實(shí)例教學(xué)法在C語言循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用

趙衛(wèi)績，劉井蓮，樊守芳

(綏化學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院， 黑龍江 綏化 152061)

1 序言

對于任何一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言來說，程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)不外乎三種，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)．而循環(huán)結(jié)構(gòu)是三種程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中最復(fù)雜、最重要的結(jié)構(gòu)，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，幾乎所有的程序都要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)，如果不會(huì)循環(huán)結(jié)構(gòu)，無法繼續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)組、指針和函數(shù)以及C++、Java等后續(xù)課程，更談不上參加國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽ICPC．因此，循環(huán)教學(xué)應(yīng)該是C語言教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)．目前，關(guān)于C語言循環(huán)結(jié)構(gòu)的教學(xué)方法及相關(guān)教學(xué)研究得到了較多關(guān)注[1-4]，并提出了很多好的教學(xué)方法．很多地方性本科院校合作辦學(xué)學(xué)生的C語言循環(huán)教學(xué)效果并不是很理想，很多學(xué)生不能靈活地進(jìn)行循環(huán)程序設(shè)計(jì)．基于此，本文在深入研究C語言循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校學(xué)生初學(xué)C語言學(xué)習(xí)情況，提出在C語言循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)中引入實(shí)例教學(xué)法，使學(xué)生很快進(jìn)入到C語言程序設(shè)計(jì)中來，為C語言中后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

2 循環(huán)思想的導(dǎo)入

循環(huán)思想的導(dǎo)入主要圍繞兩個(gè)問題展開，什么是循環(huán)，為什么引入循環(huán)．首先，從具體實(shí)例出發(fā)，引入循環(huán)思想，使學(xué)生從實(shí)際問題中進(jìn)入到循環(huán)思想中來．例如:

(1)全校共有100個(gè)班級，計(jì)算每個(gè)班級的各科平均成績．

(2)檢查100個(gè)學(xué)生的成績是否及格．

(3)計(jì)算100個(gè)學(xué)生的成績之和．

對這3個(gè)具體實(shí)例，如果使用順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，工作量大、程序冗長、重復(fù)、難以閱讀和維護(hù)．而在C語言中，循環(huán)語句正可以很好解決此類問題．

3 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

傳統(tǒng)的C語言循環(huán)教學(xué)法多以講授為主，注重理論知識(shí)的傳授，忽略實(shí)際操作技能的培養(yǎng)，造成理論與實(shí)踐脫節(jié)，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果很不理想，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性．鑒于此種情況，本文引入實(shí)例教學(xué)法，通過具體實(shí)例分散地介紹語法難點(diǎn)，避免了學(xué)生因?yàn)楦杏X枯燥和畏難而產(chǎn)生的厭學(xué)情緒．由于在循環(huán)程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中以實(shí)例為授課重點(diǎn)．因此，精選實(shí)例是這一教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵所在，這樣一來所選擇的實(shí)例必須是典型的，能突出重點(diǎn)和難點(diǎn)的，同時(shí)還必須具有針對性，即針對學(xué)生的接受能力來選擇．這樣才能達(dá)到良好地教學(xué)互動(dòng)效果，有效增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性．

3.1 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)主要圍繞四個(gè)要素和三個(gè)語句展開，四要素包括循環(huán)初始條件，循環(huán)條件判斷，循環(huán)體，循環(huán)條件變量的修正．三個(gè)語句為:for、do-while和while語句．其中for語句的應(yīng)用比較普遍，while語句的應(yīng)用相對更為廣泛，而do-while語句一般應(yīng)用于特定場合．因此重點(diǎn)講解while語句．

3.2 實(shí)例教學(xué)

實(shí)例教學(xué)法的關(guān)鍵在于精心選擇實(shí)例，選擇實(shí)例的目的是為了把抽象的理論轉(zhuǎn)化到具體實(shí)例中．具體如下：

例1 計(jì)算1+2+3+…+100的值．

數(shù)學(xué)中算式求和的方法是先進(jìn)行化簡，然后求和．在c語言中卻要簡單的多，教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是確定循環(huán)體，即總結(jié)出算式的通式，然后采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)求和．首先確定一個(gè)保存結(jié)果的變量s，設(shè)定s的初始值，然后將1、2、…、100逐一累加到s變量中，具體程序如下：

s=0;

s=s+1;

s=s+2;

…

s=s+100;

