编译原理实验教学改革研究

张敬敏　李霞　汪慎文

[摘           要]  面向新工科和工程教育专业认证，将编译原理实验内容系统化和考核方式指标化，建立指标点与教学活动之间的关联，将有效提高学生的学习兴趣和双创能力，减轻教师的工作负担，进而提高教学质量和水平。

[关    键   词]  新工科;工程教育;专业认证;编译原理实验;指标点

[中图分类号]  G642             [文献标志码]  A                [文章编号]  2096-0603（2019）22-0010-02

一、引言

面向“产出”的新工科和“以学生为中心”“持续改进”“目标导向”为核心理念的工程教育专业认证能持续提高专业人才培养质量，更加关注培养工程思维、设计思维、数字化思维、批判性思维、创业意识、创新精神和创新创业能力。

培养学生的形式化能力、过程管理能力、语言设计能力、创新思维的编译原理实验课程是我校计算机科学与技术专业的“经典”核心课。编译原理实验有助于学生了解程序运行机理、存储管理和状态，有利于学生编写高质量的程序以及使用基于编译的调试工具。区别于非计算机专业毕业的程序员，编译原理实验课程是培养专业程序员所必修的课程。

为了适应新工科和工程教育专业认证的新形势，将编译原理实验内容系统化、深入化，将考核方式量化、指标化，建立指标点与教学活动之间的关联，将有效提高学生的学习兴趣和创新能力，减少教师的工作量，提高教学效果。

二、编译原理实验内容改革

我校的编译原理实验内容是开发一个完整的足够复杂的小型编译器系统。编译器包括编译器构造的6个阶段，即词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成，最终的实验程序是一个比较完整的编译器，而不是分开独立的程序。其中，语法分析和语义分析采用语法制导翻译器的方式，整个编译器代码行数接近2000行。这种实验方式既能很好地培养学生的计算机系统能力，又能为将来开发大型软件打下良好基础。实验内容体系下图所示。

三、考核方式指标化

传统的编译原理实验的考核内容包括程序和实验报告，考核方式为验收方式。对学生逐一验收能很好地掌握每个学生的学习效果，但工作量较大，因此有必要调整验收的方式和过程。结合工程教育专业认证，编译原理实验内容主要可对工程教育专业认证的“毕业要求1工程知识”中的“指标点1.2能够运用计算机科学与技术专业的基础知识，解决计算机科学与技术领域的复杂工程问题”和“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3.2能够综合运用理论和技术手段，针对计算机科学与技术领域复杂工程问题提出解决方案，设计满足特定需求的系统、模块或开发流程，并对设计开发过程中体现创新意识”的指标达成度进行评估。下表给出了我校编译原理实验验收的内容、对应的工程教育专业认证的指标点、验收的知识点以及所占总分的比例。

实验程序整体是一个完整的编译器系统，结合编译器系统和工程教育专业认证的指标点，上表对编译器验收内容等进行了细化。（1）根据编译器的构成，划分成了5个小程序，根据其难度、复杂程度和工作量细化了每个小程序所占总分的比例，每个小程序又从3个方面进行考核验收;（2）因为指标点3.2要培养学生的创新性，但考虑到本科生初学编译原理课程，大的创新不太可能，但会有编写程序方面的小創新，所以对程序的创新性设置了5%的比例，将大的创新设置成了加分项;（3）因为规范性是计算机专业知识的一个重要特点和要求，所以，对各个小程序和实验报告的规范性都进行了考核;（4）对每个知识点的考核设置三个分数段，完全正确，给满分，完全不正确，得0分，不完全正确给一半分数，这样虽然对中档分数有点残酷，但高标准、严要求是计算机专业学生应该具备的素质。

四、结语

编译原理实验课程是我校计算机科学与技术专业的“经典”核心课，培养学生的计算机系统能力（认知、分析、开发与应用）与形式化描述能力，有助于理解编程语言的设计和实现，了解编程语言的理论。参考《认证标准》规定的12条毕业要求，建立指标点与教学活动之间的关联，实用而不增加学生的负担，减轻了教师负担，提高了学生的分析、设计、实现、运维、合作能力和学习兴趣，有助于促进工程教育的改革，加强工程实践教育，进一步提高工程教育的质量。下一步的工作，将尝试把本文的验收方式进行推广，推广到其他实验实践类课程。

参考文献：

王生原，董渊，张素琴，等.编译原理[M].3版.北京：清华大学出版社，2015.

◎编辑 赵瑞峰