面向編譯原理與設(shè)計課程的學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式

摘要：以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維為核心，以互動式、啟發(fā)式、案例式教學(xué)和實踐平臺為依托，研究學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式的構(gòu)建，介紹基于創(chuàng)新的“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學(xué)方法和基于激勵機制的“分層+分系列+分專題”的創(chuàng)新實踐活動，培養(yǎng)從事計算機研究和應(yīng)用的創(chuàng)新型人才。關(guān)鍵詞：編譯原理與設(shè)計；創(chuàng)新性思維；教學(xué)方法

0.引言

編譯原理與設(shè)計課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，具有較強的抽象性、理論性和邏輯性，學(xué)生學(xué)習(xí)和理解該課程相對困難。同時，該課程與其他課程，如離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析、操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)等課程具有交叉性，因此學(xué)生不僅要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，還要有很好的創(chuàng)新意識。部分學(xué)者在編譯原理的教學(xué)教改方面已經(jīng)開展了卓有成效的工作。張晶等人研究了編譯原理實踐課程“多層次-多目標(biāo)-多效果”的教學(xué)方法；錢忠勝等人提出從典型案例設(shè)計、實驗實踐教學(xué)模式、與其他課程知識相融合、與各類應(yīng)用相結(jié)合、復(fù)合型考核方式等方面人手展開教學(xué)改革研究；徐晶探索了研究型教學(xué)在編譯原理課程教學(xué)實踐中的應(yīng)用，并提出了“驗證、應(yīng)用、創(chuàng)新”三步掌握編譯技術(shù)的課程設(shè)計方案；柴艷妹等人從激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和提高學(xué)生動手能力三個方面入手，提出了一系列教學(xué)改革的具體步驟和方法；王挺等人提出編譯原理課程能夠培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，提升學(xué)生的系統(tǒng)能力，使學(xué)生在系統(tǒng)的級別上重新認識算法和程序。

筆者面向編譯原理與設(shè)計課程，以互動式、啟發(fā)式、案例式教學(xué)和實踐平臺為依托，研究基于創(chuàng)新的“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學(xué)方法，基于激勵機制的“分層+分系列+分專題”的創(chuàng)新實踐活動，構(gòu)建面向編譯原理與設(shè)計課程的學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式教學(xué)模式，培養(yǎng)從事計算機研究和應(yīng)用的創(chuàng)新型人才。同時，研究通過此培養(yǎng)模式的實施，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而使學(xué)生的研究能力、實踐能力與創(chuàng)新能力得到鍛煉和提高的方法。

1.學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式

科學(xué)合理地配置學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)是構(gòu)建學(xué)生培養(yǎng)模式的第一步。學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)模式是一個反復(fù)循環(huán)、不斷提升的動態(tài)發(fā)展過程。構(gòu)建面向編譯原理與設(shè)計課程的學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式需根據(jù)社會發(fā)展對人才的客觀需求，結(jié)合學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，選擇合適的培養(yǎng)途徑加以實施，并針對人才培養(yǎng)模式實施后社會對培養(yǎng)結(jié)果的評價做適時地調(diào)整。

1.1知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

面向編譯原理與設(shè)計課程的學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)的課程主要包括3個方面：數(shù)理基礎(chǔ)（離散數(shù)學(xué)、數(shù)值分析）、算法基礎(chǔ)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析）和核心課程（操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、編譯原理與設(shè)計），如圖1所示。

在課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容安排上要堅持以下兩點：一是厚基礎(chǔ)、強能力、重創(chuàng)新，努力做到把編譯原理與設(shè)計課程與前沿知識以及多學(xué)科間知識交叉與滲透融入到教學(xué)內(nèi)容中來；二是堅持知識、能力、素質(zhì)的辯證統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。階梯式培養(yǎng)課程的分類見表1。

1.2學(xué)生創(chuàng)新性思維的階梯式培養(yǎng)模式

學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)模式以課程內(nèi)容學(xué)習(xí)、分析評價、創(chuàng)新實踐方式3種形式進行階梯式培養(yǎng)，每個階段進行學(xué)生的反饋，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，激勵學(xué)生進行創(chuàng)新性活動。教學(xué)環(huán)節(jié)采用互動式、啟發(fā)式、案例式的教學(xué)方式，并通過課堂討論、學(xué)生演講、課外作業(yè)、各類實驗、學(xué)生科技活動、科研課題等豐富的教學(xué)活動提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生創(chuàng)新性思維的階梯式培養(yǎng)模式，如圖2所示。

1.3學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)層次

面向編譯原理與設(shè)計課程的學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)包括3個層次，自底向上依次是基礎(chǔ)形成層、思維構(gòu)建層和創(chuàng)新體現(xiàn)層，如圖3所示。

基礎(chǔ)形成層主要進行數(shù)理基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)方式采用課堂講解、學(xué)生討論課外作業(yè)、課程實驗、學(xué)生科技活動等形式。

