摘要:本文介紹“編譯原理”課程一系列教學(xué)綜合改革。實(shí)踐證明，這些改革措施取得了顯著成果。

關(guān)鍵詞:編譯原理;教育理論;教學(xué)改革

引言

“編譯原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于涉及形式語言、有窮自動機(jī)等抽象內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有困難，曾戲稱其為“天書”。作為授課教師，如何使這門課教學(xué)的效果得到改觀，是一個需要研究的課題。我們以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，在教學(xué)過程中，針對教材選擇、課堂教學(xué)、習(xí)題指導(dǎo)、課程設(shè)計(jì)、答疑討論、網(wǎng)絡(luò)輔助、教學(xué)互動等環(huán)節(jié)進(jìn)行探索和創(chuàng)造性的改革與實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的教學(xué)效果。

1 “編譯原理”教學(xué)綜合改革

1.1多角度、全方位立體教學(xué)環(huán)境的建立

人本主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)主要有兩種類型:認(rèn)知學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。其相應(yīng)的學(xué)習(xí)方式分別對應(yīng)于無意義學(xué)習(xí)和有意義學(xué)習(xí)。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)以學(xué)生的自發(fā)性和主動性為學(xué)習(xí)動力，把學(xué)習(xí)與學(xué)生的愿望、興趣和需要有機(jī)地結(jié)合起

來，能有效地促進(jìn)個體的發(fā)展。

因此，人本主義的教學(xué)觀認(rèn)為，在教育實(shí)踐中應(yīng)倡導(dǎo)以學(xué)生經(jīng)驗(yàn)為中心的“有意義的自由學(xué)習(xí)”;教師的任務(wù)不是教學(xué)生學(xué)習(xí)知識，也不是教學(xué)生如何學(xué)習(xí)，而是為學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)的資源，提供一種促進(jìn)學(xué)習(xí)的氣氛，

讓學(xué)生自己決定如何學(xué)習(xí)。

在人本主義教學(xué)理論指導(dǎo)下，我們對“編譯原理”課程的教學(xué)環(huán)境進(jìn)行了全面的重建。

●修訂教學(xué)大綱，自編教材。

根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和本科教學(xué)的需要，結(jié)合教學(xué)、科研實(shí)踐和多年主講本課程的體驗(yàn)，在總結(jié)國內(nèi)外優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)上，我們重新修訂了教學(xué)大綱，并根據(jù)教學(xué)大綱的要求，在將基礎(chǔ)性與先進(jìn)性相結(jié)合、理論性與實(shí)踐性相結(jié)合、時(shí)代性與實(shí)用性相結(jié)合、科學(xué)性與通俗性相結(jié)合的基礎(chǔ)上，自己編寫了適應(yīng)本科教學(xué)需要的教材。

●自編教學(xué)輔導(dǎo)書，完善教學(xué)輔導(dǎo)環(huán)境，利用教學(xué)輔導(dǎo)書鞏固課堂教學(xué)效果。

我們先后分別出版了側(cè)重本科教學(xué)過程、拓展性補(bǔ)充習(xí)題、考研入學(xué)指導(dǎo)的一系列教學(xué)輔導(dǎo)書。

由于本課程的特殊性，學(xué)生學(xué)習(xí)存在一定困難。經(jīng)常有學(xué)生反映課堂上都聽懂了，課后復(fù)習(xí)時(shí)又不清楚了。為解決這一問題，我們在教學(xué)輔導(dǎo)書中專門安排了“疑點(diǎn)與難點(diǎn)”部分，針對歷年教學(xué)過程中學(xué)生較難理解的問題進(jìn)行分析。學(xué)生利用輔導(dǎo)書既可找到對自己不懂問題的分析，也可了解在自己的學(xué)習(xí)過程中未發(fā)現(xiàn)的問題，對學(xué)生完整正確地掌握知識非常有幫助。

●自制教學(xué)輔助軟件，增強(qiáng)教學(xué)效果。

由于本課程涉及形式語言、有窮自動機(jī)等抽象內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接受起來較困難。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，我們將教學(xué)過程中一些需要教師在黑板上動態(tài)演示的過程做成了CAI課件，既可在課堂上演示，也可在課后由學(xué)生自己觀摩，有助于加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。

