學(xué)習遷移理論在《編譯原理》教學(xué)中的應用

                                    作者：李希 戴航 萬(wàn)佩真 葉浩 

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了學(xué)習遷移理論，研究了學(xué)習遷移理論在《編譯原理》課程教學(xué)過(guò)程中的應用，分析了在教學(xué)過(guò)程中影響學(xué)習遷移的主要因素，提出了三類(lèi)在《編譯原理》教學(xué)中運用學(xué)習遷移方法。
關(guān)鍵詞：學(xué)習遷移；編譯原理；教學(xué)
        一、學(xué)習遷移理論概述
        在教育心理學(xué)中，學(xué)習遷移(transferoflearning)是指在一種情境中獲得的技能、知識或形成的態(tài)度對另一種情境中技能、知識的獲得或態(tài)度形成的影響。任何一種學(xué)習都要受到學(xué)習者已有知識經(jīng)驗、技能、態(tài)度等的影響，只要有學(xué)習就有遷移。遷移是學(xué)習的繼續和鞏固，又是提高和深化學(xué)習的條件，對學(xué)習遷移的研究是對所有綜合性認知理論的一個(gè)嚴格的，也是必要的經(jīng)驗。
        早期的美國心理學(xué)家E.L.桑代克在1903年通過(guò)訓練大學(xué)生對平行四邊形的面積進(jìn)行估計的實(shí)驗提出了共同要素學(xué)說(shuō)，他認為只有當兩種學(xué)習內容上有共同的元素存在遷移才會(huì )發(fā)生，反之則無(wú)論所涉及的官能如何相同，遷移也是不可能發(fā)生的。該學(xué)說(shuō)只能解釋機械的具體的特殊遷移。賈德在1908年設計了水下?lián)舭袑?shí)驗研究遷移，提出了經(jīng)典類(lèi)化學(xué)說(shuō)。他把學(xué)習者對于前后不同學(xué)習情境的共同原理原則的根據作為遷移的基本條件，指明在教學(xué)過(guò)程中重要的是要導向學(xué)習者對基本的核心概念進(jìn)行抽像和概括整理,使之為后繼的學(xué)習遷移做充分且必要的準備�，F代認知心理學(xué)家辛格萊與安德森根據其知識分類(lèi)的觀(guān)點(diǎn)，將遷移分為四種類(lèi)型：程序性知識向程序性知識的遷移，程序性知識向陳述性知識的遷移，陳述性知識向程序性知識的遷移，陳述性知識向陳述性知識的遷移。這種方法基本上代表了人類(lèi)知識學(xué)習中的遷移類(lèi)型，是當今影響較大的一種遷移分類(lèi)方法。我國關(guān)于遷移研究的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,見(jiàn)于馮忠良“結構化與定向化教學(xué)心理學(xué)原理”理論框架下的代數解題遷移的實(shí)驗研究。該研究創(chuàng )立了結構化教學(xué)的理論基礎、定向化教學(xué)的規律依據，以及據此進(jìn)行教學(xué)設計和教學(xué)改革的執行原則。
        編譯原理是計算機專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課程，也是從事計算機研究和應用人員必須掌握的重要知識。在該課程的教學(xué)過(guò)程中，師生往往感覺(jué)該課知識點(diǎn)瑣碎、抽象、深度不易把握，實(shí)用性不強，可操作性不大。為了提高該課程的教學(xué)效果，我們在教學(xué)時(shí)應注重應用學(xué)習遷移理論，對教學(xué)方法和內容進(jìn)行一些改革，取得了一定的效果。（《編譯原理》課程的大致介紹）
        二、《編譯原理》教學(xué)過(guò)程中影響學(xué)習遷移的主要因素
        《編譯原理》的教學(xué)活動(dòng)影響學(xué)習遷移的主要因素主要包括教學(xué)指導過(guò)程因素和實(shí)訓學(xué)生原有認知結構因素兩方面。
        （一）學(xué)生原有認知結構因素
        所謂認知結構，就是學(xué)生頭腦內的知識結構，主要是指學(xué)習者在某一知識領(lǐng)域的全部觀(guān)念和組織，包括學(xué)習者已有知識的數量、清晰度和組織方式。認知結構是產(chǎn)生學(xué)習遷移的重要基礎，其對遷移的影響主要表現在以下三方面：
