劉洪娟，宋經(jīng)平，韓春燕

（東北大學(xué) 軟件學(xué)院，遼寧 沈陽 110819）

0 引言

慕課（massive open online courses，簡稱MOOC）是互聯(lián)網(wǎng)與教育深度融合的產(chǎn)物，為眾多學(xué)習(xí)者提供了高質(zhì)量的教學(xué)方式和教育資源[1-2]。慕課的出現(xiàn)使課堂上大量研討成為可能，為實施與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)提供了更為便利的條件[3-4]。目前，各高校對編譯原理課程的教學(xué)改革作了大量研究和探索，但基于自建慕課實施混合式教學(xué)的案例還非常匱乏[5]。

1 慕課建設(shè)

慕課課程不是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的簡單翻版，編譯原理慕課的建設(shè)需要在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實驗教學(xué)設(shè)計方面全面考慮，這樣才能將編譯原理建設(shè)為適應(yīng)不同類型、不同層次學(xué)校和學(xué)生的慕課課程。

（1）教學(xué)內(nèi)容全面而又深入淺出。編譯原理課程主要介紹編譯過程的5 個邏輯階段及相關(guān)理論和方法。建設(shè)的慕課包含9 章、34 個視頻、9組單元測驗、2 個實驗題和30 多個考試題目等資源，內(nèi)容涉及編譯程序基本概念、形式語言基礎(chǔ)、自動機基礎(chǔ)、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、符號表組織、代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成。為了使學(xué)生能夠由淺入深地完成慕課學(xué)習(xí)，每章單元測驗都針對授課視頻內(nèi)容給出，且均為客觀題，使學(xué)生開始時不會因為困難而放棄。實驗和期末考試的題目均為主觀題，但也都不會超出授課視頻講授內(nèi)容。

（2）教學(xué)方式和教學(xué)手段多樣。該慕課的教學(xué)方式和手段包括視頻、PPT、討論區(qū)和互評等。慕課錄制的視頻語言精練，課堂的信息量非常大，每個視頻的長度均為8～15 分鐘。為了吸引學(xué)生注意力，講清重點和難點，該慕課PPT 設(shè)計了大量動畫，并輔以圈畫和注釋等說明性標(biāo)識。慕課在每章設(shè)置一個討論主題，主要針對每章的重點內(nèi)容提出一些外延性問題，為師生互動和生生互動提供必要條件。實驗題目和考試題目均采用互評方式，教師給出題目的參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生之間互相評分，教師對互評過程進行監(jiān)督和評分。

（3）實驗教學(xué)內(nèi)容靈活。實驗教學(xué)有兩種方案：部分型和完整型。部分型是指每個學(xué)生需要獨立完成兩個小的實驗內(nèi)容——詞法分析器和中間代碼生成器，這兩部分內(nèi)容可以分開編寫代碼，實驗數(shù)據(jù)也可以毫無關(guān)系。完整型是指學(xué)生可以以小組形式完成一個完整編譯器的設(shè)計與實現(xiàn)，小組人數(shù)以4～5 人為宜，每個學(xué)生有獨立的功能實現(xiàn)任務(wù)，最后集成在一起，構(gòu)成一個完整的編譯器。

2 混合式教學(xué)實施方案

在慕課與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合教學(xué)中，對教學(xué)安排和課程考核方式進行了相應(yīng)調(diào)整。課程原教學(xué)學(xué)時為40 學(xué)時，其中課堂講授32 學(xué)時，實驗8 學(xué)時；采用混合式教學(xué)后，課程總學(xué)時為32 學(xué)時，其中翻轉(zhuǎn)課堂24 學(xué)時，實驗8 學(xué)時，慕課平臺學(xué)習(xí)8 周，每周完成約50 分鐘的視頻學(xué)習(xí)。采用混合教學(xué)后，課程的考核由期末考試、實驗、慕課學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)4 部分組成。其中，期末考試占總成績的50%，實驗成績占總成績的20%，慕課學(xué)習(xí)占總成績的20%，翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)占總成績的10%。慕課學(xué)習(xí)成績包括視頻學(xué)習(xí)、單元測驗和討論3 部分。

采用混合式教學(xué)模式教學(xué)時，實施過程和傳統(tǒng)教學(xué)模式有很大不同。在實施過程中，中國大學(xué)慕課網(wǎng)上發(fā)布課程的教學(xué)大綱、教學(xué)學(xué)課件、單元測試題、實驗題目、考題題目和討論題目等教學(xué)相關(guān)資料，學(xué)生根據(jù)教學(xué)安排隨時學(xué)習(xí)，遇到難點可多次觀看視頻自主學(xué)習(xí)。完整的教學(xué)過程分為線上學(xué)習(xí)階段、線下講授階段、課后學(xué)習(xí)階段 3 步，教學(xué)實施整體過程見圖1。

圖1 教學(xué)實施過程

學(xué)生觀看教學(xué)視頻后，完成單元測試，并準(zhǔn)備線下教學(xué)資料。線下教學(xué)由教師和學(xué)生共同完成：教師針對線上教學(xué)內(nèi)容講解重點和難點，解答學(xué)生相關(guān)的問題；針對教師提出的討論問題，學(xué)生討論，并完成線上教學(xué)內(nèi)容相關(guān)課堂練習(xí)。線下教學(xué)后，學(xué)生完成課后作業(yè)并完成作業(yè)互評。