我們在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了一些問題，例如如何讓學(xué)生看到自動機(jī)動態(tài)地識別字符串、如何利用交互式的方式設(shè)計(jì)自動機(jī)，完成正規(guī)表達(dá)式向自動機(jī)的轉(zhuǎn)換、如何輔助學(xué)生設(shè)計(jì)文法分析表、動態(tài)顯示文法的分析過程等，這些問題的解決將會非常有效地幫助學(xué)生理解形式語言理論。而我們通過漢化兩個軟件JFLAP和JELLRAP很好地解決了上述問題。該軟件能夠像向?qū)б粯虞o助學(xué)生完成詞法和文法設(shè)計(jì)的每一步，并且動態(tài)演示學(xué)生設(shè)計(jì)的每一個詞法和文法分析器的工作過程，通過三屆教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生普遍反映這樣的手段對理解抽象的形式理論有非常大的幫助。

通過幾屆學(xué)生的使用，學(xué)生普遍反映這些輔助教學(xué)軟件的使用對理解抽象的形式理論有非常大的幫助。

●采用有效的輔助手段增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

為了有效地利用教學(xué)資源，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，我們建立了一個網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)環(huán)境，包括:(1)編譯原理網(wǎng)站;(2)精品課程網(wǎng)站;(3)CMCS網(wǎng)站。

(1) 編譯原理網(wǎng)站(http://ultra1. wuhee.edu.cn):

編譯原理教學(xué)網(wǎng)站是目前本課程在國內(nèi)唯一的教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站收集了完整的編譯技術(shù)文檔、各種程序設(shè)計(jì)語言的編譯器、編譯工具、編譯用教學(xué)軟件以及大量的編譯源程序，共200多兆字節(jié)的內(nèi)容。

該網(wǎng)站開通三年多來，收到了大量同行和學(xué)生的來信，對其給予了高度評價(jià)。由于我們制作的輔助教學(xué)軟件是免費(fèi)放在網(wǎng)站中，所以這些軟件被廣為使用。例如，華北電力大學(xué)就采用byacc和flex作為其教學(xué)輔助軟件。

(2) 精品課程網(wǎng)站(http://jpkc. whu.edu.cn):

人本主義教學(xué)理論認(rèn)為，教師的任務(wù)應(yīng)該是為學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)資源，提供一種促進(jìn)學(xué)習(xí)的氣氛，讓學(xué)生自己決定如何學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論也認(rèn)為，知識不是單靠教師傳授的，而是在其他人的幫助下，利用學(xué)習(xí)資料，在學(xué)習(xí)者自己的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上建構(gòu)獲得的。

在這些理論的指導(dǎo)下，我們開發(fā)了“編譯原理”網(wǎng)絡(luò)課程，除了將現(xiàn)實(shí)教學(xué)中的課堂講授、作業(yè)、答疑、測試、實(shí)習(xí)、討論等環(huán)節(jié)全部在網(wǎng)絡(luò)課程中予以實(shí)現(xiàn)，還提供課程的教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、與其他課程的關(guān)系、參考資料等諸多信息。學(xué)生在課堂內(nèi)容學(xué)習(xí)中，既可以觀看教師的教學(xué)錄像，也可以演播關(guān)于課堂內(nèi)容講述的動畫課件。這樣一個網(wǎng)絡(luò)課程的推出，為學(xué)生在課堂以外的自學(xué)、復(fù)習(xí)提供了豐富的資源。

(3)CMCS網(wǎng)站

CMCS網(wǎng)站的目的是為了有效地解決實(shí)習(xí)中存在的問題。我們在安排課程實(shí)習(xí)時(shí)，提供程序源代碼而空缺關(guān)鍵模塊，讓學(xué)生完成關(guān)鍵模塊。這樣組件式的實(shí)習(xí)方法，沒有降低實(shí)習(xí)題所涉及問題的難度，但由于學(xué)生只需完成關(guān)鍵的組件模塊，學(xué)生能夠集中精力解決關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)難度有一定程度的降低，這保證了大多數(shù)學(xué)生能夠完成實(shí)習(xí)任務(wù)，解決學(xué)生在以往實(shí)習(xí)中由于畏難而抄襲的問題，真正達(dá)到使學(xué)生通過課程實(shí)習(xí)加深對編譯過程理解的目的，同時(shí)，學(xué)生在編譯過程的實(shí)現(xiàn)中消除對課程的恐懼感，獲得成就感，增加學(xué)習(xí)的信心和興趣。

