陳文青

(紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，浙江 紹興312000)

游戲算法融合情景模擬在高職C語言教學(xué)中的應(yīng)用

陳文青

(紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，浙江 紹興312000)

對高職教師與學(xué)生來說，C語言是一門讓他們普遍覺得枯燥無味、難教難學(xué)的課程.若采用常規(guī)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式，學(xué)生往往難以理解與應(yīng)用，許多學(xué)生喪失學(xué)習(xí)該課程的興趣與信心.研究主要從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的內(nèi)在動機角度進行探索，采用難度適中的游戲算法融合情景模擬的方式進行教學(xué)，讓學(xué)生因有趣而愿主動探究、因難度不大而有學(xué)好的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，從而達到良好的教學(xué)效果.

C語言；高職；游戲算法；情景模擬

隨著教學(xué)條件的改善，當(dāng)前高職C語言程序設(shè)計教學(xué)一般采用多媒體加機房的授課方式，形成了以考試為中心來組織教學(xué)的現(xiàn)象，教學(xué)內(nèi)容以考試內(nèi)容是否涉及為取舍標(biāo)準(zhǔn).多媒體課堂上選用一般的語法算法案例進行講解，然后在機房讓學(xué)生練習(xí)書上實踐題目或者是常規(guī)的實踐題目，若是課程考核與等級考試結(jié)合，則練習(xí)題目主要采用等級考試試題庫題目或相似題目.一段時間后，大多數(shù)學(xué)生開始感覺學(xué)習(xí)C語言枯燥無味，加上上機屢屢受挫，久而久之，學(xué)生便覺得學(xué)習(xí)C語言又難又無趣，喪失學(xué)習(xí)C語言的興趣，甚至放棄該課程的學(xué)習(xí).本研究主要從如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的內(nèi)在動機角度進行探索，采用游戲算法融合情景模擬的方式進行教學(xué)，激發(fā)與維持學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的興趣，讓學(xué)生因為興趣而自覺主動地去學(xué)習(xí)、去探究，真正實現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo).

1 高職C語言教學(xué)現(xiàn)狀

C語言的難教難學(xué)與枯燥乏味是授課教師與學(xué)生的普遍感受，目前國內(nèi)有的高校已經(jīng)意識到從趣味性角度去改善枯燥乏味的問題，如把動畫作為案例融入教學(xué)中，通過對一個動畫程序的運行與解釋，加深學(xué)生對算法的理解與應(yīng)用；有的僅是在第一次課或開始階段的課堂上展示一些用C語言開發(fā)的游戲或程序，由于難度之類的原因，之后的教學(xué)時間不再涉及，按一般常規(guī)進行教學(xué)；由于趣味性游戲案例匱乏，教師并未創(chuàng)新加工新的趣味游戲，僅是“漢諾塔”“百元買百雞”“兔子繁殖問題”等幾個非常有限甚至有些乏味的案例，未能很好地激發(fā)與保持學(xué)生的興趣[1].由于高職院校與本科院校的學(xué)生接受能力存在一定的差異，對于算法難度較高的游戲，學(xué)生難以理解，更談不上編寫，復(fù)雜度較高的游戲算法并不能真正應(yīng)用到高職C語言程序設(shè)計教學(xué)中[2].

在C語言程序設(shè)計教學(xué)過程中，常用的有項目教學(xué)法、案例教學(xué)法、提問式、啟發(fā)式等教學(xué)方式[3]，但在這些方法的教學(xué)過程中，較少或忽視了對算法或一些較難理解的概念的情景模擬.情景模擬體驗教學(xué)指的是教師通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,引發(fā)學(xué)生的體驗性學(xué)習(xí),二者互為依托,構(gòu)成一個完整的有生命的課堂發(fā)展系統(tǒng),從而形成有情感的、創(chuàng)新的、具有人文價值趨向的課堂教學(xué)[4].由于C語言程序設(shè)計課程本身具有的特性，對于常規(guī)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式，學(xué)生理解與消化授課內(nèi)容比較困難，特別是高職院校，大多數(shù)學(xué)生的基礎(chǔ)知識薄弱，學(xué)習(xí)動力及自信心不強，自我管理以及自我約束力較差，由于不能理解與應(yīng)用，對課程感到枯燥乏味，許多學(xué)生喪失學(xué)習(xí)信心與興趣.

