王曼韜 黃強(qiáng)，2危疆樹

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院 四川雅安 625014；2.西南交通大學(xué)交通與物流工程學(xué)院 四川成都 611756）

啟發(fā)式教學(xué)在編譯原理理論與實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

王曼韜1黃強(qiáng)1，2危疆樹1

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院 四川雅安 625014；2.西南交通大學(xué)交通與物流工程學(xué)院 四川成都 611756）

啟發(fā)式教學(xué)方法是以學(xué)生為主體、教師為中心，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生積極思考、發(fā)展智力的教學(xué)方法。為提高編譯原理教學(xué)的質(zhì)量和效果，結(jié)合編譯原理的課程特點(diǎn)，在課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，并相應(yīng)調(diào)整課程的考核方法，激發(fā)學(xué)的學(xué)習(xí)熱情、提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

啟發(fā)式教學(xué) 編譯原理 應(yīng)用

編譯原理是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，是一門公認(rèn)比較難學(xué)、比較難教的課程，課程對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握情況要求高，為保障教學(xué)質(zhì)量，無論是教師授課還是學(xué)生學(xué)習(xí)都需要投入較大的精力。同時(shí)，近年來編譯原理所涉及的知識(shí)范圍越來越多，大大增加了新技術(shù)內(nèi)容，在課程課時(shí)不足的情況下，采用什么樣的課程教學(xué)方法以及相應(yīng)的課程考核方式將接影響到教學(xué)效果以及對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面、客觀的評(píng)價(jià)。

啟發(fā)式教學(xué)是師生積極主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，教師采取各種方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、讓學(xué)生積極主動(dòng)地探究和解決問題、獲取知識(shí)和提高認(rèn)知能力的一種教學(xué)指導(dǎo)思想［1］。啟發(fā)式教學(xué)的要旨在于先讓學(xué)生積極思考，再進(jìn)行適時(shí)啟發(fā)，在學(xué)生自愿、自動(dòng)、自覺學(xué)習(xí)的情況下能夠舉一反三、觸類旁通；其實(shí)施要領(lǐng)在于要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際出發(fā)進(jìn)行引導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生還沒有達(dá)到理解某件事情的階段，不可操之過急，要循序漸進(jìn)，腳踏實(shí)地，務(wù)其根本。

一、編譯原理教學(xué)問題分析

首先，編譯原理課程有較強(qiáng)的綜合性，涉及的先修課程包括離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語言、操作系統(tǒng)等，學(xué)生對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度參差不齊，也存在部分學(xué)生沒有掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)的情況；其次編譯原理課程著重討論編譯的基本理論和編譯器構(gòu)造的基本技術(shù)，同時(shí)還涉及到一些新的理論知識(shí)，如正規(guī)式、自動(dòng)機(jī)、形式語言理論、語法制導(dǎo)翻譯等，因此學(xué)生感到理論知識(shí)抽象，理解困難；算法復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)的過程中逐步喪失學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)的積極性。

其次，編譯原理課程實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)比較薄弱，而編譯原理課程自身的特點(diǎn)決定了對(duì)實(shí)踐的要求很高，一些相關(guān)的重要理論不經(jīng)過實(shí)踐、編程來實(shí)現(xiàn)，就不能算真正的理解和掌握。雖然經(jīng)過精心安排，實(shí)踐內(nèi)容基本涵蓋了編譯原理的基本算法和技術(shù)，但實(shí)踐環(huán)節(jié)依然存在如下問題。首先，實(shí)驗(yàn)環(huán)境往往忽視了學(xué)生的個(gè)體差異，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往比較固定和單一，難以滿足不同水平的學(xué)生的實(shí)踐需求；其次，編譯的實(shí)踐環(huán)節(jié)往往還是局限于編譯器的實(shí)現(xiàn)而忽視編譯技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系。雖然在課程初始就告訴學(xué)生編譯技術(shù)的若干應(yīng)用，但是學(xué)生在實(shí)踐過程中不自覺的有一種誤解，認(rèn)為編譯原理的目的就是編寫一個(gè)編譯器，逐漸喪失實(shí)踐的興趣［2］；第三，相當(dāng)一部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生和理解能力較弱的同學(xué)隨著實(shí)踐的深入采用各種方法，用敷衍的態(tài)度應(yīng)付實(shí)踐環(huán)節(jié)，達(dá)不到課程的要求。因此，在考慮如何學(xué)好理論知識(shí)的同時(shí)，如何把理論和實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生用計(jì)算思維解決實(shí)際問題的能力，是編譯原理教學(xué)的一個(gè)主要和及其重要的問題。

