張智鵬

摘要：本文通過兩個(gè)教學(xué)案例介紹了三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法的實(shí)施過程，重點(diǎn)展示了第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”在實(shí)際教學(xué)過程中的實(shí)施情況，向大家展示了多種場(chǎng)景下三步轉(zhuǎn)譯的應(yīng)用情況和效果。

關(guān)鍵詞：三步轉(zhuǎn)譯；自然語言；邏輯圖示

中圖分類號(hào)：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號(hào)：1674-2117（2023）16-0010-03

“三步轉(zhuǎn)譯”是初中編程教學(xué)的一種教學(xué)方法，主要分為“實(shí)境體驗(yàn)→自然語言描述”“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”“邏輯圖示→程序代碼表達(dá)”三步轉(zhuǎn)譯過程。

柳棟等在《初中三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法框架構(gòu)想》一文中提到：程序是特定問題解決辦法用特定領(lǐng)域符號(hào)的代碼表達(dá)，程序體現(xiàn)了對(duì)象的數(shù)字化結(jié)構(gòu)，問題解決步驟的邏輯、控制與時(shí)序。所以說“編程的本質(zhì)是翻譯”。既然編程是翻譯過程，那么在翻譯之前，理清問題解決步驟的邏輯、控制和時(shí)序則顯得十分重要，而三步轉(zhuǎn)譯過程的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”則是理清這個(gè)過程的重要一環(huán)。

在初中編程教學(xué)中，通常會(huì)有類似于編程動(dòng)畫、Python簡(jiǎn)單應(yīng)用的純軟件編程和類似于智能創(chuàng)造的智能硬件編程兩種類型，所以，本文將通過技術(shù)課程的教學(xué)過程中的兩個(gè)實(shí)例《編程動(dòng)畫》和《學(xué)校放學(xué)疏散系統(tǒng)》，分別闡述在上述兩種情況下，三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”在不同編程場(chǎng)景之下的運(yùn)用。

“編程動(dòng)畫”項(xiàng)目中第二步轉(zhuǎn)譯的具體實(shí)施

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介

面向?qū)ο螅毫昙?jí)（下）的學(xué)生。

總課時(shí)：8課時(shí)。

主要任務(wù)：利用圖形化編程軟件設(shè)計(jì)制作用于六年級(jí)學(xué)生入學(xué)教育的學(xué)生行為規(guī)范教育動(dòng)畫。項(xiàng)目成果分為兩輪，第一輪是情境展示類動(dòng)畫，第二輪是可交互類動(dòng)畫（借助microbit）。

項(xiàng)目流程：兩輪實(shí)踐過程中均按如圖1所示的流程開展。

2.從自然語言描述到邏輯圖示呈現(xiàn)

在本項(xiàng)目中，學(xué)生首先要根據(jù)任務(wù)確定好需要表達(dá)的行為規(guī)范，然后根據(jù)這些行為規(guī)范編寫學(xué)生入學(xué)行為規(guī)范教育的相關(guān)故事。

類似于“編程動(dòng)畫”項(xiàng)目的動(dòng)畫制作場(chǎng)景，其實(shí)就是“多個(gè)對(duì)象”相互協(xié)同的情境，這種情況有個(gè)特點(diǎn)：各個(gè)對(duì)象各自的控制流程比較簡(jiǎn)單，大多數(shù)是三種結(jié)構(gòu)（以順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)為主，分支結(jié)構(gòu)為輔）的簡(jiǎn)單組合，但是對(duì)各個(gè)對(duì)象之間的協(xié)同配合要求較高，所以對(duì)于這一類項(xiàng)目，在編程前通過三步轉(zhuǎn)譯中的“自然語言描述→邏輯圖示”進(jìn)行梳理至關(guān)重要。對(duì)這類項(xiàng)目，通?？梢圆捎萌缦虏襟E分析并梳理流程，形成圖示。

（1）分解任務(wù)，提取對(duì)象

對(duì)于動(dòng)畫類編程，學(xué)生首先需要知道該動(dòng)畫中有幾個(gè)對(duì)象、幾種場(chǎng)景。所以在編寫完故事后，學(xué)生分析了創(chuàng)編的“入學(xué)行為規(guī)范教育故事”中存在的對(duì)象、場(chǎng)景（背景），并填寫在任務(wù)單相對(duì)應(yīng)的位置。

（2）分析對(duì)象，生成動(dòng)作

每個(gè)對(duì)象需要做什么？各自的動(dòng)作是什么？學(xué)生需要根據(jù)上一環(huán)節(jié)提取的對(duì)象，聚焦單個(gè)對(duì)象，分析各個(gè)對(duì)象自己的動(dòng)作，并填寫在任務(wù)單中。

（3）分析動(dòng)作，理清關(guān)聯(lián)

每個(gè)對(duì)象什么時(shí)候開始動(dòng)作？什么時(shí)候結(jié)束動(dòng)作？各個(gè)動(dòng)作由什么觸發(fā)或者是各個(gè)動(dòng)作觸發(fā)了哪些角色或動(dòng)作？這些都需要在正式編程之前明確，所以筆者提供了如圖2所示的幾種符號(hào)，幫助學(xué)生更加便捷、快速地梳理清楚。

