Ｃｈ解釋計算平臺在計算機程序設計基礎課程中的應用評價

鄭　莉　閆兆乾　毛希平

文章編號：1672-5913(2009)05-0052-04

摘要：計算機程序設計基礎是一門在各學校、各專業(yè)都普遍開設的基礎課，其中多數(shù)以C語言作為入門語言。選擇什么樣的解釋和計算平臺能夠更有利于學生的學習，從而有效地實現(xiàn)教學目標呢？本文通過一組學生志愿者對不同學習軟件的應用體驗和評價，說明了Ch解釋器可以作為C語言入門課程的一個很好的選擇。

關鍵詞：程序設計；C語言；解釋計算平臺；Ch

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

目前，計算機程序設計課程在各個學校都普遍作為基礎課開設，而其中大多數(shù)都選擇用C語言作為入門語言。C語言在科研和工程實踐中有著非常廣泛的應用，這也正是大多數(shù)學校將C語言作為入門語言來講授的主要原因之一。由于C語言本身的特點，它并不是一個最好的教學語言，這就需要我們在教學內(nèi)容的設計和實驗環(huán)境的選擇上更好地兼顧實用性與教學目標。從實用性的角度考慮，選擇一個目前廣泛應用的開發(fā)平臺，可以使學生快速地學以致用；而從教學目標來看，這門課的主要目的是講授程序設計的基本原理、方法，應該選擇一個簡潔易用的編譯環(huán)境，使學生能夠集中精力，打好基礎。

本文從教學目標出發(fā)討論計算機程序設計課程實驗環(huán)境的選擇，重點列出了初學C語言的學生對幾種不同C語言環(huán)境應用體驗的對比。

2計算機程序設計基礎的教學目標

計算機程序設計基礎是很多學校的程序設計入門課程，除了計算機專業(yè)，絕大多數(shù)理工科專業(yè)也都開設了這門課程。很多學校的非計算機專業(yè)都只開設了這一門與計算機軟件相關的必修課，因此對于非計算機專業(yè)的程序設計課程來說，這門課承載了太多任務。

以清華大學全校性基礎課“計算機程序設計基礎”為例，我們的課程教學目標包括：介紹C語言的基本語法；講授程序設計的基本原理和方法；培養(yǎng)學生的計算思維；介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎知識和簡單常用的算法；介紹軟件工程的基礎知識并使學生通過項目訓練體驗軟件開發(fā)的過程。

為了在有限的學時內(nèi)實現(xiàn)上述教學目標，我們將教學環(huán)節(jié)分為大課、基礎實驗、項目訓練幾個環(huán)節(jié)，分別實現(xiàn)不同的教學目標。大課主要講解原理、方法，培養(yǎng)學生的計算思維能力；基礎實驗幫助學生驗證和鞏固基礎語法、培養(yǎng)學生基本的編程能力；項目訓練使學生體會一個完整的軟件開發(fā)過程和開發(fā)方法。

3初學者對幾種C語言開發(fā)環(huán)境的體驗和評價

為了在上述各個環(huán)節(jié)中有效地實現(xiàn)不同的教學目標，我們在實驗室配置了多元化的實驗環(huán)境，包括不同的C語言開發(fā)平臺：Ch 6.1[1]、Turbo C++ 3.0和微軟的Visual C++ 6.0、Visual C++ 2005。在基礎實驗中，我們推薦學生使用Ch和Turbo C++ 這兩種比較簡單易用的語言環(huán)境；在項目訓練中，學生自選題目，不限制語言工具。

我們從初學C語言的學生中募集了16位志愿者，以完成基礎實驗為目標，對幾種環(huán)境進行了比較。這16位學生分別來自經(jīng)管、化工、水利、材料、生物等非信息類專業(yè)。本次體驗和評價活動安排在開學初，參加活動的16名學生剛剛上過3學時“計算機程序設計基礎”大課、4學時實驗課，除此以外沒有任何程序設計經(jīng)驗。

(1) 活動所用課時：約6個小時。

(2) 實驗方式：通過邊講邊練的方式學習C語言的語法，讓大家體會和掌握不同編譯器的使用，最后請大家完成調(diào)查問卷。

(3) 問卷設計：為了對幾種開發(fā)環(huán)境進行評估和比較，我們設計了一個調(diào)查問卷，請大家填寫，主要有這些指標：

●界面設置(友好，便于操作)

●基本操作(簡便、快捷)

●程序菜單(準確、清晰、無歧義)

●出錯信息(簡明準確、易于查找)

●斷點設置(方便、有效)

●內(nèi)存變量查看(便捷、準確)

●結(jié)果顯示(方便、美觀)

●項目管理(結(jié)構(gòu)清晰、科學高效)

●程序穩(wěn)定性(運行穩(wěn)定，沒有bug)

(4) 活動的課時安排

●第1、2小時：軟件的基本操作

指導學生使用各種開發(fā)軟件，重點講解如何進行編譯和調(diào)試，包括斷點設置、單步調(diào)試等功能。通過手把手一步一步的指導，引導學生熟悉軟件的基本操作，掌握程序編譯或解釋、調(diào)試的基本過程。

