游戲化學(xué)習(xí)在《C程序設(shè)計(jì)》的應(yīng)用與實(shí)踐.doc

游戲化學(xué)習(xí)在C程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用與實(shí)踐 中國(guó)計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院李文錦 【摘要】游戲化學(xué)習(xí)有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。本文討論了C程序設(shè)計(jì)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題以及通過(guò)引入游戲化學(xué)習(xí)進(jìn)行改善的方法，最后具體闡述游戲案例的設(shè)計(jì)和游戲化學(xué)習(xí)的實(shí)踐方法。 關(guān)鍵詞游戲化學(xué)習(xí)；c程序設(shè)計(jì)；游戲案例設(shè)計(jì) ：G642.1：A：1671-0568（xx）20-0076-02 基金項(xiàng)目：本文受中國(guó)計(jì)量學(xué)院教改項(xiàng)目“游戲化學(xué)習(xí)在C程序設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用”（編號(hào)：HEXxx037）資助。 C程序設(shè)計(jì)課程是是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生入校后最先接觸的一門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課，其重要性和基礎(chǔ)性不言而喻。這門(mén)課程學(xué)的好與壞在一定程度上影響學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同度和對(duì)后續(xù)語(yǔ)言課學(xué)習(xí)的信心。 筆者從事C程序設(shè)計(jì)教學(xué)多年，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中以教師為主導(dǎo)講授語(yǔ)法規(guī)則，講解例題的方式，會(huì)導(dǎo)致課堂呆板枯燥，學(xué)生注意力很容易轉(zhuǎn)移分散，教學(xué)效果較差。為了改進(jìn)目前的教學(xué)現(xiàn)狀，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生和教師的互動(dòng)，結(jié)合學(xué)生普遍愛(ài)玩游戲的現(xiàn)狀，考慮采用學(xué)生普遍感興趣的游戲案例作為載體，教學(xué)過(guò)程中，注重與學(xué)生學(xué)習(xí)自信心和自主探究能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)“寓教于樂(lè)”。 本文探討如何將游戲化學(xué)習(xí)引入C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)中，并結(jié)合課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)例來(lái)分析游戲案例的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方法。 一、游戲化教學(xué)在C程序設(shè)計(jì)中應(yīng)用的基本方法 將游戲化學(xué)習(xí)引入到C程序設(shè)計(jì)的教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中，具體可以從以下幾個(gè)方面入手： 1.認(rèn)真分析研究教學(xué)內(nèi)容，確定每部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以此目標(biāo)為前提選擇或者設(shè)計(jì)適用于該內(nèi)容的游戲案例，如在講解雙重循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)引入郵票組合游戲，在講解遞歸時(shí)引入漢諾塔游戲等。在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)踐，并觀察學(xué)生對(duì)每個(gè)游戲案例的接受程度，對(duì)于學(xué)生接受度和參與度都不高的案例要重新進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取通過(guò)好的游戲案例達(dá)到理論教學(xué)中的教與學(xué)的良性互動(dòng)。 2.分析每部分教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)題目，除布置基本的訓(xùn)練學(xué)生掌握語(yǔ)法或者算法的題目外，設(shè)計(jì)12個(gè)有趣味性的游戲程序設(shè)計(jì)，如在選擇結(jié)構(gòu)編程練習(xí)中簡(jiǎn)易計(jì)算器的開(kāi)發(fā)，在循環(huán)結(jié)構(gòu)編程練習(xí)中加入猜數(shù)字游戲設(shè)計(jì)，在一維數(shù)組編程練習(xí)中加入猜牌術(shù)游戲等。