至此，學(xué)生通過以上三個(gè)步驟，對(duì)故事的邏輯、控制與時(shí)序有了清晰的認(rèn)識(shí)，后續(xù)可將以上流程通過編程工具“翻譯”，隨后形成“學(xué)生行為規(guī)范教育動(dòng)畫”的制成品。

“學(xué)校放學(xué)疏散系統(tǒng)”項(xiàng)目中第二步轉(zhuǎn)譯的具體實(shí)施

在初中編程教學(xué)中，除了借助軟件完成動(dòng)畫創(chuàng)作的編程場(chǎng)景之外，還會(huì)涉及對(duì)智能硬件編程的情況，下面，以“學(xué)校放學(xué)疏散系統(tǒng)”項(xiàng)目為例，重點(diǎn)展示在對(duì)智能硬件編程的場(chǎng)景中三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的實(shí)施情況和效果。

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介

面向?qū)ο螅浩吣昙?jí)（上）的學(xué)生。

總課時(shí)：12課時(shí)。

主要任務(wù)：體驗(yàn)學(xué)校路口交通情況，明確引起交通堵塞的主要問題，思考解決方案，嘗試設(shè)計(jì)并制作模型，以改善學(xué)校路口擁堵狀況。

項(xiàng)目流程：在本項(xiàng)目中，學(xué)生從始至終都在思考“如何解決門口道路擁堵情況”，所以首先通過實(shí)境體驗(yàn)的方式明確造成擁堵的具體問題，然后通過學(xué)習(xí)生活中的過程與控制流程以及可使用的智能硬件設(shè)備，嘗試設(shè)計(jì)解決方案以解決明確的具體問題，最后借助學(xué)習(xí)的智能硬件設(shè)備模擬方案，并驗(yàn)證方案的可行性。流程如圖3所示。

2.從自然語言描述到邏輯圖示呈現(xiàn)

在“編程動(dòng)畫”項(xiàng)目中，學(xué)生通過“分解任務(wù)，提取對(duì)象；分析對(duì)象，生成動(dòng)作；分析動(dòng)作，理清關(guān)聯(lián)”三個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的轉(zhuǎn)譯過程。但是在“對(duì)智能硬件編程”的場(chǎng)景中，大部分情況下由于控制對(duì)象只有一個(gè)，上述三個(gè)環(huán)節(jié)則顯得臃腫多余。

在“學(xué)校放學(xué)疏散系統(tǒng)”項(xiàng)目中，學(xué)生通過“聲光控?zé)簟钡陌咐龑W(xué)習(xí)智能硬件編程，單個(gè)的聲控?zé)艋蛘邌蝹€(gè)的光控?zé)袅鞒炭刂剖呛?jiǎn)單的，但是對(duì)于聲光控?zé)舳裕潆y點(diǎn)在于先判斷聲音還是先判斷光線，因此，筆者給出了如圖4所示的流程圖，引導(dǎo)學(xué)生理清思路。

值得注意的是，在物聯(lián)網(wǎng)或者需多塊智能硬件控制板交互的場(chǎng)景中，“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的轉(zhuǎn)譯過程又將會(huì)和“編程動(dòng)畫”項(xiàng)目處理方式一樣，需要依據(jù)“分解任務(wù)，提取對(duì)象；分析對(duì)象，生成動(dòng)作；分析動(dòng)作，理清關(guān)聯(lián)”三個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)第二步的轉(zhuǎn)移，這主要是因?yàn)槌霈F(xiàn)了多個(gè)控制對(duì)象，就必然會(huì)產(chǎn)生各對(duì)象動(dòng)作間的協(xié)作。

在“學(xué)校放學(xué)疏散系統(tǒng)”項(xiàng)目中，學(xué)生通過實(shí)境體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)引起交通堵塞的主要原因在于交通燈控制不合理，因此提出了解決方案，并對(duì)解決方案開展分析，得到如圖5所示的流程，至此，學(xué)生對(duì)如何實(shí)現(xiàn)解決方案的流程清晰明了了。

實(shí)踐后的思考

1.理清邏輯是代碼編寫前的學(xué)習(xí)重點(diǎn)

編程是“翻譯”的過程，所以在初中編程教學(xué)過程中，理清邏輯是初中學(xué)生學(xué)習(xí)編程的重中之重。三步轉(zhuǎn)譯編程教學(xué)法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”則是幫助學(xué)生深度理解問題，梳理邏輯的過程，在這一過程中，通過圖示的方式將邏輯清晰地呈現(xiàn)，為后續(xù)程序編寫做出鋪墊。

2.初中生需要借助圖示來表達(dá)邏輯，但未必需要標(biāo)準(zhǔn)的流程圖

“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”重點(diǎn)是梳理清楚控制邏輯，所以通常需要借助圖示梳理流程，但此圖示是指一切能夠描述清楚邏輯的圖示，并不限于標(biāo)準(zhǔn)流程圖。所以，在課堂教學(xué)中教師不需要花費(fèi)額外時(shí)間教授標(biāo)準(zhǔn)流程圖的繪制規(guī)范。