面向软件工程专业工程化改造“编译原理”课程

1/7面向软件工程专业工程化改造“编译原理”课程面向软件工程专业工程化改造“编译原理”课程摘要本文论述了计算机学科“编译原理”课程在软件工程专业进行工程化改造的方法和必要性,创建了“编译原理”课程工程化实践教学体系,提出了知识的先期注入、工程化编译理论以及阶梯状迭代工程实践项目的教学方法,从根本上解决了该课程教、学、实践中存在的难讲授、难理解和难开发的“三难”问题,为其他计算机学科核心课程面向软件工程专业的工程化改造提供了一定的理论依据。关键词编译原理软件工程工程化知识先期注入工程化编译理论阶梯状迭代教学法中图分类号G64文献标识码B作为信息产业的核心和国民经济信息化的基础,软件产业日益受到国家的高度重视。权威数据显示,我国软件产业每年人才需求量近一百万,然而令人尴尬的是,许多软件企业却招聘不到真正合适的软件人才。信息社会不断增长的软件人才需求与优质软件专业教育供给不足的矛盾已成为计算机高等教育发展面临的一个重要问题。2001年12月,经国家教育部和国家计委联合发文批2/7准,全国首批35所示范软件学院正式成立,目的是批量培养具有国际竞争能力的高层次、应用型、复合型软件工程人才。自示范软件学院成立以来,我国软件工程教育事业得到了很大发展,学科建设逐步走向成熟,初步实现了与国际学科发展的接轨,软件工程教育实现了历史性跨越。然而,软件工程是一个迅速发展的交叉性学科,相关的新概念、新技术、新方法不断涌现,这就要求教育机构要不断调整策略,以应对专业的快速变化。尤为突出的是,无论是全国首批35所示范软件学院还是非示范软件学院,大部分都根植于计算机学院,因此很多软件工程专业学科课程体系与计算机科学与技术专业基本相似,而计算机科学与技术专业的教学内容是远远不能适应软件工程学科的发展要求的。从根本上解决上述问题的关键是,结合中国软件产业和软件学院已有的硬、软件基础设施及办学的具体情况,研究和定制适合本学院特色的软件工程学科的课程设置、教学内容、教学方法,形成一个良好的软件工程学科课程体系,使软件工程教学更具先进性、目的性和系统性,其中对计算机科学核心课程的工程化改造势在必行。本文将研究计算机学科的“编译原理”课程在软件工程专业如何进行工程化改造,怎样创建适合软件工程专业知识体系要求的“编译原理”实践教学,从而在科学的软件3/7工程学科课程体系的保证下,形成一个融基础理论、实验教学、工程实践为一体的整体化培养机制,以适应软件工程学科教学要求,使软件工程学科教学质量得到不断发展,使软件工程专业教育得到健康稳步发展,培养社会需要的软件人才。1“编译原理”的工程化实践教学体系教育教学理念工程化实践教学就是树立工程化能力培养与基础理论教学、专业能力培养并重的教学理念,把工程化教学作为人才培养的核心任务之一,通过全面改革软件工程专业的人才培养模式、调整课程体系、充实教学内容、改进教学方法,在教学过程中全面体现能力和职业素质培养的思路,并将软件工程知识内容由浅入深、阶梯状、循序渐进地贯穿在工程化实践教学的各个开发项目中。基于上述软件工程专业的知识体系、本科课程设置的指导原则以及工程化实践教学教育教学理念,下面将给出“编译原理”课程的工程化实践教学体系。1“编译原理”的工程化实践教学体系如图1所示,“编译原理”课程的工程化实践教学体系由六个部分组成编译原理课程工程化实践教学环境、编4/7译原理理论教学、软件工程能力培养、阶梯状迭代工程实践项目、配套教材和评价体系。构建理念为以计算机科学为基础,以软件工程为核心,以目标应用为导向。论文联盟“编译原理”课程工程化实践教学环境“编译原理”课程工程化实践教学环境由实验室、项目团队、教师讲座以及团队汇报组成。1实验室。以工程化培养理念指导教学实验室建设,为“编译原理”课程工程化实践教学提供强有力的基础设施支持。提供全天开放机房,机房实行开放型管理。项目开发时间规定为开时间和闭时间,闭时间为固定时间,要求授课教师到机房现场指导,开时间内,学生可以自由选择时间,以小组为单位进行自行讨论、设计,要求实验室人员在现场,以便解决设备问题。机房的使用和维护要有严格的管理制度,保证项目的顺利完成。2项目团队。将45个学生分为一个项目小组,一名组长作为负责人每名学生分配一台微型计算机,在开发小组中以分工协作的方式完成指定的软件开发任务,完成项目设计报告,并提交完整的软件开发文档和源代码。学生在团队环境下使用最新的软件开发工具,获得较真实的软件开发经验,提高学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面的能力,培养学生团队合作及工程项目研发5/7能力。3教师讲座。指导教师在整个的项目开发中纵览全局,项目的开始、结束及中间的每个模块都要进行全面的讲解、引导和组织。教师要系统讲解软件工程知识点和软件技术,统一讲解项目开发过程中学生普遍存在的问题,不断地发现问题,解决问题。4团队汇报。理论教学中教师唱主角,而工程化实践教学应让学生唱主角,让开发小组自己拟定演讲方案、内容,由教师审核修改后进行汇报演讲。这样可以有效地提高学生总结概括、研究立项、口头表达、演讲和交流沟通的能力,培养学生独立思考、分析问题的能力和创新能力。“编译原理”理论教学由知识的先期注入和工程化理论教学组成。1知识的先期注入。“编译原理”课程的理论性较强,整个课程内容由几个功能模块组成,学生对课程的完全理解应在最后一个模块,即课程结束时。鉴于教学内容的特殊性,应在一门程序设计语言之后安排“CO释程序的面向对象设计与实现”项目,作为前导实践环节,配套教材为C实战解释程序的面向对象程序与设计。这可以使学生在学习理论之前对程序设计语言的解释执行有较深的理解,由传统的“填鸭式”被动学习转变为学生自主式学习。学生对“编译原理”课程的学习由问“这是什么”变成“这是6/7我需要的什么”,从根本上解决了“编译原理”课程的教学困难。实践表明,这种方法在锻炼学生实践能力的同时先期注入了理论教学需要的解释程序的知识和概念,有很好的教学效果。2工程化理论教学。编译程序是庞大而复杂的,这使得如何介绍编译原理本身就是一个难题。中外编译原理教材很多,如果从工程化的角度去诠释编译程序的实现过程及其原理,即对一个完整的源程序到目标程序的转换过程进行详细讲解,不失为一个新的途径。我们的配套教材编译程序的实现原理的编写形式如下先给出编译器的输入一个C语言小程序再给出编译器的输出目标机上的目标语言,完成这样的转换需要进行的工作包括词法分析、语法分析等几个功能模块再针对每个功能模块给出本模块的输入和输出,如词法分析为一个C语言小程序,模块的输出形式为TOKEN链表,完成这样的转换需要进行的工作由理论和实现两部分组成。这种讲述方法实现了五化工程化以对一个完整的源程序到目标程序的转换作