二、常見啟發(fā)式教學(xué)法在教學(xué)中的具體應(yīng)用

啟發(fā)式教學(xué)方法沒有固定的教學(xué)格式和教學(xué)環(huán)節(jié)，只要具備啟發(fā)式教學(xué)的特點(diǎn)，都可以歸為啟發(fā)式教學(xué)法。［3］因此，可以在不同的知識(shí)點(diǎn)，在不同的理論、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。

1.PBL教學(xué)法與討論式教學(xué)法相結(jié)合

PBL教學(xué)法是以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，是在教師的整體把握和指導(dǎo)下，把學(xué)習(xí)設(shè)置到有意義的“問題”情景中。讓學(xué)生通過分析真實(shí)問題，來學(xué)習(xí)隱含于“問題”背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力［4］。討論式教學(xué)法是教師為實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，通過課前對(duì)知識(shí)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和組織，在課程討論中啟發(fā)學(xué)生表達(dá)經(jīng)過獨(dú)立思考后的見解，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神有非常積極的意義。為此，設(shè)置了專門的“討論課”，具體操作如下：

（1）在課前精心設(shè)疑，提出問題的背景、目的和意義，并為學(xué)生提供部分相關(guān)參考資料，形成文檔在課前發(fā)放給同學(xué)，并鼓勵(lì)學(xué)生自己查詢相關(guān)資料；

（2）以小組為單位組織學(xué)生在課前對(duì)問題進(jìn)行探索，小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織組員發(fā)言、討論，并記載每位同學(xué)的工作和討論情況；最終得到結(jié)論、或提出討論中遇到的問題，并形成書面文檔；小組討論等相關(guān)記錄在后期作為每位同學(xué)考核的依據(jù)。

（3）在討論課前每個(gè)小組將文檔提交給任課老師，使任課老師對(duì)學(xué)生工作的總體情況有初步的了解，并對(duì)各個(gè)小組的工作進(jìn)行總結(jié)。

（4）討論課中，任課教師各向同學(xué)簡(jiǎn)要匯報(bào)各小組的工作，問題的解決方案，遇到的問題等等；接下來進(jìn)行自由發(fā)言、討論、問答。任課老師對(duì)整個(gè)討論進(jìn)行組織和管理，控制討論的節(jié)奏，并負(fù)責(zé)最后的總結(jié)。

通過課程實(shí)踐，PBL教學(xué)法在強(qiáng)調(diào)了同學(xué)的實(shí)踐能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神方面；討論教學(xué)法在培養(yǎng)了同學(xué)獨(dú)立思考的能力方面都有良好的效果。

2.案例式教學(xué)法的應(yīng)用

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，由于選擇的案例本身蘊(yùn)含的理論知識(shí)和相關(guān)技術(shù)具有強(qiáng)烈的代表性，其教學(xué)方式具備形象、直觀、生動(dòng)具體的特點(diǎn)，因此在充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情方面具備特殊的功效。

通過教學(xué)實(shí)踐有兩方面的案例對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)特別大。其一，為加深和鞏固理論知識(shí)，在完成基本理論和基本方法的授課后，精心挑選經(jīng)典例題或綜合習(xí)題作為案例在課堂加以講解，并要求同學(xué)在課后加以演練。例如，正則式、正則文法轉(zhuǎn)化成等價(jià)的NFA、NFA轉(zhuǎn)換為等價(jià)的DFA、DFA的最小化內(nèi)容在在自動(dòng)機(jī)理論中具有不可分的相關(guān)性，理論授課結(jié)束后，可組織一道規(guī)模簡(jiǎn)單的綜合題將這些知識(shí)點(diǎn)貫穿在一起，學(xué)生一方面鞏固了各知識(shí)點(diǎn)，一方面更能融會(huì)貫通各知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系，取得了很好的教學(xué)效果［5］。其二，選擇編譯原理課程中介紹的算法思想和實(shí)現(xiàn)技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的案例，這類案例直觀、同時(shí)具有實(shí)際的應(yīng)用效果，往往會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如：教師可以實(shí)現(xiàn)開發(fā)出“24”點(diǎn)速算游戲或者開發(fā)出計(jì)算器的手機(jī)應(yīng)用。采用以上案例講授算符優(yōu)先限分析法的具體應(yīng)用，這樣的案例規(guī)模小，難度相對(duì)較低，學(xué)生理解非常容易，同學(xué)往往在案例講授完后有試一試的想法，因此還可以與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合。

