《程序设计基础》教学大纲 课程名称（汉）：《程序设计基础》 课程名称（英）：Programming Fundamentals 课程代码：262101031 课程类型：专业基础课程模块 适用对象：自动化、机器人工程、人工智能专业本科大一 学时/学分：80学时（理论48学时、实验32学时）/4学分 先修课程：无 方案版本：2021版 一、课程简介 C语言有丰富灵活的数据类型与运算，方便构建实用的数据结构，其简洁高 效的语法表达，清晰的程序结构，能方便描述各类算法与编程思想，是现代很多 高级编程语言的基础，本课程是为自动化、机器人工程、人工智能专业等本科生 专业设计的一门学科基础教育课程，是学生掌握程序设计的必修课程。 通过本课程的学习，使学生掌握结构化的程序设计方法，模块化的分工机制， 软件编制的原理和流程；培养学生严谨的程序设计思想、灵活的计算思维方式及 较强的动手能力：并以此为基础，拓宽专业研究思路，让学生逐渐掌握其他软件 的开发使用方法。 二、课程的教学目标 课程目标1： (1)理解模块化、结构化程序设计思想： (2)掌握C语言的数据类型、语句格式、函数结构等基本内容； (3)熟悉C语言的环境和常规调试方法： 课程目标2： (1)能用C语言进行结构化的程序设计； (2)解决一些简单的应用问题： (3)以此为工具进一步研究一些控制手段和控制技术： 课程目标3： (1)初步具备辩证思维的能力： (2)具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神： (3)加强职业道德意识、安全规范意识
《程序设计基础》教学大纲 课程名称（汉）：《程序设计基础》 课程名称（英）：Programming Fundamentals 课程代码：262101031 课程类型：专业基础课程模块 适用对象：自动化、机器人工程、人工智能专业本科大一 学时/学分：80 学时（理论 48 学时、 实验 32 学时）/4 学分 先修课程： 无 方案版本：2021 版 一、课程简介 C 语言有丰富灵活的数据类型与运算，方便构建实用的数据结构，其简洁高 效的语法表达，清晰的程序结构，能方便描述各类算法与编程思想，是现代很多 高级编程语言的基础，本课程是为自动化、机器人工程、人工智能专业等本科生 专业设计的一门学科基础教育课程，是学生掌握程序设计的必修课程。 通过本课程的学习，使学生掌握结构化的程序设计方法，模块化的分工机制， 软件编制的原理和流程；培养学生严谨的程序设计思想、灵活的计算思维方式及 较强的动手能力；并以此为基础，拓宽专业研究思路，让学生逐渐掌握其他软件 的开发使用方法。 二、课程的教学目标 课程目标 1： （1）理解模块化、结构化程序设计思想； （2）掌握 C 语言的数据类型、语句格式、函数结构等基本内容； （3）熟悉 C 语言的环境和常规调试方法； 课程目标 2： （1）能用 C 语言进行结构化的程序设计； （2）解决一些简单的应用问题； （3）以此为工具进一步研究一些控制手段和控制技术； 课程目标 3： （1）初步具备辩证思维的能力； （2）具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神； （3）加强职业道德意识、安全规范意识
三、课程目标对人工智能专业毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 支撑 权重 科学研究 1、2 0.03 使用现代化工具 1、2、3 0.05 四、教学内容及其基本要求 对应课程 序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 目标 【学习目的和要求】 1.知识掌握 理解学习C语言的意义，明确学习目的。 2.能力培养：软件设计的整个过程。 3.素质要求：黑客精神、网络道德、信息安全。 4.教学方法 兴趣驱动和案例驱动教学，演示“九九乘法 1 为什么要学C语言 表”、“猜数游戏”两个程序（游戏），通过演示， 课程目标1 调动学生的学习兴趣和主动性：结合实例，讲解 VC+6.0环境的使用方法：介绍编程的基础知识及 部分数据类型，以及整个软件开发的过程。 【重点】VC+6.0编程环境的使用。 【难点】如何带动学生的学习兴趣，让他们把该课 程当作玩游戏一样来学。 【学习目的和要求】 1.知识掌握：常量与变量、基本的数据类型、简单 的屏幕输出。 2.能力培养：培养学生的计算思维，计算机与人的 表达方式的不同。 2 C数据类型 课程目标1 3.素质要求：生活中的问题如何用计算机解决。 4.教学方法 赋值号的使用，与数学公式中的区别 在VC环境中编制小程序，完成交换两个变量的值
