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摘要：傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)方式往往缺乏互動(dòng)性和主動(dòng)性，存在著枯燥乏味、無(wú)趣；AI-CODE游戲教育平臺(tái)是一套全新的教育平臺(tái)，以寓教于樂(lè)的游戲教育方式，打破了傳統(tǒng)的教育模式，讓大家在非壓迫的競(jìng)技術(shù)中不知不覺(jué)地提高自己的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)水平和算法設(shè)計(jì)水平，最后以具體的例子展示C語(yǔ)言的快樂(lè)學(xué)習(xí)之旅。

關(guān)鍵字：“C語(yǔ)言”；C；AI-CODE；游戲教學(xué)；程序設(shè)計(jì)

前言

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)教學(xué)方式大部分都是以教師講授為主,而學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)。這種教育模式往往存在著枯燥乏味、無(wú)趣，而且很大程度上存著單向性（也就是常說(shuō)的填鴨式教學(xué)），教授者和被教授者之間缺乏互動(dòng)性，使學(xué)生普遍產(chǎn)生學(xué)習(xí)只為了應(yīng)付考試等厭學(xué)的情緒，不能積極地發(fā)展和挖掘?qū)W生的智力，甚至?xí)髿W(xué)生的求真求新的天性，他們的創(chuàng)造力逐漸在枯燥無(wú)味的程序設(shè)計(jì)教學(xué)中消磨殆盡。

如何能讓學(xué)生能體會(huì)到學(xué)生程序設(shè)計(jì)的樂(lè)趣，并逐漸地像迷上“網(wǎng)絡(luò)游戲”那樣“迷上”程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)呢？

“游戲教學(xué)”是旨在用一種寓教于樂(lè)的高效學(xué)習(xí)方法，利用人們“愛(ài)玩”的天性，讓學(xué)習(xí)者在“玩”中學(xué)習(xí)，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)的效率和主動(dòng)性得到極大的提高。正如蘇格拉底的名言：教育不是灌輸，而是點(diǎn)燃火焰！

一、AI-CODE游戲系統(tǒng)簡(jiǎn)介

AI-CODE游戲教育平臺(tái)是一套全新的教育平臺(tái)，以寓教于樂(lè)的游戲教育方式，打破了傳統(tǒng)的教育模式??么蠹以詵茄蠱鵲木杭賈脅恢瘓醯靨岣咦約旱募撲慊絳蟶杓撲膠拖喙氐氖?、五d懟⑼紜⑷斯ぶ悄艿妊Э浦兜撓τ盟健I-CODE為程序和算法設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供了全方位的環(huán)境，由于其游戲主題的有趣性、直觀性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)感到了快樂(lè)和成就感，而在娛樂(lè)的同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己以前的知識(shí)不夠用，所以為了得到更多的快樂(lè)和成就感，便又投入于學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生在玩，學(xué)習(xí)，玩，學(xué)習(xí)的循環(huán)的過(guò)程中不斷提高自己的程序設(shè)計(jì)和策略算法設(shè)計(jì)的水平，整個(gè)過(guò)程是一個(gè)自主的學(xué)習(xí)過(guò)程，是一種逐漸“迷上”的過(guò)程，而非被強(qiáng)迫的。AI-CODE學(xué)習(xí)三者的關(guān)系如下圖：

AI-RCJ是AI-CODE中一套虛擬足球機(jī)器人的制作和競(jìng)技仿真的教育平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)了C、C++、Java、C#等多種編程語(yǔ)言同臺(tái)競(jìng)技。為了讓自己的足球在競(jìng)技中具有良好的攻防性和機(jī)動(dòng)性，必須給虛擬足球機(jī)器人賦予一定的智能，智能化程度的高低取決于使用者數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)的靈活運(yùn)用程度。AI-RCJ界面如下圖：

二、快樂(lè)的學(xué)習(xí)之旅

下面在“AI-RCJ”教育平臺(tái)上，以幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子展示C語(yǔ)言的快樂(lè)學(xué)習(xí)之旅，在這些快樂(lè)的有“成就感”的競(jìng)技中逐漸掌握C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一些關(guān)鍵語(yǔ)法，體會(huì)到“游戲教學(xué)”的樂(lè)趣。

（一）我的第一個(gè)會(huì)動(dòng)的機(jī)器人

在AI-RCJ教育平臺(tái)中我們只須書(shū)寫(xiě)幾句簡(jiǎn)單的代碼，就立刻可以看到一個(gè)會(huì)動(dòng)的“足球機(jī)器人”，會(huì)讓我們馬上感到有些小小的“成就感”，并吸引我們繼續(xù)的深入。

#includeairobot/c/SimpleRobot.h

/**

*機(jī)器人執(zhí)行函數(shù)

