省级混合式一流课程建设探索与实践

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）12-0036-04

Abstract：CompilerPrinciplesisthebasiccourseinthecomputerdisciplineatGuangzhouUniversityanditwasrecognized asafirst-classundergraduatecourseofGuangdongProvincein2O22.Fortheconstructionofthefirst-classcourse，theteaching teamofCompilerPrincipleshasexploredandpracticedvariousonlineandofineteachingactivities，includingteachingmodes， experimentaldesigns，andassessmentexercises.Someelementsof teaching modeof "Three Doubtsand Three Inquiries"were integratedintoBOPPPSmodel.Someexploratoryexperimentswithspiralmulti-leverstructuresweredesigned.Aninteractive intellgentonlineexercisesystemforcomplexquestionswasdeveloped，whichcancontroltheprocesswhenstudentsanswrthe complexquestions.Emphasizingstudent-centeredandproblem-orientedideas，theconstructionandreformofteachingguide studentstodeepentheirunderstandingofknowledgepoints，enhancetheiranalysisof dificultprofesionalconcepts，andtrain theirindependentlogicalthinkingabilitiesofprofessionalknowledge，byfullyleveragingtheadvantagesofmultipleteaching modes.Multiple semesters of blended teaching practices show that the teaching reformsachieved the good results.

Keywords：CompilerPrinciples；fistclasscourse；blendedteaching；multipleteachingmodes；processcontrolledexercisesystem

为贯彻落实《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》精神，建设广东特色一流课程和一流课堂，广东省教育厅提出了《广东省教育厅关于强化课程思政建设一流课程的意见》，要求各高校要结合落实该意见，力图消灭“水课”打造“金课”，立起课程建设新标杆，完善多类型、多样化的教学内容和课程体系，建设一批适应新时代要求的一流本科课程。

编译原理课程自2018年获批校级在线开放课程建设项目后，经教学团队四年的探索和实践，于2022年6月被认定为省级线上线下混合式一流课程。基于学校对省级一流课程的重视和支持，编译原理课程获得了持续地更新和完善。2023年在课程实践方面，依据不同能力水平的学生设计了螺旋分层的探索性实验项目并已开展了4期实验训练；2024年在线上学习平台方面，新构建了知识图谱、能力图谱、问题图谱等个性化辅助学习资源，并运用大语言模型技术，实现了针对不同能力水平学生的画像，并精准推荐个性化线上学习资料和学习方案；同年在课后练习方面，开发了过程管控的智能交互式主观综合题线上练习系统。该混合式课程在学校课程改革中充分发挥了示范作用，引导教师们更新课程建设理念，创新课程教学方法，完善课程考核评价，全面提升课程质量。

一编译原理课程内容的学情分析

编译原理是ACM和IEEE认定的计算机学科主干课程，难度较高，注重理论与实践结合[2。学生需掌握抽象理论并动手编码，实现理论到技术应用的转换。该课程帮助学生理解编译系统结构、工作流程及设计原理和实现技术，培养分析、设计、实现和维护编译系统的能力。同时，它加深了学生对程序设计语言、操作系统等课程的综合理解。该课程有助于增强学生对计算机系统的总体认识，为计算机系统核心软件部件设计和开发提供扎实理论与技术基础

编译原理课程内容丰富、涵盖面广，包含了众多抽象理论与复杂实现技术，虽有利于培养学生严谨的逻辑思维，但也容易产生畏难情绪3-4。教学中存在的难点主要体现在以下三个方面。首先，课程中的知识点繁多，概念抽象且复杂。如编译过程中的“遍”与“阶段”语法分析中的句型、句子、短语等，这些术语生涩难懂、易混淆。其次，理论规则繁琐且逻辑性强。例如LL（1）语法分析需掌握建表和查表两大规则；而在建表前还需运用FIRST集和FOLLOW集求解规则进行计算，其中每个规则又包含若干步骤；只有在先正确建立LL（1）分析表之后，才能给出正确分析过程及结果，整个过程较繁琐复杂，一个中间错误往往易连锁导致后续步骤全错。除此之外还存在算符优先分析法、LR（0）分析法、SLR（1）分析法等多个类似的复杂分析法。最后，从理论学习到编码实现的过渡也是一大难点。实现编译程序这样复杂的大型软件系统，学生需对编译体系有全面的了解，并从程序实现机理上理解和掌握编译知识，还需融合程序设计语言、算法等课程内容，兼顾理论理解与实践操作，通过开发编译器达到理论与实践的深度融合，才能全面掌握课程精髓。

二线上线下混合式教学的改革措施

虽然线上线下混合式教学在一定程度上变革了传统教学方式中“教”的形式和“学"的途径，提高了学生学习的便捷性，延长了教学的时效性，打破了考核的局限性。但是不论线上自主视频学习、线下面授讲解，还是课程考核或实践应用，都需要深思如何引导和启发学生，在学习专业课过程中锻炼学生从专业思维角度提出问题、分析问题和解决问题的能力。

