類比教學法中計算機專業主干課程應用

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摘要：隨著計算機應用的逐漸普及，應用型人才培養需求日益增加，《編譯原理》等計算機專業主干課程由于課程自身知識面廣、綜合知識難度高等特點，成為培養應用型人才能力的有效知識媒介。針對當前的教學現狀，提出用類比教學法講解理論知識培養學生的抽象思維能力、研究教學培養創新能力、理論和實踐相結合培養實踐能力等建議，以期在提高教學效果的同時，培養學生的應用能力。

關鍵詞：計算機專業主干課；類比教學法；應用型人才

計算機專業主干課在計算機應用的發展中發揮著極其重要且不可替代的作用，以《編譯原理》課程為例，在編譯技術的支持下，程序設計語言從繁瑣的低級語言發展到接近自然語言的高級程序設計語言，軟件開發方法也從模塊化演變為面向對象的開發方法。編譯技術的發展提高了軟件開發的效率，影響著軟件開發方法的變革，不斷推動著計算機的應用向社會的方方面面延伸。《編譯原理》課程含有對基本問題解答的典型思路和方法，通過學習，學生能很容易地理解和掌握“問題形式化描述、自動化”的解題思路，較好地培養學生解決問題的抽象思維能力和系統地對算法和程序進行再認識，提高學生對后續課程《程序設計語言》、《計算機原理和體系結構》等知識的綜合理解。計算機專業的主干課程，不僅能幫助學生進一步認識程序和算法，還能提高學生求解問題的能力，同時它們也是最難講解和學習的課程。難學是因為一些內容比較抽象。對于抽象內容的講解，類比教學法是一種比較有效的選擇。顧名思義，類比教學法是利用類比方法組織教學，即在把新知識的學習與原有的知識結構相類似的部分教學過程中聯系起來，通過類比，從已知對象具有的某種性質推導出未知對象具有的相應性質的一種推理方法[1]。目前，類比教學法已經廣泛應用于很多課程當中，但是在計算機專業主干課中尤其在《編譯原理》的教學實踐中，由于多方面原因的限制，類比教學法目前還沒有很好的應用。

一類比方法概述

類比教學法是一種由已知探索未知的重要方法，分為以下幾類：一類是概念性類比，借助概念類比揭示概念的本質性和非本質性區別，建立起新的概念；一類是過程性類比，借助過程性類比展示知識的發生、發展、形成的過程，理解知識的來龍去脈形成知識網絡，便于學生抓住問題的本質，深化對問題的理解；另一類是方法性類比，借助別人發明創造的方法，對問題進行多角度、多方面的類比探討與研究；亦或是知識的橫向與縱向類比，探求問題的改變式或不變式。借助類比法教學時，首先，教師要尋找與講授的新知識接近而又通俗易懂的實例，使學生從簡單的問題入手，培養學生構建新知識的體系結構的學習主動性。其次，所選擇的類比對象必須能夠利用多媒體技術或手段形象直觀的呈現給學生，通過它們之間的相似性幫助學生理解新的知識點[2]。計算機專業主干課程在計算機類課程體系中有著舉足輕重的位置，對提升學生的邏輯思維能力以及計算機問題的求解水平具有極其重要的作用。目前，類比教學法已經廣泛應用于中小學教學中以及《大學物理》、《高等數學》等抽象知識比較少的學科。近幾年，在計算機課程中如《計算機組成原理》、《操作系統》等也逐漸引入了類比教學法，理論比較成熟；但是在主干課尤其是《編譯原理》的教學中，由于課程內容形式抽象，關聯學科知識比較多，而且各部分之間的邏輯聯系緊密，講課與學習難度都較大等多方面原因的限制，類比教學法目前在編譯原理課程中還沒有得到很好的應用。對于應用型普通本科院校，計算機專業主干課的教學理論教學內容采取類比教學法，力求將抽象的原理轉化具體的實現及應用，提高學生學習《編譯原理》課程的興趣并學好該門課程。

