非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)中漸進(jìn)式框架教學(xué)法的研究

陳鴻+殷鳳梅+張江

摘 要：C語言程序設(shè)計(jì)課程是非計(jì)算機(jī)專業(yè)理工院系開設(shè)的公共必修課，作為學(xué)生入校學(xué)習(xí)的第一門計(jì)算機(jī)技術(shù)課程，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中感到內(nèi)容抽象，困難重重，興趣衰減。該文對漸進(jìn)式框架教學(xué)法進(jìn)行研究，首先提出以程序設(shè)計(jì)模塊為主線學(xué)習(xí)的重要性，其次結(jié)合程序設(shè)計(jì)驅(qū)動模塊提出漸進(jìn)式框架教學(xué)方法的可行性。通過漸進(jìn)式框架教學(xué)法的研究，旨在提高非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)的興趣，運(yùn)用C語言分析問題、解決問題的能力，提高編程效率。

關(guān)鍵詞：C語言 程序設(shè)計(jì)模塊 漸進(jìn)式框架 教學(xué)方法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0221-02

C語言是一門通用性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，它具有匯編語言和高級語言的雙重特點(diǎn)，既能運(yùn)用它編寫操作系統(tǒng)軟件，又能開發(fā)各領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，實(shí)用性不言而喻[1]。語言是相通的，學(xué)好該語言，再學(xué)習(xí)其他計(jì)算機(jī)編程語言的時候就會觸類旁通，學(xué)習(xí)速度提升許多。而非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)該語言不僅可以深入理解計(jì)算機(jī)的運(yùn)行過程，還在于培養(yǎng)自身嚴(yán)密的邏輯思維能力，利用計(jì)算機(jī)解決本專業(yè)問題的能力等。

為了更好地幫助非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)課程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提出漸進(jìn)式框架教學(xué)方法。

1 漸進(jìn)式框架教學(xué)方法

1.1 程序設(shè)計(jì)驅(qū)動模塊

C語言課程分為兩大模塊，即語法模塊和程序設(shè)計(jì)模塊。教師在講授過程中，往往會將重點(diǎn)放在枯燥的語法規(guī)則解釋上，容易陷入重理論、輕實(shí)踐的誤區(qū)[2]。學(xué)生課上聽講頻頻點(diǎn)頭，上機(jī)操作只會驗(yàn)證教師講過的例題，其他題目無從入手。

在C語言課程的教學(xué)中，程序設(shè)計(jì)和語法學(xué)習(xí)同等重要，教學(xué)中不能單一講解C語言中的語句、語法，應(yīng)該積極推行案例分析，將復(fù)雜枯燥的語法恰當(dāng)?shù)厍度胗腥?shí)用的程序?qū)嵗?。通過程序?qū)嵗攸c(diǎn)介紹程序設(shè)計(jì)的思路和方法，在分析程序過程中逐步熟悉語法和應(yīng)用語句，直接切入教學(xué)的主題和深入部分，把軟件工程學(xué)的思想貫穿于算法分析和程序設(shè)計(jì)的過程中[3-4]。

1.2 漸進(jìn)式框架

在程序設(shè)計(jì)驅(qū)動模塊作用下，學(xué)生開始培養(yǎng)學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)的興趣，但是隨著學(xué)習(xí)案例、知識點(diǎn)的增多，學(xué)生編程容易出現(xiàn)瓶頸，對于編寫綜合性案例存在難度。因此提出漸進(jìn)式框架學(xué)習(xí)方法，以程序設(shè)計(jì)模塊為主線，將程序設(shè)計(jì)案例與知識點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，提煉出若干漸進(jìn)式編程框架，幫助學(xué)生逐步提升編程能力。

