為何要有“生活算法”一說

武健

當你只有一把錘子時，所有東西看起來都像釘子

When you have a hammer， everything looks like a nail

從個人的經歷來說，勉強可以算是程序員出身了。1987年就開始用計算機了，第一次接觸的是Laser-310。為了準備全國師范院校的計算機程序設計比賽，我被選派參加了集訓隊。這才學會for-to、if-then等命令，同時還學會了高精度計算、階乘等不同的算法。雖然比賽最終沒有如期舉辦，但我的收獲卻很大。在活動中體會到了計算機程序、算法的魅力，明白了好程序可以完成很多原來不能想象的事情。

1989年開始當教師教起了計算機課。當時以中華學習機為主的計算機中只有固化的編程語言，不會語言就不能使用計算機。先是BASIC語言，然后是LOGO語言。在八九年的編程教學中，慢慢地體會到了編程教學是有不同層次的。

第一種層次是“命令”的教學，也就是主要目標是計算機的語句、命令。前蘇聯學者伊爾肖夫說過：“計算機程序設計語言是第二文化”。計算機開機后只有BASIC、LOGO語言，那么教學的主要內容就是學會編程的命令和語句。

第二種層次是“程序設計”的教學。也就是教學的主要目標是程序設計。學會了命令、語句以便設計程序。而程序設計的核心是算法。因此，在教學中如何強調算法成了計算機課堂教學自然而然的事情了。

第三種層次是“思維”的教學。經歷多年的程序設計后我漸漸地體會到：真正的大師善于從思維中把握算法的核心，用計算機實現一種算法首先是一種思維的實現。因此，在計算機課的學習中更重要的內容成了如何滲透算法思維，如何將思維融合于生活中，而不是掌握某一種或幾種固定的“算法”。

“命令——算法——思維”三級目標對于一個成長中的計算機/信息技術教師來說有著重大的影響。在工作、生活中尋找、形成解決問題的“算法”逐漸形成了一種思維方式，一種程序員的思維方式。

當我們手里有一把錘子時，最喜歡的是把世界上所有的東西看成釘子。都愿意用手中的錘子去試一試身邊的生活。感受到了算法的好處，也會經常傾向于把算法思想廣泛地應用到各類問題，而信息技術課中就恰恰有這樣的問題，并且還不少。

1999年前后，課程名稱改為“信息技術”，教學內容由程序設計逐步改為計算機操作，算法漸漸淡出。課堂教學轉變成以Office辦公軟件的操作為主的教學活動。今天看來，這種變化是課程經歷的新一輪的螺旋上升過程。不過，經歷了一輪實踐后，許多信息技術教師又重提“老”問題：信息技術課僅僅是教會學生掌握軟件操作嗎？

當我們對計算機教學中的諸概念追根溯源，從認知心理學角度分析所謂的“操作”，可以發現“簡單操作”也是由一個個更細微的動作按一定次序組成的。更復雜的問題解決步驟往往是由更細節、更具體的下一級解決方法組成。這其中的“次序”與程序非常類似。在程序員眼中，計算機的操作與程序設計在一定方面是相互對應著的（如圖1）。

其中程序設計中的命令、語句對應著計算機中的操作、方法與技巧，都是相對具體的，對比整體都是“更微小”的，是組成后續要素的基礎。程序對應著操作工具、解決問題的過程與步驟，都是強調有一定的次序性。程序設計算法對應著技術應用的“算法”。程序設計中的“思維”對應著技術應用的最終目標——問題解決。如果把前面的稱為計算機程序設計算法，后面的這一種，為了應用技術、操作工具來解決生活中的問題而出現的行動規則，則稱之為“生活算法”。

兩種不同情境下的“算法”既有很多相似，也存在著很多不同。

兩者都有算法思維的特點，兩者都有模塊化特征；兩者都需要有可行性，計算機算法需要能編程實現，生活算法需要在生活中能一步步實施；兩者都是由抽象到具體的，程序設計算法是按照“算法——程序——命令”逐級分開，生活算法是可以按“算法-過程-操作”逐級展開。學習程序設計算法需要從程序入手，掌握生活算法也需要從解決問題的過程、步驟入手，基礎都是有程序性。

也可以看到兩者有更多的不同。程序設計算法是直指程序設計的，最終能夠編程在計算機上實現的。生活算法直指使用工具解決問題的，需要一步步在生活中去真正地解決某個問題；程序設計算法可以使用某種計算機語言，或者偽代碼、流程圖來表達。但針對技術工具的生活算法更傾向于人的自然語言表達；程序設計算法相對嚴謹、抽象，生活算法相對寬松，但針對不同的問題情境會有不同變化。

……

當我們在反復辨析“生活算法”與程序設計算法到底是不是同一個概念的時候，卻發現這種解釋對于信息技術課來說，是一種有意思的思考。因為有了“生活算法”，現在的信息技術課中一些所謂不相關的部分聯系到了一體（如圖2）。

中小學信息技術課的主要內容，如畫圖程序、字處理Word、WPS、多媒體PowerPoint、Flash等不同應用軟件的學習，除了部分特有概念外，都是從單擊、雙擊、保存、打開等簡單操作開始的。若干簡單操作組成了操作方法，再由操作方法逐步復雜化，向利用工具解決問題發展。從簡單操作到方法，從操作步驟到程序，從過程到應用工具的行動規則，再到問題解決，形成了操作工具的“生活算法”系列。對應著的就是更抽象的、程序設計中的“命令——程序——算法”體系。

從生活算法的角度來看，現有的教學內容其實是一個有結構的整體。無論是軟件應用部分強調其操作性、程序性，還是計算機編程方面強調程序設計、強調算法，都是在培養學習者的思維能力、問題解決能力。

程序設計算法——生活算法。是面對著釘子時，我們手中的錘子呢，還是一塊磚頭？或者它們都一樣？endprint