C語言程序設計課程教學模式探究

黃鑫

（北京信息職業技術學院，北京 100000）

隨著中國教育的改革和現代職業教育的不斷發展，現代教育從目前的以教師為中心，以課本為中心，轉變為以學生為中心，以社會化學習為中心。本課題是對C語言程序設計課程教學模式的一種探究。通過教學輔助系統使學生對C語言的學習變得更有興趣，解決實際教學過程中存在的問題以及實際需求，培養學生分析問題與解決問題的能力，利用流程圖和C語言交互式編程嵌入到現有機器人設備中，實時得出效果，為C語言學習提供良好的學習環境，提高學習興趣和教學質量，為實現嵌入式C語言的應用，提供了有力的支撐。因此，研究與開發C語言教學輔助系統，涉及到很多技術的應用，對于嵌入式機器人涵蓋了嵌入式技術，機器人技術的應用，教學輔助系統涉及交互式技術，具有流程圖編程系統，需要用到流程圖繪制方法，流程圖的繪制可以用到多種軟件進行，系統開發所選擇的是面向對象的Visual Basic編程語言，而針對與機器人應用狀況，需要生成的代碼能成為機器人的運行指令。這對于學生更好的學習C語言具有非常重要的現實意義。C語言教學輔助系統可以成為學習C語言的輔助工具，增加學生學習C語言的學習興趣，降低學習難度。

一、流程圖

C語言教學輔助為流程圖編程界面，采用流程圖進行編程需要進行流程圖的相關設計，流程圖開發采用的語言可以是Visual Basic。Visual Basic能夠開發Windows環境下的各類應用程序工具，Visual Basic是結構化高級程序設計語言，其語言簡單，它具有可視化的、面向對象和采用事件驅動方式的特點，增加了可視化編程語言的功能，在計算機圖形設計領域非常重要。

C語言教學輔助系統主要是進行流程圖的編程，因而流程圖設計技術在本課題中起到舉足輕重的作用。可以用流程圖是對程序算法、流程進行表示，流程圖在程序開發設計中使用較多。

可以通過程序流程圖用圖形來展示軟件過程設計的表示方法，也可稱為程序框圖，它是軟件開發者最常用的表示流程的工具，其獨立于程序設計語言來表達計算機程序的算法，用程序流程圖可以使學習者更加直觀和清晰的進行學習。因此，更普遍地用于計算機程序設計中。

我們利用流程圖中的幾何圖形來表示不同的操作，用線條來表示程序算法或流程的執行過程。通過簡單、直觀、清晰的流程圖可以很容易地表示程序的算法或流程。

二、交互式技術

教學輔助系統作為一種先進的技術手段，已經深入到職業教育教學之中，教學輔助系統成為越來越多高職院校課程建設的重點。教學輔助系統使我們重新思考構建更符合現代教育要求的新的教學模式，并能夠探索新的教育思想和教與學的理論，而交互式的研究是很重要的一部分。為了使整個系統更為形象生動，可視化效果和學習效果更好，使用了流程圖和C語言交互式編程，此系統用到了交互式技術的應用。

交互技術與用戶接口在計算機圖形學中缺一不可。用戶接口是人與計算機交互的界面，它負責給用戶提供簡單、方便、美觀的操作界面。人－機交互方式由以前的問答方式和菜單交互方式發展到現在普遍使用的圖形交互方式，人－機交互方式是目前較流行的人－機交互環境。在各種應用程序中，通常可以由圖形軟件來實現用戶接口，用戶接口的實現主要有子程序庫、專用語言和交互式命令三種形式。

（一）子程序庫

子程序庫主要是選擇適合的高級編程語言作為主體語言，用主體語言來擴展一系列的過程與函數，用來實現相關的圖形設計和處理。應用程序主要有兩部分：一是主體語言的程序；二是擴展的過程或函數調用語句。

