編譯原理課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

楊柳　魏秀杰　肖楠

摘要：針對(duì)編譯原理課程在計(jì)算機(jī)本科教學(xué)中難講、難學(xué)的特點(diǎn)，從理論教學(xué)、教學(xué)方法、實(shí)踐能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行了探索，提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：編譯原理；教學(xué)方法；實(shí)踐能力

編譯原理課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科下各專業(yè)的核心專業(yè)課程，其教學(xué)目標(biāo)是通過教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)生的抽象思維能力和動(dòng)手能力，旨在使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的形式化描述和編譯的基本理論、原理和技術(shù)，并對(duì)編譯程序有較為具體的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)過的基本知識(shí)、著手開發(fā)系統(tǒng)程序，為今后的工作（理論研究和技術(shù)開發(fā)）打下基礎(chǔ)。但由于其內(nèi)容具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到內(nèi)容抽象、算法復(fù)雜、難于理解，因此“編譯原理”被普遍看作是計(jì)算機(jī)本科教學(xué)中最難講解、最難學(xué)習(xí)的課程。針對(duì)這種情況，如何提高這門課程的教學(xué)效果，是一個(gè)值得探討的問題。筆者近年來一直從事“編譯原理”課程的教學(xué)，對(duì)如何改進(jìn)教學(xué)方法和提高教學(xué)效果做了一些研究和探索。

1 明確教學(xué)目標(biāo)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

對(duì)于編譯原理這門課程，普通高校本科的教學(xué)目標(biāo)是：通過編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言及在程序開發(fā)中應(yīng)用編程語(yǔ)言的能力，具體解釋如下：提高學(xué)習(xí)、理解和使用編程語(yǔ)言的能力；提高程序排錯(cuò)的能力，即快速理解、定位和解決在程序開發(fā)與程序運(yùn)行中遇到的問題的能力；提高編寫高質(zhì)量代碼的能力。

另外，由于編譯程序，由于編譯程序作為系統(tǒng)軟件在性能上具有嚴(yán)格的要求，這使得它所使用的算法經(jīng)典、高效，而這些算法、思想和實(shí)現(xiàn)技術(shù)也可廣泛地應(yīng)用于一般軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。如正規(guī)式和有窮自動(dòng)機(jī)在文本編輯器中的廣泛應(yīng)用，有窮自動(dòng)機(jī)在字符串查找中的運(yùn)用，必經(jīng)節(jié)點(diǎn)算法在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用，由文法來定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。在教學(xué)中，可以鼓勵(lì)學(xué)生嘗試將編譯程序中的各種算法和技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為今后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 運(yùn)用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

“編譯原理”課程具有很多概念和定理，再加上大量復(fù)雜的算法，抽象程度很高，因此要想獲得良好的教學(xué)效果，必須借助形象化教學(xué)手段，使抽象的理論具體化。

2.1 抽象內(nèi)容形象化

編譯程序的主要功能是把用各種語(yǔ)言編寫的源程序翻譯為等價(jià)的目標(biāo)程序。既然編譯過程是一種語(yǔ)言的翻譯過程，因此我們就可將編譯程序的工作過程與通常外語(yǔ)資料的翻譯過程進(jìn)行類比，這對(duì)于學(xué)生更直觀地了解一個(gè)編譯程序一般應(yīng)由哪些部分組成，以及各個(gè)組成部分應(yīng)如何進(jìn)行工作等是有助益的。如何進(jìn)行翻譯。概括地講無非是做兩方面的工作；一是進(jìn)行分析，二是進(jìn)行綜合。所謂分析，就是從第一行的第一個(gè)字母開始.依次閱讀原文中的各個(gè)符號(hào)，逐個(gè)識(shí)別出原文中的各個(gè)單詞，然后根據(jù)語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行語(yǔ)法分析，即分析原文中如何由單詞組 成短語(yǔ)和句子，以及句子的種類特點(diǎn)等。此外，在識(shí)別單詞和進(jìn)行語(yǔ)法分析的過程中，還要不時(shí)地查閱字典，做語(yǔ)法正確性的檢查，進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)義分析，并做一些必要的信息加工作等等。所謂綜合，就是根據(jù)上述分析所得到的信息，擬定譯稿，進(jìn)行修辭加工，最后寫出譯文。

