程妮，景運(yùn)革

（運(yùn)城學(xué)院數(shù)學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院，運(yùn)城 044000）

0 引言

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程是一門(mén)應(yīng)用性極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是全院非計(jì)算機(jī)專業(yè)理工科學(xué)生的通識(shí)教育課程。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)主要使用三種基本結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造程序，其中循環(huán)結(jié)構(gòu)是最為重要且最難掌握的一種，尤其是其中的循環(huán)嵌套，一些學(xué)生就會(huì)出現(xiàn)“上課聽(tīng)不懂，實(shí)驗(yàn)不會(huì)做”的情況，所以常規(guī)的講授法學(xué)生很難理解、掌握和消化。基于此，根據(jù)筆者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在精選教學(xué)案例的基礎(chǔ)上，以問(wèn)題為引導(dǎo)，層層深入地分析講解案例，一步步引導(dǎo)學(xué)生理解循環(huán)嵌套的執(zhí)行過(guò)程，并靈活應(yīng)用循環(huán)嵌套解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)實(shí)踐表明，案例教學(xué)法的實(shí)施，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和效果。

1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是教師根據(jù)學(xué)生的理解程度和教學(xué)需要，將知識(shí)點(diǎn)加工成一些典型的案例，并引導(dǎo)學(xué)生一起思考、分析、討論案例[1]，并最終掌握所學(xué)知識(shí)和技能的一種開(kāi)放式、互動(dòng)式的教學(xué)模式。

在C語(yǔ)言的循環(huán)嵌套教學(xué)中實(shí)施案例教學(xué)法，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)來(lái)看都是可行的。循環(huán)嵌套是C語(yǔ)言循環(huán)結(jié)構(gòu)章節(jié)中的難點(diǎn)內(nèi)容，所以本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)性、邏輯性、抽象性較強(qiáng)，內(nèi)容相對(duì)枯燥，學(xué)生很難理解。教師通過(guò)選取生動(dòng)有趣的典型案例，吸取了學(xué)生的注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生參與到案例學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，從而讓學(xué)生在完成實(shí)例的過(guò)程加強(qiáng)對(duì)循環(huán)嵌套的概念、結(jié)構(gòu)和執(zhí)行過(guò)程的理解，掌握類(lèi)似案例的編程規(guī)律，使學(xué)生能夠舉一反三，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和編程能力，以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在案例教學(xué)法中，案例的選取十分關(guān)鍵，教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容的需要，選擇有針對(duì)性的典型案例。而且案例既要突出本節(jié)課的重難點(diǎn)，還要和學(xué)生的日常生活相適應(yīng)[2]。同時(shí)，教學(xué)中使用的案例要由易到難、層層深入，這樣可以循序漸漸地啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和效果。

2 循環(huán)嵌套概述

2.1 教學(xué)內(nèi)容分析

在C語(yǔ)言的三種基本結(jié)構(gòu)中，循環(huán)結(jié)構(gòu)最為重要，而且應(yīng)用也最為廣泛。其中循環(huán)嵌套是循環(huán)結(jié)構(gòu)章節(jié)中的難點(diǎn)內(nèi)容，是本門(mén)課程的難點(diǎn)與核心。循環(huán)嵌套的內(nèi)容難度高且相對(duì)抽象，學(xué)生接受起來(lái)有些困難，所以教師要綜合考慮學(xué)生的實(shí)際情況、教學(xué)內(nèi)容和需要等，運(yùn)用各種教學(xué)方法來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2 教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重難點(diǎn)

循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)的教學(xué)目標(biāo)是：①理解循環(huán)嵌套的含義、基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句格式；②掌握循環(huán)嵌套的執(zhí)行過(guò)程；③應(yīng)用循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的方法；④培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)的教學(xué)重點(diǎn)：①循環(huán)嵌套的含義、基本結(jié)構(gòu)；②平面圖形的輸出；③循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)的教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用for循環(huán)嵌套，編寫(xiě)程序解決實(shí)際問(wèn)題。

2.3 學(xué)習(xí)者分析

大二的理工科學(xué)生已具備一定的邏輯思維能力和學(xué)習(xí)能力，而且上一節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了循環(huán)的概念，實(shí)現(xiàn)循環(huán)的三種語(yǔ)句以及使用循環(huán)編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序，這些為本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。但是，由于內(nèi)容的抽象性和應(yīng)用性較強(qiáng)，受學(xué)習(xí)和思維能力等因素的影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難完全理解和掌握循環(huán)嵌套的相關(guān)概念和執(zhí)行過(guò)程，因此激發(fā)學(xué)生興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性十分重要。

2.4 教學(xué)思路

循環(huán)嵌套的教學(xué)主要采用案例教學(xué)法，通過(guò)問(wèn)題的方式引入案例，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析案例，將知識(shí)分解，然后通過(guò)具體案例分析、掌握循環(huán)嵌套的執(zhí)行過(guò)程和應(yīng)用，最后編程解決案例中的問(wèn)題。

