游戲算法融合情景模擬在高職C語言教學中的應用

陳文青

(紹興職業(yè)技術學院 信息工程學院，浙江 紹興312000)

游戲算法融合情景模擬在高職C語言教學中的應用

陳文青

(紹興職業(yè)技術學院 信息工程學院，浙江 紹興312000)

對高職教師與學生來說，C語言是一門讓他們普遍覺得枯燥無味、難教難學的課程.若采用常規(guī)的教學內容與教學方式，學生往往難以理解與應用，許多學生喪失學習該課程的興趣與信心.研究主要從激發(fā)學生學習該課程的內在動機角度進行探索，采用難度適中的游戲算法融合情景模擬的方式進行教學，讓學生因有趣而愿主動探究、因難度不大而有學好的信心，激發(fā)學生學習的內在動機，從而達到良好的教學效果.

C語言；高職；游戲算法；情景模擬

隨著教學條件的改善，當前高職C語言程序設計教學一般采用多媒體加機房的授課方式，形成了以考試為中心來組織教學的現(xiàn)象，教學內容以考試內容是否涉及為取舍標準.多媒體課堂上選用一般的語法算法案例進行講解，然后在機房讓學生練習書上實踐題目或者是常規(guī)的實踐題目，若是課程考核與等級考試結合，則練習題目主要采用等級考試試題庫題目或相似題目.一段時間后，大多數(shù)學生開始感覺學習C語言枯燥無味，加上上機屢屢受挫，久而久之，學生便覺得學習C語言又難又無趣，喪失學習C語言的興趣，甚至放棄該課程的學習.本研究主要從如何激發(fā)學生學習該課程的內在動機角度進行探索，采用游戲算法融合情景模擬的方式進行教學，激發(fā)與維持學生學習C語言的興趣，讓學生因為興趣而自覺主動地去學習、去探究，真正實現(xiàn)課程的教學目標.

1 高職C語言教學現(xiàn)狀

C語言的難教難學與枯燥乏味是授課教師與學生的普遍感受，目前國內有的高校已經(jīng)意識到從趣味性角度去改善枯燥乏味的問題，如把動畫作為案例融入教學中，通過對一個動畫程序的運行與解釋，加深學生對算法的理解與應用；有的僅是在第一次課或開始階段的課堂上展示一些用C語言開發(fā)的游戲或程序，由于難度之類的原因，之后的教學時間不再涉及，按一般常規(guī)進行教學；由于趣味性游戲案例匱乏，教師并未創(chuàng)新加工新的趣味游戲，僅是“漢諾塔”“百元買百雞”“兔子繁殖問題”等幾個非常有限甚至有些乏味的案例，未能很好地激發(fā)與保持學生的興趣[1].由于高職院校與本科院校的學生接受能力存在一定的差異，對于算法難度較高的游戲，學生難以理解，更談不上編寫，復雜度較高的游戲算法并不能真正應用到高職C語言程序設計教學中[2].

在C語言程序設計教學過程中，常用的有項目教學法、案例教學法、提問式、啟發(fā)式等教學方式[3]，但在這些方法的教學過程中，較少或忽視了對算法或一些較難理解的概念的情景模擬.情景模擬體驗教學指的是教師通過創(chuàng)設教學情境,引發(fā)學生的體驗性學習,二者互為依托,構成一個完整的有生命的課堂發(fā)展系統(tǒng),從而形成有情感的、創(chuàng)新的、具有人文價值趨向的課堂教學[4].由于C語言程序設計課程本身具有的特性，對于常規(guī)的教學內容與教學方式，學生理解與消化授課內容比較困難，特別是高職院校，大多數(shù)學生的基礎知識薄弱，學習動力及自信心不強，自我管理以及自我約束力較差，由于不能理解與應用，對課程感到枯燥乏味，許多學生喪失學習信心與興趣.

2 激發(fā)與培養(yǎng)學生學習C語言的內在動機

對這樣一門普遍讓教師與學生覺得枯燥無味、難教難學的課程，如何進行教與學是值得探討的問題.從學生學習動機角度來說，學生學習的動機有外在動機和內在動機，外在動機也稱外源性動機，指由外在的獎懲或害怕考試不及格等活動之外的原因激起的動機；內在動機也稱內源性動機，是源于興趣、好奇心、求成的需要或自信心等個人特征的動機[5].如何讓該課程學習變得有趣？如何激發(fā)學生的好奇心、求知欲？如何讓學生自覺主動地去學習，課內課外都愿意花費時間與精力去研究它，而不僅僅是應付考試？如何讓該課程變得不難學，不難掌握，不讓學生因為難學而選擇放棄？

要讓學生了解本課程的用途，如展示用C語言編寫的實用控制程序，讓學生知道看得見的實際用途；愛玩是人的天性，那么就把游戲作為切入點，把游戲案例融入教學中，讓學生覺得編程也可以像游戲一樣好玩，主動去探究[6]；針對因難學而想放棄該課程學習的問題，可想法使之變得簡單易理解，選擇或設計難度在學生能掌控范圍內的游戲，并對游戲算法及一些難理解的概念進行情景模擬，降低學習難度.當學生覺得學習C語言有用而想去掌控、有趣而想去探究、難度不大而有學好的信心時，就能夠調動激發(fā)學生學習C語言的內在動機.

