义教信息科技教学实施 | “身边的算法”模块-算法的描述

“身边的算法”模块

算法的描述

本期内容

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课标理解

●锚定身边场景，科学描述算法

——“算法的描述”单元的教学

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教学课例

●从“按步骤做”到“想清楚再做”

——“算法的描述”教学中元认知启蒙的实践与思考

●从“认知卡点”到“思维通关”：算法验证教学的进阶路径

——以《算法的描述与验证》一课为例

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课标理解

锚定身边场景，科学描述算法

——“算法的描述”单元的教学

本文围绕义务教育信息科技课程中的“算法的描述”单元展开分析：首先，介绍了自然语言、流程图、伪代码等常用算法描述方式的优劣与适用场景；其次，结合《义务教育信息科技课程标准日常修订版（2022年版2025年修订）》要求，从知识掌握、技能实践、能力素养发展三个层面介绍了该内容的学业目标；最后，围绕教学实施提出具体方案，即需结合学生从具象到抽象的认知发展特点，采用情境锚定、分层递进建构、差异化活动设计、问题驱动探究等策略，落实知识技能教学，发展学科核心素养。

《义务教育信息科技课程标准日常修订版（2022年版2025年修订）》（以下简称“课标”）明确将“算法的描述”列为“身边的算法”模块的核心教学内容，要求学生能结合生活实例理解算法的定义，掌握自然语言、流程图等算法描述方法，形成基础算法思维。本文围绕“算法的描述”这一核心目标，对课标要求进行了解读，并结合学生认知发展规律，采用情境化导入、分层递进教学、差异化活动设计等策略，帮助学生掌握算法描述的规范与方法，达成对应的学业目标要求。

课标理解

1.算法的概念与理解

算法是计算机技术领域最基础、最核心的概念之一，从广义层面来说，算法就是为了解决特定问题，按照明确规则组织起来的一系列有限的可执行的操作步骤，本质上是一套问题求解的清晰方案。

很多人对算法的认知局限在计算机程序领域，但实际上算法早已融入人们日常生活的方方面面。日常生活中几乎所有有明确步骤的活动，本质上都对应着一套算法，如按照食谱制作蛋糕，“称量50克面粉、加入3个鸡蛋、搅拌均匀后180度烘烤20分钟”就是一套解决“制作蛋糕”问题的算法。放到计算机领域，算法就是程序运行的核心逻辑——搜索程序根据关键词匹配返回结果的规则、推荐程序根据用户浏览偏好推送内容的计算逻辑、导航软件规划最优出行路线的计算步骤，本质上都是算法。

理解算法，需要把握算法的五个核心特征，这也是区分一个操作流程是不是合格算法的标准：①有穷性，算法必须能在执行有限步骤之后终止，而且每一个步骤都必须在有限时间内完成，不可能无限运行下去。②确定性，算法的每一个步骤都必须有明确清晰的定义，不能存在模糊歧义，不同的人执行同一个算法，得到的结果必须是一致的。③可行性，算法的每一步操作都必须是可以实际执行的，不能存在无法落地的抽象步骤。④输入性，一个算法可以有零个或者多个输入，零个输入就是算法本身已经自带了初始条件，不需要外部额外提供信息。⑤输出性，一个算法必须至少有一个输出，也就是得到问题求解的结果，没有输出的算法没有任何意义。

2.算法描述的意义与方法

想要用好算法，就必须清晰准确地描述算法，描述算法是算法从设计到落地不可或缺的环节，核心原因有三点：

第一，清晰描述算法是梳理设计思路、验证算法合理性的基础。在设计算法解决问题的初始阶段，脑中只有模糊的解决方向，只有把思路一步步转化为明确的描述，才能发现其中存在的逻辑漏洞、步骤歧义或者不符合有穷性、确定性要求的问题。

第二，清晰描述算法是不同主体之间交流传递算法的必要前提。算法作为一套问题解决方案，需要设计者和实现者之间进行传递，如算法设计者提出思路，需要程序员把它转化为计算机程序，如果没有清晰统一的算法描述，程序员就无法准确理解设计者的意图，很容易在实现过程中出现偏差。同样，在团队协作开发中，不同的开发人员负责不同的模块，只有通过标准化的算法描述，才能保证每个人对逻辑的理解一致，避免出现衔接错误。

第三，清晰描述算法是后续维护、迭代优化算法的基础。在算法投入使用后，往往需要根据实际运行情况调整优化，或者修改其中的错误，清晰的算法描述相当于给算法留下了可查阅的“说明书”，为后续的调整优化提供了基础。

3.算法描述的常用方式

结合课标要求，可将常用的算法描述方式分为三类—自然语言描述、流程图描述、伪代码描述，不同的描述方式适用于不同的场景，各有优劣。

第一，自然语言描述。自然语言就是人们日常使用的人类语言，如中文、英文，用自然语言描述算法就是用日常文字把算法的步骤逐句写出来。自然语言描述存在明显的缺点：一是文字冗长，在表达复杂逻辑的时候需要写大段文字，可读性差；二是容易出现歧义，自然语言很多词汇含义不固定，不同的人可能有不同的理解；三是不容易体现算法的分支、循环结构，逻辑层次感不清晰。所以，自然语言一般只适合描述简单的算法，复杂算法很少只用自然语言描述。