2 激發(fā)與培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的內(nèi)在動機

對這樣一門普遍讓教師與學(xué)生覺得枯燥無味、難教難學(xué)的課程，如何進行教與學(xué)是值得探討的問題.從學(xué)生學(xué)習(xí)動機角度來說，學(xué)生學(xué)習(xí)的動機有外在動機和內(nèi)在動機，外在動機也稱外源性動機，指由外在的獎懲或害怕考試不及格等活動之外的原因激起的動機；內(nèi)在動機也稱內(nèi)源性動機，是源于興趣、好奇心、求成的需要或自信心等個人特征的動機[5].如何讓該課程學(xué)習(xí)變得有趣？如何激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲？如何讓學(xué)生自覺主動地去學(xué)習(xí)，課內(nèi)課外都愿意花費時間與精力去研究它，而不僅僅是應(yīng)付考試？如何讓該課程變得不難學(xué)，不難掌握，不讓學(xué)生因為難學(xué)而選擇放棄？

要讓學(xué)生了解本課程的用途，如展示用C語言編寫的實用控制程序，讓學(xué)生知道看得見的實際用途；愛玩是人的天性，那么就把游戲作為切入點，把游戲案例融入教學(xué)中，讓學(xué)生覺得編程也可以像游戲一樣好玩，主動去探究[6]；針對因難學(xué)而想放棄該課程學(xué)習(xí)的問題，可想法使之變得簡單易理解，選擇或設(shè)計難度在學(xué)生能掌控范圍內(nèi)的游戲，并對游戲算法及一些難理解的概念進行情景模擬，降低學(xué)習(xí)難度.當(dāng)學(xué)生覺得學(xué)習(xí)C語言有用而想去掌控、有趣而想去探究、難度不大而有學(xué)好的信心時，就能夠調(diào)動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的內(nèi)在動機.

3 創(chuàng)設(shè)游戲情境，啟發(fā)式教學(xué)

簡單趣味游戲算法貫穿整個教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生主動探究精神.在教學(xué)中如果直接講解語法、算法，大多枯燥無味，學(xué)生很難聽下去，教學(xué)效果往往不理想.玩是人的天性，若能把這些枯燥的語法、算法變得像游戲一樣有趣，難度與復(fù)雜度又在大多學(xué)生能理解與掌控的范圍內(nèi)，學(xué)習(xí)就如玩游戲，何樂而不為呢？教師對算法和一些難理解的概念進行情景模擬，使學(xué)生參與其中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，加深學(xué)生對知識點的理解.

由于篇幅有限，不能一一展示教學(xué)中的游戲案例，本文選取的三個游戲案例，主要對應(yīng)C語言中的if語句、do-while語句、while語句、continue語句、break語句等知識點，教師可根據(jù)不同授課內(nèi)容，對游戲案例靈活改動與擴展挖掘、設(shè)計更多實用的趣味游戲案例.

游戲案例一：單次抽獎游戲

輸入一個1-100之間的整數(shù)，若輸入的整數(shù)恰好等于電腦隨機產(chǎn)生的整數(shù)，則可以抽到大獎，獎品自行設(shè)置.

對應(yīng)知識點：雙分支if語句使用.

創(chuàng)設(shè)情境：上課時，教師可先和學(xué)生們說明游戲規(guī)則，讓學(xué)生說出一個指定范圍的數(shù)字，若該數(shù)字與電腦產(chǎn)生的數(shù)字一致，則中獎.和學(xué)生們玩抽獎游戲，獎品可以是平時成績幸運分，也可是甜甜的棒棒糖，總之，調(diào)動學(xué)生的興致，開心參與即可.

案例分析：學(xué)生清楚游戲過程后，可和學(xué)生一起進行案例分析，如何實現(xiàn)抽獎過程.可定義2個整型變量存放輸入的整數(shù)與電腦產(chǎn)生的隨機數(shù)，然后比較這兩個整數(shù)是否相等，若相等則中獎，否則給出不中獎提示信息，由于比較的結(jié)果只有2種，因此采用雙分支結(jié)構(gòu).

