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从感性到理性化抽象为形象
例谈图形化编程与 C++代码语言互动教学
有学者校是江苏省中小学生信息奥赛基地学校，参与信息奥赛培训和学
习的学生很多。

有学者们也利用这一优势，积极开展了小学生 C++编程社团
等活动。

信息学编程从内容看，是通过计算机去解决一些数学问题，主要
训练学
生的数学算法和程序设计能力。

C++语言作为一门编程语言，它有很多优点，
有严谨的结构，很强的逻辑性，是一种结构化程序设计语言，能有利于培养
学生的编程思想和逻辑思维能力，由于小学身心发展的特点，对抽象的思维
有一定的难度。

有学者在辅导 C++程序设计社团教学中，发现学生对代码的使用不容易掌握，逻辑思维能力难于顺利形成，程序算法设计困难较大，如果学习形式有
些单一，有时学生兴趣不浓，难以达到预期的效果。

Scratch 编程最大的优点是把编程图形化，易于理解，可采用拖曳、组合
的方式来设计程序，能及时把有学者们的创意思考呈现出来，让学习变得更有
趣味、更轻松，学习效果也更理想。

通过思考和实践，有学者把 C++语言中难于理解的部分通过 Scratch 编程
对比教学，帮助理解，取长补短，让抽象思维转变成形象思维，让程序直观化，促进学生对程序知识的理解和接受。

一、用 SCRATCH 迷宫游戏程序，引导 C++ 基本结构学习。

C++程序设计主要有三种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构。

顺序结构比较直观，按照从上至下的顺序执行，比较好掌握，选择结构较抽象，学生不容易理解，在教学中，有学者用 scratch 设计游戏帮助学生进行学习。

见下图：
图 1
有学者先把游戏程序发给学生，让学生自己玩一下，再谈谈体验。

学生通过试玩发现只能沿着①→③→⑤线路走才能成功。

如果碰到游戏中的障碍物就会出现一种结果，如果没有碰到就会一直走，如果顺利通过就会庆祝成功，如果碰到黑色的边线，就会回到了原点。

教师引导学生理解路线图：小猫从起点到终点的路有时只有一条，行进过程中有时路有好几条，在每一个分岔口，都要进行选择，只有选择正确，才
能到达终点。

还有小猫在走迷宫的过程中还要不断进行判断，像这样的程序设计中就可以采用“选择结构”，还被称为“分支结构”。

而在 C++语言中有学者们可以用“if（条件表达式）then 语句 1else 语句2” 语句来实现。

下图是 Scratch 程序与 C++程序语句，如图 2，可以很好地帮助学生理解。

if
条件表达式
语句 1
else
语名 2
图 2
通过两种图形对比，让学生知道“if (条件表达式) 语句 1 else 语句 2”意思是“如果条件成立，执行语句 1，否则就执行语句 2”，这样可以帮助学生的正确理解，学习效果也就好了。

下图是学生设计的模拟机器人沿线走程序（图3）。

图
3 模拟机器人沿线走
If (a>b)
cout<<”a=”<<a,<<”b=”<<b;
{ t=a;
a=b; b=t; Cout<<”a=”<<a<<”b=”<<b;
二、用 Scratch 设计交换变量程序，助力理解 C++复合语句。

C++中复合语句是以 { 开始，以 } 结束，中间可以包含若干个语句的语句组。

为了帮助学生理解和认识，有学者用 Scratch 设计比较两个数大小，输入两个数，将大的数暂存在变量 a 中,小数暂存在变量 b 中。

学生在 c++学习时初次接触这种复合语句，容易搭错，于是有学者借助 Scratch 程序图和 C++代码图进行对比，帮助学生理解。

如下图：
Else
图 4
从上图对比可以看出，c++中的各个语句和 Scratch 中的各语句一一对应， 比较方便理解。

三、灵活运用 Scratch 循环结构，增强 C++程序循环结构效益。

循环结构在编程学习中是非常重要的知识，它有三种方式：FOR 、while 、do while ，也是 C++教学中的一个重点难点。

为了更好地学习循环结构，有学者从童话故事入手，先提高学生学习的兴趣，再在程序中用顺序结构和循环结构 进行对比学习，启发学生对重复执行的问题，学会利用循环的方式进行解决，
对于像累加求和、求积等较复杂点的问题时，就要利用循环结构，学生初次接触时很难理解，有学者借助 Scratch 软件从以下几方面着手解决问题。

1、用 scratch 程序建立直观的程序助理解。

如要求一百内的累加某数值求和，有学者用 do 型循环语句的 C++代码和 scratch 程序对比进行教学。

如
{
X:=2;
s:=0;
While (x<=98 )
{ S:=s+
x;
X:=x+4;
} }
下图：
图 6
参照图形化的 Scratch 程序，帮助学生理解 c++程序中 do 循环是先循环后判断，“While (x<=98) ”相当于 Scratch 语言中
，这样就可以加深学生对条件语句的认识。

接着有学者再继续带领学生利用对比的方法学习。

如果条件满足（即为
真），重复执行循环后面的语句，如果条件不满足（即为假），当型循环结束，执行 while 后面的语句。

这样程序就会不断重复运行，在程序中 x 每次加4，s 每次把计算结果进行累加。

X 是步长计数器，S 是求和累加器。

利用形象直观的积木脚本与抽象的文本脚本进行对比进行理解学习，孩子对循环结构就有了初步的感性认识，就可以顺利地学习更多更深的循环结构知识。

2.利用表格和程序设计流程图帮助学生学习循环结构知识，。

如下图：
开始
X:=2
S:=0。

：
x 2 6 10 14 18 (98)
s 2 8 18 32 50 1250
图 7：表格记录算法的实现
图 8：流程图引导算法实现过
3、上机验证两种软件编写程序的正确
性见下
图
图 8：Scratch 一步一步验证
9：用 C++ 程序进行验证通过直观形象的图形化程序，再到 C++代码程的编写，通过上机验证，把抽象的思维加以形象化，使感性的认识上升到理性的思维，使学生的编程能力得到正常的发展。

这样，C++语言中 DO 型循环（do while）语句也可以用同样的方法来实现。

如下图：
图 10：DO 型循环 C++与 Scratch 对照图小学生在学习计数 for 循环也有一定的困难，有学者便用 Scratch 软件编{ i:=
2;
sum:=0;
Do
{ Sum:=sum+i;
i:=i+4; }
While (i>=98)
}
好的程序，帮助学生能从形象思维上升到感性的认识，再利用表格和程序流程图逐步提高到理性的理解。

表格记录算法的实现
图 12：流程图引导算法实现过程
通过对比方法的学习方法，两种编程方法相互促进，使学生的编程能力得到很大的提高和发展。

4.巧用模块迁移知识，加深 C++函数等知识程序模块的理解。

程序中的较长的代码可以采用模块化的子程序，也就是把一个大程序分解为苦干个模块，有一个模块作为主程序模块，其余为子程序模块，程序在运行时，主程序可以调用子程序，这样的程序容易编写，具有很强的可读。

为了讲清楚这个问题，有学者借助 Scratch 中的制作新的积木编写了一个哥德巴赫猜想的程序来帮助学生学习 c++中函数类的知识。

见下图：
图 13：子程序
图 12 主程序
语句 1
语句 2 语句 1
…
语句 2
调用子程序 1
…
语句 n
调用函数子程语句 n+1 语句 n
… 返回到主程序
图 14 分析主程序模块调用子程序模块过程
图 15：哥德巴赫猜想 C++程序图
函数程序。