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

起源于教育學(xué)領(lǐng)域中構(gòu)建主義理論的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”，要求引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題出發(fā)，讓學(xué)生在強(qiáng)烈的解決問題的愿望下，通過老師提供的學(xué)習(xí)資源對(duì)問題進(jìn)行分析題和進(jìn)行自主探索。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的四個(gè)基本環(huán)節(jié)包括：創(chuàng)設(shè)情境，確定問題，自主學(xué)習(xí)和效果評(píng)價(jià)［5］。例如，在編譯原理正規(guī)式和詞法分析部分的學(xué)習(xí)中，首先創(chuàng)設(shè)情境：在很多文本編輯器中，都具有語法高亮轉(zhuǎn)換的功能，然后使用實(shí)際的編輯器讓全體學(xué)生對(duì)語法高亮有直觀的認(rèn)識(shí)；然后確定問題、給出任務(wù)：如何使文本編輯器實(shí)現(xiàn)C語言的語法高亮轉(zhuǎn)換功能？然后學(xué)生帶著任務(wù)，通過老師提供的資料，通過課后對(duì)相關(guān)資料的檢索、查詢，自主學(xué)習(xí)或和同學(xué)協(xié)作完成一個(gè)C語言語法高亮文本編輯器；最后老師根據(jù)學(xué)生解決問題的算法、結(jié)果和自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)能力進(jìn)行學(xué)習(xí)效果綜合評(píng)價(jià)，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

4.授課時(shí)貫徹“說話通俗化”、“說話要明白”的原則

在課堂講授中，無論采取什么形式方法都要語言準(zhǔn)確、通俗易懂、生動(dòng)形象；不僅如此，通過教師生動(dòng)的語言、愉快的提問引起學(xué)生的“無意注意”和“有意注意”，使學(xué)生精力高度集中，使學(xué)生牢固地掌握知識(shí)，留下難忘的有印象。例如，在介紹LR（k）分析法的時(shí)候，部分同學(xué)對(duì)K的含義難以理解，在課堂上可以通過通俗的例子說明了K的含義，如通過點(diǎn)名的例子來說明K的含義，方法如下，首先給出條件列表如下：

條件一：張三、王五、李四、劉洪

條件二：張三、王五、劉洪、劉洋

條件三：歐陽洪、歐陽光明、歐陽端木、劉洪

在條件一的情況下，點(diǎn)名時(shí)只需要念出當(dāng)前單字即可唯一確認(rèn)某位同學(xué)。

在條件二的情況下，點(diǎn)名時(shí)如果點(diǎn)“劉”姓的同學(xué)，念出當(dāng)前單字“劉”時(shí)不能唯一確認(rèn)某位同學(xué)，必須念出“劉”字的下一個(gè)單字方可唯一確認(rèn)某位同學(xué)。

在條件三的情況下，點(diǎn)名時(shí)如果點(diǎn)“歐”單字開頭的同學(xué)，必須要念出“歐”單字后的2個(gè)單字方可唯一確認(rèn)某位同學(xué)。

三種條件下K的取值分別為0，1，2。通過“通俗化”的類比，同學(xué)很容易接受LR（K）中K的含義。

三、課程考核方式的改進(jìn)

1.合理設(shè)置考核內(nèi)容

本著以素質(zhì)教育為出發(fā)點(diǎn)的思想進(jìn)行考核內(nèi)容的改革，考試范圍不單純局限于教材和課堂講授的各種理論知識(shí)，而是在知識(shí)、能力、素質(zhì)三個(gè)方面進(jìn)行綜合考核，在知識(shí)部分著重于編譯原理基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的考核；能力考核主要通過實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)踐項(xiàng)目的完成情況進(jìn)行評(píng)分；素質(zhì)考核主要考察學(xué)生在小組活動(dòng)、課堂討論中體現(xiàn)出的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性和主動(dòng)性、資料的查閱能力等各方面加以評(píng)分［6］。

2.采取多樣化和全過程的考核方式

著重能力和素質(zhì)的考核要求考核不再是老師為學(xué)生的練習(xí)評(píng)分、試卷評(píng)分，而更應(yīng)該對(duì)學(xué)生在課程教學(xué)活動(dòng)中的積極表現(xiàn)加以評(píng)分，也可適當(dāng)采用同學(xué)之間分?jǐn)?shù)的互評(píng)。如：教師可針對(duì)課堂提問、課堂討論中學(xué)生的參與情況為學(xué)生評(píng)分；在分組實(shí)踐中，學(xué)生可以根據(jù)其他同學(xué)對(duì)實(shí)踐的參與度、對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的共享度進(jìn)行分?jǐn)?shù)的互評(píng)等；教師可以布置適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)報(bào)告，教師和同學(xué)為學(xué)習(xí)報(bào)告共同評(píng)分等手段對(duì)同學(xué)進(jìn)行考核。通過上述改革讓考核貫穿在學(xué)習(xí)的全過程，使同學(xué)能夠在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持學(xué)習(xí)的熱情。

