編程思維與簡單編程
基礎編程是為電腦寫下逐步指令，演算法便是解決問題的清楚步驟。程式由順序、循環和條件判斷組成，出錯便要除錯；用圖形化工具（例如 Scratch）拖曳積木便能創作動畫和遊戲。食譜、路線和掃地機器人，處處都是演算法。
- 演算法是解決問題的清楚步驟；電腦指令必須精確而有序。
- 程式三大結構：順序依次執行、循環重複動作、條件判斷因應情況選擇。
- 程式錯誤稱為臭蟲；除錯要逐步測試，每寫一小段便測試。
文體小知識：編程科普說明文用生活例子解釋演算法、順序、循環和條件，令編程思維觸類旁通。
§課文原文 Passage
1電腦不會自己思考，只會忠實執行指令，所以指令必須寫得清楚而有序。演算法就是解決問題的一步步方法，食譜便是一個好例子：做花生醬三文治——第一步取兩片麵包，第二步塗上花生醬，第三步夾入生菜，第四步完成。步驟次序錯了，結果便不同；指令含糊了，例如只說「弄個三文治」，電腦便無從下手。學會把任務拆解成清楚的小步驟，是編程思維的第一課。
2程式有三種基本結構。順序是指令一行一行依次執行；循環令重複的動作只寫一次，例如「重複4次｛前進100步；右轉90度｝」便能畫出一個正方形，不必寫八行指令；條件判斷則令程式懂得因應情況選擇，例如「如果下雨，便帶雨傘；否則戴帽子」。掃地機器人的程式正是三者合用：「重複執行｛向前行；如果碰到牆便轉彎｝」，於是它不會一直撞牆，又能把全屋掃完。
3程式出錯在所難免，錯誤稱為「臭蟲」，找出並修正錯誤的過程叫除錯。除錯要像偵探一樣逐步測試：機械人本應沿正方形走回起點，卻只走了三邊便停下——逐步檢查發現循環次數寫成三次而非四次，改正後程式便正常。寫程式時每完成一小段便測試一次，出錯時容易找到源頭，這是程序員的好習慣。
4小學生可以用圖形化編程工具入門，例如 Scratch：以拖曳積木代替打字，「當綠旗被點擊」是事件積木，「移動10步」是動作積木，「重複」「如果……否則」是控制積木，拼合起來便能創作動畫賀卡和迷宮遊戲。編程其實無處不在：導航應用比較所有路線的時間建議最快的一條，搜尋引擎把最相關的結果排在前面，影片平台按你的喜好推薦節目——背後都是演算法。拆解問題、找出規律、設計步驟、測試改良，這套編程思維在任何學科都有用。
1重點摘要 Summary
編程是為電腦寫下逐步指令，演算法便是解決問題的清楚步驟。程式由順序、循環和條件判斷組成，出錯便要除錯；用圖形化工具（例如 Scratch）拖曳積木便能創作動畫和遊戲。食譜、路線和掃地機器人，處處都是演算法。
2生字卡 Vocabulary
解決問題的清楚步驟和方法，例如食譜和路線規劃。
寫給電腦執行的一系列指令。
指令一行接一行依次執行的程式結構。
令一段指令重複執行的結構，例如「重複10次」。
「如果……便……否則……」的結構，令程式因應情況選擇。
找出並修正程式中錯誤指令的過程。
以拖曳積木代替打字的編程方式，例如 Scratch。
拆解問題、找出規律、設計步驟和測試改良的思考方法。
命令電腦執行的單一步驟，必須精確清楚。
3逐步講解 Steps
- 第一步：把任務寫成演算法舉個例子：教機械人做三文治，指令必須精確而有次序——先寫「取兩片麵包」，再寫「塗花生醬」，然後「把兩片合起來」；只說「弄個三文治」，它便無從下手。像這樣把任務拆解成一步步清楚的指令，便是演算法。寫演算法的過程訓練我們把問題想清楚、有條理地解決。
