定時關(guān)機(jī)程序在C語言教學(xué)中的應(yīng)用

翁省輝，吳方

（北京理工大學(xué)珠海學(xué)院計算機(jī)學(xué)院，廣東珠海519085）

C語言作為程序設(shè)計的入門課程，我校各理工科專業(yè)均有開設(shè)。該課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，初步掌握程序設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)方法，對培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計基本思想、利用計算機(jī)求解問題能力有著重要的意義[1-2]。

本文針對學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程中普遍存在的一些問題，探討以漸進(jìn)式案例教學(xué)為主線的模式，使學(xué)生更容易掌握課程知識點。本次探討并不是完全放棄傳統(tǒng)的教學(xué)方式，而是將兩者有機(jī)結(jié)合，教學(xué)過程中將案例教學(xué)融入傳統(tǒng)教學(xué)中[3]。

1 目前存在的一些問題

1.1 知識點多、學(xué)時較少

以北京理工大學(xué)珠海學(xué)院面向全校非計算機(jī)專業(yè)開設(shè)的C語言程序設(shè)計課程為例，該課程重點講授計算機(jī)基礎(chǔ)、進(jìn)制轉(zhuǎn)換、C語言簡介、編程環(huán)境、基本數(shù)據(jù)類型、標(biāo)識符、運算符、輸入輸出、順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)組、字符串、函數(shù)等內(nèi)容，而課程學(xué)時為48學(xué)時。

1.2 知識枯燥、興趣不大

由于課程性質(zhì)以及學(xué)時等原因，傳統(tǒng)教學(xué)容易出現(xiàn)注重語法算法知識，輔以例題講解，學(xué)生被動地接受知識[4]。這類方法雖能較好地保證知識的系統(tǒng)性，但是容易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背知識點、學(xué)習(xí)興趣不大、掌握知識不牢固等問題，不能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果較差。

1.3 案例不當(dāng)、學(xué)習(xí)迷茫

教材中的傳統(tǒng)案例多數(shù)以數(shù)學(xué)知識為主[5]。一方面我校部分學(xué)生數(shù)學(xué)較薄弱，對案例的理解有一定困難，并且離實際應(yīng)用較遠(yuǎn)，學(xué)生普遍存在疑惑：學(xué)習(xí)C語言到底有什么用，無法感受C語言帶來的成就感與自豪感；另一方面這些案例大都圍繞知識點設(shè)計成一個個獨立的案例，無法有效串聯(lián)起來。

2 漸進(jìn)式案例教學(xué)模式

漸進(jìn)式案例教學(xué)是指在教學(xué)過程中以一個綜合案例做為主線來展開教學(xué)，功能由簡到難，不斷引入新問題，利用每個章節(jié)的知識點逐步解決問題、完善功能，最終達(dá)到一個完整的、具有較強(qiáng)實際意義的綜合案例，從而培養(yǎng)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力的一種教學(xué)方法。具體實施時，先向?qū)W生展示案例的最終效果，然后逐步引導(dǎo)學(xué)生完成。

該教學(xué)模式有以下幾個原則：

2.1 精心設(shè)計教學(xué)案例

教學(xué)案例的選擇直接影響學(xué)生的積極性。興趣是最好的老師，如果案例沒選好，學(xué)生初學(xué)時很難認(rèn)可它的價值，學(xué)習(xí)缺乏目地性。這就需要在選擇案例時要充分考慮其趣味性，讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.2 組織學(xué)生參與案例討論

學(xué)生參與討論是案例教學(xué)重要的一環(huán)，通過分析案例，學(xué)生可由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃樱處熃M織學(xué)生討論，并通過恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生主動提出問題，并思考如何解決。

2.3 覆蓋大部分章節(jié)知識點

初始的案例可能覆蓋部分知識點，這就要求要對案例進(jìn)行擴(kuò)展，既要符合實際需求，又要盡量覆蓋大部分知識點。

3 漸進(jìn)式案例的設(shè)計

本文所采用的案例是一個定時關(guān)機(jī)的綜合案例。多年的演示情況可以看出學(xué)生對這個案例表現(xiàn)出較大的興趣。整個程序的運行結(jié)果如圖1所示。