3.加強(qiáng)題庫建設(shè)

以往的期末課終考核采用筆試考核，由于課程的特點(diǎn)考試題目一般為若干較大型的綜合題，造成學(xué)生在考試前突擊聯(lián)系相關(guān)題目；同時(shí)由于題目的隨機(jī)性，可能某些題目學(xué)生未能復(fù)習(xí)到，造成考試成績(jī)變化幅度較大。根據(jù)實(shí)際需要期末筆試考核變換了考核形式，采用上機(jī)考試，而題目的類型主要為選擇題和判斷題、在教師設(shè)定相應(yīng)的組卷策略后每個(gè)同學(xué)題目隨機(jī)抽取，因此試題庫和機(jī)試的順利實(shí)施改變了教師出試卷憑經(jīng)驗(yàn)、題量少、知識(shí)點(diǎn)覆蓋面窄等缺點(diǎn)。

4.考核方案的設(shè)定

依據(jù)上面的原則調(diào)整了學(xué)生的考核方案。未調(diào)整前的方案由期末筆試（60%）、實(shí)驗(yàn)（30%）、平時(shí)練習(xí)（10%）組成，修改為通過過程性評(píng)價(jià)、參與狀態(tài)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)及學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)等四個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建體系。并對(duì)現(xiàn)有的由考勤、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、期末考試考核機(jī)制上通過如下方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)加以監(jiān)控，并納入到考核。將實(shí)驗(yàn)中的單元實(shí)驗(yàn)的大部分納入到課后作業(yè)，作為課后作業(yè)的一部分評(píng)分；同時(shí)部分單元實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)將通過在實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行討論、答辯，由老師給定的分?jǐn)?shù)，以及小組內(nèi)成員互相評(píng)定的分?jǐn)?shù)，代碼的實(shí)現(xiàn)、報(bào)告書組成，盡可能較客觀的對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。

課程考核指標(biāo)由平時(shí)成績(jī)與期末理論考試成績(jī)構(gòu)成，比例分別為65%與35%；期末理論考試成績(jī)采用機(jī)考的形式，主要考查基礎(chǔ)在知識(shí)點(diǎn)。平時(shí)成績(jī)的組成包含：課后練習(xí)（10%）， 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) （10%），綜合實(shí)驗(yàn)（10%），選做實(shí)驗(yàn)（10%），討論和學(xué)習(xí)報(bào)告（10%），課堂練習(xí)（5%），課堂討論（5%），課程建議（5%）。

四、總結(jié)

經(jīng)過近2年來在教學(xué)過程中實(shí)施啟發(fā)性教學(xué)和新的考核方式后，通過對(duì)學(xué)生的考試成績(jī)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的檢查，以及對(duì)學(xué)生的問卷調(diào)查、學(xué)校和學(xué)院的教師評(píng)價(jià)，經(jīng)過分析我們得出主要的教學(xué)效果如下：一是能有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，教師采用豐富教學(xué)手段，化枯燥為生動(dòng)，化抽象為形象，使學(xué)生較容易地抓住所要學(xué)習(xí)的要點(diǎn)，達(dá)到較好的教學(xué)效果。二是能促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)能力，在回答調(diào)研問卷中關(guān)于“自學(xué)能力的提高程度”時(shí)，一半以上的同學(xué)都選擇了“有較大提高”；三是改變期末理論考試的考核方式，考查重點(diǎn)放在基礎(chǔ)知識(shí)上，因此在客觀上促使學(xué)生能夠較全面的復(fù)習(xí)和鞏固編譯原理課程的一般性原理和知識(shí)。四是將課程的考核納入到學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)、全過程當(dāng)中，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)周期對(duì)課程的投入比以往有相當(dāng)大的提高。

［1］張忠華等.現(xiàn)代大學(xué)貫徹啟發(fā)式教學(xué)的阻力與對(duì)策研究［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)（高教研究），2009，6.

［2］金永霞等，《編譯原理》實(shí)驗(yàn)的層次化設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2012，8.

［3］姜同等.啟發(fā)式教學(xué)十談［J］.長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)［J］.2001，2.

［4］Wood Dianana F.Problem based learning［J］.J Br Med，2003，326（7384）.

［5］崔少國(guó)等.“編譯原理”課程教學(xué)方法的探索與實(shí)踐［J］.福建電腦，2012，1.

［6］李艷平.“中外廣告史”課程考核方式改革初探 ［J］.教育與職業(yè)，2014.3

王曼韜（1974-），男，講師，主要研究領(lǐng)域?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息化、圖像處理。

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目X2014025