淺談“程序設計基礎”課程CAI 動態演示系統的研究與開發

任建平，趙美虹，周慶亞，陳 思

（蘇州科技大學 電子與信息工程學院，江蘇 蘇州 215011）

0 引言

“程序設計基礎”課程是蘇州科技大學（簡稱“我校”）電子類相關專業的一門重要專業基礎課。該課程包含了大量的算法，課程的邏輯性、理論性和實踐性較強，學生掌握起來不是很容易，教學效果一直不理想。如何使程序設計課程的教學效果得到改善，成為我們一直在考慮、研究、探索的問題。

近年來，計算機輔助教學［1］（CAI）在教學中的應用越來越多，而我校的程序設計基礎課程的輔助教學工具，僅僅停留在PPT 制作的幻燈片上。因此，計算機輔助教學在該課程中的應用還非常不完善。為此我們設計了程序設計基礎課程的算法動態演示系統。該系統以現有的教材為依據，根據教學大綱進行設計。學生通過該系統能清楚地觀察算法的實現步驟、每一步動作的結果及關聯的原始數據和運行結果，比較形象、直觀地進行展示。學生通過該系統還可以學習各個章節的主要內容，例如：順序、選擇、循環等三種基本結構，以及數組、結構體、指針等數據類型，還有函數等主要內容。通過該系統也可以了解數據在內存中的存在格式，更直觀地理解數據在計算機中的表示方法，有助于學生進行更高級的應用開發。這樣，教師講解內容不再那么枯燥，學生學習理解起來不再那么難以琢磨。在有限的90 分鐘內，教師可以講更多的內容，學生也可以理解和掌握更多的知識，提高了教學效果。

多媒體課件是把教學想法、教學目的、教學內容、教學活動等方法，用計算機語言進行描述，多媒體課件是反映教學的一種計算機教學程序。其中，在制作多媒體課件時，要求課件具有生動、效率高等特點；其次在制作時，要根據需要選擇多媒體CAI 課件的類型，按照準備、制作、應用等三個階段進行，要按照交互、多樣、美觀、實用等要求來完成多媒體課件的制作。

1 演示系統的設計方法

程序設計基礎課程動態演示系統的設計，需要考慮以下問題。

（1）演示系統中出現的算法［2］，要有正確的理論依據，涉及的基本概念要正確。

（2）引用CAI 制作的動態演示系統，側重的是算法演示，應該是課程內容中的難點和重點，以幫助學生更好地理解和學習算法。

2 演示系統的總體結構和功能

該演示系統主要以演示過程為主。緊扣程序設計基礎中的教學重點，包括了程序設計基礎課程教學中的主要內容。制作過程力爭讓學生理解程序運行的實際過程。

程序設計基礎課程的演示系統，通過主界面中的算法標題進入各個界面。在各個界面中都有重點和難點進行學習，還有常用算法的動態演示過程。程序設計基礎課程實例演示系統應具有以下特點：

（1）系統中包含教學知識點整理和算法演示兩個部分；

（2）可通過后臺管理對教學內容進行設定、查看、增加、刪除；

（3）準確演繹系統中的算法思想；

（4）系統界面設計要求：具有較強的交互能力，動態的算法演示，形象的圖形設計，充分體現算法細節，外觀設計簡潔明快，元素布局合理，突出教學內容重點等；

（5）操作簡單，易于理解，便于使用。

3 演示系統的設計與實現

3.1 系統開發思路

（1）根據課程的教學大綱，選取典型的算法。

（2）每個算法代表相應章節內容應掌握的知識點。

（3）系統經過概要設計、詳細設計、編碼實現，最后進行系統測試。

（4）利用Flash 軟件［3］實現程序流程的動態演示。

3.2 系統開發過程

（1）總體設計。根據程序設計基礎課程的教學需要，演示系統其內容豐富、具有針對性、涵蓋課程的主要知識點。

（2）框架設計。程序設計基礎課程的算法演示，是根據教材的編排，按照章節的順序，由淺入深、由易到難進行的。

3.3 功能模塊設計

程序設計基礎課程實例演示系統包括教學內容、算法演示、后臺管理三個部分。教學內容包括章節及章節內容；后臺管理包括章節管理與章節內容管理，如圖1 所示。

圖1 系統功能模塊圖

3.4 算法演示設計

該系統包含的算法如表1 所示，演示系統的主界面如圖2所示。

圖2 演示系統主界面

表1 算法內容表

4 結論

本文利用ActionScript 程序設計語言與Flash 技術設計實現了一個程序設計基礎課程常用算法的動態演示系統。該演示系統能夠通過人機交互的方式形象、直觀、動態地展示程序設計基礎課程中的常用算法的基本思想、執行步驟、運行結果，使學生能夠比較直觀地輕松地掌握本課程中難點和重點。

本系統的功能和演示方法，需要根據制作工具以及學生的實際情況進行修改和完善。