例如，在學(xué)習(xí)遞歸下降分析時(shí)，我們采用HTML語言的語法分析器作為編程實(shí)例，而其中的詞法分析模塊的源代碼發(fā)放給學(xué)生，只要求學(xué)生完成遞歸下降語法分析器的設(shè)計(jì)即可。

此外，我們還制作完備的電子教案庫，與教材、教學(xué)輔導(dǎo)書、教學(xué)輔助軟件、教學(xué)網(wǎng)站及課堂講授等一起構(gòu)成全方位、多角度、立體化的教學(xué)環(huán)境，給學(xué)生提供寬廣的互動學(xué)習(xí)空間。

1.2以學(xué)生為主、師生互動的全新教學(xué)模式實(shí)踐

我們以現(xiàn)代教學(xué)理論(如人本主義、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論等)為指導(dǎo)，并將其應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，注重啟發(fā)式教學(xué)，注重提高學(xué)生的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

人本主義的學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，“有意義的學(xué)習(xí)”具有個人投入的特點(diǎn)，即如果學(xué)習(xí)者整個(包括情感和認(rèn)知)都投入到學(xué)習(xí)中，就會具有很高的卷入度，才會有高效率的學(xué)習(xí)效果;“有意義學(xué)習(xí)”的實(shí)現(xiàn)條件是教師要重視學(xué)生的情感體驗(yàn)和價(jià)值觀，要以真誠的態(tài)度對待學(xué)生，做學(xué)習(xí)的“引導(dǎo)者”而不是“灌輸者”。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者與周圍環(huán)境的交互作用，對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解(即對知識意義的建構(gòu))起著關(guān)鍵性的作用。教師應(yīng)組織和引導(dǎo)學(xué)生討論和交流，共同建立起學(xué)習(xí)群體并成為其中的一員，共同對課程所涉及內(nèi)容進(jìn)行討論。

在這些理論指導(dǎo)下，我們在教學(xué)過程中，改變傳統(tǒng)教學(xué)中老師講、學(xué)生聽的教學(xué)模式，對于學(xué)生自學(xué)較容易的章節(jié)，采用指導(dǎo)學(xué)生備課，然后課堂上由學(xué)生講課、教師總結(jié)的方式進(jìn)行。學(xué)生對這種活動積極性很高，報(bào)名非常踴躍。

對于學(xué)生的提問，我們不是簡單地給出答案，而是在課堂上

展開師生間的討論，讓所有學(xué)生看到問題從提出、分析到解決的全過程。一些學(xué)生在討論的過程中就可以得出結(jié)論。這些教學(xué)方法可以讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程全心投入、回味無窮。

人本主義學(xué)習(xí)心理學(xué)理論還認(rèn)為，教師對學(xué)生的尊重、關(guān)注和接納有助于了解學(xué)生的內(nèi)在反應(yīng)，從而促進(jìn)教與學(xué)的共同提高。

在每周一次的課后答疑中，我們盡可能和學(xué)生多交流，了解他們的想法，幫助他們分析和解決學(xué)習(xí)和生活上的問題，讓學(xué)生對老師不再敬而遠(yuǎn)之，師生間的距離拉近了，這有利于我們了解學(xué)生對教學(xué)工作的真實(shí)看法。

總之，在我們的教學(xué)活動中，學(xué)生不再是被動的學(xué)習(xí)者，而是教學(xué)活動的參與者與實(shí)踐者，這大大增加了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極性，而教師在與學(xué)生的交流中也能受益，教與學(xué)相得益彰?！熬幾g原理”課程的教學(xué)工作在師生互動交流過程中進(jìn)行，師生雙方都體會到了教學(xué)相長的樂趣。

1.3反向答疑、注重反饋、教學(xué)相長

課程的教學(xué)過程，是教學(xué)內(nèi)容的傳授過程，也是教學(xué)方法的實(shí)踐過程。因此，教學(xué)過程實(shí)際上是一個教學(xué)相長的過程，對