*/

voidrun()

{

/*在這里添加控制機(jī)器人的代碼*/

doMoveTo(30,30);/*移動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)(30,30)*/

}

這段代碼代表了一個(gè)“函數(shù)”，這個(gè)函數(shù)的名字叫做run。函數(shù)是c語(yǔ)言程序的一個(gè)主要組成部分，每個(gè)函數(shù)都有自己的名字，并且可以完成相應(yīng)的功能。run函數(shù)只由單個(gè)語(yǔ)句組成，doMoveTo(30,30)完成控制機(jī)器人移動(dòng)到(30,30)這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。

（二）讓機(jī)器人會(huì)撞球

要讓機(jī)器人撞擊足球就要知道足球的坐標(biāo)。在程序中調(diào)用getBallX和getBallY可以獲取足球的坐標(biāo)。

voidrun(void)

{

doubleballX,ballY;/*定義兩個(gè)變量*/

ballX=getBallX();/*獲得足球的x坐標(biāo)*/

ballY=getBallY();/*獲得足球的y坐標(biāo)*/

doMoveTo(ballX,ballY);/*向足球撞擊*/

}

在run函數(shù)里面，第一條語(yǔ)句定義了兩個(gè)“變量”，變量是c語(yǔ)言中的一個(gè)基本元素，可以用它們來(lái)存放不同的數(shù)值，程序設(shè)計(jì)中變量的作用和代數(shù)中的未知數(shù)的作用類似。在使用一個(gè)變量之前，必須先定義它，“doubleballX,ballY;”這條語(yǔ)句完成了變量的定義。這兩個(gè)變量的名字是ballX和ballY，以后可以通過(guò)這兩個(gè)名字來(lái)使用變量，就像使用函數(shù)的名字來(lái)調(diào)用一個(gè)函數(shù)一樣。變量是有“類型”的，變量的類型規(guī)定了變量可以存放什么樣的數(shù)據(jù)，ballX和ballY這兩個(gè)變量的類型是double，表示他們可以存放浮點(diǎn)數(shù)，也就是我們通常所說(shuō)的小數(shù)。轉(zhuǎn)載于范文中國(guó)網(wǎng)。

語(yǔ)句ballX=getBallX()使用了變量ballX，這是一個(gè)“賦值語(yǔ)句”，等號(hào)“=”將賦值

語(yǔ)句分成了左右兩部分，等號(hào)的左邊一般是一個(gè)變量，等號(hào)表示賦值操作，就是把右邊的數(shù)值存放到左邊的變量當(dāng)中，在這里等號(hào)并不是要表示兩邊的內(nèi)容相等。在這條賦值語(yǔ)句中，等號(hào)右邊的部分是一個(gè)函數(shù)調(diào)用，被調(diào)用的函數(shù)叫g(shù)etBallX，這個(gè)函數(shù)是一個(gè)有“返回值”的函數(shù)，這表示調(diào)用這個(gè)函數(shù)后，我們可以得到一個(gè)數(shù)值，這個(gè)數(shù)值代表了函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果。getBallX函數(shù)的返回值是足球的ballX坐標(biāo)。賦值語(yǔ)句“ballX=getBallX();”把getBallX函數(shù)的返回值保存到了變量ballX里，執(zhí)行這個(gè)語(yǔ)句的時(shí)候，實(shí)際上發(fā)生了兩件事，首先是調(diào)用getBallX函數(shù)，并取得函數(shù)的返回值，然后就是將這個(gè)返回值保存到變量ballX里。語(yǔ)句ballY=getBallY()是類似的，這條語(yǔ)句把對(duì)手的ballY坐標(biāo)保存到的變量y里。

現(xiàn)在知道了足球當(dāng)前的坐標(biāo)，語(yǔ)句“doMoveTo（ballX,ballY）;”完成了向足球所在位置撞擊的工作。在這里我們將變量ballX,ballY作為參數(shù)傳遞給doMoveTo函數(shù)，因?yàn)樽兞縝allX,ballY里存放了足球所在位置的坐標(biāo)，通過(guò)用這兩個(gè)變量作為參數(shù)調(diào)用doMoveTo函數(shù)，也就是將足球所在位置作為撞擊的目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)向足球所在位置撞擊。

但我們看到機(jī)器人在剛開(kāi)始時(shí)撞擊了一下足球，之后便停止不動(dòng)。

如何能讓機(jī)器人能不斷地撞球呢？我們用一種新的語(yǔ)句：循環(huán)語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)一個(gè)不斷撞擊足球的機(jī)器人。

voidrun(void)

{

doubleballX,ballY;/*定義兩個(gè)變量*/

while(1){

ballX=getBallX();/*獲得足球的x坐標(biāo)*/

ballY=getBallY();/*獲得足球的x坐標(biāo)*/

doMoveTo(ballX,ballY);