C語言程序設(shè)計(jì)課程中主要講授了基本數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜數(shù)據(jù)（數(shù)組、指針等）、表達(dá)式、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體和共同體、文件等。根據(jù)程序設(shè)計(jì)模塊結(jié)合語法規(guī)則提出以下幾種框架。從前往后的框架是漸進(jìn)搭建的，符合學(xué)生學(xué)習(xí)知識難度的梯度要求，幫助學(xué)生快速寫出案例的主線。

（1）基本輸出框架。

任何一個C語言程序一定會有輸出結(jié)果，因此搭建最基本的框架。具體框架如下。

#include

void main（）

{

printf（ ）；//打印輸出

}

學(xué)生在編寫含有輸出結(jié)果的程序中，首先搭好這一基本框架，根據(jù)程序要求將“printf（ ）；”語句填充完整。

（2）基本輸入——輸出框架。

在許多程序中，除了輸出結(jié)果是必須包含的，輸入項(xiàng)也是大多數(shù)程序中包含的。輸入項(xiàng)主要分為兩類：一類是直接賦值；另一類是鍵盤輸入。在基本框架基礎(chǔ)上進(jìn)行框架進(jìn)一步搭建，將其定義為基本輸入——輸出框架。具體框架如下。

#include

void main（）

{

scanf（ ）；//鍵盤輸入或者直接賦值輸入

printf（ ）；//打印輸出

}

學(xué)生編寫程序時，如果題目有輸入項(xiàng)要求，可以先將輸入輸出框架搭建起來，再進(jìn)行語法填充。針對鍵盤輸入，“scanf（ ）；”語句的語法規(guī)則類似“printf（ ）；”語句，可以將兩者進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，歸納異同點(diǎn)，有效學(xué)習(xí)兩種語句。

（3）輸入——結(jié)構(gòu)組——輸出框架。

隨著程序?qū)W習(xí)的深入，基本輸入-輸出框架無法滿足編程需求，此時在該框架基礎(chǔ)上繼續(xù)搭建。在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的時候，主要介紹順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等3種常用結(jié)構(gòu)。三種結(jié)構(gòu)之間可以進(jìn)行組合?？傮w上，將此框架定義為輸入-結(jié)構(gòu)組-輸出框架。具體框架如下。

#include

void main（）

{

scanf（ ）；//鍵盤輸入或者直接賦值輸入

結(jié)構(gòu)組；//單一結(jié)構(gòu)或三種結(jié)構(gòu)的組合

printf（ ）；//打印輸出

}

學(xué)生根據(jù)程序要求，首先確定輸入項(xiàng)和輸出項(xiàng)，然后分析由輸入到輸出的中間過程可以通過哪一種或哪幾種結(jié)構(gòu)完成。

（4）自定義函數(shù)——輸入——結(jié)構(gòu)組——輸出框架。

在應(yīng)用程序要求逐漸增多的時候，一個主函數(shù)無法完成所有需求，需要將需求進(jìn)行分塊，在主函數(shù)中直接調(diào)用各應(yīng)用需求模塊。此時開始搭建包含若干自定義函數(shù)的自定義函數(shù)——輸入——結(jié)構(gòu)組——輸出框架?？蚣苋缦?。

#include

自定義函數(shù)；//函數(shù)定義

void main（）

{

scanf（ ）；//鍵盤輸入或者直接賦值輸入

結(jié)構(gòu)組；//單一結(jié)構(gòu)或3種結(jié)構(gòu)的組合，內(nèi)部可能涉及函數(shù)調(diào)用

printf（ ）；//打印輸出，內(nèi)部可能涉及函數(shù)調(diào)用

}

學(xué)生進(jìn)行編程分析時，可以先將各個需求模塊劃分好，再使用該框架進(jìn)行程序搭建，最后填充具體內(nèi)容。

（5）復(fù)雜輸入——結(jié)構(gòu)組——復(fù)雜輸出框架。

此時可能會提出疑問，教學(xué)中的重要內(nèi)容數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體、文件等如何體現(xiàn)，根據(jù)應(yīng)用要求提出復(fù)雜輸入-結(jié)構(gòu)組-復(fù)雜輸出框架。輸入、輸出項(xiàng)中可以含有數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體等數(shù)據(jù)類型或文件等。

