實例教學法在C語言循環結構教學中的應用

趙衛績，劉井蓮，樊守芳

(綏化學院 計算機學院， 黑龍江 綏化 152061)

1 序言

對于任何一種計算機程序設計語言來說，程序設計的基本結構不外乎三種，即順序結構、選擇結構、循環結構．而循環結構是三種程序設計結構中最復雜、最重要的結構，在后續的學習中，幾乎所有的程序都要用到循環結構，如果不會循環結構，無法繼續學習數組、指針和函數以及C++、Java等后續課程，更談不上參加國際大學生程序設計競賽ICPC．因此，循環教學應該是C語言教學的關鍵任務．目前，關于C語言循環結構的教學方法及相關教學研究得到了較多關注[1-4]，并提出了很多好的教學方法．很多地方性本科院校合作辦學學生的C語言循環教學效果并不是很理想，很多學生不能靈活地進行循環程序設計．基于此，本文在深入研究C語言循環結構程序設計教學方法的基礎上，結合我校學生初學C語言學習情況，提出在C語言循環結構教學中引入實例教學法，使學生很快進入到C語言程序設計中來，為C語言中后續知識點的學習奠定堅實的基礎．

2 循環思想的導入

循環思想的導入主要圍繞兩個問題展開，什么是循環，為什么引入循環．首先，從具體實例出發，引入循環思想，使學生從實際問題中進入到循環思想中來．例如:

(1)全校共有100個班級，計算每個班級的各科平均成績．

(2)檢查100個學生的成績是否及格．

(3)計算100個學生的成績之和．

對這3個具體實例，如果使用順序結構程序設計，工作量大、程序冗長、重復、難以閱讀和維護．而在C語言中，循環語句正可以很好解決此類問題．

3 循環結構程序設計教學實踐

傳統的C語言循環教學法多以講授為主，注重理論知識的傳授，忽略實際操作技能的培養，造成理論與實踐脫節，致使學生的學習效果很不理想，嚴重影響了學生學習的主動性．鑒于此種情況，本文引入實例教學法，通過具體實例分散地介紹語法難點，避免了學生因為感覺枯燥和畏難而產生的厭學情緒．由于在循環程序設計教學實踐中以實例為授課重點．因此，精選實例是這一教學實踐的關鍵所在，這樣一來所選擇的實例必須是典型的，能突出重點和難點的，同時還必須具有針對性，即針對學生的接受能力來選擇．這樣才能達到良好地教學互動效果，有效增進學生的學習興趣和動力，調動學生參與學習的積極性．

3.1 循環結構程序設計

循環結構程序設計主要圍繞四個要素和三個語句展開，四要素包括循環初始條件，循環條件判斷，循環體，循環條件變量的修正．三個語句為:for、do-while和while語句．其中for語句的應用比較普遍，while語句的應用相對更為廣泛，而do-while語句一般應用于特定場合．因此重點講解while語句．

3.2 實例教學

實例教學法的關鍵在于精心選擇實例，選擇實例的目的是為了把抽象的理論轉化到具體實例中．具體如下：

例1 計算1+2+3+…+100的值．

數學中算式求和的方法是先進行化簡，然后求和．在c語言中卻要簡單的多，教學設計的重點就是確定循環體，即總結出算式的通式，然后采用循環結構來實現求和．首先確定一個保存結果的變量s，設定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是逐個增加1．因此，可以將1設定為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++;這兩條語句重復執行100次，因此需要使用循環．算法分析如下：

初始條件為s=0; i=1;重復執行語句為s=s+i;循環變量修正語句為i++;循環執行次數為100次，即循環執行條件判斷為i<=100．

如果使用while循環，則該題算法為：

s=0; i=1

while(i<=100)

{

s=s+i;

i++;

}

該題算法也可轉為do-while循環或for循環．具體程序如下：

do- while循環：

s=0;

while(i<=100)

{

s=s+i;

i++;

}

for循環：

s=0；

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

s=s+i;

通過實例1 的三個循環算法，我們可以發現，它們的循環思想其實是一致的，只是表現形式不同．為了使學生更好地理解循環程序設計思想和求和類型算法，還需要精選幾個典型實例講解．

例2 計算n！．

由于n!=1*2*3*…*n，從中不難看出該題與實例1本質上一致，不同點在于該題是計算數的乘積，因而只需把實例1中保存結果的變量s=0改為s=1，循環體中的s=s+i改為s=s*i即可．具體算法如下：

循環初始條件：s=0; i=1；

循環條件判斷：while(i<=n)

{

循環體：s=s+i;

循環變量修正：i++;

}

例3 計算1!+2!+…+n！．

從題意可以看出，為了完成它的計算既需要計算數的階層，還需要計算階層的和，其實該題本質上是例1和例2的綜合．因此，計算該題需要設定一個保存階層中間結果的變量f和和變量s．具體算法為：

循環初始條件：s=0;f=1; i=1;

循環條件判斷：while(i<=n)

{

循環體：f=f*i;s=s+i;

循環變量修正：i++;

}

例4 計算1，1，2，3，5，8，13，…的前20項和．

該題的解題思想類似于例3和例4，屬于復雜累加算法，累加前，首先需要計算出被累加項．通過觀察可以發現，本題所給數列在給出的這些項中從第三項開始，后一項總是它前兩項的和．具體算法如下：

循環初始條件：a=1;b=1;s=a+b;i=3；

循環條件判斷：while(i<=20)

{

循環體：t=a;a=b;b=t+b;s=s+b;

循環變量修正：i++;

}

引入該題有兩方面好處，一方面可以強化復雜累加類型計算問題的循環思想．另一方面可以強調該類問題學生容易出錯的地方．比如在該題編程時容易誤將被累加項b值按b=a+b計算，然后累加b．其實這里的a值已經更新為原來的b，所以b值不再是前兩項的和，而是2*b．

4 結語

以我校合作辦學學生為教學對象，在循環結構程序設計中引入實例教學法，充分調動了學生參與學習的積極性，因而取得了良好的教學效果，但要使學生在程序設計時進一步深入，還需要針對我們的教學對象，進一步改進教學方法和教學手段，同時很好地學習C++、Visual C++、Java和數據結構等后續課程，逐漸形成合理、標準的課程體系、實例體系，只有這樣，才能有效解決我校合作辦學學生動手編程能力弱的根本問題．

參考文獻：

[1]高枚,楊志強,許蘭蘭,龔沛曾.C/C++教學改革的探索與實踐[J].計算機時代,2005(11):8-10.

[2]王鴻磊,張雪松.程序設計基礎教與學的新模式[J].計算機教育,2006(11):53-54.

[3]施雷,陳衛衛.C語言中循環結構教學方法探討[C]//2009全國計算機網絡與通信學術會議論文集.北京：中國電子商情雜志社：301-305.

[4]劉冬暉,劉智濤.案例教學法在C語言教學中的研究與實踐[J].電腦知識與技術,2008(03):497-498.