這些游戲程序設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)有一定的難度，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)成興趣小組，互幫互助共同完成，在此過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都得到大幅提高。 3.設(shè)計(jì)與C程序設(shè)計(jì)相關(guān)的課程實(shí)踐的任務(wù)，針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不同、接受能力不同等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出包含基礎(chǔ)型、提高型、設(shè)計(jì)型等三種課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，力求做到覆蓋知識(shí)點(diǎn)，切合實(shí)際、生動(dòng)有趣。在設(shè)計(jì)型的設(shè)計(jì)中可以加入貪吃蛇、五子棋、打字游戲等，這些任務(wù)有一定難度，可以給出基本的設(shè)計(jì)思路以及使用到的庫(kù)函數(shù)，讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上完成。學(xué)生可以根據(jù)自己的能力選擇完成“基礎(chǔ)型+提高型”或設(shè)計(jì)型的題目，有目的、分層次地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 4.考核方式的設(shè)計(jì)：平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)的計(jì)算采用游戲化積分制，學(xué)生在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中可以通過(guò)出勤、回答問(wèn)題、作業(yè)、網(wǎng)上互動(dòng)等方式賺取積分，從而提高學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的參與度。 二、課堂教學(xué)中的游戲案例設(shè)計(jì)與分析 雙重循環(huán)是程序結(jié)構(gòu)與語(yǔ)句部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)，很多學(xué)生單重循環(huán)的基礎(chǔ)知識(shí)不牢，導(dǎo)致對(duì)帶有雙重循環(huán)的程序理解困難。因此，在課堂上講解雙重循環(huán)的內(nèi)容時(shí)，可以設(shè)計(jì)如下游戲： 【案例1】：郵票組合游戲 游戲內(nèi)容：老師手中有四張8角的郵票和三張1.2元的郵票，想得到3.6元的郵資，有幾種組合方案？ 實(shí)施方法： 請(qǐng)學(xué)生A先取0張8角郵票，1.2元的郵票分別取0、1、2、3張，形成了四種組合，接下來(lái)，取1張8角郵票，1.2元的郵票分別取0、1、2、3張，形成了四種組合，再取2張8角郵票，1.2元的郵票分別取0、1、2、3張，形成四種組合，接下來(lái)取3張8角郵票，1.2元的郵票分別取0、1、2、3張，形成四種組合，最后取4張8角郵票，1.2元的郵票分別取0、1、2、3張，形成四種組合，共計(jì)20種組合，計(jì)算每種組合的郵資，如為3.6元，就是解。得到的解是0張8角郵票和3張1.2元郵票或者3張8角郵票和1張1.2元郵票。 請(qǐng)學(xué)生B先取0張1.2角郵票，0.8元的郵票分別取0、1、2、3、4張，形成了五種組合，接下來(lái)，取1張1.2角郵票，0.8元的郵票分別取0、1、2、3、4張，形成了五種組合，再取2張1.2角郵票，0.8元的郵票分別取0、1、2、3、4張，形成了五種組合，最后取3張1.2角郵票，0.8元的郵票分別取0、1、2、3、4張，形成了五種組合，共計(jì)20種組合，得到的解是1張1.2元郵票和3張3張8角郵票或者3張1.2元郵票和0張8角郵票。 分析方法：游戲結(jié)束之后，對(duì)該游戲的過(guò)程進(jìn)行分析，幫助學(xué)生理出編程的思路。 不同張數(shù)和面值的郵票組成的郵資可用公式計(jì)算：w=0.8*m+1.2*n其中m為8角的郵票張數(shù)，n為1.2元的郵票張數(shù)。由游戲內(nèi)容可知，8角的郵票可以分別取0、1、2、3、4張，1.2元的郵票可以分別取0、1、2、3張。學(xué)生A的游戲過(guò)程用8角郵票的張數(shù)控制外循環(huán)，1.2元郵票的張數(shù)控制內(nèi)循環(huán)。學(xué)生B的游戲過(guò)程用1.2元郵票的張數(shù)控制外循環(huán)，8角郵票的張數(shù)控制內(nèi)循環(huán)，同一個(gè)游戲，不同的解法，可以用不同的程序完成，得到解的次序也不同。 分析完畢，請(qǐng)學(xué)生完成兩種不同方案的代碼。