三、课程目标对人工智能专业毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 支撑 权重 科学研究 1、2 0.03 使用现代化工具 1、2、3 0.05 四、教学内容及其基本要求 序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 1 为什么要学 C 语言 【学习目的和要求】 1.知识掌握 理解学习 C 语言的意义，明确学习目的。 2.能力培养：软件设计的整个过程。 3.素质要求：黑客精神、网络道德、信息安全。 4.教学方法 兴趣驱动和案例驱动教学，演示“九九乘法 表”、“猜数游戏”两个程序（游戏），通过演示， 调动学生的学习兴趣和主动性；结合实例，讲解 VC++6.0 环境的使用方法；介绍编程的基础知识及 部分数据类型，以及整个软件开发的过程。 【重点】VC++6.0 编程环境的使用。 【难点】如何带动学生的学习兴趣，让他们把该课 程当作玩游戏一样来学。 课程目标 1 2 C 数据类型 【学习目的和要求】 1.知识掌握：常量与变量、基本的数据类型、简单 的屏幕输出。 2.能力培养：培养学生的计算思维，计算机与人的 表达方式的不同。 3.素质要求：生活中的问题如何用计算机解决。 4.教学方法 赋值号的使用，与数学公式中的区别 在 VC 环境中编制小程序，完成交换两个变量的值， 课程目标 1
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 从而理解C语言的计算过程。 【重点】计算规则与数学中的区别。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机思维解决 问题。 【学习目的和要求】 1.知识掌握：算数运算符的种类、算数表达式的计 算规则。 2.能力培养： 培养学生的计算思维，计算机与人的表达方式的不 同。 简单的算术运算 3 3.素质要求：理解数学计算中公式书写习惯与计算 课程目标1 和表达式 机表达习惯的不同。 4.教学方法 提问部分同学，回答预习题目： 【重点】计算规则与数学中的区别。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机思维解决 问题。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2 1.知识掌握：键盘输入与结果输出。 2.能力培养：人机交流的互动式操作。 键盘输入和屏幕 4 输出 3素质要求：用固定格式输入输出，理解计算机的 严谨格式，何处必须遵守，何处可自己自由发挥。 4.教学方法：
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 从而理解 C 语言的计算过程。 【重点】计算规则与数学中的区别。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机思维解决 问题。 3 简单的算术运算 和表达式 【学习目的和要求】 1.知识掌握：算数运算符的种类、算数表达式的计 算规则。 2.能力培养： 培养学生的计算思维，计算机与人的表达方式的不 同。 3.素质要求：理解数学计算中公式书写习惯与计算 机表达习惯的不同。 4.教学方法 提问部分同学，回答预习题目； 【重点】计算规则与数学中的区别。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机思维解决 问题。 课程目标 1 4 键盘输入和屏幕 输出 【学习目的和要求】 1.知识掌握：键盘输入与结果输出。 2.能力培养：人机交流的互动式操作。 3.素质要求：用固定格式输入输出，理解计算机的 严谨格式，何处必须遵守，何处可自己自由发挥。 4.教学方法： 课 程 目 标 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 引入三个现实生活中的实例，说明三种结构的 特点： 【重点】输入输出格式的语法结构。 【难点】输入格式的设置。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2、3 1.知识掌握： 熟练掌握if语句三种形式(if、if-else、if-else if)的特点及使用方法：掌握switch语句的结构、 特点及用法：掌握分支结构程序设计的基本方法， 能熟练设计分支结构程序。 2.能力培养： 5 选择控制结构 培养学生的选择思维，习惯计算机的表达方式。 3.素质要求：生活中的选择问题如何用计算机解 决。 4.教学方法 讲解“二者选一”的简单f结构的用法。 【重点】单边if:双边if:多边if:switch结构。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机的选择思 维和数学的算法解决问题。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2、3 1.知识掌握：熟练掌握三种循环控制语句(while、 6 循环控制结构 do while、for)的结构特点及使用方法：掌握循 环程序设计方法，能利用三种循环控制语句设计循 环程序：掌握break和continue语句的用法：掌 握多重循环程序的结构特点，能设计简单的二重循