由于往s上累加的1、2、…、100是逐個(gè)增加1．因此，可以將1設(shè)定為i，將i累加到s變量中，然后i逐步累加1，推理如下：

s=0; i=1;

s=s+i; i++;

s=s+i; i++;

… …

s=s+i; i++;

由此可以看出，s=s+i; i++;這兩條語句重復(fù)執(zhí)行100次，因此需要使用循環(huán)．算法分析如下：

初始條件為s=0; i=1;重復(fù)執(zhí)行語句為s=s+i;循環(huán)變量修正語句為i++;循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為100次，即循環(huán)執(zhí)行條件判斷為i<=100．

如果使用while循環(huán)，則該題算法為：

s=0; i=1

while(i<=100)

{

s=s+i;

i++;

}

該題算法也可轉(zhuǎn)為do-while循環(huán)或for循環(huán)．具體程序如下：

do- while循環(huán)：

s=0;

while(i<=100)

{

s=s+i;

i++;

}

for循環(huán)：

s=0；

for(i=1;i<=100; i++)

s=s+i;

通過實(shí)例1 的三個(gè)循環(huán)算法，我們可以發(fā)現(xiàn)，它們的循環(huán)思想其實(shí)是一致的，只是表現(xiàn)形式不同．為了使學(xué)生更好地理解循環(huán)程序設(shè)計(jì)思想和求和類型算法，還需要精選幾個(gè)典型實(shí)例講解．

例2 計(jì)算n?。?/p>

由于n!=1*2*3*…*n，從中不難看出該題與實(shí)例1本質(zhì)上一致，不同點(diǎn)在于該題是計(jì)算數(shù)的乘積，因而只需把實(shí)例1中保存結(jié)果的變量s=0改為s=1，循環(huán)體中的s=s+i改為s=s*i即可．具體算法如下：

循環(huán)初始條件：s=0; i=1；

循環(huán)條件判斷：while(i<=n)

{

循環(huán)體：s=s+i;

循環(huán)變量修正：i++;

}

例3 計(jì)算1!+2!+…+n?。?/p>

從題意可以看出，為了完成它的計(jì)算既需要計(jì)算數(shù)的階層，還需要計(jì)算階層的和，其實(shí)該題本質(zhì)上是例1和例2的綜合．因此，計(jì)算該題需要設(shè)定一個(gè)保存階層中間結(jié)果的變量f和和變量s．具體算法為：

循環(huán)初始條件：s=0;f=1; i=1;

循環(huán)條件判斷：while(i<=n)

{

循環(huán)體：f=f*i;s=s+i;

循環(huán)變量修正：i++;

}

例4 計(jì)算1，1，2，3，5，8，13，…的前20項(xiàng)和．

該題的解題思想類似于例3和例4，屬于復(fù)雜累加算法，累加前，首先需要計(jì)算出被累加項(xiàng)．通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，本題所給數(shù)列在給出的這些項(xiàng)中從第三項(xiàng)開始，后一項(xiàng)總是它前兩項(xiàng)的和．具體算法如下：

循環(huán)初始條件：a=1;b=1;s=a+b;i=3；

循環(huán)條件判斷：while(i<=20)

{

循環(huán)體：t=a;a=b;b=t+b;s=s+b;

循環(huán)變量修正：i++;

}

引入該題有兩方面好處，一方面可以強(qiáng)化復(fù)雜累加類型計(jì)算問題的循環(huán)思想．另一方面可以強(qiáng)調(diào)該類問題學(xué)生容易出錯(cuò)的地方．比如在該題編程時(shí)容易誤將被累加項(xiàng)b值按b=a+b計(jì)算，然后累加b．其實(shí)這里的a值已經(jīng)更新為原來的b，所以b值不再是前兩項(xiàng)的和，而是2*b．

4 結(jié)語

以我校合作辦學(xué)學(xué)生為教學(xué)對象，在循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)中引入實(shí)例教學(xué)法，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，因而取得了良好的教學(xué)效果，但要使學(xué)生在程序設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步深入，還需要針對我們的教學(xué)對象，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，同時(shí)很好地學(xué)習(xí)C++、Visual C++、Java和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等后續(xù)課程，逐漸形成合理、標(biāo)準(zhǔn)的課程體系、實(shí)例體系，只有這樣，才能有效解決我校合作辦學(xué)學(xué)生動(dòng)手編程能力弱的根本問題．

參考文獻(xiàn)：

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