}

}

就這樣讓我們體會(huì)到循環(huán)語(yǔ)句的“威力”?。ㄈ┳寵C(jī)器人聰明起來(lái)——避免“烏龍”球

好了，我們的機(jī)器人已經(jīng)能動(dòng)起來(lái)啦，但如何讓我們的機(jī)器人變“聰明”起來(lái)呢？能實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以根據(jù)自己的進(jìn)攻方向和足球的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)盡量避免踢“烏龍”球的機(jī)器人。

我們會(huì)不知不覺(jué)地想辦法去不斷學(xué)習(xí)，讓我們機(jī)器人越來(lái)起“聰明”！

voidrun(void)

{

intshoot;/*定義控制變量*/

doubleballHeading;/*定義變量，存儲(chǔ)球的運(yùn)動(dòng)方向*/

doubleheading;/*定義變量，存儲(chǔ)機(jī)器人的進(jìn)攻方向*/

doubleballX,ballY;/*定義變量，存儲(chǔ)球的ballX，ballY坐標(biāo)*/

doublegoalMin,goalMax;

doublecourtWidth,courtHeight;

doublegoalSize;/*定義變量，存儲(chǔ)球門(mén)的大?。▽挾龋?/

/*定義變量，存儲(chǔ)球的運(yùn)動(dòng)直線方程ballY=k*ballX+b中的b和k*/

doubleb,k;

heading=getAttack();/*得到機(jī)器人的進(jìn)攻方向*/

courtWidth=getCourtWidth();/*得到場(chǎng)地的寬度*/

courtHeight=getCourtHeight();/*得到場(chǎng)地的高度*/

goalSize=getGoalSize();/*得到球門(mén)的大小*/

goalMin=courtHeight/2-goalSize/2;

goalMax=courtHeight/2+goalSize/2;

while(1){

/*求出足球的運(yùn)動(dòng)直線*/

ballX=getBallX();

ballY=getBallY();

ballHeading=getBallHeading();

k=tan(ballHeading);

b=ballY-k*ballX;

/*如果機(jī)器人是由左向右進(jìn)攻，而且當(dāng)前球的運(yùn)動(dòng)方向是由右向左運(yùn)動(dòng)*/

if(heading0ballHeadingPI/2ballHeadingPI*3/2){

if(goalMin50*k+bgoalMax50*k+b){

shoot=0;

}else{

shoot=1;

}

}

/*如果機(jī)器人是由右向左進(jìn)攻，而且當(dāng)前球的運(yùn)動(dòng)方向是由左向右運(yùn)動(dòng)*/

elseif(heading=0

(ballHeading=0ballHeadingPI/2

||ballHeading2*PIballHeading3*PI/2))

{

if(goalMink*courtWidth+b

k*courtWidth+bgoalMax){

shoot=0;

}else{

shoot=1;

}

}

/*其他情況*/

elseshoot=1;

if(shoot==1){

doMoveTo(ballX,ballY

}else{

doTurnTo(PI*3/2);

doMoveBack(300);

}

}

}

通過(guò)循環(huán)語(yǔ)句（while）和選擇語(yǔ)句（if）等知識(shí)的綜合應(yīng)用，讓我們的機(jī)器人變得越來(lái)越“聰明”啦。接著下來(lái)，我們又會(huì)想讓我們的機(jī)器人變成有策略的進(jìn)攻和防守，團(tuán)隊(duì)協(xié)作。。。。。。，最后讓整個(gè)“足球”比賽變得越來(lái)越有意思，學(xué)習(xí)變得越來(lái)越有趣。

四、結(jié)語(yǔ)

AI-CODE中的AI-RCJ讓學(xué)生在這“虛擬足球競(jìng)技”的教育平臺(tái)上，讓自己的機(jī)器人動(dòng)起來(lái)，不斷地撞球，聰明起來(lái)，有策略的進(jìn)攻和防守。。。。。。等一系列有“成就感”的快樂(lè)游戲中，逐漸“迷上”程序和算法設(shè)計(jì)。為了更好地“玩”，不斷地學(xué)習(xí)，不斷地提高自己的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)水平和策略算法設(shè)計(jì)水平，真正體會(huì)到寓教于樂(lè)的樂(lè)趣！

參考文獻(xiàn)

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[2]沙有威．程序設(shè)計(jì)教學(xué)的新載體——智能機(jī)器[J]．2002．

[3]中鳴數(shù)碼科技有限公司．AI-CODE使用手冊(cè)［EB］．

[4]杜飛雪，陳勝峰．C++語(yǔ)言學(xué)習(xí)利器[M]．中國(guó)水利水電出版社，2007．