圖1 定時關(guān)機(jī)運行界面Fig.1 Timing shutdown operation interface

下面以課程教材李鳳霞教授主編的《C語言程序設(shè)計教程（第3版）》[6]為例，列舉該案例覆蓋教材中的章節(jié)內(nèi)容和知識點（我校非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生只要求講到函數(shù)，如有需要，案例可以再進(jìn)行擴(kuò)展），如表1所示。

表1 定時關(guān)機(jī)案例覆蓋的章節(jié)內(nèi)容及知識點Tab.1 Timing shutdown case covered sections of content and know ledge points

例中的關(guān)機(jī)功能是通過執(zhí)行DOS命令中的shutdown來實現(xiàn)的，所以在講解案例前需要講解一些預(yù)備知識點。首先需要講解shutdown這個命令以及參數(shù)的意義，然后再講解stdlib.h中的system函數(shù)的用法。最簡單的關(guān)機(jī)代碼如下：

#include＜stdio.h＞

#include＜stdlib.h＞

int main（）

{

printf（"歡迎使用定時關(guān)機(jī)程序 "）；

system（"shutdown-s-t 100"）；/*“-s”表示關(guān)閉計算機(jī)，“-t”表括示設(shè)置關(guān)機(jī)倒計時，后面的100是時間*/

return 0；

}

取消關(guān)機(jī)代碼如下：

#include＜stdio.h＞

#include＜stdlib.h＞

int main（）

{

system（"shutdown-a"）；/*“-a”表示取消關(guān)閉計算機(jī)*/

return 0；

}

下面就以上兩段代碼探討漸進(jìn)式案例教學(xué)。

3.1 主界面設(shè)計

在學(xué)習(xí)完最簡單的HelloWolrd程序之后，就可以利用printf函數(shù)和轉(zhuǎn)義符‘ ’在關(guān)機(jī)代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行主界面設(shè)計。主要代碼如下：

printf（"---------------------------------- "）；

printf（"歡迎使用定時關(guān)機(jī)程序！ 1表示關(guān)機(jī) 2表示取消關(guān)機(jī) 0表示退出 "）；

printf（"---------------------------------- "）；printf（"請輸入您的選擇: "）；

3.2 基本輸入輸出語句和選擇結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

不難看出，以上的代碼分別實現(xiàn)了關(guān)機(jī)和取消關(guān)機(jī)功能，能否將以上代碼合在一起實現(xiàn)一個既可以關(guān)機(jī)又可以取消關(guān)機(jī)的程序？接下來可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識來實現(xiàn)此功能。該問題的解決包括3個方面：

1）如何實現(xiàn)讓用戶輸入自己的選擇。此時可以使用scanf函數(shù)，同時提醒學(xué)生注意標(biāo)識符的命名規(guī)范以及良好的代碼規(guī)范。主要代碼如下：

int choice=0；

printf（"---------------------------------- "）；

printf（"歡迎使用定時關(guān)機(jī)程序！ 1表示關(guān)機(jī) 2表示取消關(guān)機(jī) 0表示退出 "）；

printf（"---------------------------------- "）；

printf（"請輸入您的選擇: "）；

scanf（"%d"，&choice）；

2）如何跟據(jù)用戶的選擇完成相應(yīng)的功能。此時可以使用多分支if語句來實現(xiàn)。值得注意的是，學(xué)生經(jīng)常將”==”與‘=’混淆，此時可以故意寫漏一個‘=’以加深學(xué)生的印象。另外，此時可以講解1==choice與choice==1的區(qū)別，前者能夠避免將”==”寫成‘=’而編譯器檢查不出的問題。主要代碼如下：

if（1==choice）

{

system（"shutdown-s-t 100"）；

}

else if（2==choice）

{

system（"shutdown-a"）；

}

else if（0==choice）

{

/*此處代碼之后再添加*/

}

else

{

printf（"您的輸入有誤！ 請重新輸入： "）；

}

3）程序運行后一旦用戶完成輸入程序立即退出。這一問題可以通過引入getch（）函數(shù)（需要添加頭文件conio.h）來解決。在程序語句return 0之前添加getch（）即可實現(xiàn)。

