《編譯原理》課程教學(xué)改革研究與探索

摘 要：《編譯原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，結(jié)合南京郵電大學(xué)通達學(xué)院教學(xué)大綱與本課程特點，探索出了一系列有針對性的教學(xué)改革措施。課內(nèi)因材施教深入淺出地闡述基本原理，利用多媒體將自行開發(fā)的編譯系統(tǒng)執(zhí)行動態(tài)過程展示給學(xué)生，并提出學(xué)生課堂模式提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；課外根據(jù)課程教學(xué)大綱實際情況增加答疑環(huán)節(jié)并利用加分規(guī)則鼓勵學(xué)生理論聯(lián)系實際實現(xiàn)算法，從各個方面幫助學(xué)生加強對編譯原理的理解。

關(guān)鍵詞：因材施教；理論聯(lián)系實際；學(xué)生課堂；加分規(guī)則

一、相關(guān)工作

每年都有很多授課老師不斷研究創(chuàng)新，尋求更好的教學(xué)模式，讓更多的學(xué)生通過《編譯原理》這門課程了解整個計算機體系構(gòu)架。在任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法基礎(chǔ)之上，理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合，并探索出實驗教學(xué)的考核辦法。（孫士保）首先明確學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的基本要求，然后用實驗貫穿整個教學(xué)過程，合理組織教學(xué)內(nèi)容，并引入多種現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法開展教學(xué)工作。（王春玲等）從五個方面分析教學(xué)改革的原因以及采取的相應(yīng)措施，注重實驗實踐的同時還強調(diào)了教學(xué)方法要得當(dāng)，并創(chuàng)建了《編譯原理》課程網(wǎng)站，促進與學(xué)生的交流。（孟亞輝）采用小班化教學(xué)模式，將每個班分成若干實驗小組，實驗成績占課程成績的60%，依據(jù)目標(biāo)驅(qū)動思想，提出基于分層或圖的《編譯原理》課程實施目標(biāo)體系。（田玲等）

二、編譯過程

在計算機上執(zhí)行高級語言程序一般要分成兩個步驟：（1）用編譯程序把高級語言翻譯成機器語言程序；（2）運行所得到的機器語言程序求得計算結(jié)果。步驟（1）即為編譯過程，用于把某種語言程序（稱為源程序）翻譯成為另一種語言程序（稱為目標(biāo)程序），且后者與前者在邏輯上等價。其中編譯程序又可細分為六個過程，教學(xué)工作主要圍繞這六個過程展開。

編譯程序

三、教改實施

教改即教學(xué)、教材、教法和教育的改革。而此處的教改，主要指的是前三者。它是應(yīng)素質(zhì)教育而提出的，是中國傳統(tǒng)教育體制已不適應(yīng)現(xiàn)代化教育的必然結(jié)果?！毒幾g原理》課程的教學(xué)改革，主要圍繞課內(nèi)、課外兩方面同步實施。

（一）課內(nèi)

《編譯原理》這門課程是南京郵電大學(xué)通達學(xué)院計算機專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門必修課。隨著高校擴招，學(xué)生人數(shù)每年都在增加，為了達到預(yù)期教學(xué)效果，保證教學(xué)質(zhì)量，授課老師肩上的擔(dān)子越來越沉重，各方面的壓力也越來越大。授課教師就如何教好這門課都在不斷地研究和探索。作者根據(jù)這幾年的教學(xué)實踐所得，總結(jié)出以下課內(nèi)教改經(jīng)驗和方法。

規(guī)則①表示當(dāng)且僅當(dāng)文法G中含有形如P->…ab…或P->…aQb…的產(chǎn)生式，則運算符a、b優(yōu)先級相等。如數(shù)學(xué)中的運算符“（”和“）”。

規(guī)則②表示當(dāng)且僅當(dāng)文法G中含有形如P->…aR…的產(chǎn)生式，且R->…b…或R->…Qb…，則運算符a的優(yōu)先級低于運算符b。

規(guī)則③表示當(dāng)且僅當(dāng)文法G中含有形如P->…Rb…的產(chǎn)生式，且R->…a…或R->…aQ…，則運算符a的優(yōu)先級高于運算符b。

對于上述拗口又繁瑣的定義，學(xué)生只能死記硬背，尤其是規(guī)則②和③很容易搞混。通過多次教學(xué)嘗試，提出了“將軍后出現(xiàn)原則”。學(xué)生無需記憶規(guī)則的定義，只需牢記后出現(xiàn)的運算符優(yōu)先級肯定高于先出現(xiàn)的，因為“將軍”的級別比較高，一般都在后方坐鎮(zhèn)指揮，不會出現(xiàn)在前方。換言之，規(guī)則②中運算符a在第一個產(chǎn)生式中先出現(xiàn)，它的優(yōu)先級就比第二個產(chǎn)生式中后出現(xiàn)的b低；反之亦然。這樣的闡述能夠幫助學(xué)生立刻理解并記憶，教學(xué)效率也得到了提高。

