基于專業規范的編譯原理混合式教學改革

張敬敏+李霞+汪慎文

摘要：針對“編譯原理”課程的特點和實踐，給出了該課程的混合式教學方式的設計及實施方案，最后對實踐教學進行了總結和討論，以期不斷提高課程質量。

關鍵詞：編譯原理；專業規范；互聯網+；教學方法；混合式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0102-02

“線上”（網絡教學）和“線下”（面授教學）相結合的“混合式教學”是信息社會、互聯網時代下“互聯網+”教育的產物。學生線上自主觀看微課視頻、MOOCS視頻、學習課件，完成作業、參加測試、課后補習，線下借助翻轉課堂等方式更多的進行師生互動、答疑解惑。學習行為向個性化、碎片化、快餐式轉變。改變了同步遞進的大班教學中很多接受能力慢的學生，因趕不上老師進度，而逐步產生厭學思想，甚至于放棄學習的狀況。代表了軟件技術最高層次的編譯原理可以應用到軟件開發的各個方面。在計算機科學與技術專業規范中教育部高校計算機科學與技術教指委將“編譯原理”設置為16門核心課程中之一。理論和實踐相結合典范的“編譯原理”課程比較難，對其進行混合式教學，將傳統教學和互聯網相結合，突破時間、空間和距離的限制，能彌補傳統教學的不足，提高學生的學習興趣。

一、編譯原理課程的特點

計算科學即計算機科學與技術研究內容覆蓋了對計算問題的一般研究，學科分類的七個分支學科之一的軟件基礎是一個較大的學科門類，編譯程序原理及編譯系統實現技術是軟件基礎學科方向之一。[1]“編譯原理”是計算機學科專業本科生的一門核心專業課程，涉及高級語言處理和翻譯的思想、原理、方法和技術。這些內容不僅與“高級程序設計語言”有著密切的聯系，而且，作為一種語言處理方法和翻譯技術領域的集大成者，對包括自然語言處理與機器翻譯，數字系統邏輯設計中的開關電路分析與設計，人工智能中的知識表示與自動推理，模式識別與圖像處理中目標圖像的識別等諸多方面，有著深遠的影響。[2]

“編譯原理”課程具有理論性強、實踐性強，而且理論與實踐高度統一的特點。編譯器構造的每一個階段都有非常嚴密的理論支持，如：有窮自動機、下推自動機、正則表達式、上下文無關文法、屬性文法、語義分析和計算規則等等。而將以上理論付諸實踐，設計實現一款比較實用的編譯器卻需要極強的實踐能力，如：主語言的設計和表示、編譯器的框架設計、模塊設計、數據結構的設計、編譯器的運行環境及構造工具等等。

二、混合式教學改革特點和優勢

學習，光靠課堂上老師“喂養式”的教學遠遠不夠。科學研究表明，帶有主動意識的探求性學習才能最大限度激發人的潛能和獲取知識的效果。

混合式教學模式是國際教育界對以美國為代表的“E-learning”實踐進行深入思考之后，提出的混合式教學概念，在2003年12月9日南京召開了“第七屆華人計算機教育應用”大會上，北師大何克抗教授首次介紹了BL（blended teaching混合式教學）理念，為高校改革提供了新的思路和方法，強調把傳統教學與在線E-learning結合。

“混合式教學”把傳統學習方式的優勢和互聯網絡學習的優勢結合起來，學生通過課前的“線上”預習，然后由老師引導，在“線下”開展課堂的學習討論、答疑解惑，從而使課堂教育有啟發性、開拓性，并以此培養學生主動思考和學習的能力。這種教學方式下老師更多的責任是教會學生怎樣學習和知識的構建，要求老師在課程設計和知識傳遞中，將課堂教學與信息技術進行融合，使教學過程“線下”（面授教學）與“線上”（網絡教學）有機結合，并根據學生特點達到一個合理的學時分配。

