淑娟.“编译原理”研究性教学的探索与实践J. 计算机教育,2007(11):28-30.5 张素琴,吕映芝,蒋维杜,等. 编译原理M. 2版. 北京
12、:清华大学出版社,2007.Exploration in Seminar-oriented Teaching of “Compiler Principle” CourseXU Zhen-qiang, HOU Hui-fang(School of Information Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)Abstract: Compiler principle course is one of the core theoretical curriculums which
13、 perfectly combines the theory and practice. The paper analyzes application of seminar-oriented teaching methodology in this course aiming at solving the difficulties occurred during teaching and experiments, which prove to be effective not only in enhancing students mastery of the course but also in improving their abilities to raise, analyze and solve problems. Key words: seminar-oriented; Compiler Principle; teaching mode -全文完-