由于學(xué)生參與了游戲的實(shí)施過(guò)程，對(duì)雙循環(huán)的執(zhí)行步驟理解得更加深入，增加了趣味性，觸類(lèi)旁通，對(duì)于其他雙循環(huán)的程序能夠更好的分析和理解。 代碼清單： 解法一： #include intmain() intm,n,w; for(m=0;m=4;m+) for(n=0;n=3;n+) w=m*0.8+n*1.2; If（w=3.6)printf(“8角郵票%d張1.2元郵票%d張”,m,n); 解法二： #include intmain() intm,n,w; for(m=0;m=3;m+) for(n=0;n=4;n+) w=m*1.2+n*0.8; If（w=3.6)printf(“1.2元郵票%d張8角郵票%d張”,m,n); 三、實(shí)踐教學(xué)中的游戲案例設(shè)計(jì)與分析 在一維數(shù)組的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容可以考慮布置如下基礎(chǔ)題目： 1.一維數(shù)組的排序。 2.在一組數(shù)中查找某一個(gè)數(shù)。 3.選出一組數(shù)中的最大值最小值。 除此之外，可以設(shè)計(jì)如下游戲，讓學(xué)生嘗試編程，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣。 【游戲案例】：猜牌游戲 游戲內(nèi)容：魔術(shù)師手中有一疊預(yù)先排好順序的13張紅桃，牌面朝下。他對(duì)觀眾說(shuō)：我可以不看牌，通過(guò)數(shù)數(shù)猜出牌面的數(shù)字，你們相信么？然后，魔術(shù)師將最上面的那張牌數(shù)為1，把它翻過(guò)來(lái)正好是紅桃A，將紅桃A放在桌子上。第二次數(shù)1、2，按順序從上到下數(shù)手上剩余的紙牌，并把第一張牌放在這疊牌的下面，第二張牌翻開(kāi)恰好是紅桃2，也將它放在桌子上。第三次數(shù)1、2、3，把前面兩張依次放在這疊牌的下面，再翻第三張牌恰好是紅桃3。這樣依次將13張牌翻出來(lái)，全部正確。請(qǐng)推出原來(lái)牌面的順序。 案例分析：可以利用倒推的方法：在桌上放13個(gè)空箱子圍成一圈，從1開(kāi)始順序編號(hào)，將紅桃A放入1號(hào)盒子中，從下一個(gè)空箱子開(kāi)始對(duì)空的箱子進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)數(shù)到第二個(gè)空箱子時(shí)，將紅桃2放入空箱子中，然后再?gòu)南乱粋€(gè)空箱子開(kāi)始對(duì)空箱子計(jì)數(shù)，順序放入紅桃3、4、5，直到13張牌都放完。計(jì)數(shù)的過(guò)程中需要跳過(guò)非空的箱子，只對(duì)空箱子計(jì)數(shù)。最終箱子中的紙牌的順序，就是魔術(shù)師手中原來(lái)的牌面順序。 實(shí)施方法：該游戲案例考察選擇結(jié)構(gòu)、雙重循環(huán)、一維數(shù)組的使用，覆蓋的知識(shí)點(diǎn)全面，是一個(gè)比較綜合的實(shí)踐題目。在案例分析的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生分組實(shí)際玩一下這個(gè)游戲，然后在游戲的過(guò)程中一起討論找出求解的方法，最后編程實(shí)現(xiàn)。這個(gè)游戲案例可以最為附加題目，完成的學(xué)生將在本次實(shí)驗(yàn)中得到10分的附加分，通過(guò)類(lèi)似的鼓勵(lì)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和接受挑戰(zhàn)的勇氣。 綜上所述，通過(guò)在14級(jí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)兩個(gè)班和電信專(zhuān)業(yè)兩個(gè)班的C程序設(shè)計(jì)教學(xué)中引入游戲化學(xué)習(xí)方法，這些班級(jí)在課堂學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)任務(wù)的自主完成率、期中調(diào)查問(wèn)卷對(duì)課程的滿意度、期末考試成績(jī)等四個(gè)方面均有大幅提高。實(shí)踐表明：把游戲案例加入到抽象的理論講解中，打破了課堂的沉悶氛圍，增加教師與學(xué)生的互動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)在實(shí)踐環(huán)節(jié)加入與該節(jié)教學(xué)目標(biāo)相關(guān)的游戲程序設(shè)計(jì)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)新能力。 參考文獻(xiàn)： 1肖紅玉,孫瑋,黃靜.游戲化學(xué)習(xí)在程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探討與實(shí)踐J.價(jià)值工程,xx,（1）. 2張逸琴.游戲引入策略在C語(yǔ)言算法教學(xué)中的應(yīng)用J.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),xx,(4).