学习迁移理论在《编译原理》教学中的应用

学习迁移理论在《编译原理》教学中的应用

                                    作者：李希 戴航 万佩真 叶浩 

摘要：本文简要介绍了学习迁移理论，研究了学习迁移理论在《编译原理》课程教学过程中的应用，分析了在教学过程中影响学习迁移的主要因素，提出了三类在《编译原理》教学中运用学习迁移方法。
关键词：学习迁移；编译原理；教学
        一、学习迁移理论概述
        在教育心理学中，学习迁移(transferoflearning)是指在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度形成的影响。任何一种学习都要受到学习者已有知识经验、技能、态度等的影响，只要有学习就有迁移。迁移是学习的继续和巩固，又是提高和深化学习的条件，对学习迁移的研究是对所有综合性认知理论的一个严格的，也是必要的经验。
        早期的美国心理学家E.L.桑代克在1903年通过训练大学生对平行四边形的面积进行估计的实验提出了共同要素学说，他认为只有当两种学习内容上有共同的元素存在迁移才会发生，反之则无论所涉及的官能如何相同，迁移也是不可能发生的。该学说只能解释机械的具体的特殊迁移。贾德在1908年设计了水下击靶实验研究迁移，提出了经典类化学说。他把学习者对于前后不同学习情境的共同原理原则的根据作为迁移的基本条件，指明在教学过程中重要的是要导向学习者对基本的核心概念进行抽像和概括整理,使之为后继的学习迁移做充分且必要的准备。现代认知心理学家辛格莱与安德森根据其知识分类的观点，将迁移分为四种类型：程序性知识向程序性知识的迁移，程序性知识向陈述性知识的迁移，陈述性知识向程序性知识的迁移，陈述性知识向陈述性知识的迁移。这种方法基本上代表了人类知识学习中的迁移类型，是当今影响较大的一种迁移分类方法。我国关于迁移研究的实质性进展,见于冯忠良“结构化与定向化教学心理学原理”理论框架下的代数解题迁移的实验研究。该研究创立了结构化教学的理论基础、定向化教学的规律依据，以及据此进行教学设计和教学改革的执行原则。
        编译原理是计算机专业的专业基础课程，也是从事计算机研究和应用人员必须掌握的重要知识。在该课程的教学过程中，师生往往感觉该课知识点琐碎、抽象、深度不易把握，实用性不强，可操作性不大。为了提高该课程的教学效果，我们在教学时应注重应用学习迁移理论，对教学方法和内容进行一些改革，取得了一定的效果。（《编译原理》课程的大致介绍）
        二、《编译原理》教学过程中影响学习迁移的主要因素
        《编译原理》的教学活动影响学习迁移的主要因素主要包括教学指导过程因素和实训学生原有认知结构因素两方面。
        （一）学生原有认知结构因素
        所谓认知结构，就是学生头脑内的知识结构，主要是指学习者在某一知识领域的全部观念和组织，包括学习者已有知识的数量、清晰度和组织方式。认知结构是产生学习迁移的重要基础，其对迁移的影响主要表现在以下三方面：
        第一，学生原有的背景知识。这是迁移产生的基本前提条件，原有背景知识具有可利用性、可辨别性、稳定性，学生学习过程并非简单地对所学材料的识别、加工和理解过程，而是学生原有认知结构中有关知识和新学习内容相互作用，形成新的认知结构的过程。
        第二，学生原有的认知结构的概括水平。迁移发生的关键在于对学习课题里共同因素的概括化，对原理了解概括得越好，对新情境中学习的迁移越好。概括化不是一个自动的过程，它与教学方法密不可分，在教学方法上注意如何概括，如何思维，有利于增加正迁移出现的可能性。
        第三，学生拥有的认知技能。认知技能是个体在认知领域解决问题的一种能力，与一般解决问题的能力相比，这种能力是问题解决者通过对问题情境的认知并运用概念、规则解决认知领域问题的能力。认知技能既包括利用习得概念、规则解决问题的能力，也包含对相关概念、规则情境适用性的认知监控能力。对认知技能获得过程的研究有利于深刻理解认知技能的实质，有利于认知技能获得的教学设计。
        （二）教学指导过程影响因素
        教学指导过程影响因素主要包括一下两方面：
        第一、依据迁移要求，精选教材。
精选教材应与时俱进，特别是计算机学科的教材，由于该学科知识更新换代非常快，所以教师应把握住该学科的前沿领域，把最新的知识传授给学生；精选的教材应具有广泛的迁移价值材料，即学科的基本概念、原理、方法等；要突出学习材料的共同因素；根据教学对象的实际情况精选教材。
