浅谈“程序设计基础”课程CAI 动态演示系统的研究与开发

任建平，赵美虹，周庆亚，陈 思

（苏州科技大学 电子与信息工程学院，江苏 苏州 215011）

0 引言

“程序设计基础”课程是苏州科技大学（简称“我校”）电子类相关专业的一门重要专业基础课。该课程包含了大量的算法，课程的逻辑性、理论性和实践性较强，学生掌握起来不是很容易，教学效果一直不理想。如何使程序设计课程的教学效果得到改善，成为我们一直在考虑、研究、探索的问题。

近年来，计算机辅助教学［1］（CAI）在教学中的应用越来越多，而我校的程序设计基础课程的辅助教学工具，仅仅停留在PPT 制作的幻灯片上。因此，计算机辅助教学在该课程中的应用还非常不完善。为此我们设计了程序设计基础课程的算法动态演示系统。该系统以现有的教材为依据，根据教学大纲进行设计。学生通过该系统能清楚地观察算法的实现步骤、每一步动作的结果及关联的原始数据和运行结果，比较形象、直观地进行展示。学生通过该系统还可以学习各个章节的主要内容，例如：顺序、选择、循环等三种基本结构，以及数组、结构体、指针等数据类型，还有函数等主要内容。通过该系统也可以了解数据在内存中的存在格式，更直观地理解数据在计算机中的表示方法，有助于学生进行更高级的应用开发。这样，教师讲解内容不再那么枯燥，学生学习理解起来不再那么难以琢磨。在有限的90 分钟内，教师可以讲更多的内容，学生也可以理解和掌握更多的知识，提高了教学效果。

多媒体课件是把教学想法、教学目的、教学内容、教学活动等方法，用计算机语言进行描述，多媒体课件是反映教学的一种计算机教学程序。其中，在制作多媒体课件时，要求课件具有生动、效率高等特点；其次在制作时，要根据需要选择多媒体CAI 课件的类型，按照准备、制作、应用等三个阶段进行，要按照交互、多样、美观、实用等要求来完成多媒体课件的制作。

1 演示系统的设计方法

程序设计基础课程动态演示系统的设计，需要考虑以下问题。

（1）演示系统中出现的算法［2］，要有正确的理论依据，涉及的基本概念要正确。

（2）引用CAI 制作的动态演示系统，侧重的是算法演示，应该是课程内容中的难点和重点，以帮助学生更好地理解和学习算法。

2 演示系统的总体结构和功能

该演示系统主要以演示过程为主。紧扣程序设计基础中的教学重点，包括了程序设计基础课程教学中的主要内容。制作过程力争让学生理解程序运行的实际过程。

程序设计基础课程的演示系统，通过主界面中的算法标题进入各个界面。在各个界面中都有重点和难点进行学习，还有常用算法的动态演示过程。程序设计基础课程实例演示系统应具有以下特点：

（1）系统中包含教学知识点整理和算法演示两个部分；

（2）可通过后台管理对教学内容进行设定、查看、增加、删除；

（3）准确演绎系统中的算法思想；

（4）系统界面设计要求：具有较强的交互能力，动态的算法演示，形象的图形设计，充分体现算法细节，外观设计简洁明快，元素布局合理，突出教学内容重点等；

（5）操作简单，易于理解，便于使用。

3 演示系统的设计与实现

3.1 系统开发思路

（1）根据课程的教学大纲，选取典型的算法。

（2）每个算法代表相应章节内容应掌握的知识点。

（3）系统经过概要设计、详细设计、编码实现，最后进行系统测试。

（4）利用Flash 软件［3］实现程序流程的动态演示。

3.2 系统开发过程

（1）总体设计。根据程序设计基础课程的教学需要，演示系统其内容丰富、具有针对性、涵盖课程的主要知识点。

（2）框架设计。程序设计基础课程的算法演示，是根据教材的编排，按照章节的顺序，由浅入深、由易到难进行的。

3.3 功能模块设计

程序设计基础课程实例演示系统包括教学内容、算法演示、后台管理三个部分。教学内容包括章节及章节内容；后台管理包括章节管理与章节内容管理，如图1 所示。

图1 系统功能模块图

3.4 算法演示设计

该系统包含的算法如表1 所示，演示系统的主界面如图2所示。

图2 演示系统主界面

表1 算法内容表

4 结论

本文利用ActionScript 程序设计语言与Flash 技术设计实现了一个程序设计基础课程常用算法的动态演示系统。该演示系统能够通过人机交互的方式形象、直观、动态地展示程序设计基础课程中的常用算法的基本思想、执行步骤、运行结果，使学生能够比较直观地轻松地掌握本课程中难点和重点。

本系统的功能和演示方法，需要根据制作工具以及学生的实际情况进行修改和完善。