編譯原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

張敬敏　李霞　汪慎文

[摘? ? ? ? ? ?要]? 面向新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證，將編譯原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容系統(tǒng)化和考核方式指標(biāo)化，建立指標(biāo)點(diǎn)與教學(xué)活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)，將有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和雙創(chuàng)能力，減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 新工科;工程教育;專業(yè)認(rèn)證;編譯原理實(shí)驗(yàn);指標(biāo)點(diǎn)

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）22-0010-02

一、引言

面向“產(chǎn)出”的新工科和“以學(xué)生為中心”“持續(xù)改進(jìn)”“目標(biāo)導(dǎo)向”為核心理念的工程教育專業(yè)認(rèn)證能持續(xù)提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，更加關(guān)注培養(yǎng)工程思維、設(shè)計(jì)思維、數(shù)字化思維、批判性思維、創(chuàng)業(yè)意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

培養(yǎng)學(xué)生的形式化能力、過(guò)程管理能力、語(yǔ)言設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維的編譯原理實(shí)驗(yàn)課程是我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“經(jīng)典”核心課。編譯原理實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生了解程序運(yùn)行機(jī)理、存儲(chǔ)管理和狀態(tài)，有利于學(xué)生編寫高質(zhì)量的程序以及使用基于編譯的調(diào)試工具。區(qū)別于非計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)的程序員，編譯原理實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)專業(yè)程序員所必修的課程。

為了適應(yīng)新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證的新形勢(shì)，將編譯原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容系統(tǒng)化、深入化，將考核方式量化、指標(biāo)化，建立指標(biāo)點(diǎn)與教學(xué)活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)，將有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，減少教師的工作量，提高教學(xué)效果。

二、編譯原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革

我校的編譯原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的足夠復(fù)雜的小型編譯器系統(tǒng)。編譯器包括編譯器構(gòu)造的6個(gè)階段，即詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)義分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成，最終的實(shí)驗(yàn)程序是一個(gè)比較完整的編譯器，而不是分開(kāi)獨(dú)立的程序。其中，語(yǔ)法分析和語(yǔ)義分析采用語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯器的方式，整個(gè)編譯器代碼行數(shù)接近2000行。這種實(shí)驗(yàn)方式既能很好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力，又能為將來(lái)開(kāi)發(fā)大型軟件打下良好基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系下圖所示。

三、考核方式指標(biāo)化

傳統(tǒng)的編譯原理實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容包括程序和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，考核方式為驗(yàn)收方式。對(duì)學(xué)生逐一驗(yàn)收能很好地掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，但工作量較大，因此有必要調(diào)整驗(yàn)收的方式和過(guò)程。結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證，編譯原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要可對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證的“畢業(yè)要求1工程知識(shí)”中的“指標(biāo)點(diǎn)1.2能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，解決計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題”和“畢業(yè)要求3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案”中的“指標(biāo)點(diǎn)3.2能夠綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段，針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題提出解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、模塊或開(kāi)發(fā)流程，并對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)”的指標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評(píng)估。下表給出了我校編譯原理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收的內(nèi)容、對(duì)應(yīng)的工程教育專業(yè)認(rèn)證的指標(biāo)點(diǎn)、驗(yàn)收的知識(shí)點(diǎn)以及所占總分的比例。

實(shí)驗(yàn)程序整體是一個(gè)完整的編譯器系統(tǒng)，結(jié)合編譯器系統(tǒng)和工程教育專業(yè)認(rèn)證的指標(biāo)點(diǎn)，上表對(duì)編譯器驗(yàn)收內(nèi)容等進(jìn)行了細(xì)化。（1）根據(jù)編譯器的構(gòu)成，劃分成了5個(gè)小程序，根據(jù)其難度、復(fù)雜程度和工作量細(xì)化了每個(gè)小程序所占總分的比例，每個(gè)小程序又從3個(gè)方面進(jìn)行考核驗(yàn)收;（2）因?yàn)橹笜?biāo)點(diǎn)3.2要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性，但考慮到本科生初學(xué)編譯原理課程，大的創(chuàng)新不太可能，但會(huì)有編寫程序方面的小創(chuàng)新，所以對(duì)程序的創(chuàng)新性設(shè)置了5%的比例，將大的創(chuàng)新設(shè)置成了加分項(xiàng);（3）因?yàn)橐?guī)范性是計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)重要特點(diǎn)和要求，所以，對(duì)各個(gè)小程序和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性都進(jìn)行了考核;（4）對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考核設(shè)置三個(gè)分?jǐn)?shù)段，完全正確，給滿分，完全不正確，得0分，不完全正確給一半分?jǐn)?shù)，這樣雖然對(duì)中檔分?jǐn)?shù)有點(diǎn)殘酷，但高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的素質(zhì)。

四、結(jié)語(yǔ)

編譯原理實(shí)驗(yàn)課程是我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“經(jīng)典”核心課，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力（認(rèn)知、分析、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用）與形式化描述能力，有助于理解編程語(yǔ)言的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，了解編程語(yǔ)言的理論。參考《認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的12條畢業(yè)要求，建立指標(biāo)點(diǎn)與教學(xué)活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)，實(shí)用而不增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，減輕了教師負(fù)擔(dān)，提高了學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)維、合作能力和學(xué)習(xí)興趣，有助于促進(jìn)工程教育的改革，加強(qiáng)工程實(shí)踐教育，進(jìn)一步提高工程教育的質(zhì)量。下一步的工作，將嘗試把本文的驗(yàn)收方式進(jìn)行推廣，推廣到其他實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程。

參考文獻(xiàn)：

王生原，董淵，張素琴，等.編譯原理[M].3版.北京：清華大學(xué)出版社，2015.

◎編輯 趙瑞峰