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信息科技“算法”逻辑主线的解析与实践

中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2025）02-0030-04

信息科技课程从新课标、新教材、新设计、新教学到新评价的一体化实施是从新课标转化到新评价的必然路径，贯穿其中的是数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线。六条逻辑主线是由信息科技知识体系的内在逻辑决定的，其内容层层递进，难度渐次加深，要求逐步提高。这种进阶的设计，特别是“算法”逻辑主线的进阶设计既考虑了对信息科技的知识、技能体系本身的理解、认识及操作的难度，也考虑了义务教育各学段学生的心智发展程度。

“算法”逻辑主线的认识与理解

“算法”逻辑主线贯穿整个课程，为其他逻辑主线提供了方法和思维的基础支撑。从纵向观察，“算法”逻辑主线在第三学段，符合学生的认知发展规律。“算法”这条逻辑主线以问题及解决为线索，在小学低段注重生活体验，学生在第一、第二学段有了一定的生活体验后，在第三学段通过对算法的学习，用自然语言、流程图等方式描述算法，逐步形成解决问题的策略或方法。在初中阶段注重深化原理认识，以达到运用算法解决问题的目的，探索利用算法思维解决问题的过程和方法。从横向观察，“算法”逻辑主线，既没有算法定义生涩的描述，也没有算法代码冗长的表达，而是抓住使用算法解决问题的本质，从问题的分解入手，以学生熟知的学习生活为实例，用最平常的语言和框图去描述、分析问题，最终形成策略或方法。这六条逻辑主线并不是完全平行的，各条逻辑主线的内容之间相互交叉、相互联系，共同形成了信息科技课程结构逻辑关联及逻辑主线贯穿的内容体系。“算法”这条逻辑主线是信息科技课程中最为基础的逻辑主线之一，它和“数据”逻辑主线一起构成了信息科技课程的基础支撑（如下页图1）。

“算法”逻辑主线的教学价值

算法是最能体现用计算机解决问题的思想方法，“算法”包括问题的步骤分解，算法的描述、执行与效率，解决问题的策略或方法。算法作为逻辑主线之一，贯穿整个义务教育阶段，也是信息科技课程的核心内容之一。在义务教育信息科技课程体系中，在“身边的算法”这一模块中，学生经历初识算法、了解算法、理解算法、掌握算法、应用算法的过程，从而形成算法学习所特有的思维模式。

新课标明确提出，算法是计算思维的核心要素之一。通过学习算法，学生能够用明确的、可执行的操作步骤描述问题的求解方案，能够用三种基本控制结构设计程序解决问题，这些都是计算思维的重要表现。算法不仅让学生学会如何编写代码，更培养了学生在解决具体问题时的思维能力，如思考问题的逻辑、解决问题的方法、问题的创新、问题的迁移应用等。明确的、可执行的操作步骤要求学生学会定义问题、规划步骤，并预测相应的结果。学生在面对复杂问题时，可以将问题分解为更小的问题，并设计有效的解决策略。同时一个问题的算法可能不是唯一的，通过探索、尝试和优化算法，能激发学生的数字化学习与创新力。

算法的教学价值不仅体现在培养学生的计算思维上，更在于它对学生综合素质和能力的全面提升。在教学中重视算法的教学，对培养学生的核心素养，以及学生的综合素养都有着重要的意义。

“算法”逻辑主线在教学中的实施

虽然算法教学有着重要意义，但是因为算法相对枯燥，学生兴趣不高，有畏难情绪；算法理论与实践脱离，相对抽象，学生很难理解其精髓。所以，如何开展算法教学显得至关重要。

1.巧用动态的情境形象算法问题

规划送货机器人路线的模式识别为：先找到几种可能的路径，再计算每种路径的总长，最后通过比较找出最短路径。

计算模型为：总路程=各段分路程之和。

利用这个模型，不管路线的长短如何变化，我们只要输入各段分路程，算法利用以上计算模型就会得出送货机器人行走的总路程。

以上7个情境都源于最短路径问题，根据学生的知识背景和认知水平选用不同的迭代情境，可以让学生更好地理解问题，进而快速进入算法学习。

2.活用多样的算法设计求解过程

解决问题的方法不是唯一的，针对某个问题，可以设计多个算法来解决，但是不同算法的效率是不一样的，算法有“好”与“差”之分。义教教材以“韩信点兵”的故事为例，分析算法的多样性。

算法1：枚举算法。

枚举x在1000～1100范围内的每一个值，判断条件“x除3余数为2、x除5余数为3、x除7余数为2”是否同时满足，满足条件的x就是要求的解。即：当x=1000时，条件“x除3余数为2、x除5余数为3、x除7余数为2”是否同时满足？当x=1001时，条件“x除3余数为2、x除5余数为3、x除7余数为2”是否同时满足？……当x=1100时，条件“x除3余数为2、x除5余数为3、x除7余数为2”是否同时满足？

算法2：筛选法。

①用a存储1000～1100范围内的数；②在a中删除不满足“x除3余数为2”条件的数；③在a中删除不满足“x除5余数为3”条件的数