基于MOOC循环的动态设计

基于MOOC循环的动态设计1罗国明（浙江大学城市学院计算机基础教研室,浙江杭州310015）摘要：循环是学生学习程序设计中的重点，我们利用VB6.0开发了一个基于MOOC直观、生动、动态的循环演示模块，通过对循环的动态执行过程和动态演示过程，使学生能够直观形象地掌握循环的整个执行过程，以及程序存储的变化，便于学生学习。关键词：MOOC；循环；流程图；动态演示一、引言2012年美国发起“大规模开放在线课程”，简称MOOC，颠覆现在的教育模式和教育体制，使得教育不仅仅在课堂上完成，在网络上同样可以完成各阶段的教育，而且还可以得到和全日制大学同样的学位。这种教育模式促使我们全日制教育的紧迫性，我们怎样使我们现在的教育融入MOOC的教育方式，程序设计就是MOOC最好的切入点[1]。循环是计算思维培养的重要环节，程序设计入门的关键切入点就是循环，如果循环的执行过程完全懂了，那么程序设计也基本上入门了；我们通过学习和理解MOOC的基础上，用VB6.0编制了一个动态自学习的循环程序，直观、动态地演示了循环的这个过程，和存储的变化。二、循环动态设计的基本结构循环结构是程序设计中的教学中的入门程序，能否掌握循环的程序设计，是学好程序设计的关键，因为程序设计的常用算法、程序设计的设计思想基本上都有循环，所以我们设计的循环学习软件必须易学易懂；而现在的循环大多数是以PPT演讲、FLASH演示，也有用流程图演示[2]。这3种方法的缺点就是没有动态执行，和存储的动态变化，学生学习起来也很难理解；我们的想法就是设计的程序能够真实反映循环的的变化情况，让学生一步一步把循环算法和流程图一一对应，程序执行到哪一步，流程图同样在旁边显示，程序发生了什么变化，变量的存储单元的值有发生哪些变化，使学生一目了然算法的基本执行情况。因为流程图对学生来说，都是比较熟悉，理解起来也比较容易[3]。图1、循环判断图2、执行到循环体循环结构的动态演示算法有助于学生理解算法，以下是循环结构的动态算法演示的框架结构的基本步骤，右下角第一个按钮是“自动演示”程序按钮，中间的按钮是“暂时停止”程序的执行，再右边的按钮是“单步执行”程序按钮。1、单步执行：单击鼠标执行一条语句，并以高亮度显示，同时左边的流程图也已高亮度显示，同时变量的变化情况都在文本框中显示出来，让学生看得明明白白程序已经执行到1资助项目：浙江大学城市学院精品课程（JP1202），核心课程群（HX1102）哪里，做了哪些工作。2、暂时停止：当程序执行到其中的一个语句，想要进行分析，或学习思考，只要在中间的按钮上单击一下，程序就停止执行，如果要继续执行，只要单击“单步执行”、或“自动演示”，就可以继续往下面执行程序。3、自动演示：用户只要单击“自动演示按钮”，演示软件就会自动地一步一步按照程序设置的顺序执行，每执行一步变量发生变化，立刻在文本框中显示出来，程序的每一步执行过程都以高亮度把源程序显示，明确已经程序执行到那一步，完全是动态的过程。4、演示算法还可以手动和自动演示之间任意切换。5、演示程序每执行一步，左边的流程图和右边的程序同时一一对应，便于学生对应理解。三、循环动态演示的实现过程用户界面的布局设计，流程图在窗体的左边，源程序在窗体的右边用列表框实现，两边一一对应，以黄色高亮度显示，变量的存储在右下角显示，使用文本框，变量的名用标签实现，右下角下面3个命令按钮依次是动态演示、暂停执行和单步执行，窗体左上角面显示循环的设计思想。循环动态演示的设计，重要的是要设计2个定时器，定时器的目的主要是为了程序什么时候单步执行，什么时候自动执行，什么时候让程序停止运行，当激活定时器时，程序就自动执行，当定时器设为不可用时，程序就自动停止执行。设计时首先用VB工具箱中的工具在窗体中画好流程图，菱形通过load加载到窗体的流程图中，刚开始第一个定时器和第二个定时器都设为false，把求循环的程序放在时钟Timer1_Timer()中，用多分段语句把求循环的算法放在各个多分段语句中，其中设一个计数器，用于多分段语句的执行次序，当单击手动按钮时，就是调用定时器1，由于没有激活定时器1，每调用计时器一次，就像普通的过程调用，定时器就计数器所对应的语句执行一次；，每执行一步，列表框的这一行语句的底色就以高亮度定黄色显示，所对应的左边流程图的底色以绿色高亮度显示，当执行下一个语句时，流程图的和列表框语句的底色又改为原来的灰色，程序自动指向下一个语句，同时在文本框中显示存储单元的变化，同样再单击按钮，程序执行Timer1，程序已经指向了下一个，所以程序也执行了下一个语句，当执行到判断语句时，就启动Timer2，反复显示YES或NO，当达到闪烁的次数后，就自动执行到下一个语句，按照判断的次序一步一步执行下去，直到结束。如果是自动演示，只要在命令按钮中把定时器1设为true，并且设置每执行一步的秒数，程序就会在定时器1中反复执行，步骤同上，同时当执行判断语句时，定时器2自动启动，闪烁次数到了以后自动停止。动态循环算法设计可以延伸到程序设计中任何算法和程序中，同样可以延伸到其它学科的动态演示，特别基于B/S结构以网页显示的动态演示。四、结束语MOOC就是在线学习，包括作业、实验、过程测试、考试等等都在网上完成，并可以拿到相应的学位，这对以后大学生存的严重挑战，大学也必须迎头赶上[4]。我们在学习MOOC的过程中，探索怎样便于学生在网上自学习的方法，怎样设计成MOOC的形式，便于学生在平时自学程序设计，那么学生学习程序设计就不变得困难；如果把程序设计中的重点和难点以动态的方式设计，使得学生学习程序非常容易理解，也可以帮助学生在平时自己在寝室和家里复习和学习，这种程序动态的变化，包括存储单元值的动态变化，使学生一目了然看清程序每一个语句的执行情况和存储单元变化的情况，更有利于学生快速地掌握选循环的算法，不管在何时何地，只要有电脑联网的地方都可以方便地学习，学生以后对学习的编程兴趣和积极性会更高，可以充分调动学生学习的积极性，激发了学生学习程序设计的热情和兴趣，同时也培养了学生的思考能力和解决问题的能力，做到了事倍功半的效果[5]。参考文献[1]刘继斌，赵晓宇，黄纪军，等．MOOC对我国大学课程教学改革的启示[J]．《高等教育研究学报，2013(4)．[2]孙克斌.程序流程图动态演示系统的研究与应用[D].硕士论文，大连：大连理工大学，2006．[3]丁振凡.基于Web的程序执行效果动态演示软件的设计[J].华东交通大学学报,2006(4).[4]王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，2013(2).[5]约翰·巴格利，陈丽(译)，年智英(译).反思MOOC热潮[J].开放教育研究,2014(1).