Ｃｈ解釋計(jì)算平臺(tái)在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用評(píng)價(jià)

鄭　莉　閆兆乾　毛希平

文章編號(hào)：1672-5913(2009)05-0052-04

摘要：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門(mén)在各學(xué)校、各專業(yè)都普遍開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課，其中多數(shù)以C語(yǔ)言作為入門(mén)語(yǔ)言。選擇什么樣的解釋和計(jì)算平臺(tái)能夠更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，從而有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)呢？本文通過(guò)一組學(xué)生志愿者對(duì)不同學(xué)習(xí)軟件的應(yīng)用體驗(yàn)和評(píng)價(jià)，說(shuō)明了Ch解釋器可以作為C語(yǔ)言入門(mén)課程的一個(gè)很好的選擇。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；C語(yǔ)言；解釋計(jì)算平臺(tái)；Ch

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

目前，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程在各個(gè)學(xué)校都普遍作為基礎(chǔ)課開(kāi)設(shè)，而其中大多數(shù)都選擇用C語(yǔ)言作為入門(mén)語(yǔ)言。C語(yǔ)言在科研和工程實(shí)踐中有著非常廣泛的應(yīng)用，這也正是大多數(shù)學(xué)校將C語(yǔ)言作為入門(mén)語(yǔ)言來(lái)講授的主要原因之一。由于C語(yǔ)言本身的特點(diǎn)，它并不是一個(gè)最好的教學(xué)語(yǔ)言，這就需要我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇上更好地兼顧實(shí)用性與教學(xué)目標(biāo)。從實(shí)用性的角度考慮，選擇一個(gè)目前廣泛應(yīng)用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以使學(xué)生快速地學(xué)以致用；而從教學(xué)目標(biāo)來(lái)看，這門(mén)課的主要目的是講授程序設(shè)計(jì)的基本原理、方法，應(yīng)該選擇一個(gè)簡(jiǎn)潔易用的編譯環(huán)境，使學(xué)生能夠集中精力，打好基礎(chǔ)。

本文從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)討論計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)境的選擇，重點(diǎn)列出了初學(xué)C語(yǔ)言的學(xué)生對(duì)幾種不同C語(yǔ)言環(huán)境應(yīng)用體驗(yàn)的對(duì)比。

2計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)目標(biāo)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是很多學(xué)校的程序設(shè)計(jì)入門(mén)課程，除了計(jì)算機(jī)專業(yè)，絕大多數(shù)理工科專業(yè)也都開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程。很多學(xué)校的非計(jì)算機(jī)專業(yè)都只開(kāi)設(shè)了這一門(mén)與計(jì)算機(jī)軟件相關(guān)的必修課，因此對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的程序設(shè)計(jì)課程來(lái)說(shuō)，這門(mén)課承載了太多任務(wù)。

以清華大學(xué)全校性基礎(chǔ)課“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”為例，我們的課程教學(xué)目標(biāo)包括：介紹C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法；講授程序設(shè)計(jì)的基本原理和方法；培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維；介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)和簡(jiǎn)單常用的算法；介紹軟件工程的基礎(chǔ)知識(shí)并使學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練體驗(yàn)軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程。

為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)，我們將教學(xué)環(huán)節(jié)分為大課、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目訓(xùn)練幾個(gè)環(huán)節(jié)，分別實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué)目標(biāo)。大課主要講解原理、方法，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力；基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生驗(yàn)證和鞏固基礎(chǔ)語(yǔ)法、培養(yǎng)學(xué)生基本的編程能力；項(xiàng)目訓(xùn)練使學(xué)生體會(huì)一個(gè)完整的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)方法。

3初學(xué)者對(duì)幾種C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境的體驗(yàn)和評(píng)價(jià)

為了在上述各個(gè)環(huán)節(jié)中有效地實(shí)現(xiàn)不同的教學(xué)目標(biāo)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室配置了多元化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，包括不同的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Ch 6.1[1]、Turbo C++ 3.0和微軟的Visual C++ 6.0、Visual C++ 2005。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，我們推薦學(xué)生使用Ch和Turbo C++ 這兩種比較簡(jiǎn)單易用的語(yǔ)言環(huán)境；在項(xiàng)目訓(xùn)練中，學(xué)生自選題目，不限制語(yǔ)言工具。