3 翻轉(zhuǎn)課堂的組織和教學(xué)設(shè)計

考慮到每章難度不同，加上學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)較重，翻轉(zhuǎn)課堂分為兩部分，具體包括大班翻轉(zhuǎn)課堂18 學(xué)時和小班翻轉(zhuǎn)課堂6 學(xué)時，主要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的翻轉(zhuǎn)課堂形式。

（1）大班翻轉(zhuǎn)課堂是所有學(xué)生一起實施的翻轉(zhuǎn)課堂。該類型的翻轉(zhuǎn)課堂主要針對教師需要講解重點和難點的教學(xué)內(nèi)容。采用大班翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容見表1。

表1 大班翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容

（續(xù)）表1

對于大班翻轉(zhuǎn)課堂，線上學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)完慕課內(nèi)容后，需要解決教師預(yù)留的思考題，填寫學(xué)習(xí)反饋表，記錄學(xué)習(xí)的情況和存在的疑問。線下教學(xué)即面對面教學(xué)，教師首先補充學(xué)生線上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，講解重點和難點，解答學(xué)生提出的問題后，完成課堂的習(xí)題和講解，說明下一個知識點的重難點。課后學(xué)習(xí)是對知識點的進一步鞏固，學(xué)生需要完成課后作業(yè)和作業(yè)互評。大班翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計方案見表2。

表2 大班翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計方案

（2）小班翻轉(zhuǎn)課堂是每次30 名學(xué)生參與的課堂。該類型的翻轉(zhuǎn)課堂主要針對需要小范圍研討的教學(xué)內(nèi)容。采用小班翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容見表3。

小班翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容主要為基礎(chǔ)性非常強、非常關(guān)鍵的算法和比較難理解的知識點。文法概念是整個編譯過程的基礎(chǔ)原理，文法是對語言的形式化描述，掌握了文法是如何定義語言的，才能理解編譯過程中最重要的3 個步驟——詞法分析、語法分析和語義分析。詞法分析是整個編譯過程的第一步，將源程序的單詞分離出來并分類，如何利用自動機原理將不以空格分隔的單詞分離出來是非常關(guān)鍵的一個算法。LR（）分析方法是自底向上的語法分析方法，基于LR（0）項目構(gòu)造句柄識別器是一個難點，需要參加討論的學(xué)生共同理解句柄識別器是如何識別句柄的。由于沒有完全形式化的方法來描述語義規(guī)則，通過接近形式化的屬性文法來描述語義規(guī)則是一個難點?；钴S信息和待用信息在高效目標(biāo)代碼生成上起了非常重要的作用，如何識別這些信息，這兩者之間的關(guān)系是什么，如何充分利用這些信息是重點需要理解的內(nèi)容。

小班翻轉(zhuǎn)課堂是在智慧教室實施的教學(xué)過程。智慧教室打破了傳統(tǒng)的“主要由教師講課，學(xué)生聽課”的模式，強調(diào)教師和學(xué)生互動、學(xué)生和學(xué)生互動。與傳統(tǒng)“排排坐”不同的是，智慧教室采用圓桌或方桌方式，學(xué)生分成N 組、每組M 個成員圍坐在桌旁，使學(xué)生與教師之間產(chǎn)生平等感，營造有助于學(xué)生發(fā)揮自己想象力和創(chuàng)造力的學(xué)習(xí)氛圍。

表3 小班翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容

4 慕課上線運行情況

編譯原理課程完成所有資源開發(fā)后，依托中國大學(xué)MOOC 平臺上線運行。目前已完成開課1 次，現(xiàn)在正在進行第2 次開課，總學(xué)習(xí)人次超過3 千。學(xué)習(xí)者普遍評價課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)合理、條理清晰、講解細致、對自己的工作和學(xué)習(xí)有很大幫助。本課程第1 次開課時參加學(xué)生基本完成各項考核和期末考試。第2 次開課后，將按照混合式教學(xué)方案進行混合式教學(xué)的實施。

5 結(jié)語

編譯原理課程慕課的建設(shè)，既服務(wù)于計算機相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)，又支持其他專業(yè)學(xué)生和社會人士自學(xué)。慕課的建設(shè)和實施對教師和學(xué)生都提出更高的要求。教師需要轉(zhuǎn)變角色，從學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者變?yōu)榉?wù)者，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；教師也需要有較高的專業(yè)素養(yǎng)，更好地為學(xué)生服務(wù)。然而，對于相關(guān)專業(yè)學(xué)生，由于慕課內(nèi)容“短小精悍”很難實現(xiàn)因材施教，要求教師基于慕課平臺采用“混合教學(xué)模式”支撐專業(yè)本科教學(xué)。

基于慕課和翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)有兩個方面的優(yōu)勢：一方面能夠通過慕課引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，另一方面通過翻轉(zhuǎn)課堂補充和拓展自主學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式的實施必將受到學(xué)生的歡迎，獲得更好的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。