        第二、合理编排教材内容和教学程序。教材的呈现应该遵循由整体到细节逐步展开。作为教师，在教学中首先应考虑如何使那些具有较高概括性、包摄性和强有力的解释效应的基本概念和原理处于教材的中心位置。教材的呈现还要从横的方面加强概念、原理、课题和章节之间的联系，促进知识的融汇贯通。       三、学习迁移理论在《编译原理》教学中的应用
        （一）与其它课程之间的迁移
        编译原理属于专业必修课，与操作系统原理、数据库系统原理、计算机系统结构原理关系密切，是计算机专业的重要专业课之一，主要介绍程序设计语言编译构造的基本原理和基本实现方法。它的先修课程是《高级语言程序设计》，《数据结构》。《高级语言程序设计》为本课程提供编程实践所需的学习经验，《数据结构》解决了在编程时大量数据的存储结构问题。这两门先修课程的已有学习经验，促进了本课程的知识正向迁移。编译技术所涉及的建模技术同样适合其他软件的建模，也帮助学生提高运用所学知识进行独立分析问题和解决问题的能力，同时为后继课程如操作系统原理、数据库系统原理、计算机系统结构的学习提供同化性迁移。
        （二）本课程前后内容的迁移
        概括是迁移的核心，学习者对原有知识经验的概括水平是影响迁移发生的重要条件。计算机专业课程的特点是教材第一章都是“绪论”，也就是对整个课程的科学概括。课程第一章“绪论”整体地、系统地概述了课程的所有章节的知识点，使学生了解各个要素之间上下左右，横纵交叉的关系，避免了在以后的学习中孤立地对待各章节的知识，为重组性迁移提供直接的支持。在《编译原理》课程的“绪论”中全面详细地介绍了编译的六个阶段工作：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成。而全课程的几大章节可以说就是分别以这六个阶段的工作展开详细介绍的。如果分别死记硬背这六个阶段的输入对象、工作原理、输出对象，就会造成知识点的断裂带及断裂点，导致知识错乱、思维混乱。只有将这六个阶段的学习联系在一起：源程序在词法分析阶段被分解成一个个单词，而单词容易犯拼写或语法等错误，所以要进行语法分析，没有语法错误就要进一步判断是否有语义错误，进行语义分析，没有语义错误之后再翻译成中间代码进行适当优化，从而简化编译的复杂度，最后生成计算机能够识别的机器代码。学习这种理论性较强的课程更要学会概括归纳知识点，这样才能保持条理清晰。按照课程中章节前后内容的迁移研究，遵从个案到一般，抽象到具体的组织原则，安排好学习程序。
        （三）生活经验的迁移
        生活经验的迁移简单、直观、有趣，是学生最容易接受也是效果最好的学习迁移方式，这些知识的迁移增加了学生学好这门课程的信心，也促使学生更多地关心生活中的各种现象、原理。例如讲到文法二义性有害时可以联系到生活中有歧义的病句；在讲到算符优先算法时可以联系到小学数学的四则运算法则；在讲LL(1)文法的判别条件时可以联系到无交点的两条平行路径；在讲语法制导翻译的时候可以联系到自然语言规则；四种LR自底向上语法分析方法的算法思想可以联系到对于不同程度矛盾的解决。教师在联系实际的过程中应该注意引用的新材料与所要阐述的知识点之间的共同性。因为只有当两种学习内容上有共同的元素时迁移才会发生。教学过程中有目的地在这两者间设立科学的通路——相同要素，才能有效建立学习迁移，更有效提高教与学双边效果。
        四、结论
        美国著名心理学家比格（M.L.Bigge）指出：“学校的效率大半要根据学生所学材料迁移的数量和质量而定。因此，学习迁移是教育最后必须寄托的柱石。”这充分说明，学习的迁移对培养学生的创新意识、创造能力和终身学习能力具有重要意义。迁移是在一定条件下发生的，它往往是新旧知识或相关知识连接的纽带。教师应针对不同的知识教学而有所侧重地采取相应的教学方法。在教学中，凡能迁移的地方，教师要尽量设法引导学生，使他们产生积极的迁移动力，改善学习过程，提高学习效果。《编译原理》作为一门专业性课程，由于该课程知识的理论性、抽象性很强，使其学习迁移有一定的特殊性，应用学习迁移理论的方法和效果还有待全面深入的分析研究。教师必须在掌握有关学习迁移的理论及其影响因素的基础上，充分应用迁移规律，积极促进学生的学习迁移。学生不仅是学习基本理论原理，还要能够在新的情境中应用已有经验去解决问题、获取新知识。 
参考文献：
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