二分課堂法在程序語言教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：根據(jù)循環(huán)嵌套的特點(diǎn)，結(jié)合本人教學(xué)實(shí)踐，運(yùn)用二分課堂法，提出了一種較為理想的循環(huán)嵌套教學(xué)方法，意在倡導(dǎo)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，改變傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式。該方法在C語言、VC++、VB等程序語言教學(xué)中得到試用，其教學(xué)效果反應(yīng)良好。

關(guān)鍵詞：二分課堂法；程序語言教學(xué)；循環(huán)嵌套

中圖分類號：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言（Introduction）

《程序設(shè)計(jì)語言》是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)（電子商務(wù)，信息管理等）的專業(yè)基礎(chǔ)課，高等院校開設(shè)的入門程序語言課一般都是C語言、VC++、VB、C#、JAVA等。然而對于初學(xué)者來說，不管學(xué)哪一門語言，學(xué)好三種基本編程結(jié)構(gòu)：即順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵[1-4]，而循環(huán)的嵌套使用，是初學(xué)者學(xué)習(xí)過程的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

2 二分課堂法（The method of dichotomous class）

隨著微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法在《程序設(shè)計(jì)語言》教學(xué)中的普及，教師應(yīng)如何抓住課堂的分分秒秒來提高教學(xué)質(zhì)量是高校教師面臨的困惑？其實(shí)無論任一門課程學(xué)習(xí)還是一個知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，都是一個從0—N過程。如何要把握好0—N過程？需分兩個步驟。第一步：0—1的基礎(chǔ)，主要由主講教師講透知識點(diǎn)原理，思想，以及簡單運(yùn)用；第二步：1—N的擴(kuò)充與探討，需要學(xué)生與教師互動，首先由學(xué)生課后思考，探究，然后由教師提煉學(xué)生的研究成果，并進(jìn)行歸納總結(jié)，真正讓學(xué)生理解并掌握該知識。

所謂二分課堂法，就是將一次課（一般兩學(xué)時(shí)）進(jìn)行二分，前半部分用探討和擴(kuò)充上一次課的內(nèi)容，后半部分用于新知識的傳授，如此重復(fù)。此方法在文科課程教學(xué)中的使用已屢見不鮮，但在工科和理科課程教學(xué)中并不普遍，如能巧妙運(yùn)用，將達(dá)到事半功倍的效果。

下面結(jié)合本人在一線教育中多年的教學(xué)實(shí)踐，談一談循環(huán)嵌套的教學(xué)方法。

3 二分課堂法在循環(huán)嵌套中的應(yīng)用（The application

of dichotomous class in nesting loop）

3.1 0—1的循環(huán)嵌套知識的闡述

首先要講透循環(huán)結(jié)構(gòu)的編程思想（以C語言為例），所謂循環(huán)就是重復(fù)[2]，但重復(fù)的內(nèi)容（即循環(huán)體）和重復(fù)次數(shù)（即循環(huán)次數(shù)）務(wù)必要給同學(xué)澄清，這一點(diǎn)是學(xué)習(xí)循環(huán)嵌套的前提。

例： for （j=1；j<=4；j++） printf（" "）；

//重復(fù)的內(nèi)容是輸出" "，重復(fù)的次數(shù)是4次，即整個語句的功能就是輸出4個空格

同理： for （k=1；k<=4；k++） printf（"*"）；

//重復(fù)的內(nèi)容是輸出"*"，重復(fù)的次數(shù)是4次，即整個語句的功能就是輸出4個*"號

其次要講透循環(huán)嵌套的編程思想，所謂循環(huán)的嵌套就是循環(huán)（外循環(huán)）里面又有循環(huán)（內(nèi)循環(huán)），即內(nèi)循環(huán)又是一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)[2]。

例：

for （i=1；i<=4；i++）

{ }

如果在上面的{ }內(nèi)添加一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，就成了循環(huán)嵌套的編程。

即：for （i=1；i<=4；i++）

{ for （j=1；j<=4；j++） printf（"*"）； }

因?yàn)榛ɡㄌ杻?nèi)的循環(huán)（內(nèi)循環(huán)）是實(shí)現(xiàn)重復(fù)輸出4個"*"號，現(xiàn)在是要把這個動作重復(fù)4次，將會輸出16個"*"號。這一點(diǎn)讓同學(xué)們明白了循環(huán)嵌套的思想。

下面再來把這道題擴(kuò)展一下，主要通過改變內(nèi)循環(huán)的內(nèi)容來進(jìn)行拓展，即更改花括號里面的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)。

for （i=1；i<=4；i++）

{ for （j=1；j<=4；j++） printf（" "）；

for （k=1；k<=4；k++） printf（" *"）；

printf（"＼n "）； }

要求同學(xué)們回答這個循環(huán)嵌套的循環(huán)體是什么？即i循環(huán)的循環(huán)體包括哪些內(nèi)容？

先輸出4個空格，再連續(xù)輸出4個"*"號，最后是換行。把這個動作重復(fù)4次，程序運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。