第二，流程图描述。流程图是用规定的图形符号、连线和文字说明来描述算法的方式，是目前非常通用的算法描述方式，符合课标要求的基础描述方法。流程图描述的优势非常突出——用图形化的方式呈现流程，逻辑结构清晰，流程走向一目了然，不同步骤之间的关系非常清楚，而且没有歧义，容易学习掌握，因此是算法入门阶段最常用的描述方式。流程图的缺点是，对于特别复杂的算法，流程图会变得非常大，图形连线错综复杂，绘制和修改都比较烦琐。所以，一般中等复杂度的算法用流程图描述最为合适。

第三，伪代码描述。伪代码是介于自然语言和程序设计语言之间的一种描述方式，它借用程序设计语言的结构化语法，但是用自然语言来描述具体操作，不需要严格符合程序语法要求，本质上是一种非正式的描述语言。伪代码的优势是，它的结构和程序语言接近，能够很方便地转化为实际的计算机程序，而且写法灵活，不需要考虑语法细节，比直接写程序更简洁，适合专业开发人员描述算法逻辑。它的缺点是没有图形化的直观性，对不熟悉程序语法的人不够友好，入门门槛比前两种方式高。

除了以上三种最常用的方式，还可以用实际的程序设计语言直接描述算法，也就是直接写代码来实现算法描述，这种方式的好处是可以直接运行验证结果，但缺点是需要严格遵守语法规则，不适合算法设计初期梳理思路，也不适合向非专业人员讲解。

总的来说，描述算法没有绝对最优的方式，需要根据算法的复杂度、使用场景和受众来选择，入门阶段最常用的就是自然语言和流程图两种方式，这也是课标要求掌握的核心内容。

4.算法描述的学业目标要求

课标中的学业要求是“能用符号和编码表示问题求解所关心的对象，采用自然语言、流程图等方式，运用三种基本控制结构及其组合，正确进行问题求解的算法描述”。结合课标要求与核心教学内容，“算法的描述”模块的学业目标围绕核心素养发展设定多层要求。

在知识掌握层面，准确理解算法描述的核心价值，明确其是梳理设计思路、验证算法合理性、实现跨主体交流、支撑后续迭代维护的核心衔接环节；掌握自然语言、流程图、伪代码等常用描述方式的特点、适用场景与优劣，能根据算法复杂度、应用场景和受众特点灵活选择合适的描述方式，其中自然语言和流程图作为课标要求的核心方法需重点掌握；熟悉流程图统一符号规范，明确起止框、输入输出框、处理框、判断框、流程线等符号的功能含义；准确把握算法有穷性、确定性、可行性、输入性、输出性五个核心特征，能以此为依据判断算法描述的合规性。

在技能实践层面，具备标准化算法描述的核心能力：能用自然语言准确、清晰描述简单算法的完整执行步骤，表述符合确定性要求，无模糊歧义，满足有穷性、可行性标准；严格遵循符号规范使用流程图描述算法，正确选择对应图形符号，通过流程线清晰标注执行顺序，完整呈现算法从开始到结束的每一个步骤，逻辑清晰、走向明确；能灵活运用顺序、选择、循环三种基本控制结构及其组合，针对具体问题需求梳理逻辑路径，完成符合要求的算法描述；能用规范符号正确表示问题求解涉及的变量、输入输出数据等对象，符合算法描述的规范性要求。

在能力素养发展层面，形成算法验证与逻辑判断能力：针对给定的问题求解目标和对应算法描述，能够结合算法核心特征与实际需求，判断其是否符合规范、能否达成预设目标，识别逻辑漏洞、歧义、不符合特征要求的问题；能通过算法描述梳理自身问题求解思路，验证设计方案合理性，在描述过程中发现并修正逻辑缺陷，逐步形成清晰严谨的问题求解逻辑；能借助规范的算法描述实现思路交流传递，依托标准化表述开展协作，为后续算法落地实现、迭代优化打好基础，逐步建立计算机解决问题的核心思维方式。

教学实施

1.身边情境锚定，贴合认知发展规律

由于五年级的学生认知发展处于从具象思维到抽象思维的过渡阶段，算法描述作为衔接算法设计与程序实现的核心环节，抽象性较强，直接讲授概念容易导致学生理解空洞，因此教学实施需采用情境锚定策略，从学生熟悉的生活体验或经典问题切入，将算法描述的核心知识贯穿问题求解的完整过程。

在具体实施中，可优先选择三类情境素材：第一类是生活体验类，如猜数字游戏、快递分拣分类、校园投票计数等，学生能够快速建立认知关联；第二类是经典问题类，从《九章算术》中提取韩信点兵、鸡兔同笼等问题，结合传统文化渗透，降低抽象概念的接受门槛；第三类是前沿应用类，从智能家居的自动开灯逻辑、智能玩具的行走控制规则中提取算法问题，贴合学生的兴趣点。