2.理論聯(lián)系實際。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)代化教育理念的普及，現(xiàn)在很多大學(xué)的教學(xué)環(huán)境都得到提升，多媒體教學(xué)模式已經(jīng)進入課堂，授課老師可以借助多媒體輔助教學(xué)。但是由于這門課程的特殊性以及多媒體的局限性，那些復(fù)雜算法的過程描述僅僅通過靜態(tài)的板書或者動態(tài)的多媒體演示仍然不能以全貌展現(xiàn)給學(xué)生。為了讓學(xué)生有直觀的印象，作者查閱參考資料，并自行開發(fā)編譯程序。在課上通過分步執(zhí)行，讓學(xué)生不僅能夠全面理解算法，還能向他們演示程序，讓學(xué)生了解如何通過高級語言縮短算法與實現(xiàn)之間的距離，激發(fā)學(xué)生課后自己動手編程實踐的興趣。

3.學(xué)生課堂。對于內(nèi)容相對簡單的章節(jié)，如果授課老師仍然在講臺上一味地講解，學(xué)生很容易自滿走神，從而遺漏重要細節(jié)。針對上述情況，作者嘗試一種新式的授課方法，讓學(xué)生當(dāng)老師。如，在講到代碼優(yōu)化章節(jié)，代碼基本塊劃分及優(yōu)化算法相對簡單易懂，因此提前1～2周，預(yù)先通過自薦或者推薦方式推選出講課的學(xué)生，然后該學(xué)生準(zhǔn)備約1課時的內(nèi)容向其他同學(xué)作匯報。屆時其他學(xué)生也可以一同參與討論。這種讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，基于自己的理解將知識傳輸給他人的學(xué)生課堂教學(xué)模式，不僅能鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還能提升他們的自信心。

（二）課外

南京郵電大學(xué)通達學(xué)院開設(shè)的《編譯原理》課程原課時為48課時，每周三節(jié)理論課。但實踐方能見真知，學(xué)生如果只是掌握了編譯的原理，而沒有實踐歷練，遇到新的知識很快就會把先前的知識拋于腦后。為了能在課外和學(xué)生繼續(xù)互動，發(fā)掘?qū)W生的潛力，作者自發(fā)組織學(xué)生開展以下課外教改活動。

1.課后答疑。每個章節(jié)授課結(jié)束之后，授課老師都會布置作業(yè)。但由于課時原因，不能在課內(nèi)對題目做講解。而網(wǎng)上答疑無法做到實時溝通，所以有些復(fù)雜的問題一時無法講述清楚。經(jīng)學(xué)校教務(wù)處批準(zhǔn)，由授課老師自主安排每周1～2節(jié)課時間答疑，主要回答學(xué)生課上問題及課后作業(yè)，得到了學(xué)生的積極響應(yīng)。這種有針對性的一對一的交流，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、作業(yè)情況和考試成績都均有不同程度的提高。并且在與學(xué)生的交流中能得到很多反饋信息，這些信息可以幫助授課老師根據(jù)學(xué)生的實際情況更合理地開展教學(xué)工作，達到良性循環(huán)。

2.加分規(guī)則，提拔優(yōu)秀學(xué)生。利用高級程序設(shè)計實現(xiàn)算法不僅可以讓學(xué)生進一步理解原理，同時也能鍛煉他們的編程能力。作者在課后除布置常規(guī)作業(yè)之外，還提出加分規(guī)則鼓勵學(xué)生動手實現(xiàn)課上講述的算法，即利用任意高級語言實現(xiàn)算法。驗收后在總評分上予以加分。如讓學(xué)生依據(jù)遞歸下降算法實現(xiàn)圖中語法分析模塊，要求運行時輸入一組左遞歸文法，輸出First集、Follow集、預(yù)測分析表并且得出分析結(jié)果。有部分學(xué)習(xí)能力強的優(yōu)秀學(xué)生能夠積極參與，還曾經(jīng)出現(xiàn)過總評分超出過100分的情況。此外利用課間休息將學(xué)生完成的程序演示給其他學(xué)生，帶動其他學(xué)生的實踐積極性，鼓勵更多的學(xué)生投身到編程實踐中。

四、結(jié)束語

《編譯原理》課程教學(xué)改革需要因材施教，根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實際情況開展教學(xué)活動，注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。從互動性、因材施教、理論聯(lián)系實際三方面著手，不僅讓學(xué)生在課內(nèi)學(xué)習(xí)理論知識、開展學(xué)生課堂，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，還在課外多加交流，用鼓勵式的加分規(guī)則讓學(xué)生的學(xué)生生活更加充實。

參考文獻：

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基金項目：本文系南京郵電大學(xué)2010年度教學(xué)改革研究項目（項目編號：8014045）的研究成果。

作者簡介：王波，男，1980年7月出生，博士，南京郵電大學(xué)，研究方向：計算機圖形。