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學(xué)習(xí)遷移理論在《編譯原理》教學(xué)中的應(yīng)用
作者：李希 戴航 萬佩真 葉浩摘要：本文簡要介紹了學(xué)習(xí)遷移理論，研究了學(xué)習(xí)遷移理論在《編譯原理》課程教學(xué)過程中的應(yīng)用，分析了在教學(xué)過程中影響學(xué)習(xí)遷移的主要因素，提出了三類在《編譯原理》教學(xué)中運(yùn)用學(xué)習(xí)遷移方法。
關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)遷移；編譯原理；教學(xué)
一、學(xué)習(xí)遷移理論概述
在教育心理學(xué)中，學(xué)習(xí)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(xí)都要受到學(xué)習(xí)者已有知識經(jīng)驗(yàn)、技能、態(tài)度等的影響，只要有學(xué)習(xí)就有遷移。遷移是學(xué)習(xí)的繼續(xù)和鞏固，又是提高和深化學(xué)習(xí)的條件，對學(xué)習(xí)遷移的研究是對所有綜合性認(rèn)知理論的一個(gè)嚴(yán)格的，也是必要的經(jīng)驗(yàn)。
早期的美國心理學(xué)家E.L.桑代克在1903年通過訓(xùn)練大學(xué)生對平行四邊形的面積進(jìn)行估計(jì)的實(shí)驗(yàn)提出了共同要素學(xué)說，他認(rèn)為只有當(dāng)兩種學(xué)習(xí)內(nèi)容上有共同的元素存在遷移才會發(fā)生，反之則無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)說只能解釋機(jī)械的具體的特殊遷移。賈德在1908年設(shè)計(jì)了水下?lián)舭袑?shí)驗(yàn)研究遷移，提出了經(jīng)典類化學(xué)說。他把學(xué)習(xí)者對于前后不同學(xué)習(xí)情境的共同原理原則的根據(jù)作為遷移的基本條件，指明在教學(xué)過程中重要的是要導(dǎo)向?qū)W習(xí)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(xí)遷移做充分且必要的準(zhǔn)備�，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)家辛格萊與安德森根據(jù)其知識分類的觀點(diǎn)，將遷移分為四種類型：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知識學(xué)習(xí)中的遷移類型，是當(dāng)今影響較大的一種遷移分類方法。我國關(guān)于遷移研究的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,見于馮忠良“結(jié)構(gòu)化與定向化教學(xué)心理學(xué)原理”理論框架下的代數(shù)解題遷移的實(shí)驗(yàn)研究。該研究創(chuàng)立了結(jié)構(gòu)化教學(xué)的理論基礎(chǔ)、定向化教學(xué)的規(guī)律依據(jù)，以及據(jù)此進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)改革的執(zhí)行原則。
編譯原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是從事計(jì)算機(jī)研究和應(yīng)用人員必須掌握的重要知識。在該課程的教學(xué)過程中，師生往往感覺該課知識點(diǎn)瑣碎、抽象、深度不易把握，實(shí)用性不強(qiáng)，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(yīng)注重應(yīng)用學(xué)習(xí)遷移理論，對教學(xué)方法和內(nèi)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)過程中影響學(xué)習(xí)遷移的主要因素
《編譯原理》的教學(xué)活動影響學(xué)習(xí)遷移的主要因素主要包括教學(xué)指導(dǎo)過程因素和實(shí)訓(xùn)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)因素兩方面。
（一）學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)因素
所謂認(rèn)知結(jié)構(gòu)，就是學(xué)生頭腦內(nèi)的知識結(jié)構(gòu)，主要是指學(xué)習(xí)者在某一知識領(lǐng)域的全部觀念和組織，包括學(xué)習(xí)者已有知識的數(shù)量、清晰度和組織方式。認(rèn)知結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生學(xué)習(xí)遷移的重要基礎(chǔ)，其對遷移的影響主要表現(xiàn)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(wěn)定性，學(xué)生學(xué)習(xí)過程并非簡單地對所學(xué)材料的識別、加工和理解過程，而是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有關(guān)知識和新學(xué)習(xí)內(nèi)容相互作用，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。
第二，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的概括水平。遷移發(fā)生的關(guān)鍵在于對學(xué)習(xí)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(xí)的遷移越好。概括化不是一個(gè)自動的過程，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(xiàn)的可能性。
第三，學(xué)生擁有的認(rèn)知技能。認(rèn)知技能是個(gè)體在認(rèn)知領(lǐng)域解決問題的一種能力，與一般解決問題的能力相比，這種能力是問題解決者通過對問題情境的認(rèn)知并運(yùn)用概念、規(guī)則解決認(rèn)知領(lǐng)域問題的能力。認(rèn)知技能既包括利用習(xí)得概念、規(guī)則解決問題的能力，也包含對相關(guān)概念、規(guī)則情境適用性的認(rèn)知監(jiān)控能力。對認(rèn)知技能獲得過程的研究有利于深刻理解認(rèn)知技能的實(shí)質(zhì)，有利于認(rèn)知技能獲得的教學(xué)設(shè)計(jì)。
（二）教學(xué)指導(dǎo)過程影響因素
教學(xué)指導(dǎo)過程影響因素主要包括一下兩方面：
第一、依據(jù)遷移要求，精選教材。
精選教材應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)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(yīng)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(yīng)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(xí)材料的共同因素；根據(jù)教學(xué)對象的實(shí)際情況精選教材。