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 引入三个现实生活中的实例，说明三种结构的 特点： 【重点】输入输出格式的语法结构。 【难点】输入格式的设置。 5 选择控制结构 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 熟练掌握 if 语句三种形式（if、if-else、if-else if）的特点及使用方法；掌握 switch 语句的结构、 特点及用法；掌握分支结构程序设计的基本方法， 能熟练设计分支结构程序。 2.能力培养： 培养学生的选择思维，习惯计算机的表达方式。 3.素质要求：生活中的选择问题如何用计算机解 决。 4.教学方法 讲解“二者选一”的简单 if 结构的用法。 【重点】单边 if；双边 if；多边 if；switch 结构。 【难点】改变以往的思维习惯，按计算机的选择思 维和数学的算法解决问题。 课程目标 1、2、3 6 循环控制结构 【学习目的和要求】 1.知识掌握：熟练掌握三种循环控制语句（while、 do while、for）的结构特点及使用方法；掌握循 环程序设计方法，能利用三种循环控制语句设计循 环程序；掌握 break 和 continue 语句的用法；掌 握多重循环程序的结构特点，能设计简单的二重循 课程目标 1、2、3
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 环程序。 2.能力培养：通过多次重复计算解决实际问题。 3.素质要求：计算机的优势在于运算速度快，反复 的重复计算只是消耗内存和时间，计算机性能许可 的范围内，循环均可实现。 4.教学方法 以1+2++10为案例，讲解while语句、for 语句、do.....while循环的语法结构和使用中需注 意的问题。 应用举例：穷举法、公式计算、素数问题等。 【重点】三种循环结构：for中三个表达式的计算 顺序：循环嵌套；break与continue。. 【难点】空语句的误用：复合语句的使用：素数问 题，变形的素数问题求解，实质是利用循环的语法 知识+break实现。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2 1.知识掌握： 掌握自定义函数的一般结构及函数的定义方法：掌 握形参、实参、函数原型等重要概念。掌握函数声 明、函数调用的一般方法：了解局部变量、全局变 7 函数 量和变量的存储类型的概念，熟悉auto型和static 型局部变量的特点和用法：熟悉函数嵌套、函数递 归的概念。 2.能力培养： 学会模块化程序设计的思想
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 环程序。 2.能力培养：通过多次重复计算解决实际问题。 3.素质要求：计算机的优势在于运算速度快，反复 的重复计算只是消耗内存和时间，计算机性能许可 的范围内，循环均可实现。 4.教学方法 以 1+2+……+10 为案例，讲解 while 语句、for 语句、do……while 循环的语法结构和使用中需注 意的问题。 应用举例：穷举法、公式计算、素数问题等。 【重点】三种循环结构； for 中三个表达式的计算 顺序；循环嵌套；break 与 continue。 【难点】空语句的误用；复合语句的使用；素数问 题，变形的素数问题求解，实质是利用循环的语法 知识+break 实现。 7 函数 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 掌握自定义函数的一般结构及函数的定义方法；掌 握形参、实参、函数原型等重要概念。掌握函数声 明、函数调用的一般方法；了解局部变量、全局变 量和变量的存储类型的概念，熟悉auto型和static 型局部变量的特点和用法；熟悉函数嵌套、函数递 归的概念。 2.能力培养： 学会模块化程序设计的思想。 课程目标 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 3.素质要求：大事化小、小事化了的思想（事无巨 细、事必躬亲如诸葛亮，是不可取的，借此引出模 块化的思想)。 4.教学方法 标准函数（例如：数学函数sqrt(x),由系 统提供，编程时写上#include(math.h>后就可以 直接使用： 局部变量、全局变量及其不同，动态存储变量 与静态存储变量以及它们的使用方法。 【重点】参数值传递和地址传递的区别及本质。 【难点】函数的嵌套和递归。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2 1.知识掌握： 熟练掌握一维数组的定义、初始化及其使用方法： 掌握二维数组的定义、初始化及其使用方法：掌握 字符数组的定义、初始化及其使用方法：了解一维 数组和二维数组在计算机中的存储结构：掌握一维 数组的编程应用和二维数组的简单编程应用。 8 数组 2.能力培养：更加方便快捷的处理实际问题。 3.素质要求：生活中的排队问题，如何用计算机实 现在内存中相邻，并且能够顺利找到下一个元素？ 循环+数组的解决方案。 4.教学方法： 以数字通讯录为例讲解一维数组和二维数组 的定义、数组元素的引用、数组的初始化及应用举
