建构主义学习理论在编译原理教学的应用探讨论文

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论文关键词:编译原理建构主义教学模式

论文摘要:本文主要针对“编译原理”教学中出现的系统复杂、理论深奥、教学效果不理想等一系列问题，应用建构主义学习理论.提出了一个有效的解决方案一建立以学生为主、师生互动的教学模式。

“编译原理”是计算机及相关专业的一门重要专业课程，在计算机科学中有很重要的地位和作用，已被国内外高校列为计算机专业的主要课程。它主要介绍了高级程序设计语言编译程序构造的一般原理、基本设计方法、主要实现技术和一些自动构造工具。通过该课程的学习，对提高学生计算机软件素质，使学生真正认识计算机信息处理实质并综合运用所学的软件设计技术来分析问题等具有很大作用。

由于涉及形式语言、有穷自动机等抽象内容，在“以教师为中心，教师讲、学生听”的传统教学模式下，学生在学习中普遍感觉内容太过抽象、缺乏学习积极性。因此，如何打破传统教学模式、让这门课的教学效果得到较大改观，就成为一个亚待解决的问题。近二十年以来，国内外的许多教育工作者、教育学家、教育技术专家多年来从理论与实践两个方面作了大量的研究与探索，建构主义理论正是这种努力所取得的主要理论研究成果。

1、建构主义学习理论及教学模式

近二十年以来，随着多媒体计算机和Internet网络教育应用的飞速发展，建构主义学习理论正愈来愈显示出其强大的生命力，并在世界范围内日益扩大其影响。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。

建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构;协作发生在学习过程的始终，对学习资料的搜集与分析、假设的提出与验证、学习成果的评价直至意义的最终建构均有重要作用;会话是协作过程中不可缺少的环节，学习小组成员之间必须通过会话商讨如何完成规定的学习任务的计划;意义建构是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指:事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解，这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容的认知结构。

与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式为:”以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者;教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者;教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象;媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。显然，在这种场合，教师、学生、教材和媒体等四要素与传统教学相比，各自有完全不同的作用，彼此之间有完全不同的关系。但是这些作用与关系也是非常清楚、非常明确的，因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构形式，即建构主义学习环境下的教学模式。

2.建立以学生为主、师生互动的教学模式

基于以上理论，在整个编译原理”的教学过程中，应该创造一种良好的氛围，建立以学生为主、师生互动的教学模式。

2.1教师的准备

教师的角色是学生建构知识的忠实支持者。教师的作用从传统的传递知识的权威转变为学生学习的辅导者，成为学生学习的高级伙伴或合作者。教师应该给学生提供复杂的真实问题，教师必须创设一种良好的学习环境、必须提供学生元认知工具和心理测量工具，培养学生评判性的认知加工策略，以及自己建构知识和理解的心理模式。因此，教师在课前应通读教材多遍，并做完习题，然后参考同类教材，把内容烂熟于心。同时，教师应准备教学课件、教学网站等辅助教学资源，真正起到组织引导的作用。

2.2注重启发式教学

建构主义学习理论认为，学习者与周围环境的交互作用，对于学习内容的理解(即对知识意义的建构)起着关键性的作用。教师应组织和引导学生进行讨论和交流，共同建立起学习群体并成为其中的一员，共同对课程所涉及的内容进行讨论。

因此，对于学生自学较容易的章节，采用指导学生备课，然后课堂上由学生讲课、教师总结的方式进行，对于学生的提问，也不是简单的给出答案，而是在课堂上展开师生间的讨论，让所有的学生看到问题从提出、分析到解决的全过程，充分发挥学生的学习主动性，培养学生的创新能力。以下就求Follow集的方法加以简要说明。

在预测分析中，Follow集的定义如下:设G=(V,.,VN,S,P)是上下文无关文法，AEVN,S是开始符号;Follow(A)二{aIS=''''=>wA(3且aEVT'''',aE、F1TST.(}),}.L。V,.`,(3aV''''}，若有S=`=>N,A(3，且p=’二>。，则#EFollow(A)。另外，若A-"aB是一个产生式，则把FOIrLOW(A)，加至FOLLOW(B)中。怎样系统、快速而准确地求出Follow集?学生在讨论中发现，求Follow集必须从文法开始符号S推导，因此，可以直接观察每条产生式的右部，找出要求Follow集的非终结符(设为A)，进一步观察A后面的字符串，若可推出终结符，则此终结符在Follow(A)中，若为。，则产生式左端非终结符的Follow集在Follow(A)中。由此概括出了求Follow集的行之有效的方法。

2.3运用实例教学模式

实例式教学也被称为抛锚式教学、基于问题的教学或情境性教学。是建构主义的教学模式之一。学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习)，而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。

对于较复杂、枯燥的理论，在教学中大量运用实例，通过讲解一学生练习一学生讲解一学生再练习一教师小结的教学模式，让学生能够从外部信息源提供的特殊的例子出发，进行归纳推理，得到一般的规则或一般性的知识。这样，学生听懂了，理解了，增强了自信心，巩固了理论知识。

2.4合理组织实验和课程实习

课程实验应以编译理论中的一些经典算法的实现为主，一方面可以培养学生的实践能力和动手能力，另一方面可以通过对算法的实现达到更准确、更牢固的理解和掌握这些算法，从而提高学生的实际应用能力。

课程实习应充分考虑编译理论与实际应用相结合，突出开创性和实用性。教师应提供程序源代码而空缺关键模块，让学生来完成。这种组建式的实习方法，使得实习题所涉及的问题难度没有降低，但由于学生只需完成关键的组件模块，学生能够集中精力解决关键问题，实现难度有一定程度的降低。鼓励学生间相互探讨，各抒己见，激发学生的创作研究热情并共同提高。

3.教学效果分析

通过以下两组数据的比较，可以看出应用了新的教学模式后.学生学习情况的变化.说明教学效果得到了较大改观。

4.结束语

建构主义的教学设计强调要发挥学习者在学习过程中的主动性和建构性，重视情景’。、’。协作“在教学中的重要作用，提出一系列以学。为中心的教学策略，这些思想和学习策略，为构建建构主义教学设计模式奠定了很好的基础，建构主义教学设计强调学生是认知过程的主体，是意义的主动建构者，因而有利于学生的主动探索、主动发现、有利于创造型人材的培养。

但是，由于强调学生的“学”，往往容易忽视教师主导作用的发挥，忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用;而且，由于忽视教师主导作用，当学生自主学习的自由度过大时，还容易偏离教学目标的要求，这是我们在建构新型教学设计模式时所需要考虑和注意的。