基于领域应用编译原理教学探索

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1、基于领域应用编译原理教学探索　　摘要：编译原理课程被公认为本科计算机专业教学的难点。文章结合教学实践，介绍基于领域应用的编译原理课程研究型教学方法：以问题求解为切入点，用各种应用领域问题激发学生的学习兴趣，提高学生学习和实践的参与度，培养学生在“类”的层面对待领域“实例”问题的求解，帮助学生深入理解计算机学科问题求解抽象描述和处理的实质。关键词：编译原理；教学实践；学习兴趣；应用领域文章编号：1672-5913（2013）18-0062-04中图分类号：G6420引言编译原理课程内容丰富，而且涉及形式文法和语言、有穷自动机等抽象内容，

2、学生理解和掌握有一定难度。加上编译程序是系统软件，让不少学生又增添了一层畏惧，甚至有的学生戏称该课程是软件系列课程中最难学的“天书”。部分学校单纯从“直接有用性”角度考虑，将该课程由必修改为选修，甚至取消该课程，这些做法从另一个角度助推了学生的畏难情绪，也打击了教师的教学研究积极性。10为打破这种尴尬局面，解除学生的学习心理障碍，我们引导学生探索编译的原理、方法和技术在各应用领域中的使用，并以“应用领域编译器”的构建作为课程实践内容。这些做法，既改变了编译的“抽象”印象，激发学生学习兴趣，又让学生在具体应用问题的求解中，从系统的层面重

3、新认识此前程序设计、数据结构与算法等课程介绍的程序、算法，在实践中体会各种概念、原理和技术的实质，有助于学生深刻体验计算机问题求解的内涵，建立计算机系统观。1基于领域应用的研究性教学实践编译原理作为本科生课程，其主要目标是希望学生掌握编译原理中的基本概念、理论和方法，在系统级上再认识程序和算法，提升学生的计算机问题求解的水平，增强其系统能力，体验实现自动计算的乐趣。如何帮助学生克服对编译原理课程的恐惧，激发学生的学习兴趣，达到课程的教学目的，是任课教师需要解决的重要问题。研究表明：正情绪（如兴趣）有利于智力操作，负情绪（如痛苦）不利于

4、智力操作。为提高学生学习编译原理的“正情绪”，我们在实践中逐步摸索出了基于领域应用的编译原理课程研究型教学方法，大大减轻了学生对编译课程的畏惧感，提高了学习兴趣，改善了教学效果。1.1以领域应用为导向，激发学习兴趣10编译程序是系统软件。在有限的学科知识背景下，一些学生认为自己将来不会从事系统软件开发，编译原理课程的学习没有实际意义，因而没有学习兴趣。另一部分学生则认为涉及系统软件的知识是复杂的、晦涩难懂的，由于惧怕，在心理上给自己增加了学习障碍。建构主义学习理论提倡以学习者为中心的有意义的学习，认为教师是意义建构的帮助者和促进者，而

5、不是知识的传输者与灌输者。事实也证明“兴趣是最好的老师”，一旦学生的学习兴趣被激发，学生对问题的钻研深度和取得的成果往往会超过老师。因此，在编译原理的教学过程中，我们以激发学生的学习兴趣为切入点，尝试探究式的教学方法。实际上，编译原理课程讲述的是通用的问题求解方法，是针对各个具体应用领域中问题共性的求解方法，是从“类”的角度出发的计算方法，一旦掌握，可以应用于各领域具体问题的“实例”问题求解，效率更高，方法更通用。现实中，很多应用领域都在使用编译的原理、技术和方法。例如，从程序设计语言实现的角度得到的词法分析、语法分析、语义分析的方法

6、，还有中问代码生成、目标代码生成的思想，在自然语言处理领域有很好的应用实例；程序变换的思想在软件自动生成方面得到体现；网络环境下的搜索引擎也用到编译的原理和技术。学生受限于已掌握的知识，缺少实际应用的经验，误以为编译原理课程介绍的内容就只是用于作为系统程序的编译程序的构建，畏惧心理加上缺乏兴趣，使得这门课程的学习难度无形中加大。10在课程的开始阶段，我们让学生选择一个自己感兴趣的应用领域。随着课程的进行，引导学生分析应用领域中的问题，寻找其与编译问题的相似性，发现二者的联系，思考编译中的原理、方法和技术如何与这些应用领域中问题求解方法

7、相结合。当面对自己感兴趣的应用领域时，学生的学习动力就不可估量了。我们再引导学生将这些应用领域问题的求解转换成“类”的问题描述，思考这些“类问题”如何用课堂所学的编译方法予以求解。举例来说，在最近一轮的编译原理课程教学中，学生们就从多个非程序设计语言翻译的角度探索了编译技术的应用，涉及网络传输协议解析、文档编辑器、测试自动化、文档排版、作业自动批改、汉语自然语言处理、恶意脚本查杀、逻辑门电路绘制、汉语英语翻译、自动阅卷系统、火车票购票、中文识别、邮件地址识别、模式识别等诸多非编译问题。在探索了编译理论和技术在不同领域的可能应用后，我们

8、又指导学生将心得撰写成研究型小论文。虽然大多数论文还略显幼稚，但论文的撰写过程确实是对研究型学习的再一次总结和升华。10当学生们看到编译的知识在如此众多的非编译领域同样有着大量的用途时，他们不再觉得编译原理课程的内容与自