我們可以更多的利用高級程序設計語言自身所具有的特點和功能，用子程序庫進行設計用戶接口，可以使用戶在自己編寫的程序代碼中方便地加入子程序庫中的函數，來實現用戶所期望生成的圖形和交互處理。但用這種方法實現的用戶界面，需要進行不斷地編寫、調試和修改源程序。

（二）專用語言

專門用來進行圖形處理的程序設計語言是圖形專用語言，它有兩種常見的形式：一是解釋執行程序的每一條語句。二是編譯型語言，它需要經過編譯、裝配鏈接后生成可執行代碼。

（三）交互命令

人和計算機運行的程序之間通過傳遞信息的方式進行交互，隨著計算機軟、硬件技術的發展，交互技術和用戶接口技術已從應用程序中獨立出來。目前，許多面向對象的程序語言都提供了對交互式技術的支持。交互技術是用戶使用相關的交互設備，把信息輸入到計算機的不同方式。用戶接口主要用來確定用戶與計算機之間怎樣進行信息的交換，通過何種方式與圖形系統進行連接并通訊，又通過哪種方法來實現具體功能操作。交互任務是用戶輸入到計算機的一個單元信息，是圖形系統所要完成的目標。

交互技術在計算機圖形學中普遍使用，計算機圖形學也稱為交互式計算機圖形學。選擇、定位、文字輸入和數值輸入是交互式圖形系統的最基本任務。常用的交互技術有：窗口、菜單、選擇、拖拽、文本輸入、定量輸入、定向、定值、定位、拾取、網絡技術等。

此系統的交互是通過底層函數對流程圖圖標進行鏈接，能將其轉換成高級程序設計語言的源程序，這樣流程圖交互顯示出C語言的源代碼。

三、嵌入式機器人應用

隨著人們對機器人技術的認識，機器人技術已滲透到人類活動的各個方面領域。人們根據這些應用領域的特點，為機器人技術應用開拓了更加廣闊的發展空間，創造出了各種具有感知、決策、行動和交互能力的機器人。機器人應用軟件開發技術在現階段還處于發展階段，機器人應用技術已被加入國家十二五規劃項目，特別是仿生機器人項目的研究是國家重點需要突破的項目。

人們對機器人的興趣與日俱增，它是一個非常好的實踐教學的載體。機器人現在已經廣泛地用于幾乎所有高校教學之中，學科遍及計算機科學/計算機工程、信息技術、控制論、電氣工程、機械工程及機電一體化。和傳統的教學方式相比，使用機器人作為教學工具有以下優勢：機器人是一個真切存在、獨立的硬件實物。相比于軟件，學生能夠更好地將機器人和自己所學的知識對應起來。機器人的工程任務相當的實際，在學生看來，這種“直觀明確”比較更為直接，通過機器人編程還能更加吸引學生學習的興趣和注意力。

機器人是人類創新能力和創新成果的載體，是永無止境的研究課題。機器人教育為創新教育提供了廣闊的發展空間，為培養學生特長和開發學生潛能提供了更好的條件。近些年，國家已經對機器人研究的資金投入不斷加大，使機器人在國內領域的發展非常迅速。目前，主要的研究單位包括中科院沈陽自動化所、北京航空航天大學和清華大學等。在現代職業教育發展中，根據教育創新的要求，嵌入式機器人的應用可以更好地結合學生自身的特點，不斷培養學生的創新意識，還可以更好地激發學生的學習興趣，使學生能夠主動地進行學習和思考，能夠獨立分析與解決問題，不斷提高學習知識的深度和廣度，培養學生的自學能力、實踐能力和創新能力。

四、結束語

機器人是一個非常好的實踐教學載體，把機器人引入到C語言的教學中，可以更加直觀明確地把機器人和所學的知識對應起來，機器人的編程訓練也可以提高學生學習的趣味性，改變C語言學習的抽象性、枯燥性，讓學生更利于理解和接受，使學生對C語言學習更有樂趣，降低C語言學習的難度，可以讓學生更深刻的學好C語言的基礎知識，激發學習者學習的興趣和動力，從而提高教學質量和學習興趣。