Ｃ程序設計教學中趣味性的挖掘

摘要：C程序設計課程中概念繁雜，例題繁多，不少學生死記硬背。針對這種情況，本文從激發興趣、創造成績入手，給出了4個教學示例的組織過程，特點是起點簡單，步驟間逐步添加知識點，步步有成果，基本覆蓋了c程序設計課程的核心內容，能起到通過趣味促進實踐、激發創造力的作用。

關鍵詞：程序設計；教學組織；相似性；抽象；實踐

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

C程序設計課程一般開設在大一上學期，大多數學生處在從中學學習方法向大學學習方法的過渡期，他們知道這門課程是計算機專業的第一塊基石，卻常常以死記硬背的方法應付，更無法找到課程的趣味。對初學者而言，C程序設計語言課程的概念繁雜，例題繁多，教材內容給讀者的系統感不強。可實際教學中，理論課時和上機課時常顯不足，教師忙于完成教學內容，知識點間的聯系常被淡化。如何在增加課時的前提下，提高教學效率，是一個值得關注的教學課題。

學習的第一動力是興趣，筆者在多年的C程序設計教學中，感到最無奈的是學生缺乏對課程的興趣。編程類課程的趣味性，一在于其中知識點的聯系，二在于成果有實際的應用價值。教師的教學重點應是通過教材內容的重組織，引導學生發掘課程興趣點，帶動課程難點的學習。雖然教學示例俯手皆拾，但示例的選擇、組合卻可以匠心獨到。

示例的組織不僅應自然顯示出同類問題、方法的代碼相似性，更應展現出層次遞進的抽象思維過程；示例的組織應讓每一步都有新意，但難度變化不應過大，還應讓每一步都有成果，成果是興趣的激發點；示例的組織還應既便于教師連續講解，也便于暫停數次，讓學生自我探索實踐。筆者在課程教學中有意摸索、積累了若干此類示例，在此拋磚引玉。

2數值程序的趣味

在講解循環結構和函數時，數制轉換程序常常作為示例，但這么一個涉及到計算機專業最基本概念的程序若只被提及一次，實在太可惜了。可以試將該示例分解為以下5個步驟。

第1階段，講解將十進制數轉換為二進制數的程序，這個程序以main函數的形式展現給學生，讓學生體會到循環的流程和調試的成果。這是本例的最基本目標。

第2階段，改造代碼為函數A1，函數有一個參數x，實現將任意十進制數x轉換為二進制數的功能。這提升了程序的結構。

第3階段，擴展函數A1為函數A2，在函數接口中增加參數m、n，實現將m進制數x轉換為n進制數的功能。函數在具體代碼的基礎上，抽象程度有所提高。

第4階段，設計main函數，反復調用函數A2，計算1至100所有十進制數的二、三、…、九進制的表示，并將結果輸出到某文本文件中。

第5階段，將結果文件內容，粘貼到Excel文件中，排版成一張精美的各進制的數字對照表。

以上每個階段所涉及的技術都屬于基本技能，但以一條主線帶動學生，逐步深入，步步都有成果。與Excel聯合應用，更使學生開闊了學習和實踐的視野。

3類型變換程序的趣味

在講解字符串處理時，類型轉換是基本例題。如將數值轉換數字串，將數字串轉換為數值等。結合數制概念，可將問題多樣化。雖然教學意圖是開闊學生思路，卻常常使學生感到程序繁雜無序。實際上，合適的示例組合可促進學生自己發現、領悟其中的規則。可以試將這些示例組成以下6個步驟。

第1階段，講解函數B1，函數有參數s，實現將lO進制數字串s轉換為10進制整數的功能。

第2階段，擴展函數B1功能，在接口中增加參數k，實現將k進制數字串轉換為k進制的整數的功能。通過代碼的抽象，強化了對核心代碼的認識，也降低了編程難度。

第3階段，講解函數B2，函數有參數x，實現將10進制整數x轉換為10進制數字串的功能。

第4階段，擴展函數B2功能，在接口中增加參數k，實現將k進制整數轉換為k進制數字串的功能。

第5階段，設計函數B3，函數有參數s、m、t、n，調用Bl函數，將m進制數字串s轉換為m進制整數；調用上節中的A2函數，將m進制整數轉換為n進制整數；調用B2函數，將n進制整數轉換為n進制數字串。

