“模式化”方法在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中的研究與實(shí)踐

占艷 辛國(guó)江 穆珺

摘 要：通過(guò)對(duì)中醫(yī)藥院校C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程開(kāi)設(shè)的現(xiàn)狀分析，針對(duì)學(xué)生程序編寫(xiě)的困難、興趣不濃，學(xué)習(xí)積極性不高這一學(xué)情，根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的歸納與總結(jié)，受“模式”這一概念的啟發(fā)，創(chuàng)新地提出了將“模式化”教學(xué)方法應(yīng)用于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)實(shí)踐中，使抽象的程序設(shè)計(jì)變得有章可循。結(jié)果表明：將“模式化”方法運(yùn)用于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更輕松、快捷的掌握了程序設(shè)計(jì)的思想與方法，還提升了教學(xué)效果，是行之有效的教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：模式化 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 中醫(yī)藥院校 教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（b）-0100-02

2009年醫(yī)藥類計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)頒布了“醫(yī)藥類院校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的課程設(shè)置和基本要求”的指導(dǎo)性綱要文件，提出2+X的課程設(shè)置體系，其中“2”代表大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（醫(yī)藥類） 和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)兩門(mén)必修課[1]。目前，大多數(shù)高校程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課開(kāi)設(shè)為《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》。

C語(yǔ)言是一門(mén)功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。但由于C語(yǔ)言中涉及的概念比較抽象、語(yǔ)法規(guī)則繁多，因此不少初學(xué)者感到學(xué)習(xí)困難、興趣不濃，積極性不高。如何激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能輕松快速的入門(mén)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維以及抽象思維能力，是教學(xué)中需要思考、值得探討的問(wèn)題。

1 我校開(kāi)設(shè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的目的與現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的廣泛、深入應(yīng)用，例如醫(yī)院信息管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能儀器設(shè)備、計(jì)算機(jī)醫(yī)療仿真等，都離不開(kāi)程序設(shè)計(jì)技術(shù)的支持?？梢?jiàn)，程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)性和重要性。我校在非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生本科階段開(kāi)設(shè)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程，旨在通過(guò)對(duì)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，為其更深入、靈活的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決行業(yè)中的實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

對(duì)于中醫(yī)藥院校的學(xué)生而言，本課程內(nèi)容相對(duì)比較抽象、枯燥，理解、掌握起來(lái)比較困難，無(wú)法快速?gòu)摹靶蜗笏季S”到“邏輯思維”的轉(zhuǎn)變；加之中醫(yī)藥院校大部分專業(yè)屬于文、理生兼招的專業(yè)，考生生源的數(shù)學(xué)功底以及邏輯思維能力相對(duì)理工科院校而言較差，而C語(yǔ)程序設(shè)計(jì)是一門(mén)邏輯性很強(qiáng)的課程，這為教師的授課帶來(lái)很大的阻力；此外，部分醫(yī)藥類專業(yè)的學(xué)生采用“背書(shū)式”的方式來(lái)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，將概念、例題等背誦記憶下來(lái)，而并非真正理解，從而導(dǎo)致“上課能聽(tīng)懂，練習(xí)不會(huì)做”的現(xiàn)象比比皆是；還有部分學(xué)生片面的認(rèn)為編程是程序員的事情，跟他們所學(xué)的專業(yè)以及將來(lái)的工作就業(yè)沒(méi)什么直接或必然聯(lián)系，因此重視程度不高，也缺乏興趣。

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐、總結(jié)與反思，在教學(xué)方法上進(jìn)行如下研究與實(shí)踐嘗試，以促進(jìn)中醫(yī)藥院校信息化人才的培養(yǎng)與教學(xué)效果的改善。

2 “模式化”理論教學(xué)方法研究與實(shí)踐

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程內(nèi)容較多，主要包括：程序的簡(jiǎn)單算法，語(yǔ)句基礎(chǔ)，選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，數(shù)組，函數(shù)，指針，構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，文件等。我校開(kāi)設(shè)該課程的課時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)，其中理論課時(shí)24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)24學(xué)時(shí)。由于課時(shí)極其有限，為了更有利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生理解程序設(shè)計(jì)的思想，且能進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序編寫(xiě)，而不是一味地灌輸所有知識(shí)點(diǎn)不考慮學(xué)生是否能夠接受，故我校選取了最為基礎(chǔ)、易于掌握的部分內(nèi)容進(jìn)行課堂講授，包括：程序的簡(jiǎn)單算法，語(yǔ)句基礎(chǔ)，選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，數(shù)組，函數(shù)。如何將各章節(jié)零散的知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)在一起，來(lái)進(jìn)行C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)某一功能需求，是本課程理論教學(xué)的核心，而教會(huì)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的思路和方法是關(guān)鍵。模式其實(shí)就是解決某一類問(wèn)題的方法論，即把解決某類問(wèn)題的方法總結(jié)歸納到理論高度。受到“模式”這一概念的啟發(fā)，筆者經(jīng)過(guò)教學(xué)觀察和研究發(fā)現(xiàn)：將“模式化”方法運(yùn)用于程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，能為學(xué)生提供更清晰、便捷的分析問(wèn)題解決問(wèn)題的思路與方法，而盡量減少學(xué)生對(duì)于程序編寫(xiě)感覺(jué)無(wú)從下手的狀態(tài)出現(xiàn)。