第二、合理編排教材內(nèi)容和教學(xué)程序。教材的呈現(xiàn)應(yīng)該遵循由整體到細(xì)節(jié)逐步展開。作為教師，在教學(xué)中首先應(yīng)考慮如何使那些具有較高概括性、包攝性和強(qiáng)有力的解釋效應(yīng)的基本概念和原理處于教材的中心位置。教材的呈現(xiàn)還要從橫的方面加強(qiáng)概念、原理、課題和章節(jié)之間的聯(lián)系，促進(jìn)知識的融匯貫通。 三、學(xué)習(xí)遷移理論在《編譯原理》教學(xué)中的應(yīng)用
（一）與其它課程之間的遷移
編譯原理屬于專業(yè)必修課，與操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理關(guān)系密切，是計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要專業(yè)課之一，主要介紹程序設(shè)計(jì)語言編譯構(gòu)造的基本原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。它的先修課程是《高級語言程序設(shè)計(jì)》，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》�！陡呒壵Z言程序設(shè)計(jì)》為本課程提供編程實(shí)踐所需的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》解決了在編程時(shí)大量數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)問題。這兩門先修課程的已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，同時(shí)為后繼課程如操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)提供同化性遷移。
（二）本課程前后內(nèi)容的遷移
概括是遷移的核心，學(xué)習(xí)者對原有知識經(jīng)驗(yàn)的概括水平是影響遷移發(fā)生的重要條件。計(jì)算機(jī)專業(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(tǒng)地概述了課程的所有章節(jié)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(xí)中孤立地對待各章節(jié)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(xì)地介紹了編譯的六個(gè)階段工作：詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化、目標(biāo)代碼生成。而全課程的幾大章節(jié)可以說就是分別以這六個(gè)階段的工作展開詳細(xì)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，就會造成知識點(diǎn)的斷裂帶及斷裂點(diǎn)，導(dǎo)致知識錯亂、思維混亂。只有將這六個(gè)階段的學(xué)習(xí)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，而單詞容易犯拼寫或語法等錯誤，所以要進(jìn)行語法分析，沒有語法錯誤就要進(jìn)一步判斷是否有語義錯誤，進(jìn)行語義分析，沒有語義錯誤之后再翻譯成中間代碼進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，從而簡化編譯的復(fù)雜度，最后生成計(jì)算機(jī)能夠識別的機(jī)器代碼。學(xué)習(xí)這種理論性較強(qiáng)的課程更要學(xué)會概括歸納知識點(diǎn)，這樣才能保持條理清晰。按照課程中章節(jié)前后內(nèi)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(xí)程序。
（三）生活經(jīng)驗(yàn)的遷移
生活經(jīng)驗(yàn)的遷移簡單、直觀、有趣，是學(xué)生最容易接受也是效果最好的學(xué)習(xí)遷移方式，這些知識的遷移增加了學(xué)生學(xué)好這門課程的信心，也促使學(xué)生更多地關(guān)心生活中的各種現(xiàn)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(shù)學(xué)的四則運(yùn)算法則；在講LL(1)文法的判別條件時(shí)可以聯(lián)系到無交點(diǎn)的兩條平行路徑；在講語法制導(dǎo)翻譯的時(shí)候可以聯(lián)系到自然語言規(guī)則；四種LR自底向上語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)際的過程中應(yīng)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?yàn)橹挥挟?dāng)兩種學(xué)習(xí)內(nèi)容上有共同的元素時(shí)遷移才會發(fā)生。教學(xué)過程中有目的地在這兩者間設(shè)立科學(xué)的通路——相同要素，才能有效建立學(xué)習(xí)遷移，更有效提高教與學(xué)雙邊效果。
四、結(jié)論
美國著名心理學(xué)家比格（M.L.Bigge）指出：“學(xué)校的效率大半要根據(jù)學(xué)生所學(xué)材料遷移的數(shù)量和質(zhì)量而定。因此，學(xué)習(xí)遷移是教育最后必須寄托的柱石�！边@充分說明，學(xué)習(xí)的遷移對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力和終身學(xué)習(xí)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(yīng)針對不同的知識教學(xué)而有所側(cè)重地采取相應(yīng)的教學(xué)方法。在教學(xué)中，凡能遷移的地方，教師要盡量設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生，使他們產(chǎn)生積極的遷移動力，改善學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)習(xí)效果�！毒幾g原理》作為一門專業(yè)性課程，由于該課程知識的理論性、抽象性很強(qiáng)，使其學(xué)習(xí)遷移有一定的特殊性，應(yīng)用學(xué)習(xí)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(xí)遷移的理論及其影響因素的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用遷移規(guī)律，積極促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移。學(xué)生不僅是學(xué)習(xí)基本理論原理，還要能夠在新的情境中應(yīng)用已有經(jīng)驗(yàn)去解決問題、獲取新知識。
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