情境导入环节避免直接抛出“算法描述”概念，而是先抛出具体问题，如提问“大家都玩过猜数字游戏，谁能说清楚你猜数字的完整步骤，让没玩过的同学一听就会？”，引导学生主动尝试梳理步骤，自然引出“清晰梳理步骤就是算法描述”的核心概念，让学生在问题解决中感知算法描述的价值，避免空洞讲授抽象概念。

2.分层递进建构，聚焦核心知识落地

结合课标要求与学业目标，“算法的描述”单元的核心知识点控制为三个：算法描述的常用方法及规范、三种基本控制结构的应用、算法核心特征的判断。教学实施采用分层递进策略，逐层落实知识、技能与素养目标。

第一层为基础知识建构，聚焦“常用描述方法与符号规范”，先通过对比教学让学生明确不同方法的优劣：自然语言通俗易懂，适合简单算法，但容易出现歧义；流程图逻辑清晰、直观规范，是课标要求掌握的核心方法；伪代码简洁紧凑，适合后续开发，面向不同场景可灵活选择。针对流程图符号规范，采用“认—选—画”分层训练：先让学生对应功能记忆起止框、输入输出框、处理框、判断框、流程线的符号形状，再针对算法的不同环节让学生练习选择正确符号，最后完成完整流程图绘制，避免一开始就要求学生画完整图形，降低入门难度。

第二层为技能实践落地，聚焦“三种基本控制结构的组合应用”，从单一结构到组合结构逐步推进：先分别训练顺序结构的执行逻辑、选择结构的分支判断、循环结构的重复规则，再给出简单的实际问题，让学生分别用自然语言和流程图描述，逐步过渡到需要组合结构的复杂问题，让学生在分步练习中掌握组合方法。

第三层为素养能力提升，聚焦“算法核心特征的判断验证”，让学生以算法的有穷性、确定性、可行性、输入性、输出性五个特征为依据，对给定的算法描述进行合规性判断，如故意给出“一直重复猜数，不设置结束条件”的错误描述，让学生识别出违反有穷性的问题，逐步形成算法验证与逻辑判断能力。

3.差异化活动设计，兼顾不同能力层次

教学实施中兼顾学生的能力差异，设计分层练习与活动：基础层要求学生能够识别流程图符号，用自然语言描述简单算法，绘制单一控制结构的流程图，合格即可达成基础目标；提高层要求学生能够组合三种基本控制结构，描述稍微复杂的实际问题算法，完成规范的流程图绘制；拓展层要求学生能够自主从生活中提取简单算法问题，完成算法描述并验证其合规性，满足学有余力学生的拓展需求。

同时，设计小组协作交流活动，让学生交换自己撰写的算法描述，互相判断是否符合规范、是否存在歧义或逻辑漏洞，借助规范的算法描述实现思路交流传递，依托标准化表述开展协作，既锻炼了学生的算法判断能力，也落实了核心素养中交流协作能力的培养。

4.问题驱动探究，落实核心素养发展

避免教师单向讲授规范，改为设计递进问题链，引导学生在探究中自主建构知识，围绕核心教学内容设计三层问题链：第一层是感知性问题，如“为什么要对算法进行描述？直接写程序不行吗？”，引导学生讨论算法描述的核心价值，自主总结出梳理思路、验证合理性、跨主体交流、支撑迭代维护四个作用。第二层是规范性问题，如“为什么流程图要统一符号规则，如果每个人用自己的图形，会有什么问题？”，让学生体会标准化规范的意义，强化符号使用的规则意识。第三层是验证性问题，给出存在逻辑漏洞的算法描述，如“计算两个数的最大公因数，描述中没有说明输入没有正整数怎么办？”，让学生结合算法的特征，自主找出问题并修改完善，在这个过程中梳理自身问题求解思路，发现并修正逻辑缺陷，逐步形成清晰严谨的问题求解逻辑，建立计算机解决问题的核心思维方式。

在整体实施过程中，始终把握具象与抽象的平衡，每一个抽象规则都对应具体的问题实例，每一次知识学习都落脚到问题解决的实践中，最终达成“掌握描述方法、形成描述能力、发展算法思维”的多层学业目标。

本文作者：

李维明

四川省教育科学研究院

文章刊登于《中国信息技术教育》2026年第17期

引用请注明参考文献：

李维明.锚定身边场景,科学描述算法——“算法的描述”单元的教学[J].中国信息技术教育,2026(17):16-19.

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教学课例

从“按步骤做”到“想清楚再做”

——“算法的描述”教学中

元认知启蒙的实践与思考

作者：鲁婧 上海市徐汇区逸夫小学

资源：

教学论文：从“按步骤做”到“想清楚再做”——“算法的描述”教学中元认知启蒙的实践与思考点击阅读

从“认知卡点”到“思维通关”：

算法验证教学的进阶路径

——以《算法的描述与验证》

一课为例

作者：刘佳鑫 湖南省长沙市开福区清水塘第三小学；杨玲 湖南省教育科学研究院

资源：

教学论文：从“认知卡点”到“思维通关”：算法验证教学的进阶路径——以《算法的描述与验证》一课为例点击阅读