3 創(chuàng)設游戲情境，啟發(fā)式教學

簡單趣味游戲算法貫穿整個教學過程，激發(fā)學生主動探究精神.在教學中如果直接講解語法、算法，大多枯燥無味，學生很難聽下去，教學效果往往不理想.玩是人的天性，若能把這些枯燥的語法、算法變得像游戲一樣有趣，難度與復雜度又在大多學生能理解與掌控的范圍內，學習就如玩游戲，何樂而不為呢？教師對算法和一些難理解的概念進行情景模擬，使學生參與其中，提高學生的學習主動性，加深學生對知識點的理解.

由于篇幅有限，不能一一展示教學中的游戲案例，本文選取的三個游戲案例，主要對應C語言中的if語句、do-while語句、while語句、continue語句、break語句等知識點，教師可根據(jù)不同授課內容，對游戲案例靈活改動與擴展挖掘、設計更多實用的趣味游戲案例.

游戲案例一：單次抽獎游戲

輸入一個1-100之間的整數(shù)，若輸入的整數(shù)恰好等于電腦隨機產生的整數(shù)，則可以抽到大獎，獎品自行設置.

對應知識點：雙分支if語句使用.

創(chuàng)設情境：上課時，教師可先和學生們說明游戲規(guī)則，讓學生說出一個指定范圍的數(shù)字，若該數(shù)字與電腦產生的數(shù)字一致，則中獎.和學生們玩抽獎游戲，獎品可以是平時成績幸運分，也可是甜甜的棒棒糖，總之，調動學生的興致，開心參與即可.

案例分析：學生清楚游戲過程后，可和學生一起進行案例分析，如何實現(xiàn)抽獎過程.可定義2個整型變量存放輸入的整數(shù)與電腦產生的隨機數(shù)，然后比較這兩個整數(shù)是否相等，若相等則中獎，否則給出不中獎提示信息，由于比較的結果只有2種，因此采用雙分支結構.

程序清單：

#include lt;stdio.hgt;

#include lt;stdlib.hgt;

#include lt;time.hgt;

main()

int rand num,key;

srand( time(NULL) );

rand num = rand()%100+1 ;//隨機產生第一個1～100間的數(shù)

if (key== rand num)

else

}

程序運行結果如圖1所示：

圖 1

案例小結：在完成該項試驗任務時，教師可告訴學生編碼的時候，中獎或未中獎的獎品.學生可自行設置，學生的獎品設置充滿個性與趣味性，課堂氣氛輕松、活躍.在完成該項試驗任務后，可對該案例進行擴展，對學生提出問題，比較的結果可產生各種等級的獎項設置情況，案例稍加修改就可變成if語句多分支結構.

游戲案例二：多次抽獎游戲

輸入一個1-100之間的整數(shù)，電腦將隨機產生兩個1-100間的數(shù)，若輸入的整數(shù)恰好在電腦隨機產生隨機數(shù)之間，則抽到大獎，若想繼續(xù)抽獎，則輸入“Y”或“y”字符，若想結束抽獎游戲，則輸入非“Y”或“y”字符，結束抽獎游戲.獎品可自行設置.

對應知識點：do-while循環(huán).

創(chuàng)設情境：總結單次抽獎缺陷，抽一次獎程序就結束，想再玩的話需要重新運行程序，能否讓玩家自己決定是否退出游戲，比如若想繼續(xù)玩就輸入“Y”，不想繼續(xù)玩了就輸入“N”或是其他字符.

案例分析：由于不限制抽獎次數(shù)，因此該案例采用do-while循環(huán)語句更合適，在案例一基礎上，一次抽獎判斷結束后，給出提示信息，是否需要繼續(xù)抽獎(Y/y)，由于接下來需要接收輸入的一個字符信息進行判斷，因此需要把提示信息后的回車符及輸入判斷字符后的回車符清空，以便進行下一輪的抽獎.

程序清單：

#include lt;stdio.hgt;

#include lt;stdlib.hgt;

#include lt;time.hgt;

main()

int randnum1, randnum2,key;

char try Again;

srand( time(NULL) );

do

{

randnum1 = rand()%100+1 ;//隨機產生第一個1～100間的數(shù)

randnum2 = rand()%100+1;

if (key lt;=randnum2 amp;amp; key gt;= randnum1 || key gt;= randnum2 amp;amp; key lt;= randnum1)

else

get char();

get char(); //清空輸入緩沖

}

程序運行結果如圖2所示：

圖 2

案例小結：本實驗是不限定玩的次數(shù)，也可讓學生改成限定抽獎次數(shù)的情況，對應指定循環(huán)次數(shù)的for語句、while語句情況.