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 3.素质要求：大事化小、小事化了的思想（事无巨 细、事必躬亲如诸葛亮，是不可取的，借此引出模 块化的思想）。 4.教学方法 标准函数（例如：数学函数 sqrt（x）），由系 统提供，编程时写上#include 后就可以 直接使用； 局部变量、全局变量及其不同，动态存储变量 与静态存储变量以及它们的使用方法。 【重点】参数值传递和地址传递的区别及本质。 【难点】函数的嵌套和递归。 8 数组 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 熟练掌握一维数组的定义、初始化及其使用方法； 掌握二维数组的定义、初始化及其使用方法；掌握 字符数组的定义、初始化及其使用方法；了解一维 数组和二维数组在计算机中的存储结构；掌握一维 数组的编程应用和二维数组的简单编程应用。 2.能力培养：更加方便快捷的处理实际问题。 3.素质要求：生活中的排队问题，如何用计算机实 现在内存中相邻，并且能够顺利找到下一个元素？ 循环+数组的解决方案。 4.教学方法： 以数字通讯录为例讲解一维数组和二维数组 的定义、数组元素的引用、数组的初始化及应用举 课程目标 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 例： 【重点】函数传递的机制，地址传递和值传递的区 别：数组概念的理解和运用。 【难点】数组中的计算问题。 【学习目的和要求】 课程目标1 1.知识掌握： 掌握指针和指针变量的概念、掌握指针变量的定 义、赋值方法，熟练使用指针访问简单变量：掌握 指针与字符串的关系：掌握用简单指针变量作函数 参数及传递与调用方法 2.能力培养： 加深学生对内存存储机制的理解和运用。 9 指针 3.素质要求：内存地址的理解，地址如宾馆房间号， 内容如住在里面的客人。 4.教学方法 找学生回答预习题目，由预习题引出内存地址和指 针的概念。 【重点】指针的本质：按值传递与按地址传递的区 别：指针做参数的使用。 【难点】指针概念的理解和灵活运用。 【学习目的和要求】 课程目标1 1.知识掌握： 10 字符串 掌握C语言处理字符串的方法，一是用字符数组， 二是用字符指针
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 例； 【重点】函数传递的机制，地址传递和值传递的区 别；数组概念的理解和运用。 【难点】数组中的计算问题。 9 指针 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 掌握指针和指针变量的概念、掌握指针变量的定 义、赋值方法，熟练使用指针访问简单变量；掌握 指针与字符串的关系；掌握用简单指针变量作函数 参数及传递与调用方法 2.能力培养： 加深学生对内存存储机制的理解和运用。 3.素质要求：内存地址的理解，地址如宾馆房间号， 内容如住在里面的客人。 4.教学方法 找学生回答预习题目，由预习题引出内存地址和指 针的概念。 【重点】指针的本质；按值传递与按地址传递的区 别；指针做参数的使用。 【难点】指针概念的理解和灵活运用。 课程目标 1 10 字符串 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 掌握 C 语言处理字符串的方法，一是用字符数组， 二是用字符指针。 课程目标 1
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 2.能力培养： 利用字符串解决名字、图书等存储问题。 3.素质要求：姓名如何存储？ 4.教学方法 以通讯录案例为切入点，引入字符串处理问题。 【重点】一个和多个串的存储与提取。 【难点】串的排序问题。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2 1.知识掌握： 掌握指向一维数组的指针变量的定义方法，熟练使 用指针变量访问一维数组元素：了解指针和二维数 组的关系，掌握用指针表示二维数组元素的方法： 掌握指针数组，用以处理多个字符串：了解动态数 组的概念及使用。 2.能力培养： 11 指针和数组 培养学生灵活运用指针解决数组问题。 3.素质要求：一个问题可有不同解决方案，优劣对 比。 4.教学方法 围绕前面课程中同学己经熟悉的案例，讲解指针法 和下标法两种引用数组元素的区别和各自的优缺 点：利用前面的字符串排序案例，讲解指针数组的 使用及其优势。 【重点】指针法和下标法的区别：指针数组处理多