        第一，學(xué)生原有的背景知識。這是遷移產(chǎn)生的基本前提條件，原有背景知識具有可利用性、可辨別性、穩定性，學(xué)生學(xué)習過(guò)程并非簡(jiǎn)單地對所學(xué)材料的識別、加工和理解過(guò)程，而是學(xué)生原有認知結構中有關(guān)知識和新學(xué)習內容相互作用，形成新的認知結構的過(guò)程。
        第二，學(xué)生原有的認知結構的概括水平。遷移發(fā)生的關(guān)鍵在于對學(xué)習課題里共同因素的概括化，對原理了解概括得越好，對新情境中學(xué)習的遷移越好。概括化不是一個(gè)自動(dòng)的過(guò)程，它與教學(xué)方法密不可分，在教學(xué)方法上注意如何概括，如何思維，有利于增加正遷移出現的可能性。
        第三，學(xué)生擁有的認知技能。認知技能是個(gè)體在認知領(lǐng)域解決問(wèn)題的一種能力，與一般解決問(wèn)題的能力相比，這種能力是問(wèn)題解決者通過(guò)對問(wèn)題情境的認知并運用概念、規則解決認知領(lǐng)域問(wèn)題的能力。認知技能既包括利用習得概念、規則解決問(wèn)題的能力，也包含對相關(guān)概念、規則情境適用性的認知監控能力。對認知技能獲得過(guò)程的研究有利于深刻理解認知技能的實(shí)質(zhì)，有利于認知技能獲得的教學(xué)設計。
        （二）教學(xué)指導過(guò)程影響因素
        教學(xué)指導過(guò)程影響因素主要包括一下兩方面：
        第一、依據遷移要求，精選教材。
精選教材應與時(shí)俱進(jìn)，特別是計算機學(xué)科的教材，由于該學(xué)科知識更新?lián)Q代非�？�，所以教師應把握住該學(xué)科的前沿領(lǐng)域，把最新的知識傳授給學(xué)生；精選的教材應具有廣泛的遷移價(jià)值材料，即學(xué)科的基本概念、原理、方法等；要突出學(xué)習材料的共同因素；根據教學(xué)對象的實(shí)際情況精選教材。
        第二、合理編排教材內容和教學(xué)程序。教材的呈現應該遵循由整體到細節逐步展開(kāi)。作為教師，在教學(xué)中首先應考慮如何使那些具有較高概括性、包攝性和強有力的解釋效應的基本概念和原理處于教材的中心位置。教材的呈現還要從橫的方面加強概念、原理、課題和章節之間的聯(lián)系，促進(jìn)知識的融匯貫通。       三、學(xué)習遷移理論在《編譯原理》教學(xué)中的應用
        （一）與其它課程之間的遷移
        編譯原理屬于專(zhuān)業(yè)必修課，與操作系統原理、數據庫系統原理、計算機系統結構原理關(guān)系密切，是計算機專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課之一，主要介紹程序設計語(yǔ)言編譯構造的基本原理和基本實(shí)現方法。它的先修課程是《高級語(yǔ)言程序設計》，《數據結構》�！陡呒壵Z(yǔ)言程序設計》為本課程提供編程實(shí)踐所需的學(xué)習經(jīng)驗，《數據結構》解決了在編程時(shí)大量數據的存儲結構問(wèn)題。這兩門(mén)先修課程的已有學(xué)習經(jīng)驗，促進(jìn)了本課程的知識正向遷移。編譯技術(shù)所涉及的建模技術(shù)同樣適合其他軟件的建模，也幫助學(xué)生提高運用所學(xué)知識進(jìn)行獨立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)為后繼課程如操作系統原理、數據庫系統原理、計算機系統結構的學(xué)習提供同化性遷移。
        （二）本課程前后內容的遷移