二具體應用

依據教學目標和應用型人才培養方案的要求構造知識模型，應用到計算機專業主干課的教學中。對以《編譯原理》、《計算機網絡》為代表的計算機專業專干課采用類比教學法構建知識模型，把學生從抽象的理論講解中解放出來，將抽象的原理轉化具體的實現和應用；建立教學平臺幫助學生通過網絡完成課程的學習過程，實時接受教師講解并進行討論，為教師和學生提供教與學的網絡平臺，既能合理組織好課程的知識內容，又具有良好的交互功能，達到教與學的統一。教師要在教學的過程中恰當地貫穿類比教學法，具體如下：（1）教師在《編譯原理》、《計算機網絡》等課程備課時注意類比教學法的應用。在備課時，根據教學內容的重點難點及教學過程中出現的抽象的難懂的知識點，選擇恰當的對象與抽象知識進行類比。首先，盡量選取學生熟悉對象進行類比，做到學生熟悉它的屬性和特點，保證學生在學習《編譯原理》、《計算機網絡》課程時理解這些知識的具體內容。其次，類比時要保證類比的對象是科學正確的，具有類比的意義。舉個例子：在《計算機網絡》課程中，講解“1.7計算機網絡體系結構”這一節中體系結構分層及為什么要分層時，可通過郵政系統的工作流程來解釋：投進信箱后，郵政局有專人按規定時間開箱取信（地方差異，頻次不同。一天幾次的和幾天一次的都有）；銷票，就是在郵票上蓋日戳，也就確認了發出信件的時間和地點；分揀封發，按收件人的地址按堆分放，先發到上級局再轉運，再從上面轉運到投遞局，再由投遞員送到收件人的地址（城鎮有門牌號的一般送到戶，農村有的只能送到村委和一些所謂的指定點）。分層傳遞，分層處理。用QQ跟朋友聯系的工作過程也可類比為體系結構的分層。然后講解網絡設計存在巨大復雜性，要采用科學有效的方法。對付復雜系統最為有效的方法“分而治之”，網絡中如何“分而治之”：找出相對獨立的重要功能，梳理功能間關系，使一個功能為另一功能提供服務相近功能僅在一個層次中實現，并盡可能位于較高層次。一個分層的體系結構允許通過定義良好的接口，將大而復雜的系統劃分為不同層次。在備課時，選擇好類比的對象，既減輕了備課的難度，又降低了知識的難度，可起到事半功倍的效果。（2）教師對《編譯原理》、《計算機網絡》等課程制作課件時注意應用類比教學法。在進行課件制作時，《編譯原理》的教師可以將類比的對象以多媒體教學技術將其展現給學生看[3]。例如，《計算機網絡》課程中講解“網關”時，可將其類比成學校的門衛的作用，外來人員想要進來必須進行登記，否則堅決不允許進入，通過多媒體技術用音頻和視頻的功能可形象地將這一功能展現出來。又如《編譯原理》文法的分類在學生學習過程也比較抽象，文法分類是逐漸對產生式施加限制，使之最后演變成正規文法；在文法的分類中引入自然語言的例子，應用類比教學法，這一過程，可以類比四邊形，通過對四邊形的邊逐漸加以限制，從不規則的四邊形最后成為正方形。正規文法是對產生式逐漸限制得到的，而正方形是對邊進行限制的，通過多媒體技術用動畫的形式呈現出文法的演變過程，很容易讓學生理解并記住。（3）教師在《編譯原理》、《計算機網絡》等課程課堂講授時注意應用類比教學法。在課堂講授《編譯原理》的知識時，不必局限于備課時準備的課件，可將身邊類比的對象積極的引入課堂的教學中。教師在教學的過程中既要教授學生知識，更要鍛煉學生運用類比的思維，促進學生在學習中將所學的內容與已知的對象進行類比，積極探索發現知識的其他特點。達到提高學生學習能力，鍛煉學生的發散思維能力的目的。例如，《計算機網絡》課程中“IP地址”表示形式時，可類比學生的學號，具體類比如下：一個劃分子網的C類IP地址：192.169.100.10，要與這個地址通信，首先要查找它屬于哪個網絡，然后由此網絡內部查找它是哪個子網的，最后根據定位到主機號為“10”的目標主機。查找工作成功。16計算機專升本班一名學生的學號：16253012，先將學號“點分十進制”表示，為了和IP地址形似，每2個數字一位（實際的IP地址是二進制的，每8個二進制數對應十進制的1位，所以不難理解）轉換成16.25.30.12，其中“16”表示年級，“25.30”表示計算機科學專升本，“12”是這名學生在班級的學號。要查找此名同學，先找“16”級學生，在查找“計算機專升本班”，最后在此班找學號為“10”的同學。匹配完成。《編譯原理》、《計算機網絡》等課程中還有很多的抽象內容都可應用類比法進行講解、闡述，只要在講解中注意選擇恰當的類比對象，就會收到意想不到的教學效果。

三結束語

類比教學法的理論研究和應用研究是近年來研究的熱點之一，并且在建模和采用的技術研究方面取得了大量的研究成果，在網絡教學和實際教學中產生了深遠的影響。依據海南熱帶海洋學院應用型辦學特點，對以《編譯原理》為代表的計算機專業主干課程的教學內容采用類比教學法，可以使學生較好地掌握所學的知識，理解并掌握基本問題求解的典型思路和方法，對應用型普通高校計算機專業主干課程的教學改革和創新人才的培養具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]徐森,徐靜,曹瑞.“編譯原理”教學方法初探[J].科教文匯,2015,5:79-80.

[2]劉香芹,許清.編譯原理教學方法改革與創新研究[J].林區教學,2014,10:99-100.

[3]丁學雷,吳春寒,賀汛.編譯原理課程考法改革探討[J].計算機工程與科學,2014,12:169-173.

作者:陳晶 張鯤 單位:海南熱帶海洋學院 海洋信息工程學院