- 第二步：用循環簡化重複動作舉個例子：要機械人畫正方形，寫「重複4次｛前進100步；右轉90度｝」，兩行指令便代替了八行重複的寫法。想改變正方形的大小，只需改一個數字，不必重寫整段指令。循環令程式更短、更易讀、更少出錯，是編程中處理重複任務的基本工具。
- 第三步：用條件判斷應付變化舉個例子：掃地機器人的程式是「重複｛前進；如果碰到牆，便右轉90度｝」，它便不會一直撞牆，還能把全屋掃完。條件判斷令程式懂得因應情況做出不同反應：碰到障礙轉向、電量不足回充電座。有了條件判斷，程式便由死板的流程變成會靈活應變的助手。
- 第四步：組合三種結構舉個例子：迷宮程式可以用「重複執行」包住「前進一格」的順序指令，再加上「如果前面是紅牆，便後退並右轉」「如果到達終點，便停止」兩個條件判斷。順序、循環和條件是程式的三種基本結構，互相組合便能寫出複雜的行為。掌握組合的方法，等於掌握編程的骨架。
- 第五步：逐步測試、找出臭蟲舉個例子：機械人畫正方形時只走了三條邊便停下，逐段檢查指令，發現循環次數寫成3次而非4次；改正後程式便正常運行。找出並修正程式錯誤的過程叫除錯，這些錯誤俗稱臭蟲。除錯要有耐性：一次只改一處、逐步測試，才能準確找出問題所在，程式員每天都與臭蟲為伴。
- 第六步：用 Scratch 動手創作舉個例子：在 Scratch 中，把「當綠旗被點擊」接上「重複10次｛移動10步；播放聲音｝」，角色便會一邊走一邊發出聲音。Scratch 用拖曳彩色積木的方式寫程式，不用打字，適合初學者。同學可以由簡單動畫開始，慢慢加入條件和變數，製作互動小遊戲，一邊玩一邊學。
- 第七步：在生活找出演算法舉個例子：導航應用比較各條路線的預計行車時間，建議最快的一條；搜尋引擎按相關程度把結果排前面；串流平台按收視紀錄推薦節目。這些貼心服務背後全是演算法。學會辨認生活中的編程，便能更理解科技怎樣為我們決定看到什麼，也更有意識地善用這些工具。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：小恩要為迷宮遊戲設計角色移動程式：角色要不斷前進，遇到紅牆便後退一格並右轉，直到到達終點。請用順序、循環和條件判斷，以文字步驟寫出演算法。
- 事件：當「開始」鍵被按下，程式啟動。
- 外層循環：使用「重複執行」包住以下步驟，令角色不斷移動。
- 順序指令一：前進一格。
- 條件判斷一：「如果前面是紅牆，便後退一格並右轉九十度；否則繼續前進」。
- 條件判斷二：「如果到達終點格，便停止程式並播放勝利音效」。三種結構配合，角色便能自動走完迷宮。
- 答案：演算法=事件啟動＋外層循環＋「前進一格」的順序指令＋「撞牆後退右轉」「到終點停止」兩個條件判斷；角色便能自動完成迷宮。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1什麼是演算法？
Q2程式的三大基本結構是什麼？
Q3什麼是除錯？
Q4用循環寫「跳繩十次」有什麼好處？
Q5舉出兩個生活中運用演算法的例子。
8重點回顧 Recap
- 演算法是解決問題的清楚步驟；電腦指令必須精確而有序。
- 程式三大結構：順序依次執行、循環重複動作、條件判斷因應情況選擇。
- 程式錯誤稱為臭蟲；除錯要逐步測試，每寫一小段便測試。
- Scratch 等圖形化工具以拖曳積木編程，小學生也能創作動畫和遊戲。
- 導航、搜尋和推薦背後都是演算法；編程思維在各科都有用。