程序清單：

#include lt;stdio.hgt;

#include lt;stdlib.hgt;

#include lt;time.hgt;

main()

int rand num,key;

srand( time(NULL) );

rand num = rand()%100+1 ;//隨機產(chǎn)生第一個1～100間的數(shù)

if (key== rand num)

else

}

程序運行結(jié)果如圖1所示：

圖 1

案例小結(jié)：在完成該項試驗任務(wù)時，教師可告訴學(xué)生編碼的時候，中獎或未中獎的獎品.學(xué)生可自行設(shè)置，學(xué)生的獎品設(shè)置充滿個性與趣味性，課堂氣氛輕松、活躍.在完成該項試驗任務(wù)后，可對該案例進行擴展，對學(xué)生提出問題，比較的結(jié)果可產(chǎn)生各種等級的獎項設(shè)置情況，案例稍加修改就可變成if語句多分支結(jié)構(gòu).

游戲案例二：多次抽獎游戲

輸入一個1-100之間的整數(shù)，電腦將隨機產(chǎn)生兩個1-100間的數(shù)，若輸入的整數(shù)恰好在電腦隨機產(chǎn)生隨機數(shù)之間，則抽到大獎，若想繼續(xù)抽獎，則輸入“Y”或“y”字符，若想結(jié)束抽獎游戲，則輸入非“Y”或“y”字符，結(jié)束抽獎游戲.獎品可自行設(shè)置.

對應(yīng)知識點：do-while循環(huán).

創(chuàng)設(shè)情境：總結(jié)單次抽獎缺陷，抽一次獎程序就結(jié)束，想再玩的話需要重新運行程序，能否讓玩家自己決定是否退出游戲，比如若想繼續(xù)玩就輸入“Y”，不想繼續(xù)玩了就輸入“N”或是其他字符.

案例分析：由于不限制抽獎次數(shù)，因此該案例采用do-while循環(huán)語句更合適，在案例一基礎(chǔ)上，一次抽獎判斷結(jié)束后，給出提示信息，是否需要繼續(xù)抽獎(Y/y)，由于接下來需要接收輸入的一個字符信息進行判斷，因此需要把提示信息后的回車符及輸入判斷字符后的回車符清空，以便進行下一輪的抽獎.

程序清單：

#include lt;stdio.hgt;

#include lt;stdlib.hgt;

#include lt;time.hgt;

main()

int randnum1, randnum2,key;

char try Again;

srand( time(NULL) );

do

{

randnum1 = rand()%100+1 ;//隨機產(chǎn)生第一個1～100間的數(shù)

randnum2 = rand()%100+1;

if (key lt;=randnum2 amp;amp; key gt;= randnum1 || key gt;= randnum2 amp;amp; key lt;= randnum1)

else

get char();

get char(); //清空輸入緩沖

}

程序運行結(jié)果如圖2所示：

圖 2

案例小結(jié)：本實驗是不限定玩的次數(shù)，也可讓學(xué)生改成限定抽獎次數(shù)的情況，對應(yīng)指定循環(huán)次數(shù)的for語句、while語句情況.

游戲案例三：必勝的乙方

有21枚硬幣，甲乙兩人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚硬幣，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就輸了.要求甲先取硬幣，乙方如何抽取才能保證一定勝利.

對應(yīng)知識點：while語句、continue語句、break語句

創(chuàng)設(shè)情境：在講解該案例之前，教師先和學(xué)生做游戲，教師帶21枚1元硬幣到課堂，和學(xué)生說明游戲規(guī)則，2人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚硬幣，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就輸了，游戲參與對象為教師與學(xué)生，要求學(xué)生先取硬幣，若教師輸了，則21元歸贏的學(xué)生，作為加餐費，教師掌握著必勝法寶，游戲的結(jié)果當(dāng)然是以學(xué)生挑戰(zhàn)失敗.

