类比教学法中计算机专业主干课程应用

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摘要：随着计算机应用的逐渐普及，应用型人才培养需求日益增加，《编译原理》等计算机专业主干课程由于课程自身知识面广、综合知识难度高等特点，成为培养应用型人才能力的有效知识媒介。针对当前的教学现状，提出用类比教学法讲解理论知识培养学生的抽象思维能力、研究教学培养创新能力、理论和实践相结合培养实践能力等建议，以期在提高教学效果的同时，培养学生的应用能力。

关键词：计算机专业主干课；类比教学法；应用型人才

计算机专业主干课在计算机应用的发展中发挥着极其重要且不可替代的作用，以《编译原理》课程为例，在编译技术的支持下，程序设计语言从繁琐的低级语言发展到接近自然语言的高级程序设计语言，软件开发方法也从模块化演变为面向对象的开发方法。编译技术的发展提高了软件开发的效率，影响着软件开发方法的变革，不断推动着计算机的应用向社会的方方面面延伸。《编译原理》课程含有对基本问题解答的典型思路和方法，通过学习，学生能很容易地理解和掌握“问题形式化描述、自动化”的解题思路，较好地培养学生解决问题的抽象思维能力和系统地对算法和程序进行再认识，提高学生对后续课程《程序设计语言》、《计算机原理和体系结构》等知识的综合理解。计算机专业的主干课程，不仅能帮助学生进一步认识程序和算法，还能提高学生求解问题的能力，同时它们也是最难讲解和学习的课程。难学是因为一些内容比较抽象。对于抽象内容的讲解，类比教学法是一种比较有效的选择。顾名思义，类比教学法是利用类比方法组织教学，即在把新知识的学习与原有的知识结构相类似的部分教学过程中联系起来，通过类比，从已知对象具有的某种性质推导出未知对象具有的相应性质的一种推理方法[1]。目前，类比教学法已经广泛应用于很多课程当中，但是在计算机专业主干课中尤其在《编译原理》的教学实践中，由于多方面原因的限制，类比教学法目前还没有很好的应用。

一类比方法概述

类比教学法是一种由已知探索未知的重要方法，分为以下几类：一类是概念性类比，借助概念类比揭示概念的本质性和非本质性区别，建立起新的概念；一类是过程性类比，借助过程性类比展示知识的发生、发展、形成的过程，理解知识的来龙去脉形成知识网络，便于学生抓住问题的本质，深化对问题的理解；另一类是方法性类比，借助别人发明创造的方法，对问题进行多角度、多方面的类比探讨与研究；亦或是知识的横向与纵向类比，探求问题的改变式或不变式。借助类比法教学时，首先，教师要寻找与讲授的新知识接近而又通俗易懂的实例，使学生从简单的问题入手，培养学生构建新知识的体系结构的学习主动性。其次，所选择的类比对象必须能够利用多媒体技术或手段形象直观的呈现给学生，通过它们之间的相似性帮助学生理解新的知识点[2]。计算机专业主干课程在计算机类课程体系中有着举足轻重的位置，对提升学生的逻辑思维能力以及计算机问题的求解水平具有极其重要的作用。目前，类比教学法已经广泛应用于中小学教学中以及《大学物理》、《高等数学》等抽象知识比较少的学科。近几年，在计算机课程中如《计算机组成原理》、《操作系统》等也逐渐引入了类比教学法，理论比较成熟；但是在主干课尤其是《编译原理》的教学中，由于课程内容形式抽象，关联学科知识比较多，而且各部分之间的逻辑联系紧密，讲课与学习难度都较大等多方面原因的限制，类比教学法目前在编译原理课程中还没有得到很好的应用。对于应用型普通本科院校，计算机专业主干课的教学理论教学内容采取类比教学法，力求将抽象的原理转化具体的实现及应用，提高学生学习《编译原理》课程的兴趣并学好该门课程。