2.1 宏觀上分析問(wèn)題，設(shè)計(jì)程序

面對(duì)一個(gè)編程需求（即題目要求），首先要學(xué)會(huì)分析問(wèn)題：即看懂題目意思。仔細(xì)研讀并分析編程需求中的每一句話，從宏觀上明確需要解決哪幾個(gè)問(wèn)題，各個(gè)問(wèn)題采用何種程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，解決各個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)或關(guān)鍵步驟是什么。宏觀分析階段，可以用自然語(yǔ)言、流程圖、N-S圖等方法將解決問(wèn)題的關(guān)鍵步驟進(jìn)行描述，即算法描述。宏觀分析“模式化”為表1宏觀分析“模式化”表。

說(shuō)明：表1中的第三列關(guān)于“程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)”的確定，需要根據(jù)待解決的問(wèn)題選擇合適的C語(yǔ)言句型。若為有條件執(zhí)行，則采用選擇結(jié)構(gòu)，其中單分支結(jié)構(gòu)選用if句型，雙分支選用if…else…句型，多分支選擇if…else if…else if…else…句型或switch句型；若為反復(fù)執(zhí)行，則采用循環(huán)結(jié)構(gòu)，其中明確循環(huán)次數(shù)多選擇for句型，明確條件限制多選擇while或do…while句型；若編程需求中涉及到多個(gè)待解決的問(wèn)題或功能較復(fù)雜，在分析時(shí)可以功能模塊的細(xì)化，將其劃分為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的子功能模塊，則采用函數(shù)解決。

2.2 微觀上解決問(wèn)題，編寫(xiě)程序

在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析并作簡(jiǎn)要描述后（即填寫(xiě)好表1的內(nèi)容），接著進(jìn)行微觀上的程序編寫(xiě)。筆者根據(jù)“一個(gè)簡(jiǎn)單C語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)，分為預(yù)處理命令和主函數(shù)兩部分”這一特點(diǎn)，將微觀程序設(shè)計(jì)模板設(shè)計(jì)如表2微觀程序設(shè)計(jì)模板。

說(shuō)明：表2中的預(yù)處理部分通常包含三類語(yǔ)句的書(shū)寫(xiě)，若用到C語(yǔ)言系統(tǒng)所提供的庫(kù)函數(shù)通常要書(shū)寫(xiě)包含頭文件語(yǔ)句（例如，要使用標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出函數(shù)需包含頭文件#include，要使用數(shù)學(xué)函數(shù)需包含頭文件#include，要使用字符串處理函數(shù)需包含頭文件#include）；若程序中不涉及到宏定義則宏定義語(yǔ)句可以省略不寫(xiě)；若程序中不涉及到子函數(shù)的定義則函數(shù)聲明語(yǔ)句可以省略不寫(xiě)，同時(shí)子函數(shù)實(shí)現(xiàn)部分也可以省略不寫(xiě)。

按照微觀程序設(shè)計(jì)模板設(shè)計(jì)好后，學(xué)生最終只需按照C語(yǔ)言語(yǔ)法格式的要求將模板中每一部分或步驟“翻譯”（即轉(zhuǎn)化）成C語(yǔ)言的語(yǔ)句，即可完成程序的編寫(xiě)。在Visual C++6.0的開(kāi)發(fā)環(huán)境下將編寫(xiě)好的文件保存為后綴名為.C的源文件，經(jīng)過(guò)編譯、鏈接、運(yùn)行，驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)的結(jié)果。

2.3 C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)案例分析

編程需求：打印出所有的“水仙花數(shù)”，所謂“水仙花數(shù)”是指一個(gè)三位數(shù)，其各位數(shù)字立方和等于該數(shù)本身。例如：153是一個(gè)“水仙花數(shù)”，因?yàn)?53=13+53+33。

建立水仙花數(shù)宏觀分析模塊化表。（見(jiàn)表3）

建立水仙花數(shù)微觀程序設(shè)計(jì)模板。（見(jiàn)表4）

將水仙花數(shù)微觀程序設(shè)計(jì)模板轉(zhuǎn)化為C語(yǔ)言的源程序，代碼如下所示：

#include

main（）

{

int n，gw，sw，bw；

for（n=100；n<=999；n++）

{

gw=n%10； //分離出數(shù)n的個(gè)位

sw=n/10%10； //分離出數(shù)n的十位

bw=n/100； //分離出數(shù)n的百位

if（n==gw*gw*gw+sw*sw*sw+bw*bw*bw） //滿足水仙花數(shù)的條件判斷

printf（"%-5d"，n）；

}

}

3 結(jié)語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)觀察以及自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，將“模式化”教學(xué)方法應(yīng)用于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)實(shí)踐中，取得了良好的教學(xué)效果。使學(xué)生再不會(huì)感覺(jué)程序編寫(xiě)無(wú)從下手或是深不可測(cè)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；使學(xué)生更輕松、快捷的掌握了程序設(shè)計(jì)的思想與方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[M].北京：高等教育出版社，2009：72.

[2] 羅鐵清，楊連初.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2009.

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[4] 劉鵬.醫(yī)學(xué)院?！禖語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)方法研究[J].才智，2012（5）：118.