3 循環(huán)嵌套的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

3.1 復(fù)習(xí)回顧，創(chuàng)設(shè)情境

教師活動(dòng)：

提出問(wèn)題1：當(dāng)循環(huán)次數(shù)確定時(shí)，使用哪種循環(huán)結(jié)構(gòu)更方便？其基本格式如何？

提出問(wèn)題2：如何輸出一行*？

學(xué)生活動(dòng)：

學(xué)生口述for循環(huán)的語(yǔ)句格式和循環(huán)的三要素等。師生共同分析輸出一行*時(shí)，循環(huán)變量的初值、終值和步長(zhǎng)，然后教師板書(shū)程序。

通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)是學(xué)生回顧已學(xué)知識(shí)，熟悉for循環(huán)的三要素及語(yǔ)句格式；教師通過(guò)板書(shū)for循環(huán)基本格式可以進(jìn)一步加深學(xué)生的直觀印象，為引入for循環(huán)嵌套做鋪墊。

3.2 提出問(wèn)題，引入新知

教師活動(dòng)：

提出問(wèn)題：使用for循環(huán)可以輸出一行*，那如果要打印4行7列的*，該如何解決？那如果要打印一百行*呢？

學(xué)生活動(dòng)：

學(xué)生能回答出上面輸出一行*的程序段將要被執(zhí)行4次。

在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步引導(dǎo)，展開(kāi)對(duì)該實(shí)例的講解。

課件展示：循環(huán)嵌套的應(yīng)用——平面圖形的輸出（板書(shū)）

【實(shí)例1】輸出4行7列的*。

算法分析過(guò)程：

（1）對(duì)行的輸入：平面圖形的每一行輸出7個(gè)*，需要重復(fù)進(jìn)行4次。輸出一行*將作為循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體，而行數(shù)則是循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)控制變量。

（2）對(duì)列的輸入：每一行需要重復(fù)輸出7個(gè)*，也用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）循環(huán)嵌套：for循環(huán)的循環(huán)體又被另一個(gè)for循環(huán)語(yǔ)句替代，則形成了循環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)。

C程序代碼如下：

教師提問(wèn)：

語(yǔ)句printf(“ ”);能否不寫(xiě)？

在輸出平面圖形時(shí)，在每一行符號(hào)輸入完成后，要加一條換行顯示語(yǔ)句，否則所有的符號(hào)會(huì)在一行中顯示。

結(jié)論：

有規(guī)律的平面圖形，一般使用雙重循環(huán)，逐行輸出。

外循環(huán)控制行，內(nèi)循環(huán)控制列。

3.3 講授新知，分析案例

（1）循環(huán)嵌套的含義和結(jié)構(gòu)

在一個(gè)循環(huán)體內(nèi)完整地包含另一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱為循環(huán)嵌套。

其中外層的循環(huán)稱為外循環(huán)，嵌套在循環(huán)體內(nèi)的循環(huán)稱為內(nèi)循環(huán)。嵌套可以有很多層，一般使用雙重或三重循環(huán)。

（2）實(shí)現(xiàn)循環(huán)嵌套的方式

三種循環(huán)結(jié)構(gòu)while、do-while、for可以互相嵌套，這節(jié)課我們主講for循環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)。而且循環(huán)語(yǔ)句之間只存在并列和嵌套兩種關(guān)系。

循環(huán)嵌套的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在使用循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)行列輸出時(shí)，首先要找出循環(huán)體，其次要確定控制循環(huán)的次數(shù)。其中，循環(huán)體的次數(shù)一般由循環(huán)控制變量來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要明確三要素[3]。

（3）循環(huán)嵌套的執(zhí)行過(guò)程

循環(huán)嵌套的執(zhí)行規(guī)律是外循環(huán)執(zhí)行一次，內(nèi)循環(huán)要執(zhí)行多次。即在每次執(zhí)行外循環(huán)的循環(huán)體時(shí)若遇到內(nèi)循環(huán)，應(yīng)將內(nèi)循環(huán)體的全部循環(huán)結(jié)束后再執(zhí)行下一次的外循環(huán)，直到外循環(huán)也全部結(jié)束為止[4]。

結(jié)合課件上的流程圖，教師引導(dǎo)學(xué)生分析循環(huán)嵌套的執(zhí)行過(guò)程。

圖1 循環(huán)嵌套的執(zhí)行流程

【實(shí)例2】輸出右圖的平面圖形。

教師提問(wèn)：

共輸出幾行*？每一行輸出幾個(gè)*？

教師引導(dǎo)學(xué)生分析規(guī)律，共4行*，所以外循環(huán)執(zhí)行4次，循環(huán)體的次數(shù)用i表示，三要素分別為i=1；i<=4；i++；外循環(huán)的循環(huán)體是輸出*，通過(guò)觀察，可得出每一行輸出*個(gè)數(shù)不同，第i行輸出i個(gè)*，如果內(nèi)循環(huán)由j來(lái)控制，j的變化應(yīng)為1到i；另外注意，每一行符號(hào)輸完后要換行[5]。

通過(guò)實(shí)例1的學(xué)習(xí)，學(xué)生在理解循環(huán)嵌套后都能完成實(shí)例2的這個(gè)平面圖形的輸出，教師及時(shí)給于鼓勵(lì)和反饋，可以大大提高學(xué)生的自信心。