混合式教學是一種交互式學習，反饋及時；是一種個性化學習；一種游戲化學習；減少了教師大量布置作業、批改作業，可以使不同類型的學生，都能按照自己的學習習慣安排進度，這對理解進度較慢的學生，有一個可以通過網絡彌補和吸收消化知識的“時間差”。還可以彌補師生間因角色地位、“獨生子女”個性心理等差異造成的師生、生生交流溝通少。

三、課程改革目標和實施方案

編譯原理課程改革設定以下改革目標：第一，在教學內容方面進行改革，不能因為知識點難就避開不講，必須考慮知識體系的完整性和系統性；第二，抓住本課程的主要問題，結合課程特征，選擇多樣化的教學方式和手段，激發學生的學習興趣和積極性，讓學生在輕松愉悅的氛圍中學習，提高學習效率；第三，注重理論和實踐的結合，如果能將所學的理論知識投入到實際應用中，一方面可以提高學生的實踐動手能力，掌握編譯器構造這一關鍵技術，另一方面也能在實踐中檢驗理論知識，反過來對理論學習起到助推作用；第四，采用比較先進的技術，輔助課程的教學，如：網絡、微課等；第五，在課程考核方式上尋求多樣化，反映學生對本課程知識的掌握程度；第六，設計實現小型的編譯器，使學生初步具備研究、設計、編制和調試編譯系統的能力，為學生具備構造與調試大型程序的能力和后續課程的學習打下一個必要的基礎。

為了達到改革目的設定了如下實施方案：第一，使用制作微課和MOOCS視頻的各類軟件如PPT美化大師、屏幕錄像專家、Camtasia喀秋莎音視頻后期制作、HWPDFOCR80-漢字識別系統、WaveStudio音頻截取工具、語音自動生成器錄制了微課視頻，利用錄像機和錄音教室錄制了MOOCS視頻；第二，使用編制在線系統的開發工具HTML5等開發在線測試、作業、在線評分和在線討論的系統；第三，“編譯原理”實驗內容是設計實現一個簡單的程序設計的詞法分析器、語法分析器、中間代碼生成器和代碼優化的完整的編譯器。其目的是幫助學生加深理解編譯原理理論，培養程序尤其是大型程序的設計與調試能力。實驗具體內容和要求見文獻[3]。

四、對課程實踐的思考

在互聯網時代，充分利用互聯網的各種信息技術，借助在線，實現課堂翻轉，進行線上和線下的混合式教學。可以提高備課效率、授課效率及學課效率。借助混合式教學，學生不僅能夠更好地接受課堂知識，還能在課后利用網絡和教師之間形成良好的互動，滿足學生自主學習的需要，因此，混合式教學受到了廣大師生的一致好評，混合式教學是高校教學改革的發展趨勢。編譯原理課程在線教學方式和線下教學方式的教學方式的結合，改變了以教師為中心的一次性廣播式、缺少有效互動教學方式以及學生被動式、沒有重學機會的現狀。

五、結語

提高編譯原理課程的教學效果，需從課程的內容、教學方式方法等方面進行思考、研究、實踐和總結，并根據每一學年學生實際水平的不同進行調整，由淺入深、循序漸進地展開，目的在于激發學生的學習興趣，培養學生的專業綜合能力，提升教學效果。

參考文獻：

[1]趙致琢.計算科學導論[M].第3版.北京：科學出版社，2006.

[2]張素琴，呂映芝，蔣維杜.編譯原理[M].北京：清華大學出版社，2011.

[3]劉坤起，李慧琪，孫長圣，等.“編譯程序設計原理”課程教學之思考[J].工業和信息化教育，2013，（12）：64-67.

An Analysis of Hybrid Teaching Reformson Compilers Principle Based on Professional Norms

ZHANG Jing-min，LI Xia，WANG Shen-wen

（Department of Computer Science，Hebei GEO University，Shijiazhuang，Hebei 050031，China）

Abstract：According to the characteristics and practice of the compilers principle course，this paper shows the course design and implementation scheme of hybrid teaching. In the end，the practice teaching are summarized and discussed. The hybrid teaching can continuously improve the quality of teaching.

Key words：compilers principle；professional norms；Internet Plus；teaching method；hybrid teaching