（1） 教学模式上的再造

为了取得期望的教学效果，编译原理教学团队在初期将BOPPPS教学模式8融入课前、课中和课后三个阶段中，如图1所示，整个教学过程分成导入、目标、前测、参与式学习、后测、总结6个步骤，以便有效地在教学过程中开展以学生为中心的教学活动。其中，课前，通过推送一些教辅资料、模拟题和相关知识点的讨论题等，以不同形式来加强学生对教学内容的熟悉，辅助学生学习线上视频课程。课中，以强化学生理解课程理论知识和分析实验过程为目的，重组线下授课内容的讲解脉络、详略程度等，将授课内容精细地划分为理论讲解、习题评讲、理论-实验对应解析、代码点评等类型，有针对性设计和选取不同教学场景与授课方式，并借用线上随机选人互动、随堂线上小测等形式改变传统单一灌输的授课形式。课后，教师针对不同类型的授课内容制定课后作业，例如理论讲解课和例题分析课可布置思维图绘制作业，督促学生熟悉从局部单个知识的重难点，到整章知识脉络之间的关系网等；理论-实验解析课和代码点评课，配合螺旋分层式实验方案轻松实现理论到实践的过渡，并辅以单元练习、小组讨论和随机试卷等方式从多种深度、广度和难度方面测评学生学习质量。

旨在更好地秉承“以问题为导向”的理念，经过多次教学研讨，教学团队对原教学模式进行了再造，将“三疑三探”教学模式中的环节融合到BOPPPS教学模式中，充分发挥各自的优势。“三疑三探"教学模式的关键在一个“疑"字和一个“探"字，有了疑问才会思考、才会探索，即用问题来激发学生的学习动力与兴趣。该教学模式主要包含四个教学环节：设疑自探—解疑合探一质疑再探一运用拓展。

我们将其中的“设疑自探”环节融合到BOPPPS教学模式的“B（导学）"步骤中，引导学生以问题为导向，分别运用相关知识点的问题链和线上平台的问题图谱，实现学生自主预习和提高巩固的自的。在课前新知识点预习环节，让学生带着问题从视频或教材中去寻找答案，按问题链的难易程度，在自问自答中加深对新知识点的理解。以问题为导向会使得学习更有针对性、目的性和方向性，一方面问题中包含的信息，可令学生意识到自己在学习时容易忽略的知识细节；另一方面解答问题时，无形中学生自行检查了线上学习的成效，促使学生在线下面授课上，潜移默化中主动听取老师的授课内容来解惑或提出自己的观点，从而提高学生对专业知识难点的剖析深度，锻炼学生对专业知识的自主逻辑思辨能力。此外，教学团队还在线上平台原有辅助资源基础上开发了编译原理课程的知识图谱、能力图谱等，扩充了BOPPPS模式中“P（参与式学习）"的多种不同角度的学生参与方式。同时，在运用问题图谱进行“质疑再探”环节后，设计不同教学场景下的开放性小组讨论、代码点评等多种形式互动活动实现学生-学生之间、学生-教师之间的“解疑合探”，并在“P（后测）"和"S（总结）"中的思维导图和分解式实验上均实现了“运用拓展"环节。

（二） 实验教学的探索

为了由浅入深地实现从“运用原理解题”阶段到“编译技术开发实践"阶段的教学过渡，编译原理课程团队将基础性实验进行“分解型"设计。实验教学内容从学生学习方式出发，开发了多阶段辅助性的分解式小任务，帮助学生逐步完成“理论答题” ？ “求解方法的形式化描述” ？ “流程图绘制” “整体运行框架下部分功能的代码填充” ？ “整体代码的模块划分和封装”，实现学生专业能力由点到面的过程质变、由简单到复杂、由局部到整体、从单一功能到完整小型编译器等循序渐进的多层次实验要求设置，从而帮助学生比较平滑地逐层提高到能独立开发完整的不限编程语言的小型编译器。通过剖析一些编译技术案例实现的全过程，由表及里认识问题本质的同时，逐层叠加实验内容，螺旋上升提高难度，激发学生主动尝试运用编译技术来思考和解决问题，并在实验要求上给予一定的自由发挥空间，激发学生的创造潜力。

（三） 测评练习上的优化

当前，在众多的教育平台上[，线上答题测评方式因其不受地域、时间等方面的限制，一定程度上有效减少了教师的批阅工作量，降低了批改误判率，在很多高校课程上得以普及。查阅编译原理课程在中国大学MOOC、学堂在线、智慧树等多个线上平台的随堂测评、练习作业和考试题目时，不难发现在已建立的线上习题库中，填空、判断、选择等形式的客观题所占的比重较大。不论是题量、题目形式（例如填空、判断、选择等）作答方式、评分标准等，线上客观题相比于主观题都具备一定的优势。然而对于编译原理课程的部分章节而言，不可避免地需要通过主观题或综合大题以画图、建表等形式来进行考核，其中综合大题融合了多个知识点，其详细完整的解答过程不仅可以反映学生的专业逻辑性，还可以体现学生思考问题是否严谨、是否符合专业规范表述等。因此线上测评有必要设置一定数量的综合大题或主观题。

线上平台系统对于综合主观题的考核与批改常采用的方式主要有两种，一种是学生在纸上手写作答，然后拍照上传到线上系统，教师再依据照片来批改评阅；另一种是简化题目考核的知识点，以客观题形式来完成主观题的考核。前者照片内容的清晰程度或上传图片的顺序等都会给教师批改增加难度，后者在一定程度上降低了题自难度，难以从广度和深度上实现对学生的测评，因此不论哪一种方式都不能真正意义上充分发挥线上考核的优势。