第6階段，設計main函數，反復調用函數B3，計算十進制數字串“001”至“100”對應的二、三、…、九進制數字串；將結果輸出到文本文件；將文件內容粘貼到Excel文件中，排版成一張與上節相同的各進制數字串對照表。

以上6個階段，以易于掌握的函數入手，通過增加函數參數提高函數的抽象性，增強函數的功能，第2、4階段的成果都有一定的應用價值，第5、6階段培養了函數組合調用的能力。

4加密、解密程序的趣味

在字符串編程的練習中，對稱加密、解密算法是一個有趣的話題，可以充分利用它引導學生做更深入的實踐。可以試將此示例分解為以下6個步驟。

第l階段，講解加密函數C1，函數有參數s、k，對存于字符數組s的明文采用密鑰k進行對稱加密。這一短小精干的程序可以讓學生體驗字符串操作的一般方法。

第2階段，擴展函數C1，在接口中增加參數n、f2，實現讀取n指定的明文文件，將其中的每行字符串用密鑰k加密，生成密文文件f2；設計main函數，實現獨立的加密程序。

第3階段，講解解密函數C2，函數有參數s、k，對存于字符數組s的密文采用密鑰k進行對稱解密。

第4階段，擴展函數C2，在接口中增加參數f1、f2，實現讀取n指定的密文文件，將其中的每行字符串用密鑰k解密，生成明文文件位；設計main函數，實現獨立的解密程序。

第5階段，使用main(int argo，char*argv)函數的接口參數，將加密、解密程序合二為一，具體執行時，使用命令行參數識別加密或解密功能。如命令行參數是“-e a1．txta2．txt 5”表示對a1．txt使用密鑰5加密，結果密文存于a2．txt；如命令行參數是“-d a2．txt a3．txt 5”表示對a2．txt使用密鑰5解密，結果明文存于a3．txt。

第6階段，對于優秀的學生，還可以鼓勵他們進一步探索，在沒有密鑰情形下如何猜測某個密文文件的密鑰進行解密。這種探索性的實踐會帶給學生更廣闊的編程視野。

在以上6個階段中，C1和C2函數非常相似，對這種相似性的留意不僅能強化編程中的概念，更能提高編程、調試的效率。最終的軟件成果已經具備商業軟件的雛形，學生們會更加興奮。

5打印字符圖案的趣味

在學習循環、分支結構時，用字符打印特定的幾何圖案是最簡的示例。可惜這個示例的思路沒有繼續延伸，只是局限在打印完全規則的圖案。可以試將此示例分解為以下7個步驟。

第1階段，講解一個打印固定規則圖案的函數Dl，實現用某種字符打印一個固定形狀的三角形。

第2階段，擴展函數DI，在接口中增加參數base、angle、scale，base是圖案打印基點，angle是圖案旋轉角度(0或90或180或270)，scale是圖案的大小比例的參數，值可以是1或2或3等正整數。

第3階段，按照函數D1的形式，引導學生編程更多的打印規則圖案的函數：建立函數的調度管理函數D2；

第4階段，利用二維數組存儲圖案數據，數組元素為1或0，表示在相應位置上打印或不打印字符。二維數組相當于任意字符圖案的數據結構。設計函數D3，參數是一個二維數組，實現打印任意不規則圖案的功能。

第5階段，擴展函數D3，在接口中增加參數base、angle、scale，意義同第2階段，函數的功能也類似第2階段。

第6階段，調試函數D3的圖案數據，建立起對任意圖案的數據增加、修改、調用等管理函數D4．

第7階段，設計函數D5，以菜單形式組織函數D2、D4，實現規則圖案和任意圖案的多種形式的打印。此時程序的結構已經比較復雜了。這個示例不僅充分鍛煉了編程技術，更為將來學習圖像處理技術做了鋪墊。

6結束語

本文給出了數值程序、類型變換程序、加密／解密程序、打印字符圖案等4個教學示例的組織過程，每個示例的起點簡單，每個步驟涉及的新知識較少，思維跳躍小，但每個步驟的收獲喜人，最終涉及到了除指針、結構之外的所有c語言知識點。每個示例可以一次講解，也可以分步驟多次講解，或空缺一二步驟，讓學生實踐完成，尤其能起到通過懸念、興趣促進實踐、激發創造力的作用。