圖形化編程方法在中職升本C程序設計課程中的應用

陳孟臻 何立功

【摘? 要】中職升本學生普遍存在外語、數理等基礎知識較為薄弱的問題，在學習C程序設計過程中受到單詞、算法等因素影響增加了學習的難度。引入圖形化編程方法可直觀了解程序的結構及運算過程中變量的變化，降低了學習門檻，有利于輔助和引導學生學習C程序設計。

【關鍵詞】圖形化;程序設計;中職;本科

1.中職升本政策及中職升本學生的特點

為全面落實《教育部關于推進中等和高等職業(yè)教育協調發(fā)展的指導意見》，建立中職、高職、本科多層次銜接的職業(yè)教育體系，教育部在部分省市、自治區(qū)進行試點，轄區(qū)內普通高?？梢詫谥新氄惺债厴I(yè)生，此類學生稱為“中職升本生”。這類學生在中職階段基本屬于學習成績優(yōu)秀、綜合素質最好的學生，他們珍惜讀本科的機會，學習欲望比較強烈。但是因中職培養(yǎng)的目標和定位，學生學習實用技能的時間較多，用于理論學習的時間僅有1年左右，導致他們在外語、數理等理論知識上基礎較弱。

2.中職升本學生學習C程序設計普遍存在的問題

我國高校大部分在大一期間開設C程序設計課程。大量英文和代碼增加了中職升本學生學習C程序設計的難度，加上數理知識較為薄弱，使他們難以理解代碼所表述的編程思想，使得這部分學生普遍覺得C語言難學。上機操作時常出現實驗項目稍有改動就無從下手的情況。

3.國內外圖形化編程發(fā)展概述

2003年美國麻省理工學院開發(fā)了Scracth圖形化編程軟件，使用者只需要將指令方框進行組合，即可創(chuàng)作出多媒體程序，趣味游戲，并能進行算法推演。2014年深圳創(chuàng)客工場科技有限公司推出基于Scratch的圖形化編程軟件——慧編程（mBlock），目前版本為mBlock5.0。2019年該公司推出基于H5技術的在線編輯器，用戶進行在線編程。2020年受新冠病毒影響，使用信息化技術進行網絡教學開始得到普及，同時在線圖形化編程也得到受到越來越多學生的關注。

4.圖形化編程在程序設計教學中的舉例

針對中職升本學生在學習程序設計存在的問題，引入圖形化編程的教學方法，有利于學生直觀的理解代碼，理清思路，建立算法思維。本文案例使用的圖形化編程軟件是mBlock5.0。

案例1：求和：1+2+3+....+100=5050。

做為學習循環(huán)語句的經典例子，數學家高斯快速求解1+2+3+..+100=5050幾乎出現在各類編程教材上。C程序設計使用for循環(huán)求解代碼如下：

for（i=1;i<=100;i++）{sum=sum+i; }

傳統(tǒng)教學中，教師會畫出如圖1所示的for循環(huán)流程圖幫助學生理解程序。但是學生很難將流程圖和循環(huán)結構建立起思維上的關聯，大部分學生能看懂圖但是看不懂代碼。此時教師常常使用代入法進行演繹，即i=1的時候，變量sum等于2，當i=2的時候，變量sum等于3;不斷重復如上操作，這樣不利于培養(yǎng)學生的算法思維。

引入圖形化編程的教學方法，設計如圖2所示的程序，通過對比發(fā)現圖2展示的圖形化編程按照流程圖進行結構化整合，邏輯清晰，直觀明了，學生可以直觀看到變量i和sum值的改變過程，有利于學生了解循環(huán)的過程，驗證算法的正確性。

案例2：斐波那契數列的遞歸算法。

數學家斐波那契受兔子繁殖的啟發(fā)，發(fā)明了著名的斐波那契數列。該算法的核心是當月份n>3時，當月兔子數等于上個月兔子數加上前個月的兔子數，即：F（n）=F（n-1）+F（n-2）。C程序設計函數定義如下：

int Fibonl（int n）

{if（n == 1 || n==2）? return 1;

else? return Fibonl（n - 1）+Fibonl（n - 2）;}

學生常對函數自我調用感到非常困惑，使用流程圖也很難表達清楚這種遞歸算法。而圖形化編程可以直觀地顯示函數的自我調用過程，更有利于學生理解遞歸算法。斐波那契數列圖形化編程程序如圖3所示。

5.結束語

圖靈獎得主狄克斯特拉說：“我們所使用的工具，影響著我們的思維方式和思維習慣，以及思維能力”。隨著圖形化編程軟件的普及，大大降低了人們接觸和參與編程的認知門檻，編程開始在中小學階段普及。2017年教育部正式將編程、機器人、人工智能劃入義務教育階段“新課標”，逐步推廣編程教育。可以預測，今后圖形化編程軟件將會得到更廣泛的應用，甚至引入到大學課堂，成為廣大學生學習編程和人工智能的常規(guī)工具。

參考文獻

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基金項目：廣西職業(yè)教育教學改革研究項目——《民族地區(qū)應用型本科院校信息技術類專業(yè)中職升本人才培養(yǎng)模式的研究與實踐》（編號：GXGZJG2017B166）。