思維構(gòu)建層主要培養(yǎng)學(xué)生的計算機思維和編程素質(zhì)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。在這一層次中主要進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)方式采用課堂講解、學(xué)生討論課外作業(yè)、課程實驗、學(xué)生科技活動、科研課題。

創(chuàng)新體現(xiàn)層重點培養(yǎng)和強化學(xué)生的創(chuàng)新性思維，進行編譯原理與設(shè)計創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，其方式更多元化，包括課堂講解、學(xué)生討論、課外作業(yè)、學(xué)生演講、課程實驗、學(xué)生科技活動、科研課題等。

2.基于創(chuàng)新的“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學(xué)方法

2.1多元化教學(xué)形式

編譯原理與設(shè)計課程采用多元化的教學(xué)形式：PPT講解、課堂討論、學(xué)生演講、學(xué)術(shù)報告、課程內(nèi)容的視頻分析、學(xué)生的科技活動、各類實驗、科研課題等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的知識水平，增強學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。多元化的教學(xué)形式如圖4所示。

多元化教學(xué)形式體現(xiàn)在：豐富的課堂教學(xué)手段、教學(xué)與研究相結(jié)合、學(xué)生參與教師的課題研究并參加課外科技活動。

2.2“互動式+啟發(fā)式+案例式”教學(xué)方法

編譯原理與設(shè)計課程采用師生互動式、啟發(fā)式課堂教學(xué)，將創(chuàng)新性思維訓(xùn)練融于“互動式+啟發(fā)式+案例”教學(xué)方式中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，為進一步科學(xué)研究打下堅實的理論基礎(chǔ)和實踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生形成一種以創(chuàng)新精神吸收知識、應(yīng)用知識的習(xí)慣。在課外作業(yè)、各類實驗、科技活動和科研課題方面，研討課內(nèi)開展“啟發(fā)式、互動式、案例式”的教學(xué)實踐，鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新性思維活動。

3.3培養(yǎng)學(xué)生問題意識，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和學(xué)生創(chuàng)新能力的最主要體現(xiàn)就是問題解決能力。培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的主要途徑就是各類實驗、科技活動和科研課題。因此，教師應(yīng)不斷鼓勵學(xué)生深入專業(yè)領(lǐng)域和社會生活中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，鼓勵學(xué)生共同參與課題研究，并從不同角度激發(fā)學(xué)生，有效培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)新性。

3.基于激勵機制的“分層+分系列+分專題”的創(chuàng)新實踐活動

設(shè)計“分層、分系列、分專題”的、具有一定創(chuàng)造性的實踐活動是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的特色之一。教師應(yīng)依據(jù)課程的內(nèi)容，采用由淺入深、循序漸進的方式設(shè)計實踐活動，建立創(chuàng)新活動與研究方向的有機結(jié)合，增強教學(xué)與研究相輔相成的關(guān)聯(lián)，有效組織和管理學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，評價學(xué)生的創(chuàng)新活動。

創(chuàng)新實踐活動培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的思維方法、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新精神，分為課程實驗、科技活動、課題研究3個層次。在課程實驗中分為基礎(chǔ)實驗、綜合性設(shè)計實驗、應(yīng)用提高實驗3個系列，并在每個系列實驗中設(shè)定多個專題，解決特定的問題。采用答疑式指導(dǎo)、項目式指導(dǎo)和課題式指導(dǎo)“三級指導(dǎo)”方式。

1）科學(xué)設(shè)置課程實驗。

實驗課對檢驗和鞏固學(xué)生在課堂中學(xué)到的理論知識、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、提高實踐能力具有重大意義，因此必須有針對性地加強課程實驗，并根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和課程實驗建立3層課程設(shè)計模式：基礎(chǔ)實驗、綜合性設(shè)計實驗、應(yīng)用提高實驗。

2）組織科技活動。

有計劃地組織學(xué)生進行學(xué)術(shù)科技活動，鼓勵學(xué)生利用課余時間開展科學(xué)研究并參加校內(nèi)外不同層次的競賽?？萍蓟顒又饕ˋCM程序設(shè)計競賽、機器人大賽、各類程序設(shè)計大賽等。

3）課題研究。

分專題進行有針對性的課題研究，包括文獻查閱、科研選題、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)整理、結(jié)果分析、撰寫論文、報告與答辯環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)研究思想和方法，實施實踐活動的個性化教育。

4.結(jié)語

我們在教學(xué)過程中強調(diào)面向編譯原理與設(shè)計課程開展學(xué)生創(chuàng)新性思維階梯式培養(yǎng)模式、教學(xué)方法的創(chuàng)新以及基于激勵機制的創(chuàng)新實踐活動研究，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維。同時，在編譯原理與設(shè)計課程教學(xué)的實踐中，強調(diào)創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性、主動性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的求職欲望，對其他課程的教學(xué)實踐同樣具有借鑒意義。