我們從初學(xué)C語(yǔ)言的學(xué)生中募集了16位志愿者，以完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為目標(biāo)，對(duì)幾種環(huán)境進(jìn)行了比較。這16位學(xué)生分別來(lái)自經(jīng)管、化工、水利、材料、生物等非信息類專業(yè)。本次體驗(yàn)和評(píng)價(jià)活動(dòng)安排在開(kāi)學(xué)初，參加活動(dòng)的16名學(xué)生剛剛上過(guò)3學(xué)時(shí)“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”大課、4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課，除此以外沒(méi)有任何程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

(1) 活動(dòng)所用課時(shí)：約6個(gè)小時(shí)。

(2) 實(shí)驗(yàn)方式：通過(guò)邊講邊練的方式學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的語(yǔ)法，讓大家體會(huì)和掌握不同編譯器的使用，最后請(qǐng)大家完成調(diào)查問(wèn)卷。

(3) 問(wèn)卷設(shè)計(jì)：為了對(duì)幾種開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估和比較，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)查問(wèn)卷，請(qǐng)大家填寫(xiě)，主要有這些指標(biāo)：

●界面設(shè)置(友好，便于操作)

●基本操作(簡(jiǎn)便、快捷)

●程序菜單(準(zhǔn)確、清晰、無(wú)歧義)

●出錯(cuò)信息(簡(jiǎn)明準(zhǔn)確、易于查找)

●斷點(diǎn)設(shè)置(方便、有效)

●內(nèi)存變量查看(便捷、準(zhǔn)確)

●結(jié)果顯示(方便、美觀)

●項(xiàng)目管理(結(jié)構(gòu)清晰、科學(xué)高效)

●程序穩(wěn)定性(運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有bug)

(4) 活動(dòng)的課時(shí)安排

●第1、2小時(shí)：軟件的基本操作

指導(dǎo)學(xué)生使用各種開(kāi)發(fā)軟件，重點(diǎn)講解如何進(jìn)行編譯和調(diào)試，包括斷點(diǎn)設(shè)置、單步調(diào)試等功能。通過(guò)手把手一步一步的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生熟悉軟件的基本操作，掌握程序編譯或解釋、調(diào)試的基本過(guò)程。

●第3、4小時(shí)：上機(jī)練習(xí)C語(yǔ)言的控制語(yǔ)句

練習(xí)使用C語(yǔ)言中的布爾變量、關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式、if分支和for循環(huán)等控制語(yǔ)句。通過(guò)使用邏輯表達(dá)式和控制語(yǔ)句，讓學(xué)生進(jìn)一步了解編譯器和調(diào)試工具。

●第5、6課時(shí)：學(xué)生自由練習(xí)，對(duì)編譯環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)

學(xué)生填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷，并以自由陳述的方式寫(xiě)出自己的看法。

學(xué)生根據(jù)自己的使用體會(huì)，對(duì)Ch、Turbo C++和微軟的Visual C++打分，分為很好、還不錯(cuò)、一般、較差、很差五個(gè)等級(jí)，分別打5、4、3、2、1分。將16位學(xué)生的評(píng)分進(jìn)行累加(總分為80分)，結(jié)果如表1所示。

總地來(lái)講，學(xué)生對(duì)Ch的評(píng)價(jià)比較高，表1中最高的兩個(gè)分?jǐn)?shù)也都出自Ch，大部分學(xué)生都表示將會(huì)繼續(xù)使用Ch作為自己的學(xué)習(xí)工具。

與Visual C++和Turbo C++相比，這里列出學(xué)生對(duì)Ch解釋器的主要正面評(píng)價(jià)：

●體積小，方便安裝

安裝簡(jiǎn)單，適合初學(xué)者使用；安裝后無(wú)需重啟，適合在機(jī)房網(wǎng)吧等場(chǎng)所上機(jī)；安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜設(shè)置。例如，最新版的Ch不到90MB，而Visual C++ 有30多GB。

●操作過(guò)程簡(jiǎn)單明了

新建項(xiàng)目時(shí)過(guò)程簡(jiǎn)單，易于學(xué)生入手；可以在緩沖區(qū)里同時(shí)打開(kāi)多達(dá)20個(gè)文件，編寫(xiě)較大工程時(shí)非常方便；快捷鍵全面豐富，有助于提高編程和調(diào)試效率。圖1是Ch的界面。

