跨平臺(tái)Ｃ／Ｃ＋＋解釋計(jì)算平臺(tái)Ｃｈ的教學(xué)魅力

特約主持人：程 輝

專題策劃人：奚春雁 張 玥

Ch平臺(tái)國際研討會(huì)(Ch Workshop，http://www.asmemesa. org/ chworkshop/)于2008年10月12在北京召開，來自國內(nèi)外著名高校和工業(yè)界的專家、學(xué)者及相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)蒞臨并作了精彩發(fā)言。本次國際性Ch研討會(huì)由國際電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)和美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)主辦，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)和國家教育部高等教育司協(xié)辦，旨在研討C/C++解釋計(jì)算平臺(tái)(Ch)的功能，交流美國及中國高校如何利用Ch平臺(tái)提高C程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量，以及Ch在高校工程類課程教學(xué)科研及工業(yè)中的應(yīng)用等。清華大學(xué)張堯?qū)W院士參與了本次研討會(huì)的組織工作；教育部理工處領(lǐng)導(dǎo)吳愛華作了關(guān)于教學(xué)改革及教學(xué)創(chuàng)新的重要講話；美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校程輝(Harry H. Cheng)教授、浙江大學(xué)譚建榮院士等作了專題報(bào)告；中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所倪光南院士在總結(jié)性發(fā)言中指出，Ch平臺(tái)是一個(gè)適合于中國計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)的優(yōu)秀平臺(tái)。

Ch平臺(tái)是程輝教授在美國加州大學(xué)戴維斯分校從事16年C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)和科研實(shí)踐中，針對(duì)C語言的眾多難點(diǎn)，積累開發(fā)的一種跨平臺(tái)嵌入式C/C++程序解釋器。Ch平臺(tái)拋棄了傳統(tǒng)的抽象教學(xué)方式，由面向底層內(nèi)核的交互式命令外殼和教學(xué)專用且界面友好的集成開發(fā)環(huán)境兩大模塊構(gòu)成，從而形成了一種新的C程序設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái)和新的教學(xué)模式。教師可以使用這個(gè)平臺(tái)，在課堂上開展直觀的程序交互式演示教學(xué)，幫助學(xué)生形象化地理解C語言指針、結(jié)構(gòu)體、數(shù)組、編程邏輯、編程調(diào)試等學(xué)習(xí)難點(diǎn)，同時(shí)這個(gè)平臺(tái)也是學(xué)生有效自學(xué)和課后實(shí)踐的工具。該平臺(tái)具有強(qiáng)大的高級(jí)數(shù)值計(jì)算、二維/三維繪圖功能和底層硬件連接與工業(yè)控制功能，可以形象而又便捷地展示和協(xié)助教師講解C語言在解決較復(fù)雜工程和科學(xué)問題中的應(yīng)用，從而提高教學(xué)的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。Ch跨平臺(tái)的特點(diǎn)使C/C++程序可以在Linux、Unix、Windows等多種操作系統(tǒng)上跨平臺(tái)解釋執(zhí)行，無須經(jīng)過繁瑣且與平臺(tái)相關(guān)的編譯過程。此外，Ch也是一個(gè)可嵌入的腳本引擎，可以無縫地嵌入到已編譯的程序中，實(shí)現(xiàn)腳本的柔性化編程，可方便地實(shí)現(xiàn)諸如移動(dòng)計(jì)算等的新計(jì)算范式。目前，該平臺(tái)已被全球各高等院校及工業(yè)界廣泛應(yīng)用于教學(xué)和解決各種科學(xué)與工程問題中，取得了顯著效果，得到了各界專家學(xué)者的高度評(píng)價(jià)。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)C標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主席湯姆·麥克唐納說：“Ch首次實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)、復(fù)數(shù)、可變長數(shù)組以及IEEE浮點(diǎn)計(jì)算等C99的標(biāo)準(zhǔn)功能。我不得不說Ch在質(zhì)量和開發(fā)環(huán)境的完整性上給我留下了極為深刻的印象?！?/p>

法國巴黎大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授杰姆·菲特評(píng)價(jià)說：“教師和學(xué)生都非常欣賞Ch。在我的教學(xué)生涯中，第一次能夠?qū)⒅羔樔绱饲逦刂v授給對(duì)C程序設(shè)計(jì)完全陌生的初學(xué)者，并讓他們自然地接受和理解?！?/p>

美國加州大學(xué)伯克利分校戴維·奧斯蘭德教授指出：“Ch是一個(gè)教學(xué)和研究的優(yōu)秀平臺(tái)，我用它來做機(jī)電和控制方面的教學(xué)和研究。對(duì)我來說，一個(gè)解釋器的最重要優(yōu)點(diǎn)是跨平臺(tái)、可移植，Ch使C程序能夠跨平臺(tái)執(zhí)行。另外，Ch有非常友好的數(shù)學(xué)和圖形功能，而在C、C++或Java中實(shí)現(xiàn)此類功能則需要裝載大量資源函數(shù)庫，而每一個(gè)都有各自的使用規(guī)范，使用起來很繁瑣。我對(duì)Ch中提供的繪圖功能印象尤為深刻，這對(duì)工程科學(xué)應(yīng)用非常有用，使用也很方便?！?/p>

隨著大學(xué)教育的普及化，C語言已成為最普及的程序設(shè)計(jì)教學(xué)語言之一。提高大學(xué)生C/C++的程序設(shè)計(jì)能力和實(shí)際動(dòng)手能力，對(duì)他們的專業(yè)發(fā)展及今后的就業(yè)具有非常重要的意義。清華大學(xué)和浙江理工大學(xué)在利用Ch開展大學(xué)生程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中已經(jīng)取得了良好的成效。例如，在2005年浙江省計(jì)算機(jī)二級(jí)考試中，浙江理工大學(xué)采用Ch平臺(tái)學(xué)習(xí)C程序設(shè)計(jì)的學(xué)生在“C程序設(shè)計(jì)”考試中的平均通過率達(dá)到96.7%，其中二本學(xué)生的通過率更是達(dá)到了100%，教學(xué)效果非常顯著。

《計(jì)算機(jī)教育》雜志始終關(guān)注本領(lǐng)域的教育教學(xué)改革和創(chuàng)新。我們特別約請(qǐng)了部分參會(huì)的專家、學(xué)者，為讀者詳細(xì)介紹研究和使用C/C++解釋計(jì)算平臺(tái)(Ch)的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。我們希望通過對(duì)Ch平臺(tái)全面而詳細(xì)的介紹，不斷提高C程序設(shè)計(jì)課程及相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)計(jì)算機(jī)教學(xué)的創(chuàng)新和計(jì)算機(jī)教育培訓(xùn)體系的改革。