圖1 程序運(yùn)行結(jié)果

Fig.1 The results of program running

緊接著要求同學(xué)們思考輸出如下圖形[3]（圖2），該怎樣編程？

圖2 上三角形

Fig.2 Upper triangle

同學(xué)們的思維基本上都能回答出如下編程框架；每行都是先輸出空格，再輸出"*"號，最后是換行，如此重復(fù)4次。

for （i=1；i<=4；i++）

{ for （ …… ） printf（"*"）； //輸出空格

for （ …… ） printf（" "）； //輸出"*"號

printf（"＼n "）； } //換行

問題是每行究竟要輸出多少空格，多少個"*"號？可以先給出點(diǎn)提示，上圖中每一行的空格和"*"號如作如下分析：

（1）每一行后面的空格可以不用輸出（因?yàn)椴挥绊憟D形的輸出效果）。

（2）這個圖形的"*"號是對稱的，如果畫一條對稱軸的話（如圖3所示），"*"號的個數(shù)為左邊"*"號個數(shù)的2倍加1。

圖3 平分上三角形

Fig.3 Upper triangle dividing

第i行 空格（個數(shù)j） "*"號 （左邊"*"號個數(shù)k）

i=1 3 0

i=2 2 1

i=3 1 2

i=4 0 3

發(fā)現(xiàn)秘密： 行號i加每行空格個數(shù)等于4 "*"號個數(shù)比行號i始終少1

得出： j=4-i k=i-1

于是每行空格個數(shù)為j=4-i，每行"*"號個數(shù)為2*k+1，即2*（i-1）+1=2*i-1，最后補(bǔ)全程序得到如下程序段：

for （i=1；i<=4；i++）

{ for （j=1；j<=4-i；j++） printf（" "）；

for （k=1；k<=2*i-1；k++） printf（"*"）；

printf（"＼n "）； }

到此為止，一個上三角形的圖形已被成功輸出，我們已經(jīng)完成0—1基礎(chǔ)學(xué)習(xí)過程；一步是要將同學(xué)們分成3—5組，讓同學(xué)們圍繞以下問題進(jìn)行課后思考與探究，為下一次課進(jìn)行1—N的拓展做好準(zhǔn)備。

課后思考題：

（1）如何輸出下三角形、直角三角形。

（2）如何輸出梯形，平行四邊形，矩形。

（3）如何輸出菱形，漏斗[3]。

3.2 1—N循環(huán)嵌套知識的拓展

經(jīng)過上機(jī)練習(xí)，教材反復(fù)的滲透，在第二次課的討論與總結(jié)中，各組同學(xué)不僅完成課后作業(yè)，還進(jìn)行循環(huán)嵌套知識點(diǎn)的總結(jié)，匯總?cè)缦拢?/p>

（1）簡單圖形的輸出：即空格（"*"號）個數(shù)逐步增加（減少）的情形，參照例題便可實(shí)現(xiàn)，如上述的（1），（2）中的圖形。

（2）組合圖形的輸出：即空格（"*"號）個數(shù)先增加（減少），然后減少（增加）的情形，需要分開輸出（如菱形的輸出需將上三角和下三角分開輸出）不能一氣呵成，如上述的（3）中圖形。

（3）循環(huán)嵌套可以多層次嵌套：如把輸出菱形的程序段，重復(fù)N次，將會輸出一條菱形的項(xiàng)鏈。

尤其是最后一點(diǎn)的匯總，盡管只有一組同學(xué)（實(shí)際上為成績較好者的一組，且上機(jī)試運(yùn)行過）提出，但是我還是感到非常欣慰，因?yàn)閷τ诔鯇W(xué)者來說，循環(huán)的嵌套本來就比較難理解，他們能想出再次嵌套，不能不說這得益于對循環(huán)嵌套知識理解透徹和同學(xué)們課后大膽探究的結(jié)果?？磥砣缜擅钸\(yùn)用二分課堂法，不僅能讓同學(xué)們充分發(fā)揮腦力、動手能力，而且能鼓動同學(xué)們大膽創(chuàng)新，挖掘同學(xué)們探究問題的興趣。

4 結(jié)論（Conclusion）

以上是二分課堂法在循環(huán)嵌套中的應(yīng)用，該教學(xué)方法在C語言、VC++、VB等程序語言教學(xué)中得到試用，其教學(xué)效果反應(yīng)很好。學(xué)生對循環(huán)嵌套意義及其應(yīng)用有了較深刻的認(rèn)識，做到能夠靈活運(yùn)用而不是死記硬背，此外為后面學(xué)習(xí)數(shù)組排序、遞歸調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中二叉樹的遍歷打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 林卓然.VB語言程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[2] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第4版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[3] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第4版）學(xué)習(xí)輔導(dǎo)[M].北京：清華大學(xué)出

版社，2010.

[4] 譚浩強(qiáng).C++程序設(shè)計(jì)（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，

2011.

作者簡介：

管麗娟（1973-），女，碩士，講師.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用.