●第3、4小時：上機練習C語言的控制語句

練習使用C語言中的布爾變量、關系表達式和邏輯表達式、if分支和for循環(huán)等控制語句。通過使用邏輯表達式和控制語句，讓學生進一步了解編譯器和調(diào)試工具。

●第5、6課時：學生自由練習，對編譯環(huán)境進行評價

學生填寫調(diào)查問卷，并以自由陳述的方式寫出自己的看法。

學生根據(jù)自己的使用體會，對Ch、Turbo C++和微軟的Visual C++打分，分為很好、還不錯、一般、較差、很差五個等級，分別打5、4、3、2、1分。將16位學生的評分進行累加(總分為80分)，結(jié)果如表1所示。

總地來講，學生對Ch的評價比較高，表1中最高的兩個分數(shù)也都出自Ch，大部分學生都表示將會繼續(xù)使用Ch作為自己的學習工具。

與Visual C++和Turbo C++相比，這里列出學生對Ch解釋器的主要正面評價：

●體積小，方便安裝

安裝簡單，適合初學者使用；安裝后無需重啟，適合在機房網(wǎng)吧等場所上機；安裝過程簡單，無需復雜設置。例如，最新版的Ch不到90MB，而Visual C++ 有30多GB。

●操作過程簡單明了

新建項目時過程簡單，易于學生入手；可以在緩沖區(qū)里同時打開多達20個文件，編寫較大工程時非常方便；快捷鍵全面豐富，有助于提高編程和調(diào)試效率。圖1是Ch的界面。

●有專門的使用幫助文件

方便初學者查找，有利于初學者入手；清晰明了的圖示減輕了初學者學習的障礙；有全面的快捷鍵說明。

●界面美觀，具有人性化的設計

各個功能塊的作用明顯；調(diào)試時控制臺始終保持在最前，不必在代碼界面和調(diào)試控制臺之間頻繁切換，如圖2所示。

●調(diào)試功能全面

擁有一個典型的C語言開發(fā)環(huán)境所需要的所有運行和調(diào)試功能：可以設置多個斷點；單步調(diào)試時的提示清晰明確；單擊錯誤提示就可以直接跳轉(zhuǎn)到有錯誤的那一行；無需編譯鏈接就可以解釋代碼；在調(diào)試過程中可以更改變量的值，可以觀測任何含有變量的表達式的值，甚至可以在任何時候調(diào)用函數(shù)。

在學習控制結(jié)構(gòu)時，學生可以改變變量的值，觀察每次不同的分支選擇結(jié)果，以及在什么時候會進入無限循環(huán)。對一個寫好的程序，也可以通過這個方式測試其穩(wěn)定性。如圖3所示，在調(diào)試和單步執(zhí)行過程中，變量a和b及表達式sin(a)+cos(b)的值被監(jiān)視和顯示在調(diào)試窗格內(nèi)。

●出色的文本編輯功能

具有代碼塊的折疊展開功能，讓使用者在編寫程序時一目了然，易于理解；自動對齊功能有助于初學者養(yǎng)成良好的書寫習慣；在有多重嵌套或者代碼較長的時候，對齊括號的功能方便使用者匹配括號；可以自動補齊文字，在變量、函數(shù)比較多的時候，使用者感覺非常方便；具有出色的文本查找替換以及書簽功能。

可以按照多種不同的語法標記出不同的語言，可以用于以后其他語言的學習。支持C/Ch/C++、CSS、HTML、Make、SQL and PLSQL、TeX and LaTeX、XML。

●強大的Ch命令外殼(Command Shell)

可以直接執(zhí)行一個完整的C程序代碼，也可以單獨執(zhí)行一條語句，非常有利于學習。在學習關系運算和邏輯運算時，Ch命令外殼的這一功能發(fā)揮了很大作用。學生能夠很直接地了解復雜表達式的值，而無須編寫一段完整的程序。

可以用作控制臺終端，執(zhí)行Windows或者Unix的命令。

可以作為一個功能豐富的計算器，進行復雜的科學運算。比如大型數(shù)值運算、矩陣矢量運算、復數(shù)運算等。

可以作為一個簡單的計算機字典，查詢一些關鍵字的含義。Ch命令外殼各種有用的功能舉例如圖4所示。

與Visual C++ 和Turbo C++相比，Ch有諸如以上眾多的優(yōu)點，但也有美中不足之處。在目前發(fā)行的版本中，Ch專門的使用幫助文件(含.html和.pdf文檔)只有英文和日文版，學生們期待早日推出中文版。

4結(jié)論

通常初學者對于復雜龐大的開發(fā)環(huán)境都有一種畏懼心理，不知如何下手，這嚴重影響了他們的動手實踐積極性。根據(jù)這一組學生的體驗情況來看，與Visual C++和Turbo C++相比，Ch比較適合作為C語言程序設計入門課程的實驗環(huán)境，尤其是用于基礎實驗。計算機程序設計是實踐性很強的一門課，必須通過大量的編程實踐才能掌握。Ch簡單易用而且功能完備，很受學生歡迎。

參考文獻：

[1] Ch: An Embeddable C/C++ Interpreter,http://www.softintegration.com.