#include

void main（）

{

復(fù)雜輸入；/*與循環(huán)結(jié)構(gòu)綁定的數(shù)組元素賦值、指針變量賦值、結(jié)構(gòu)變量賦值或者打開文件賦值等*/

結(jié)構(gòu)組；//單一結(jié)構(gòu)或三種結(jié)構(gòu)的組合

復(fù)雜輸出；//數(shù)組元素輸出、指針變量輸出、結(jié)構(gòu)變量輸出或者值寫入文件等

}

在一些綜合應(yīng)用中，程序的輸入輸出數(shù)據(jù)具有一定的特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體和文件各自的適用范圍，選擇對應(yīng)的類型進(jìn)行程序輸入輸出的編寫。

1.3 應(yīng)用舉例

分析案例的時候，可以先找到對應(yīng)的框架進(jìn)行搭建，再進(jìn)行細(xì)節(jié)填充。具體應(yīng)用如下。

（1）案例1——計(jì)算100以內(nèi)的素?cái)?shù)個數(shù)。

該案例經(jīng)過分析，可以得出輸入是1到100的整數(shù)，輸出是素?cái)?shù)的個數(shù)，中間運(yùn)算過程是判斷指定范圍內(nèi)的每個數(shù)字是否為素?cái)?shù)。根據(jù)前面提出的幾個框架，很快找到輸入-結(jié)構(gòu)組-輸出框架，結(jié)構(gòu)組中運(yùn)用了循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)的組合。

（2）案例2——計(jì)算超市購物總花銷。

輸入是每個物品的單價和數(shù)量，輸出是所有物品總價，中間運(yùn)算過程是將每個物品總價進(jìn)行累加。輸入項(xiàng)目特點(diǎn)滿足數(shù)組輸入條件，因此找到復(fù)雜輸入——結(jié)構(gòu)組——輸出框架。

（3）案例3——統(tǒng)計(jì)某班學(xué)生高等數(shù)學(xué)成績平均分、及格率與學(xué)生成績排名。

該案例較前面案例較為復(fù)雜，輸入項(xiàng)包含每個學(xué)生的分?jǐn)?shù)以及學(xué)生信息，輸出有平均分、及格率、學(xué)生成績排名等，中間運(yùn)算過程要對應(yīng)3個輸出對象。顯然，案例可以劃分3個需求模塊，考慮運(yùn)用自定義函數(shù)——輸入——結(jié)構(gòu)組——輸出框架進(jìn)行求解比較快捷。

2 結(jié)語

高校非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程應(yīng)用范圍很廣，對于學(xué)生邏輯思維和編程等能力的培養(yǎng)很有幫助。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的學(xué)習(xí)心理分析與學(xué)習(xí)情況的跟蹤調(diào)研，尋找一種適合學(xué)生掌握所學(xué)知識的教學(xué)方法，在堅(jiān)持以程序設(shè)計(jì)模塊為主線的教學(xué)中，提出漸進(jìn)式框架教學(xué)方法，提高學(xué)生的分析能力和編程能力，通過小范圍試行驗(yàn)證了方法的可行性和實(shí)用性。但是，C語言程序設(shè)計(jì)課程的改革不是一勞永逸的，漸進(jìn)式框架還有很大的改進(jìn)空間，后續(xù)將繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)研究。

參考文獻(xiàn)

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[2] 周長英，董翠英，陳穎.非計(jì)算機(jī)專業(yè)“C語言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)方法探析[J].教育與職業(yè)，2010（8）：148-149.

[3] 方艷紅，趙海龍.計(jì)算機(jī)高級語言程序設(shè)計(jì)類課程實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].中國科技信息，2008（19）：12-14.

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