编程思维与简单编程
基础编程是为电脑写下逐步指令，演算法便是解决问题的清楚步骤。程式由顺序、循环和条件判断组成，出错便要除错；用图形化工具（例如 Scratch）拖曳积木便能创作动画和游戏。食谱、路线和扫地机器人，处处都是演算法。
- 演算法是解决问题的清楚步骤；电脑指令必须精确而有序。
- 程式三大结构：顺序依次执行、循环重复动作、条件判断因应情况选择。
- 程式错误称为臭虫；除错要逐步测试，每写一小段便测试。
文体小知识：编程科普说明文用生活例子解释演算法、顺序、循环和条件，令编程思维触类旁通。
§课文原文 Passage
1电脑不会自己思考，只会忠实执行指令，所以指令必须写得清楚而有序。演算法就是解决问题的一步步方法，食谱便是一个好例子：做花生酱三文治——第一步取两片面包，第二步涂上花生酱，第三步夹入生菜，第四步完成。步骤次序错了，结果便不同；指令含糊了，例如只说「弄个三文治」，电脑便无从下手。学会把任务拆解成清楚的小步骤，是编程思维的第一课。
2程式有三种基本结构。顺序是指令一行一行依次执行；循环令重复的动作只写一次，例如「重复4次｛前进100步；右转90度｝」便能画出一个正方形，不必写八行指令；条件判断则令程式懂得因应情况选择，例如「如果下雨，便带雨伞；否则戴帽子」。扫地机器人的程式正是三者合用：「重复执行｛向前行；如果碰到墙便转弯｝」，于是它不会一直撞墙，又能把全屋扫完。
3程式出错在所难免，错误称为「臭虫」，找出并修正错误的过程叫除错。除错要像侦探一样逐步测试：机械人本应沿正方形走回起点，却只走了三边便停下——逐步检查发现循环次数写成三次而非四次，改正后程式便正常。写程式时每完成一小段便测试一次，出错时容易找到源头，这是程序员的好习惯。
4小学生可以用图形化编程工具入门，例如 Scratch：以拖曳积木代替打字，「当绿旗被点击」是事件积木，「移动10步」是动作积木，「重复」「如果……否则」是控制积木，拼合起来便能创作动画贺卡和迷宫游戏。编程其实无处不在：导航应用比较所有路线的时间建议最快的一条，搜寻引擎把最相关的结果排在前面，影片平台按你的喜好推荐节目——背后都是演算法。拆解问题、找出规律、设计步骤、测试改良，这套编程思维在任何学科都有用。
1重点摘要 Summary
编程是为电脑写下逐步指令，演算法便是解决问题的清楚步骤。程式由顺序、循环和条件判断组成，出错便要除错；用图形化工具（例如 Scratch）拖曳积木便能创作动画和游戏。食谱、路线和扫地机器人，处处都是演算法。
2生字卡 Vocabulary
解决问题的清楚步骤和方法，例如食谱和路线规划。
写给电脑执行的一系列指令。
指令一行接一行依次执行的程式结构。
令一段指令重复执行的结构，例如「重复10次」。
「如果……便……否则……」的结构，令程式因应情况选择。
找出并修正程式中错误指令的过程。
以拖曳积木代替打字的编程方式，例如 Scratch。
拆解问题、找出规律、设计步骤和测试改良的思考方法。
命令电脑执行的单一步骤，必须精确清楚。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：把任务写成演算法举个例子：教机械人做三文治，指令必须精确而有次序——先写「取两片面包」，再写「涂花生酱」，然后「把两片合起来」；只说「弄个三文治」，它便无从下手。像这样把任务拆解成一步步清楚的指令，便是演算法。写演算法的过程训练我们把问题想清楚、有条理地解决。
- 第二步：用循环简化重复动作举个例子：要机械人画正方形，写「重复4次｛前进100步；右转90度｝」，两行指令便代替了八行重复的写法。想改变正方形的大小，只需改一个数字，不必重写整段指令。循环令程式更短、更易读、更少出错，是编程中处理重复任务的基本工具。
- 第三步：用条件判断应付变化举个例子：扫地机器人的程式是「重复｛前进；如果碰到墙，便右转90度｝」，它便不会一直撞墙，还能把全屋扫完。条件判断令程式懂得因应情况做出不同反应：碰到障碍转向、电量不足回充电座。有了条件判断，程式便由死板的流程变成会灵活应变的助手。
- 第四步：组合三种结构举个例子：迷宫程式可以用「重复执行」包住「前进一格」的顺序指令，再加上「如果前面是红墙，便后退并右转」「如果到达终点，便停止」两个条件判断。顺序、循环和条件是程式的三种基本结构，互相组合便能写出复杂的行为。掌握组合的方法，等于掌握编程的骨架。
- 第五步：逐步测试、找出臭虫举个例子：机械人画正方形时只走了三条边便停下，逐段检查指令，发现循环次数写成3次而非4次；改正后程式便正常运行。找出并修正程式错误的过程叫除错，这些错误俗称臭虫。除错要有耐性：一次只改一处、逐步测试，才能准确找出问题所在，程式员每天都与臭虫为伴。
- 第六步：用 Scratch 动手创作举个例子：在 Scratch 中，把「当绿旗被点击」接上「重复10次｛移动10步；播放声音｝」，角色便会一边走一边发出声音。Scratch 用拖曳彩色积木的方式写程式，不用打字，适合初学者。同学可以由简单动画开始，慢慢加入条件和变数，制作互动小游戏，一边玩一边学。
- 第七步：在生活找出演算法举个例子：导航应用比较各条路线的预计行车时间，建议最快的一条；搜寻引擎按相关程度把结果排前面；串流平台按收视纪录推荐节目。这些贴心服务背后全是演算法。学会辨认生活中的编程，便能更理解科技怎样为我们决定看到什么，也更有意识地善用这些工具。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：小恩要为迷宫游戏设计角色移动程式：角色要不断前进，遇到红墙便后退一格并右转，直到到达终点。请用顺序、循环和条件判断，以文字步骤写出演算法。
- 事件：当「开始」键被按下，程式启动。
- 外层循环：使用「重复执行」包住以下步骤，令角色不断移动。
- 顺序指令一：前进一格。
- 条件判断一：「如果前面是红墙，便后退一格并右转九十度；否则继续前进」。
- 条件判断二：「如果到达终点格，便停止程式并播放胜利音效」。三种结构配合，角色便能自动走完迷宫。
- 答案：演算法=事件启动＋外层循环＋「前进一格」的顺序指令＋「撞墙后退右转」「到终点停止」两个条件判断；角色便能自动完成迷宫。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1什么是演算法？
Q2程式的三大基本结构是什么？
Q3什么是除错？
Q4用循环写「跳绳十次」有什么好处？
Q5举出两个生活中运用演算法的例子。
8重点回顾 Recap
- 演算法是解决问题的清楚步骤；电脑指令必须精确而有序。
- 程式三大结构：顺序依次执行、循环重复动作、条件判断因应情况选择。
- 程式错误称为臭虫；除错要逐步测试，每写一小段便测试。
- Scratch 等图形化工具以拖曳积木编程，小学生也能创作动画和游戏。
- 导航、搜寻和推荐背后都是演算法；编程思维在各科都有用。