類似地，編譯程序在其工作過程中，也需做兩方面的工作，即先分析源程序，然后再綜合為目標(biāo)程序。為了便于學(xué)生理解編譯程序在此兩方面應(yīng)包括的工作環(huán)節(jié)，將源程序的編譯和外文資料的翻譯兩過程的主要工作列表對(duì)比：

通過將自然語(yǔ)言的翻譯過程與編譯程序的工作過程進(jìn)行對(duì)比，加深了學(xué)生的印象，又有助于理解為什么將編譯過程劃分成這幾個(gè)階段。

2.2 注重教學(xué)方法的靈活運(yùn)用

在師生互動(dòng)中完成教學(xué)過程 充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)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。為及時(shí)了解教學(xué)效果和教學(xué)過程中存在的問題，我們?cè)谡n堂上、課后答疑過程中收集學(xué)生對(duì)教學(xué)的反饋意見，并有針對(duì)性地予以改進(jìn)，使教學(xué)質(zhì)量在師生互動(dòng)中逐步得到提高。

2.3 實(shí)施多媒體輔助教學(xué)形式

“編譯原理”是一門理論性強(qiáng)的課程，為了使抽象問題形象化，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用，利用多媒體手段，把原理性的重點(diǎn)知識(shí)以動(dòng)畫、圖形形式呈現(xiàn)給學(xué)生，把知識(shí)講解化靜為動(dòng)，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中，對(duì)于一些不容易理解的內(nèi)容，可以通過一個(gè)動(dòng)態(tài)的模擬方式來進(jìn)行講解。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(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。 同時(shí)向?qū)W生推薦網(wǎng)上優(yōu)秀的編譯原理課程教學(xué)網(wǎng)站、電子書、算法等資源，拓寬學(xué)生視野。

2.4 探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法，提高教學(xué)水平

根據(jù)“編譯原理”課程的特點(diǎn)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)的建設(shè)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供豐富的參考資料和教學(xué)指導(dǎo)。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)綜合學(xué)生問題，在歸納分析的基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)教學(xué)。

3 注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)

教學(xué)中，理論與實(shí)踐是相輔相成，互為促進(jìn)的，因此編譯實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理設(shè)置對(duì)搞好整個(gè)編譯教學(xué)起著至關(guān)重要的作用。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更好地理解課程中的基本概念和原理，通過自己動(dòng)手提高實(shí)踐能力。由于編譯過程每個(gè)階段都有特定的方法和技術(shù)，故可以針對(duì)各個(gè)階段設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，通常這一類的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性的，規(guī)模相對(duì)較小，主要是對(duì)一、二個(gè)知識(shí)點(diǎn)和算法的實(shí)踐訓(xùn)練，可以根據(jù)理論教學(xué)的情況靈活安排，這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以驗(yàn)證知識(shí)、幫助理解基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能為主。二是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，這類試驗(yàn)可以針對(duì)某一語(yǔ)言設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)完整、獨(dú)立的編譯器，或者研習(xí)現(xiàn)有的編譯程序，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充。這種方式的難度根據(jù)語(yǔ)言規(guī)模的不同以及學(xué)生擴(kuò)充程度的不同而有差別，彈性較大，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)編譯程序的整體認(rèn)識(shí)，且能充分鍛煉學(xué)生的編程能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為ACM 規(guī)定的計(jì)算機(jī)科學(xué)主干課程之一，編譯原理在計(jì)算機(jī)學(xué)科的教學(xué)體系中占有重要地位。作為專業(yè)課教師必須不斷更新理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和和積極性，努力提高教學(xué)質(zhì)量和教研水平。

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作者簡(jiǎn)介：楊柳，女，副教授，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)信息處理，智能規(guī)劃。