●有專門(mén)的使用幫助文件

方便初學(xué)者查找，有利于初學(xué)者入手；清晰明了的圖示減輕了初學(xué)者學(xué)習(xí)的障礙；有全面的快捷鍵說(shuō)明。

●界面美觀，具有人性化的設(shè)計(jì)

各個(gè)功能塊的作用明顯；調(diào)試時(shí)控制臺(tái)始終保持在最前，不必在代碼界面和調(diào)試控制臺(tái)之間頻繁切換，如圖2所示。

●調(diào)試功能全面

擁有一個(gè)典型的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境所需要的所有運(yùn)行和調(diào)試功能：可以設(shè)置多個(gè)斷點(diǎn)；單步調(diào)試時(shí)的提示清晰明確；單擊錯(cuò)誤提示就可以直接跳轉(zhuǎn)到有錯(cuò)誤的那一行；無(wú)需編譯鏈接就可以解釋代碼；在調(diào)試過(guò)程中可以更改變量的值，可以觀測(cè)任何含有變量的表達(dá)式的值，甚至可以在任何時(shí)候調(diào)用函數(shù)。

在學(xué)習(xí)控制結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生可以改變變量的值，觀察每次不同的分支選擇結(jié)果，以及在什么時(shí)候會(huì)進(jìn)入無(wú)限循環(huán)。對(duì)一個(gè)寫(xiě)好的程序，也可以通過(guò)這個(gè)方式測(cè)試其穩(wěn)定性。如圖3所示，在調(diào)試和單步執(zhí)行過(guò)程中，變量a和b及表達(dá)式sin(a)+cos(b)的值被監(jiān)視和顯示在調(diào)試窗格內(nèi)。

●出色的文本編輯功能

具有代碼塊的折疊展開(kāi)功能，讓使用者在編寫(xiě)程序時(shí)一目了然，易于理解；自動(dòng)對(duì)齊功能有助于初學(xué)者養(yǎng)成良好的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣；在有多重嵌套或者代碼較長(zhǎng)的時(shí)候，對(duì)齊括號(hào)的功能方便使用者匹配括號(hào)；可以自動(dòng)補(bǔ)齊文字，在變量、函數(shù)比較多的時(shí)候，使用者感覺(jué)非常方便；具有出色的文本查找替換以及書(shū)簽功能。

可以按照多種不同的語(yǔ)法標(biāo)記出不同的語(yǔ)言，可以用于以后其他語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。支持C/Ch/C++、CSS、HTML、Make、SQL and PLSQL、TeX and LaTeX、XML。

●強(qiáng)大的Ch命令外殼(Command Shell)

可以直接執(zhí)行一個(gè)完整的C程序代碼，也可以單獨(dú)執(zhí)行一條語(yǔ)句，非常有利于學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算時(shí)，Ch命令外殼的這一功能發(fā)揮了很大作用。學(xué)生能夠很直接地了解復(fù)雜表達(dá)式的值，而無(wú)須編寫(xiě)一段完整的程序。

可以用作控制臺(tái)終端，執(zhí)行Windows或者Unix的命令。

可以作為一個(gè)功能豐富的計(jì)算器，進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)運(yùn)算。比如大型數(shù)值運(yùn)算、矩陣矢量運(yùn)算、復(fù)數(shù)運(yùn)算等。

可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)字典，查詢一些關(guān)鍵字的含義。Ch命令外殼各種有用的功能舉例如圖4所示。

與Visual C++ 和Turbo C++相比，Ch有諸如以上眾多的優(yōu)點(diǎn)，但也有美中不足之處。在目前發(fā)行的版本中，Ch專門(mén)的使用幫助文件(含.html和.pdf文檔)只有英文和日文版，學(xué)生們期待早日推出中文版。

4結(jié)論

通常初學(xué)者對(duì)于復(fù)雜龐大的開(kāi)發(fā)環(huán)境都有一種畏懼心理，不知如何下手，這嚴(yán)重影響了他們的動(dòng)手實(shí)踐積極性。根據(jù)這一組學(xué)生的體驗(yàn)情況來(lái)看，與Visual C++和Turbo C++相比，Ch比較適合作為C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)入門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，尤其是用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)課，必須通過(guò)大量的編程實(shí)踐才能掌握。Ch簡(jiǎn)單易用而且功能完備，很受學(xué)生歡迎。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ch: An Embeddable C/C++ Interpreter,http://www.softintegration.com.