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“三步转译编程教学法”专题|初中三步转译编程教学法框架构想

“身边的算法”是信息科技课程的核心内容。

在从计算机算法到生活算法的学习过程中，一方面要遵循学生认知规律，从简单到复杂，经历命令/图标—程序—算法的学习。

这是计算机角度的从“学”到“用”。

另一方面要体现信息科技的独特课程价值，通过“用”体现信息科技作用，“以”信息科技思维方式去解决生活问题。

这是面向生活问题的从“用”到“以”。

“三步转译编程教学法”专题将通过系列文章，尝试解释问题解决一般方法在信息科技领域内的映射，希望在实践中，从“学”开始，再通过“用”加以体现，最终实现“以”的目标，把深刻落实课标转化成为实际行动。

20多年来，不论哪个版本的中小学信息科技课程标准，其主要内容一直是学习运用ICT技术手段帮助学习活动的开展、学习程序的编制等，或可称之为信息科技课程的主要学习方向。

信息科技课程在建设与实施过程中，一直强调发展学生的核心素养、发展学生的计算思维等内容，但是，素养、思维等词汇抽象层级比较高，要落实到教学中需要数次层级转换才能够转化为具体的内容和行为指标。本文将聚焦程序编制方向来讨论学与教的实践方法。

泰勒在讨论课程目标和学习内容厘定方法的时候指出，对社会生活的研究、对学科的研究和对学习者的研究是课程目标和学习内容的三大来源；这些研究的结果经教育哲学和认知心理两把筛子，基本可以梳理出可实现的课程学习目标和学习内容。本文将参照泰勒的建议来思考初中编程学习目标和学习内容。

问题与思考

1.对社会生活变化的认识

当前，我国社会生产正处在产业升级转型、提升核心竞争力的过程中，产业竞争力的核心是高素养的人才与“从零到一”的原创能力。各行业在数字化转型中对IT业与其他行业的相互理解、深度融合提出了明确的需求。

但是，IT业过度细致的分工，如有大批从事简单编写代码的从业人员，不仅影响了企业的核心竞争力，而且导致在面对与其他行业深度融合的需求时，缺乏需求确认及技术转述的人才。

2.对信息科技领域的透视

信息科技与其他学科之间不一定有清晰的界线，却已经是稳定的领域，开放性、综合性十分明显。信息科技领域就其根本技术手段与方法来说，“程序与编程”是明确的回答。信息科技产品开发过程一般是从用户需求了解与辨析开始，经过模型构建与算法选择，最后编写代码形成程序系统，以实现预设功能。

面对IT行业与其他行业的相互理解与融合，软件开发行业也提出了“领域驱动设计”模式：在大多数软件项目中，主要的焦点应该是领域与领域逻辑；软件的核心是其为用户解决领域相关问题的能力。

3.对学生学习规律的回顾

少年儿童的认知发展呈现着由外而内、由表及里、从具象到抽象的过程（如图1）。心理学家安德森则认为计算机语言源于自然语言、区别于自然语言，抽象度更高，是一类很难配入的特殊语言。

图1皮亚杰认知发展阶段论

计算机程序的发源地是英语作为母语的地区，程序编制从某种角度来说也可以看成是英语的“自然语言”写作。华盛顿大学一项研究表明，就编程能力的影响因子来说，一般认知能力是最佳预测因子，语言能力是最强有力的预测因素。

4.课程教学中的相关反应

我国6-7年级学生的年龄大部分在11～12岁，认知心理发展大致位于皮亚杰的具体运算晚期到形式运算早期。所以，这个阶段的我国中小学信息科技课程编程的学习，主要借助“图形化”编程工具等作为编程学习的技术工具。

同时，在学习编程的学习活动中也常常选用项目学习这样的实践型学习方式。《义务教育信息科技课程标准(2024年版)》也在课程总目标中明确指出要发展学生的问题解决能力（如图2），但是其发展无法通过简单的讲授来实现，需要在问题解决的实践过程中具体落实与积累。

图2义务教育信息科技课程标准(2024年版)目标与学习内容、发展方向等的关系

三步转译编程教学法的框架

1.数据、程序、算法等的本质

（1）数据的本质与需求辨析

数据=现实世界的数字化映射。运用ICT技术手段解决问题，不仅需要理解数据，还需要理解数据背后的对象与对象的运行逻辑；而实境中的体验与各类行业实践经验，为这些理解的产生提供了坚实的经验与理性基础，需求辨析是问题解决与创新的开始。

（2）程序、算法的本质与编程

瑞士计算机科学家NiklausWirth指出，程序=数据结构+算法；英国计算机科学家RobertKowalski则指出，算法=控制+逻辑。程序体现了对象的数字化结构，问题解决步骤的逻辑、控制与时序，这意味着“编程的本质是翻译”。程序是特定问题解决办法用特定领域符号的代码表达。

（3）对算法的各种实际理解

RobertKowalski在界定算法概念时指出：逻辑成分能对问题和解题中能用的知识提供更清楚和更明显正确的陈述，控制成分对算法的功效承担更大的责任，因而算法能通过提高控制的功效而更易于改进。

对算法