3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

以上的程序只能讓用戶做出一次選擇，而且一旦用戶輸入錯誤，程序運行結(jié)束，程序設(shè)計不夠人性化，此時通過引入while語句和break語句可以解決這一問題。主要代碼如下：

while（1）/*條件為1，永遠(yuǎn)滿足，會一直循環(huán)直至break

退出*/

{

if（1==choice）

{

system（"shutdown-s-t 100"）；

}

else if（2==choice）

{

system（"shutdown-a"）；

}

else if（0==choice）

{

break；/*此處在3.2的基礎(chǔ)上增加break是為了在用戶輸入0時跳出循環(huán)*/

}

}

3.4 字符數(shù)組和字符串函數(shù)的應(yīng)用

以上的代碼實現(xiàn)了定時關(guān)機(jī)功能，但是時間并不能由用戶自己指定，案例的實用性大打折扣，此時可以引導(dǎo)學(xué)生使用scanf函數(shù)讓用戶輸入一個時間（int型），然后通過使用itoa函數(shù)將int轉(zhuǎn)換成字符串型，最后使用字符串函數(shù)strcat函數(shù)將兩個字符串連接在一起。主要代碼如下：

int hour=0，minute=0；

int seconds=0；

printf（"請設(shè)置關(guān)閉超時時間：如1 20表示1小時20分鐘后關(guān)機(jī)，請輸入 "）；

scanf（"%d%d"，&hour，&minute）；

seconds=hour*3600+minute*60；

char strTime[20]；

itoa（seconds，strTime，10）；

char strCommands[30]="shutdown-s-t"；

strcat（strCommands，strTime）；

printf（"系統(tǒng)將在%d小時%d分鐘（%d秒）后關(guān)閉！ "，hour，minute，seconds）；

system（strCommands）；

3.5 函數(shù)的應(yīng)用

在講解函數(shù)這一章節(jié)內(nèi)容的時候?qū)⒁陨洗a中功能相近的代碼寫在一個函數(shù)中。如3.1中主界面中的代碼可以作為一個函數(shù)的函數(shù)體。主要代碼如下：

void PrintUI

{

printf（"---------------------------------- "）；

printf（"歡迎使用定時關(guān)機(jī)程序！ 1表示關(guān)機(jī) 2表示取消關(guān)機(jī) 0表示退出 "）；

printf（"---------------------------------- "）；

printf（"請輸入您的選擇: "）；

}

4 結(jié)束語

C語言程序設(shè)計課程概念抽象、語法枯燥、知識眾多，對學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來很大的壓力。鑒于該課程的重要性，應(yīng)該對該課程進(jìn)行各種探索，本文提出的教學(xué)模式也是一個嘗試。多年的實踐結(jié)果表明，本文中的定時關(guān)機(jī)案例能夠讓學(xué)生認(rèn)識到C語言的實用性，引起學(xué)生的極大興趣，能改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，取得了較好的教學(xué)效果。

[1] 徐大華.C語言程序設(shè)計教學(xué)探索[J].信息技術(shù)，2010（12）:26-28.XU Da-hua.Discussion on teaching-method with C programming language[J].Information Technology，2010（12）:26-28.

[2] 葛文庚，藺莉.程序設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)模式研究與設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2012（4）:44-46.GE Wen-geng，LIN Li.Research and design of the program design foundation course teaching[J].International Electronic Elements，2012（4）:44-46.

[3] 徐新海，林宇斐.注重計算思維的啟發(fā)式C語言語法教學(xué)[J].計算機(jī)教育，2014（17）:1-4.XU Xin-hai，LIN Yu-fei.Pay attention to the heuristic C language grammar teaching of Computational Thinking[J].IT Education，2014（17）:1-4.

[4] 米磊，賁可榮，趙皚.“面向?qū)W生”的C語言教學(xué)方法研究與實踐[J].計算機(jī)工程與科學(xué)，2014（A1）:5-9.MI Lei，BEN Ke-rong，ZHAO Ai.“Student-Oriented”teaching method of C language[J].Computer Engineering&Science，2014（A1）:5-9.

[5] 劉淑嫻，阿里甫·庫爾班，李曉華.簡單案例為主線的教學(xué)模式在C語言教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)教育，2011（4）:89-93.LIU Shu-xian，A Li-pu·KU Er-ban，LI Xiao-hua.Application of a simple case of the main line of the teaching model in C language teaching[J].IT Education，2011（4）:89-93.

[6] 李鳳霞.C語言程序設(shè)計教程[M].3版.北京：北京理工大學(xué)出版社，2011.