基于专业规范的编译原理混合式教学改革

张敬敏+李霞+汪慎文

摘要：针对“编译原理”课程的特点和实践，给出了该课程的混合式教学方式的设计及实施方案，最后对实践教学进行了总结和讨论，以期不断提高课程质量。

关键词：编译原理；专业规范；互联网+；教学方法；混合式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0102-02

“线上”（网络教学）和“线下”（面授教学）相结合的“混合式教学”是信息社会、互联网时代下“互联网+”教育的产物。学生线上自主观看微课视频、MOOCS视频、学习课件，完成作业、参加测试、课后补习，线下借助翻转课堂等方式更多的进行师生互动、答疑解惑。学习行为向个性化、碎片化、快餐式转变。改变了同步递进的大班教学中很多接受能力慢的学生，因赶不上老师进度，而逐步产生厌学思想，甚至于放弃学习的状况。代表了软件技术最高层次的编译原理可以应用到软件开发的各个方面。在计算机科学与技术专业规范中教育部高校计算机科学与技术教指委将“编译原理”设置为16门核心课程中之一。理论和实践相结合典范的“编译原理”课程比较难，对其进行混合式教学，将传统教学和互联网相结合，突破时间、空间和距离的限制，能弥补传统教学的不足，提高学生的学习兴趣。

一、编译原理课程的特点

计算科学即计算机科学与技术研究内容覆盖了对计算问题的一般研究，学科分类的七个分支学科之一的软件基础是一个较大的学科门类，编译程序原理及编译系统实现技术是软件基础学科方向之一。[1]“编译原理”是计算机学科专业本科生的一门核心专业课程，涉及高级语言处理和翻译的思想、原理、方法和技术。这些内容不仅与“高级程序设计语言”有着密切的联系，而且，作为一种语言处理方法和翻译技术领域的集大成者，对包括自然语言处理与机器翻译，数字系统逻辑设计中的开关电路分析与设计，人工智能中的知识表示与自动推理，模式识别与图像处理中目标图像的识别等诸多方面，有着深远的影响。[2]

“编译原理”课程具有理论性强、实践性强，而且理论与实践高度统一的特点。编译器构造的每一个阶段都有非常严密的理论支持，如：有穷自动机、下推自动机、正则表达式、上下文无关文法、属性文法、语义分析和计算规则等等。而将以上理论付诸实践，设计实现一款比较实用的编译器却需要极强的实践能力，如：主语言的设计和表示、编译器的框架设计、模块设计、数据结构的设计、编译器的运行环境及构造工具等等。

二、混合式教学改革特点和优势

学习，光靠课堂上老师“喂养式”的教学远远不够。科学研究表明，带有主动意识的探求性学习才能最大限度激发人的潜能和获取知识的效果。

混合式教学模式是国际教育界对以美国为代表的“E-learning”实践进行深入思考之后，提出的混合式教学概念，在2003年12月9日南京召开了“第七届华人计算机教育应用”大会上，北师大何克抗教授首次介绍了BL（blended teaching混合式教学）理念，为高校改革提供了新的思路和方法，强调把传统教学与在线E-learning结合。

“混合式教学”把传统学习方式的优势和互联网络学习的优势结合起来，学生通过课前的“线上”预习，然后由老师引导，在“线下”开展课堂的学习讨论、答疑解惑，从而使课堂教育有启发性、开拓性，并以此培养学生主动思考和学习的能力。这种教学方式下老师更多的责任是教会学生怎样学习和知识的构建，要求老师在课程设计和知识传递中，将课堂教学与信息技术进行融合，使教学过程“线下”（面授教学）与“线上”（网络教学）有机结合，并根据学生特点达到一个合理的学时分配。

混合式教学是一种交互式学习，反馈及时；是一种个性化学习；一种游戏化学习；减少了教师大量布置作业、批改作业，可以使不同类型的学生，都能按照自己的学习习惯安排进度，这对理解进度较慢的学生，有一个可以通过网络弥补和吸收消化知识的“时间差”。还可以弥补师生间因角色地位、“独生子女”个性心理等差异造成的师生、生生交流沟通少。

三、课程改革目标和实施方案

编译原理课程改革设定以下改革目标：第一，在教学内容方面进行改革，不能因为知识点难就避开不讲，必须考虑知识体系的完整性和系统性；第二，抓住本课程的主要问题，结合课程特征，选择多样化的教学方式和手段，激发学生的学习兴趣和积极性，让学生在轻松愉悦的氛围中学习，提高学习效率；第三，注重理论和实践的结合，如果能将所学的理论知识投入到实际应用中，一方面可以提高学生的实践动手能力，掌握编译器构造这一关键技术，另一方面也能在实践中检验理论知识，反过来对理论学习起到助推作用；第四，采用比较先进的技术，辅助课程的教学，如：网络、微课等；第五，在课程考核方式上寻求多样化，反映学生对本课程知识的掌握程度；第六，设计实现小型的编译器，使学生初步具备研究、设计、编制和调试编译系统的能力，为学生具备构造与调试大型程序的能力和后续课程的学习打下一个必要的基础。

为了达到改革目的设定了如下实施方案：第一，使用制作微课和MOOCS视频的各类软件如PPT美化大师、屏幕录像专家、Camtasia喀秋莎音视频后期制作、HWPDFOCR80-汉字识别系统、WaveStudio音频截取工具、语音自动生成器录制了微课视频，利用录像机和录音教室录制了MOOCS视频；第二，使用编制在线系统的开发工具HTML5等开发在线测试、作业、在线评分和在线讨论的系统；第三，“编译原理”实验内容是设计实现一个简单的程序设计的词法分析器、语法分析器、中间代码生成器和代码优化的完整的编译器。其目的是帮助学生加深理解编译原理理论，培养程序尤其是大型程序的设计与调试能力。实验具体内容和要求见文献[3]。

四、对课程实践的思考

在互联网时代，充分利用互联网的各种信息技术，借助在线，实现课堂翻转，进行线上和线下的混合式教学。可以提高备课效率、授课效率及学课效率。借助混合式教学，学生不仅能够更好地接受课堂知识，还能在课后利用网络和教师之间形成良好的互动，满足学生自主学习的需要，因此，混合式教学受到了广大师生的一致好评，混合式教学是高校教学改革的发展趋势。编译原理课程在线教学方式和线下教学方式的教学方式的结合，改变了以教师为中心的一次性广播式、缺少有效互动教学方式以及学生被动式、没有重学机会的现状。

五、结语

提高编译原理课程的教学效果，需从课程的内容、教学方式方法等方面进行思考、研究、实践和总结，并根据每一学年学生实际水平的不同进行调整，由浅入深、循序渐进地展开，目的在于激发学生的学习兴趣，培养学生的专业综合能力，提升教学效果。

参考文献：

[1]赵致琢.计算科学导论[M].第3版.北京：科学出版社，2006.

[2]张素琴，吕映芝，蒋维杜.编译原理[M].北京：清华大学出版社，2011.

[3]刘坤起，李慧琪，孙长圣，等.“编译程序设计原理”课程教学之思考[J].工业和信息化教育，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