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 2.能力培养： 利用字符串解决名字、图书等存储问题。 3.素质要求：姓名如何存储？ 4.教学方法 以通讯录案例为切入点，引入字符串处理问题。 【重点】一个和多个串的存储与提取。 【难点】串的排序问题。 11 指针和数组 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 掌握指向一维数组的指针变量的定义方法，熟练使 用指针变量访问一维数组元素；了解指针和二维数 组的关系，掌握用指针表示二维数组元素的方法； 掌握指针数组，用以处理多个字符串；了解动态数 组的概念及使用。 2.能力培养： 培养学生灵活运用指针解决数组问题。 3.素质要求：一个问题可有不同解决方案，优劣对 比。 4.教学方法 围绕前面课程中同学已经熟悉的案例，讲解指针法 和下标法两种引用数组元素的区别和各自的优缺 点；利用前面的字符串排序案例，讲解指针数组的 使用及其优势。 【重点】指针法和下标法的区别；指针数组处理多 课程目标 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 个字符串的用法。 【难点】指针指向二维数组，行指针的概念理解， 动态数组。 【学习目的和要求】 课程目标 1、2、3 1.知识掌握： 掌握结构体的概念和特点：熟练定义结构体数据类 型，掌握结构体变量的定义及初始化方法：了解结 构体数组的特点，能使用结构体数组解决简单问 题：掌握结构体指针的特点；掌握共用体的概念， 熟悉共用体类型和共用体变量的定义和使用方法。 2.能力培养： 培养学生自己构造数据类型的能力，灵活解决实际 问题的能力。 12 结构体与共用体 3.素质要求：当没有现成的工具可以用时，学会自 己制作工具：自己构造适合问题处理的数据类型。 4.教学方法 以通讯录为例，进一步完善其表达数据的方式。围 绕表达一个人完整信息的问题，讲解自定义数据类 型，根据需要，创造一种新的数据类型。 【重点】结构体变量、结构体数组、结构体指针的 用法。 【难点】思维的转换，自己定义一种数据类型，而 不是变量！ 【学习目的和要求】 课程目标 13 文件操作 1.知识掌握： 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 个字符串的用法。 【难点】指针指向二维数组，行指针的概念理解， 动态数组。 12 结构体与共用体 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 掌握结构体的概念和特点；熟练定义结构体数据类 型，掌握结构体变量的定义及初始化方法；了解结 构体数组的特点，能使用结构体数组解决简单问 题；掌握结构体指针的特点；掌握共用体的概念， 熟悉共用体类型和共用体变量的定义和使用方法。 2.能力培养： 培养学生自己构造数据类型的能力，灵活解决实际 问题的能力。 3.素质要求：当没有现成的工具可以用时，学会自 己制作工具；自己构造适合问题处理的数据类型。 4.教学方法 以通讯录为例，进一步完善其表达数据的方式。围 绕表达一个人完整信息的问题，讲解自定义数据类 型，根据需要，创造一种新的数据类型。 【重点】结构体变量、结构体数组、结构体指针的 用法。 【难点】思维的转换，自己定义一种数据类型，而 不是变量！ 课程目标 1、2、3 13 文件操作 【学习目的和要求】 1.知识掌握： 课程目标 1、2
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 了解文件的概念，了解ASCII码文件和二进制文件： 了解文件缓冲区的概念，熟悉文件数据类型和文件 指针的概念，熟悉文件指针的使用方法；熟悉文件 读写方式的概念，熟悉基本的文件操作函数：熟悉 文件数据块读写的概念及操作方法。对该门课程内 容总结重点知识，加深理解和运用。 2.能力培养： 培养学生灵活编程，能够用文件实现存储和数据提 取，更加灵活的使用已有数据并对更新数据进行保 存。 3.素质要求：如何长期保留程序的运行结果而不丢 失？依靠文件的输入和输出实现。 4.教学方法 找学生回答预习题目，从中引出流、文件的概念， 讲解二进制文件和文本文件的区别。使学生了解文 件的概念，ASCII码文件和二进制文件： 【重点】打开、关闭、读写函数的参数使用。 【难点】二进制存储的概念较为抽象，不容易理解。 五、各教学环节及学时分配 教学环节及学时 知识 讲 模块 教学内容 课 习题 讨论 实验（实践） 合计
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 了解文件的概念，了解 ASCII 码文件和二进制文件； 了解文件缓冲区的概念，熟悉文件数据类型和文件 指针的概念，熟悉文件指针的使用方法；熟悉文件 读写方式的概念，熟悉基本的文件操作函数；熟悉 文件数据块读写的概念及操作方法。对该门课程内 容总结重点知识，加深理解和运用。 2.能力培养： 培养学生灵活编程，能够用文件实现存储和数据提 取，更加灵活的使用已有数据并对更新数据进行保 存。 3.素质要求：如何长期保留程序的运行结果而不丢 失？依靠文件的输入和输出实现。 4.教学方法 找学生回答预习题目，从中引出流、文件的概念， 讲解二进制文件和文本文件的区别。使学生了解文 件的概念，ASCII 码文件和二进制文件； 【重点】打开、关闭、读写函数的参数使用。 【难点】二进制存储的概念较为抽象，不容易理解。 五、各教学环节及学时分配 知识 模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计