二具体应用

依据教学目标和应用型人才培养方案的要求构造知识模型，应用到计算机专业主干课的教学中。对以《编译原理》、《计算机网络》为代表的计算机专业专干课采用类比教学法构建知识模型，把学生从抽象的理论讲解中解放出来，将抽象的原理转化具体的实现和应用；建立教学平台帮助学生通过网络完成课程的学习过程，实时接受教师讲解并进行讨论，为教师和学生提供教与学的网络平台，既能合理组织好课程的知识内容，又具有良好的交互功能，达到教与学的统一。教师要在教学的过程中恰当地贯穿类比教学法，具体如下：（1）教师在《编译原理》、《计算机网络》等课程备课时注意类比教学法的应用。在备课时，根据教学内容的重点难点及教学过程中出现的抽象的难懂的知识点，选择恰当的对象与抽象知识进行类比。首先，尽量选取学生熟悉对象进行类比，做到学生熟悉它的属性和特点，保证学生在学习《编译原理》、《计算机网络》课程时理解这些知识的具体内容。其次，类比时要保证类比的对象是科学正确的，具有类比的意义。举个例子：在《计算机网络》课程中，讲解“1.7计算机网络体系结构”这一节中体系结构分层及为什么要分层时，可通过邮政系统的工作流程来解释：投进信箱后，邮政局有专人按规定时间开箱取信（地方差异，频次不同。一天几次的和几天一次的都有）；销票，就是在邮票上盖日戳，也就确认了发出信件的时间和地点；分拣封发，按收件人的地址按堆分放，先发到上级局再转运，再从上面转运到投递局，再由投递员送到收件人的地址（城镇有门牌号的一般送到户，农村有的只能送到村委和一些所谓的指定点）。分层传递，分层处理。用QQ跟朋友联系的工作过程也可类比为体系结构的分层。然后讲解网络设计存在巨大复杂性，要采用科学有效的方法。对付复杂系统最为有效的方法“分而治之”，网络中如何“分而治之”：找出相对独立的重要功能，梳理功能间关系，使一个功能为另一功能提供服务相近功能仅在一个层次中实现，并尽可能位于较高层次。一个分层的体系结构允许通过定义良好的接口，将大而复杂的系统划分为不同层次。在备课时，选择好类比的对象，既减轻了备课的难度，又降低了知识的难度，可起到事半功倍的效果。（2）教师对《编译原理》、《计算机网络》等课程制作课件时注意应用类比教学法。在进行课件制作时，《编译原理》的教师可以将类比的对象以多媒体教学技术将其展现给学生看[3]。例如，《计算机网络》课程中讲解“网关”时，可将其类比成学校的门卫的作用，外来人员想要进来必须进行登记，否则坚决不允许进入，通过多媒体技术用音频和视频的功能可形象地将这一功能展现出来。又如《编译原理》文法的分类在学生学习过程也比较抽象，文法分类是逐渐对产生式施加限制，使之最后演变成正规文法；在文法的分类中引入自然语言的例子，应用类比教学法，这一过程，可以类比四边形，通过对四边形的边逐渐加以限制，从不规则的四边形最后成为正方形。正规文法是对产生式逐渐限制得到的，而正方形是对边进行限制的，通过多媒体技术用动画的形式呈现出文法的演变过程，很容易让学生理解并记住。（3）教师在《编译原理》、《计算机网络》等课程课堂讲授时注意应用类比教学法。在课堂讲授《编译原理》的知识时，不必局限于备课时准备的课件，可将身边类比的对象积极的引入课堂的教学中。教师在教学的过程中既要教授学生知识，更要锻炼学生运用类比的思维，促进学生在学习中将所学的内容与已知的对象进行类比，积极探索发现知识的其他特点。达到提高学生学习能力，锻炼学生的发散思维能力的目的。例如，《计算机网络》课程中“IP地址”表示形式时，可类比学生的学号，具体类比如下：一个划分子网的C类IP地址：192.169.100.10，要与这个地址通信，首先要查找它属于哪个网络，然后由此网络内部查找它是哪个子网的，最后根据定位到主机号为“10”的目标主机。查找工作成功。16计算机专升本班一名学生的学号：16253012，先将学号“点分十进制”表示，为了和IP地址形似，每2个数字一位（实际的IP地址是二进制的，每8个二进制数对应十进制的1位，所以不难理解）转换成16.25.30.12，其中“16”表示年级，“25.30”表示计算机科学专升本，“12”是这名学生在班级的学号。要查找此名同学，先找“16”级学生，在查找“计算机专升本班”，最后在此班找学号为“10”的同学。匹配完成。《编译原理》、《计算机网络》等课程中还有很多的抽象内容都可应用类比法进行讲解、阐述，只要在讲解中注意选择恰当的类比对象，就会收到意想不到的教学效果。

三结束语

类比教学法的理论研究和应用研究是近年来研究的热点之一，并且在建模和采用的技术研究方面取得了大量的研究成果，在网络教学和实际教学中产生了深远的影响。依据海南热带海洋学院应用型办学特点，对以《编译原理》为代表的计算机专业主干课程的教学内容采用类比教学法，可以使学生较好地掌握所学的知识，理解并掌握基本问题求解的典型思路和方法，对应用型普通高校计算机专业主干课程的教学改革和创新人才的培养具有一定的指导意义。

参考文献

[1]徐森,徐静,曹瑞.“编译原理”教学方法初探[J].科教文汇,2015,5:79-80.

[2]刘香芹,许清.编译原理教学方法改革与创新研究[J].林区教学,2014,10:99-100.

[3]丁学雷,吴春寒,贺汛.编译原理课程考法改革探讨[J].计算机工程与科学,2014,12:169-173.

作者:陈晶 张鲲 单位:海南热带海洋学院 海洋信息工程学院