游戲案例三：必勝的乙方

有21枚硬幣，甲乙兩人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚硬幣，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就輸了.要求甲先取硬幣，乙方如何抽取才能保證一定勝利.

對應知識點：while語句、continue語句、break語句

創(chuàng)設情境：在講解該案例之前，教師先和學生做游戲，教師帶21枚1元硬幣到課堂，和學生說明游戲規(guī)則，2人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚硬幣，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就輸了，游戲參與對象為教師與學生，要求學生先取硬幣，若教師輸了，則21元歸贏的學生，作為加餐費，教師掌握著必勝法寶，游戲的結果當然是以學生挑戰(zhàn)失敗.

問題產生：為何多名學生上講臺挑戰(zhàn)教師，卻都全軍覆沒？教師掌握了什么規(guī)則，使之成為不敗者？

案例分析：教師要保證自己是必勝方，也就是讓學生拿到最后一枚硬幣，只有一種可能，那就是只給學生剩下1枚硬幣，于是問題轉化為“20枚硬幣，甲乙兩人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就贏”，為了讓乙方取到最后一枚硬幣，則要保證最后一輪抽取之前剩下5枚硬幣，這樣，無論甲方怎樣取硬幣，乙方都可將硬幣取走.于是問題轉化為“15枚硬幣情況”，同理，為了讓乙方取到最后一枚硬幣，則要保證最后一輪抽取之前剩下5枚硬幣.問題又轉化為10枚硬幣情況，可以推出這樣的結論，在抽取的過程中，乙方只要保證每一輪的抽取硬幣數(shù)與甲方抽取硬幣數(shù)量之和為5，就能保證自己一定勝利. 教師就是利用這個規(guī)則，使自己成為不敗者.

程序清單：

main()

{

int teacher , student, coin num = 21;// coin num存放初始硬幣數(shù)量

while(1)

{

if(studentlt;1 || studentgt;4 || studentgt;coin num)

coin num = coin num - student;

teacher = 5 - student;

coin num = coin num - teacher;

}

程序運行結果如圖3所示：

圖 3

4 結論

好的游戲案例也需好的傳達，才能充分發(fā)揮游戲案例的趣味性，如一個好笑的故事若只是平淡地陳述，笑話也就變得不那么好笑.游戲算法融合游戲情景模擬，可活躍課堂氣氛，拉近師生距離，創(chuàng)設良好的學習氛圍，充分調動學生參與游戲的熱情，讓學生覺得編程也可以像游戲一樣好玩，激發(fā)學生學習的主動性.教師還可結合多媒體課件，通過flash制作的算法動畫、圖像等手段對游戲算法進行分析，使得講解更加生動、直觀、更好理解.

采用游戲算法融合情景模擬的方式進行教學，使得教師的“教”與學生的“學”都是一件愉快并令人期待的過程，許多學生對程序設計已不再感到乏味、枯燥、畏懼，而是覺得有趣、好玩；許多學生還想辦法改進游戲、創(chuàng)新游戲，為完成自己的游戲設計，課后主動學習，主動查詢資料.雖然紹興職業(yè)技術學院是一所普通的高職院校，通過C語言程序設計的教學改革與實踐，已取得了一系列豐碩的成果.課程組教師所指導的學生在紹興市大學生程序設計技能競賽中，多次獲一、二、三等獎；在浙江省第七屆至第十屆大學生程序設計競賽中多次獲得金獎、銀獎與銅獎.

與傳統(tǒng)的教學方法相比，游戲案例情景模擬融合游戲算法分析的教學方式使得算法教學生動、具體、形象，讓學生在輕松愉快的游戲與游戲編碼中掌握了編碼的基本技能，培養(yǎng)與鍛煉了學生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力.

[1]何欽銘，顏暉.C語言程序設計[M]．杭州：浙江科學技術出版社，2010.

[2]黃國政．游戲促進學習——“掃雷”程序提高C語言學習興趣[J]．連云港師范高等專科學校學報，2002(2):53-56.

[3]余小燕.C語言程序設計教學方法探討[J].計算機教育，2009(10):136-138.

[4]程守梅，賀彥鳳，劉云波．論情境模擬教學法的理論依據(jù)[J]．成人教育，2011(7)：43-44.

[5]皮連生．教育心理學[M]．上海：上海教育出版社，2005.

[6]孫玉霞．基于教育心理學C語言教學探討[J]．湖北師范學院學報(自然科學版)．2011(01):105-108.

2014-03-22

紹興市教育科學2013年規(guī)劃項目(編號：SGJ13042)

陳文青 (1978-)，女 ，廣東潮陽人，講師，主要研究方向：計算機應用技術、計算機教學.

G642

A

1008-293X(2014)08-0087-06