于教師來說，不僅要提高自身的專業(yè)知識，還應(yīng)該進(jìn)行教學(xué)方法的研究。

目前國際上對教師進(jìn)行培訓(xùn)的基本模式有六類:知識范式、能力范式、情感范式、“建構(gòu)論”范式、“批判論”范式、“反思論”范式。

我們覺得在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐過程中，上述培訓(xùn)模式的“反思論”范式對教師的成長和提高教學(xué)效果尤其重要?！胺此颊摗狈妒街鲝埥處煹某砷L應(yīng)該培植起“反思”的意識，不斷反思自己的教育教學(xué)理念與行為，不斷自我調(diào)整、自我建構(gòu)，從而獲得持續(xù)不斷的專業(yè)成長。這種培養(yǎng)范式正逐漸成為國際教師教育的主流。

《學(xué)論》中說道:“君子既知教之所由興，又知教之所由廢，然后可以為師也。”然而，“不識廬山真面目，只緣身在此山中”，教師自我的反思畢竟有其視角上的局限性。在現(xiàn)行的教學(xué)過程中，學(xué)生是教學(xué)服務(wù)的直接消費(fèi)者，他們的評價(jià)與建議往往更加具有針對性和建設(shè)性。

因此，在每學(xué)期的課堂教學(xué)中，我們會抽出一定時(shí)間向?qū)W生征求意見——我們稱為“反向答疑”。即讓學(xué)生采用不記名的方式給任課教師提意見和建議，范圍不局限于教學(xué)方面，甚至涉及到人生理想和為人處世指導(dǎo)等內(nèi)容。人本主義學(xué)習(xí)心理學(xué)理論認(rèn)為，教師的真實(shí)或真誠是促進(jìn)學(xué)習(xí)的主要心理氣氛因素之一。不記名的“反向答疑”體現(xiàn)了教師的真誠，這種方式使學(xué)生暢所欲言。學(xué)生站在學(xué)習(xí)者的角度，往往能提出教師在教學(xué)者角度難以發(fā)現(xiàn)的問題，許多創(chuàng)造性建議給教學(xué)工作帶來了很大的啟發(fā)。正是通過一屆一屆的“反向答疑”工作，使我們不斷發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的問題，不斷吸收好的想法，才取得了今天好的教學(xué)效果，贏得了廣大師生的一致好評。

2 “編譯原理”教學(xué)綜合改革的成效

歷經(jīng)四年時(shí)間，在“編譯原

理”教學(xué)綜合改革中，我們教學(xué)課題組主要完成了以下工作:修訂教學(xué)大綱，更新教材;自編教學(xué)輔導(dǎo)書，完善教學(xué)輔助環(huán)境;開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程和學(xué)習(xí)網(wǎng)站，建立起有效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境;改進(jìn)課程實(shí)習(xí)方法，設(shè)計(jì)教學(xué)輔助軟件;制作CAI課件，增強(qiáng)教學(xué)效果;改革作業(yè)方法，保證作業(yè)質(zhì)量，提高教與學(xué)的效率;改革課堂教學(xué)方法，注重啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;注重教學(xué)反饋、互動教學(xué)和教學(xué)相長。

這一系列工作使“編譯原理”的教學(xué)效果得到很大的改進(jìn)，在多次學(xué)校教學(xué)管理部門組織的課程評價(jià)中，“編譯原理”課程的教學(xué)工作都取得了高分;課程教學(xué)在學(xué)生的評議和校園BBS上都獲得了良好的口碑;該課程的教學(xué)綜合改革還獲得了武漢大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎、湖北省教學(xué)成果二等獎，同時(shí)，該課程還被評為武漢大學(xué)精品課程、湖北省精品課程和國家精品課程。

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Innovation of The Teaching of “Principles of Compiler”

HE Yan-xiang， WU Chun-xiang

(School of Computer， Wuhan University， Wuhan 430079， China)

Abstract: This paper introduces the systematically innovation of the teaching of the Principles of Compiler. It is proved that the innovation is available and efficient.

Key words: Principles of Compiler; the theory of teaching; innovation