刘晶
编程教学内容一直存在着算法、程序的两相比较会偏重多少的问题。算法，当初学者尚无代码素养时学习困难；程序，缺乏算法滋养又显得生涩无趣。本期解码，我们邀请高中、初中两位教师来探讨算法与程序设计中的教法问题。
算法描述看似很简单，自然语言、流程图、伪代码一目了然。然而，想要达到“能熟练使用这些方法来描述算法”这一目标，的确还是有相当难度的，需要经过大量的实践才能见到效益。算法描述在程序设计模块中处于开篇位置，意在一开始就将算法的思想融入进学生的思维，进而形成一个好的程序设计习惯。那么，如何有效地开展算法描述部分的教学呢？
浅入深出，明白道理后再掌握技巧
自然语言的描述方式虽然有着种种缺点，但对于初识算法的学生来说却是不可逾越的环节，因为它是一个思维过程的体现。只有能用自然语言把实际问题的算法描述清楚，才能说明你的思维过程是清晰的，才有可能进一步用流程图或者伪代码形成算法，进而形成代码。自然语言描述的学习一般会结合案例，在分析问题的基础上形成一步一步的算法。案例的选择变得至关重要，一个简单易懂的案例往往比一些经典的算法案例要有效。
“浅入”，能帮助学生清晰地理解；“深出”，能促进学生深刻地认知。所以在“案例分析”环节，我引入了“把大象放进冰箱总共分几步”的案例。这个案例取自于一个经典冷笑话，之所以可笑，是因为如此简单的事情竟然还分了三步。这种方法正与算法把大问题拆分成小问题，把小问题转化成步骤，一步步解决不谋而合。“把大象放进冰箱总共分几步”的自然语言描述学生耳熟能详：Step1：把冰箱门打开；Step2：把大象放进去；Step3：把冰箱门关上。浅入有了，学生对于算法并没有丝毫畏难情绪。实际上，我们用计算机帮助我们解决问题就是要这样事无巨细，仔细分析这个算法，把大象放进冰箱是不是跟进栈有些类似呢？接下来是慢慢深出，第二个案例我采用了教科版《算法与程序设计》自带的“桌面小时钟程序”，在演示案例之后引导学生分析算法：Step1：检查小时钟数字的显示状态；Step2：如果是变化状态就让它停止；Step3：如果是停止状态就让它开始变化。这个案例的优势是依然不难，但是已经有了选择判断的思想在里面，为学生接下来学习选择分支语句搭建脚手架。
在“小试身手”环节，我进一步加强了难度，选取了教材上“凯撒密码”的案例，其难点在于，在分析问题的过程中，引导学生理解取模运算的用途。解决问题的算法描述为：Step1：取明文中的字母转换为字母表中的顺序；Step2：利用公式F（a）=（a+3）Mod 26计算出密文对应的字母表顺序；Step3：将密文对应的字母表顺序转换为密文字母。
對于较为简单的自然语言的算法描述，从“案例分析”到“小试身手”，由浅入深，逐步加深对算法的理解，注重的不只是算法描述的步骤，而是将实际问题分解转换为算法的能力。
深入浅出，在分解难度中印证道理
流程图是一种较为实用的算法描述形式，但是对于初学者来说有一定难度。如果想画好流程图，必须对程序有一定的了解，这对刚开始学习程序的学生来说是一个矛盾。
经过一个阶段的学习，你会发现这是一个循环提升的过程：当你对程序的数据结构、语句有了系统的学习之后，流程图会画得非常顺畅，进而程序代码也更加容易实现。
这一部分的“案例分析”，我依然选取了学生已经熟悉的“桌面小时钟”，将前面的自然语言描述进一步转换为流程图描述的同时，学习流程图的符号。由于省去了分析问题环节，只是描述方式的转化，所以这部分难度不大，学生能很轻松地掌握流程图绘制选择分支算法的方法。
在“小试身手”环节，想要展现流程图的优势，必须选一个问题不难分析、过程又不能太简单的案例。我选取了融入选择和循环算法的“水仙花数”问题。水仙花数的问题分析对于高中生来说很容易理解：输出100-999之间的水仙花数，如果三位数abc符合条件a3+b3+c3=abc，则abc为水仙花数。用流程图实现算法描述就有了难度，那么，如何让学生既能体验流程图描述算法的过程，又能够降低初学者学习的难度呢？
我为“水仙花数”的流程图描述学习搭建了三个支架：自然语言描述、流程图框架、程序代码。自然语言描述帮助厘清解决问题的思路；程序框架中不同形状的符号帮助对应语句出现的位置；程序代码帮助规范描述用语。少数学生参照自然语言描述和程序代码，经过简单地分析，就可以在绘制好的流程图框架中完成任务，大部分学生则能够书写出主要步骤。
当然，流程图的学习不可能通过一个案例实现，还需要多加练习才能熟练掌握。对于初学算法的学生来说，这样的方式能够迅速帮助他们完成流程图的初体验。
对于有一定难度的流程图算法描述，在“案例分析”环节选取简单案例，让学生迅速了解规则；在“小试身手”环节由深入浅，虽然选取难度较高的“水仙花数”问题，但是提供支架降低难度，同时引导学生在此过程中注意对比、分析的解决问题方法。伪代码的学习在初始阶段只需要与程序语句对比展示，了解其优点即可，在系统学习程序知识之后，自然可以熟练运用。
浅入深出，适合将简单问题提升到思维层次；深入浅出，适合复杂问题的思维形成。在教学设计时，这两种方式都有助于计算思维的落地；在教学过程中，这两种方式既可以有效帮助教师调控学生的学习畏难情绪，激发其挑战斗志，也有助于分层教学的展开，教师可以根据实际情况及时引导。
