第二步轉移：從自然語言描述到問題解決邏輯圖示

張智鵬

摘要：本文通過兩個教學案例介紹了三步轉譯編程教學法的實施過程，重點展示了第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”在實際教學過程中的實施情況，向大家展示了多種場景下三步轉譯的應用情況和效果。

關鍵詞：三步轉譯；自然語言；邏輯圖示

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2023）16-0010-03

“三步轉譯”是初中編程教學的一種教學方法，主要分為“實境體驗→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”三步轉譯過程。

柳棟等在《初中三步轉譯編程教學法框架構想》一文中提到：程序是特定問題解決辦法用特定領域符號的代碼表達，程序體現了對象的數字化結構，問題解決步驟的邏輯、控制與時序。所以說“編程的本質是翻譯”。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、控制和時序則顯得十分重要，而三步轉譯過程的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”則是理清這個過程的重要一環。

在初中編程教學中，通常會有類似于編程動畫、Python簡單應用的純軟件編程和類似于智能創造的智能硬件編程兩種類型，所以，本文將通過技術課程的教學過程中的兩個實例《編程動畫》和《學校放學疏散系統》，分別闡述在上述兩種情況下，三步轉譯編程教學法第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”在不同編程場景之下的運用。

“編程動畫”項目中第二步轉譯的具體實施

1.項目簡介

面向對象：六年級（下）的學生。

總課時：8課時。

主要任務：利用圖形化編程軟件設計制作用于六年級學生入學教育的學生行為規范教育動畫。項目成果分為兩輪，第一輪是情境展示類動畫，第二輪是可交互類動畫（借助microbit）。

項目流程：兩輪實踐過程中均按如圖1所示的流程開展。

2.從自然語言描述到邏輯圖示呈現

在本項目中，學生首先要根據任務確定好需要表達的行為規范，然后根據這些行為規范編寫學生入學行為規范教育的相關故事。

類似于“編程動畫”項目的動畫制作場景，其實就是“多個對象”相互協同的情境，這種情況有個特點：各個對象各自的控制流程比較簡單，大多數是三種結構（以順序結構、循環結構為主，分支結構為輔）的簡單組合，但是對各個對象之間的協同配合要求較高，所以對于這一類項目，在編程前通過三步轉譯中的“自然語言描述→邏輯圖示”進行梳理至關重要。對這類項目，通常可以采用如下步驟分析并梳理流程，形成圖示。

（1）分解任務，提取對象

對于動畫類編程，學生首先需要知道該動畫中有幾個對象、幾種場景。所以在編寫完故事后，學生分析了創編的“入學行為規范教育故事”中存在的對象、場景（背景），并填寫在任務單相對應的位置。

（2）分析對象，生成動作

每個對象需要做什么？各自的動作是什么？學生需要根據上一環節提取的對象，聚焦單個對象，分析各個對象自己的動作，并填寫在任務單中。

（3）分析動作，理清關聯

每個對象什么時候開始動作？什么時候結束動作？各個動作由什么觸發或者是各個動作觸發了哪些角色或動作？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，幫助學生更加便捷、快速地梳理清楚。

至此，學生通過以上三個步驟，對故事的邏輯、控制與時序有了清晰的認識，后續可將以上流程通過編程工具“翻譯”，隨后形成“學生行為規范教育動畫”的制成品。

“學校放學疏散系統”項目中第二步轉譯的具體實施

在初中編程教學中，除了借助軟件完成動畫創作的編程場景之外，還會涉及對智能硬件編程的情況，下面，以“學校放學疏散系統”項目為例，重點展示在對智能硬件編程的場景中三步轉譯編程教學法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的實施情況和效果。

1.項目簡介

面向對象：七年級（上）的學生。

總課時：12課時。

主要任務：體驗學校路口交通情況，明確引起交通堵塞的主要問題，思考解決方案，嘗試設計并制作模型，以改善學校路口擁堵狀況。

項目流程：在本項目中，學生從始至終都在思考“如何解決門口道路擁堵情況”，所以首先通過實境體驗的方式明確造成擁堵的具體問題，然后通過學習生活中的過程與控制流程以及可使用的智能硬件設備，嘗試設計解決方案以解決明確的具體問題，最后借助學習的智能硬件設備模擬方案，并驗證方案的可行性。流程如圖3所示。

2.從自然語言描述到邏輯圖示呈現

在“編程動畫”項目中，學生通過“分解任務，提取對象；分析對象，生成動作；分析動作，理清關聯”三個環節實現三步轉譯編程教學法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的轉譯過程。但是在“對智能硬件編程”的場景中，大部分情況下由于控制對象只有一個，上述三個環節則顯得臃腫多余。

在“學校放學疏散系統”項目中，學生通過“聲光控燈”的案例學習智能硬件編程，單個的聲控燈或者單個的光控燈流程控制是簡單的，但是對于聲光控燈而言，其難點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，引導學生理清思路。

值得注意的是，在物聯網或者需多塊智能硬件控制板交互的場景中，“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”的轉譯過程又將會和“編程動畫”項目處理方式一樣，需要依據“分解任務，提取對象；分析對象，生成動作；分析動作，理清關聯”三個環節實現第二步的轉移，這主要是因為出現了多個控制對象，就必然會產生各對象動作間的協作。

在“學校放學疏散系統”項目中，學生通過實境體驗發現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，并對解決方案開展分析，得到如圖5所示的流程，至此，學生對如何實現解決方案的流程清晰明了了。

實踐后的思考

1.理清邏輯是代碼編寫前的學習重點

編程是“翻譯”的過程，所以在初中編程教學過程中，理清邏輯是初中學生學習編程的重中之重。三步轉譯編程教學法的第二步“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”則是幫助學生深度理解問題，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，為后續程序編寫做出鋪墊。

2.初中生需要借助圖示來表達邏輯，但未必需要標準的流程圖

“自然語言描述→問題解決邏輯圖示”重點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，并不限于標準流程圖。所以，在課堂教學中教師不需要花費額外時間教授標準流程圖的繪制規范。