        概括是遷移的核心，學(xué)習者對原有知識經(jīng)驗的概括水平是影響遷移發(fā)生的重要條件。計算機專(zhuān)業(yè)課程的特點(diǎn)是教材第一章都是“緒論”，也就是對整個(gè)課程的科學(xué)概括。課程第一章“緒論”整體地、系統地概述了課程的所有章節的知識點(diǎn)，使學(xué)生了解各個(gè)要素之間上下左右，橫縱交叉的關(guān)系，避免了在以后的學(xué)習中孤立地對待各章節的知識，為重組性遷移提供直接的支持。在《編譯原理》課程的“緒論”中全面詳細地介紹了編譯的六個(gè)階段工作：詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)義分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化、目標代碼生成。而全課程的幾大章節可以說(shuō)就是分別以這六個(gè)階段的工作展開(kāi)詳細介紹的。如果分別死記硬背這六個(gè)階段的輸入對象、工作原理、輸出對象，就會(huì )造成知識點(diǎn)的斷裂帶及斷裂點(diǎn)，導致知識錯亂、思維混亂。只有將這六個(gè)階段的學(xué)習聯(lián)系在一起：源程序在詞法分析階段被分解成一個(gè)個(gè)單詞，而單詞容易犯拼寫(xiě)或語(yǔ)法等錯誤，所以要進(jìn)行語(yǔ)法分析，沒(méi)有語(yǔ)法錯誤就要進(jìn)一步判斷是否有語(yǔ)義錯誤，進(jìn)行語(yǔ)義分析，沒(méi)有語(yǔ)義錯誤之后再翻譯成中間代碼進(jìn)行適當優(yōu)化，從而簡(jiǎn)化編譯的復雜度，最后生成計算機能夠識別的機器代碼。學(xué)習這種理論性較強的課程更要學(xué)會(huì )概括歸納知識點(diǎn)，這樣才能保持條理清晰。按照課程中章節前后內容的遷移研究，遵從個(gè)案到一般，抽象到具體的組織原則，安排好學(xué)習程序。
        （三）生活經(jīng)驗的遷移
        生活經(jīng)驗的遷移簡(jiǎn)單、直觀(guān)、有趣，是學(xué)生最容易接受也是效果最好的學(xué)習遷移方式，這些知識的遷移增加了學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程的信心，也促使學(xué)生更多地關(guān)心生活中的各種現象、原理。例如講到文法二義性有害時(shí)可以聯(lián)系到生活中有歧義的病句；在講到算符優(yōu)先算法時(shí)可以聯(lián)系到小學(xué)數學(xué)的四則運算法則；在講LL(1)文法的判別條件時(shí)可以聯(lián)系到無(wú)交點(diǎn)的兩條平行路徑；在講語(yǔ)法制導翻譯的時(shí)候可以聯(lián)系到自然語(yǔ)言規則；四種LR自底向上語(yǔ)法分析方法的算法思想可以聯(lián)系到對于不同程度矛盾的解決。教師在聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程中應該注意引用的新材料與所要闡述的知識點(diǎn)之間的共同性。因為只有當兩種學(xué)習內容上有共同的元素時(shí)遷移才會(huì )發(fā)生。教學(xué)過(guò)程中有目的地在這兩者間設立科學(xué)的通路——相同要素，才能有效建立學(xué)習遷移，更有效提高教與學(xué)雙邊效果。
        四、結論
        美國著(zhù)名心理學(xué)家比格（M.L.Bigge）指出：“學(xué)校的效率大半要根據學(xué)生所學(xué)材料遷移的數量和質(zhì)量而定。因此，學(xué)習遷移是教育最后必須寄托的柱石�！边@充分說(shuō)明，學(xué)習的遷移對培養學(xué)生的創(chuàng )新意識、創(chuàng )造能力和終身學(xué)習能力具有重要意義。遷移是在一定條件下發(fā)生的，它往往是新舊知識或相關(guān)知識連接的紐帶。教師應針對不同的知識教學(xué)而有所側重地采取相應的教學(xué)方法。在教學(xué)中，凡能遷移的地方，教師要盡量設法引導學(xué)生，使他們產(chǎn)生積極的遷移動(dòng)力，改善學(xué)習過(guò)程，提高學(xué)習效果�！毒幾g原理》作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)性課程，由于該課程知識的理論性、抽象性很強，使其學(xué)習遷移有一定的特殊性，應用學(xué)習遷移理論的方法和效果還有待全面深入的分析研究。教師必須在掌握有關(guān)學(xué)習遷移的理論及其影響因素的基礎上，充分應用遷移規律，積極促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習遷移。學(xué)生不僅是學(xué)習基本理論原理，還要能夠在新的情境中應用已有經(jīng)驗去解決問(wèn)題、獲取新知識。 
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