【實(shí)例3】輸出右圖的平面圖形。

●教師提問(wèn)：行和列的關(guān)系是什么？

●學(xué)生回答，教師分析并板書(shū)行和列的規(guī)律，課件呈現(xiàn)程序代碼。

【拓展實(shí)例】輸出右圖的平面圖形。教師提問(wèn)：

●每行輸出的空格數(shù)有什么特點(diǎn)？

●外循環(huán)的循環(huán)體是什么？

●如何輸出空格？

結(jié)合課件，教師引導(dǎo)學(xué)生一起分析平面圖形的規(guī)律，得出答案：

●學(xué)生討論分析每行空格數(shù)的特點(diǎn)。

●外循環(huán)的循環(huán)體應(yīng)包括兩部分：即每一行先輸出空格，再輸出*并換行。

●觀察平面圖形，分析得出第i行要先輸出4-i個(gè)空格，再輸出2*i-1個(gè)*。

C程序代碼如下：

教師提問(wèn)：

●外循環(huán)的循環(huán)體包括了兩個(gè)for語(yǔ)句，這兩個(gè)for語(yǔ)句的關(guān)系是什么？

通過(guò)以上案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步了理解for循環(huán)嵌套的語(yǔ)句格式和執(zhí)行過(guò)程，并通過(guò)幾個(gè)案例的逐層深入，可以做到舉一反三，從而利用循環(huán)嵌套解決實(shí)際問(wèn)題。

3.4 應(yīng)用拓展，鞏固新知

通過(guò)上面幾個(gè)實(shí)例的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上掌握了循環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)了，對(duì)循環(huán)嵌套的概念和執(zhí)行過(guò)程也有了深入的理解。為了更好地掌握和應(yīng)用for循環(huán)嵌套，利用循環(huán)嵌套解決實(shí)際問(wèn)題，教師進(jìn)一步講解幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

【應(yīng)用實(shí)例1】利用循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)編程，輸出九九乘法表。

圖2 九九乘法表

教師活動(dòng)：

●提出問(wèn)題1：參考課件上的九九乘法表，思考如何輸出？

●提出問(wèn)題2：每行輸出幾個(gè)式子？行與列有什么關(guān)系？

教師引導(dǎo)學(xué)生分析，這個(gè)例子與實(shí)例2比較相似，一共要打印9行，所有外循環(huán)變量i的值應(yīng)為1到9，第i行打印出i個(gè)式子，所以內(nèi)循環(huán)變量j的取值應(yīng)為1到i[6]。另外，第i行第j列要輸出的式子為：printf("%d*%d=%2d",j,i,i*j);有了上面幾個(gè)實(shí)例的基礎(chǔ)，學(xué)生可以寫(xiě)出如下程序：

強(qiáng)調(diào)：

●講解行和列的規(guī)律，強(qiáng)調(diào)j<=i

●式子的表示和輸出

●%2d的用意

【應(yīng)用實(shí)例2】求1!+2!+….+10!

結(jié)合課件，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：

（1）外循環(huán)：累加求和 循環(huán)變量i1～10

根據(jù)以上分析，學(xué)生對(duì)于該實(shí)例的求解過(guò)程很清晰了。學(xué)生可以在紙上編寫(xiě)程序。教師適時(shí)地給以引導(dǎo)，最后通過(guò)課件程序該程序的完整代碼，并做總結(jié)。

完整C程序代碼為：

【思考】輸出100以內(nèi)所有的素?cái)?shù)。

提示：循環(huán)嵌套程序設(shè)計(jì)還常出現(xiàn)在使用枚舉法解決實(shí)際問(wèn)題的程序中，例如，該題和“尋找水仙花數(shù)”等問(wèn)題。

實(shí)例結(jié)束后，給學(xué)生留下思考題，學(xué)生可以在課下，利用所學(xué)知識(shí)編程實(shí)現(xiàn)。

3.5 教學(xué)小結(jié)

本節(jié)課我們通過(guò)平面圖形的輸出的一個(gè)案例，引出循環(huán)嵌套，講解了循環(huán)嵌套的概念，分析了其結(jié)構(gòu)和執(zhí)行過(guò)程；并通過(guò)多個(gè)案例的講解，進(jìn)一步鞏固了循環(huán)嵌套的相關(guān)知識(shí)，主要是for循環(huán)嵌套的應(yīng)用；最后結(jié)合總結(jié)的規(guī)律，在屏幕上輸出九九乘法表等，并給學(xué)生留下思考題目以供學(xué)生課下學(xué)習(xí)，鞏固新知。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)需要，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在C語(yǔ)言循環(huán)嵌套教學(xué)實(shí)踐摸索出一套適合學(xué)生的案例教學(xué)法，教學(xué)實(shí)踐表明，案例教學(xué)改變了傳統(tǒng)以理論知識(shí)為中心的教學(xué)模式，將復(fù)雜抽象的知識(shí)貫穿于一些典型案例中，并通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)層層深入地分析、講解案例，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，學(xué)生的邏輯思維能力和編程能力也得到了明顯提高，取得了良好的教學(xué)效果。