問題產(chǎn)生：為何多名學(xué)生上講臺挑戰(zhàn)教師，卻都全軍覆沒？教師掌握了什么規(guī)則，使之成為不敗者？

案例分析：教師要保證自己是必勝方，也就是讓學(xué)生拿到最后一枚硬幣，只有一種可能，那就是只給學(xué)生剩下1枚硬幣，于是問題轉(zhuǎn)化為“20枚硬幣，甲乙兩人輪流取硬幣，每人每次可拿1～4枚，不能多拿也不能不拿，誰取到最后一枚硬幣誰就贏”，為了讓乙方取到最后一枚硬幣，則要保證最后一輪抽取之前剩下5枚硬幣，這樣，無論甲方怎樣取硬幣，乙方都可將硬幣取走.于是問題轉(zhuǎn)化為“15枚硬幣情況”，同理，為了讓乙方取到最后一枚硬幣，則要保證最后一輪抽取之前剩下5枚硬幣.問題又轉(zhuǎn)化為10枚硬幣情況，可以推出這樣的結(jié)論，在抽取的過程中，乙方只要保證每一輪的抽取硬幣數(shù)與甲方抽取硬幣數(shù)量之和為5，就能保證自己一定勝利. 教師就是利用這個規(guī)則，使自己成為不敗者.

程序清單：

main()

{

int teacher , student, coin num = 21;// coin num存放初始硬幣數(shù)量

while(1)

{

if(studentlt;1 || studentgt;4 || studentgt;coin num)

coin num = coin num - student;

teacher = 5 - student;

coin num = coin num - teacher;

}

程序運行結(jié)果如圖3所示：

圖 3

4 結(jié)論

好的游戲案例也需好的傳達，才能充分發(fā)揮游戲案例的趣味性，如一個好笑的故事若只是平淡地陳述，笑話也就變得不那么好笑.游戲算法融合游戲情景模擬，可活躍課堂氣氛，拉近師生距離，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動學(xué)生參與游戲的熱情，讓學(xué)生覺得編程也可以像游戲一樣好玩，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性.教師還可結(jié)合多媒體課件，通過flash制作的算法動畫、圖像等手段對游戲算法進行分析，使得講解更加生動、直觀、更好理解.

采用游戲算法融合情景模擬的方式進行教學(xué)，使得教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”都是一件愉快并令人期待的過程，許多學(xué)生對程序設(shè)計已不再感到乏味、枯燥、畏懼，而是覺得有趣、好玩；許多學(xué)生還想辦法改進游戲、創(chuàng)新游戲，為完成自己的游戲設(shè)計，課后主動學(xué)習(xí)，主動查詢資料.雖然紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所普通的高職院校，通過C語言程序設(shè)計的教學(xué)改革與實踐，已取得了一系列豐碩的成果.課程組教師所指導(dǎo)的學(xué)生在紹興市大學(xué)生程序設(shè)計技能競賽中，多次獲一、二、三等獎；在浙江省第七屆至第十屆大學(xué)生程序設(shè)計競賽中多次獲得金獎、銀獎與銅獎.

與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，游戲案例情景模擬融合游戲算法分析的教學(xué)方式使得算法教學(xué)生動、具體、形象，讓學(xué)生在輕松愉快的游戲與游戲編碼中掌握了編碼的基本技能，培養(yǎng)與鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力.

[1]何欽銘，顏暉.C語言程序設(shè)計[M]．杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[2]黃國政．游戲促進學(xué)習(xí)——“掃雷”程序提高C語言學(xué)習(xí)興趣[J]．連云港師范高等專科學(xué)校學(xué)報，2002(2):53-56.

[3]余小燕.C語言程序設(shè)計教學(xué)方法探討[J].計算機教育，2009(10):136-138.

[4]程守梅，賀彥鳳，劉云波．論情境模擬教學(xué)法的理論依據(jù)[J]．成人教育，2011(7)：43-44.

[5]皮連生．教育心理學(xué)[M]．上海：上海教育出版社，2005.

[6]孫玉霞．基于教育心理學(xué)C語言教學(xué)探討[J]．湖北師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)．2011(01):105-108.

2014-03-22

紹興市教育科學(xué)2013年規(guī)劃項目(編號：SGJ13042)

陳文青 (1978-)，女 ，廣東潮陽人，講師，主要研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)、計算機教學(xué).

G642

A

1008-293X(2014)08-0087-06