编写时间： 20 年 月 日 执行时间：20 年 月 日至 日 年级： 五年级 总序第 4 个教案 课 题 算法的设计与优化 共 1 课时 课 型 新授 教学目标 理解算法设计的基本过程，能梳理问题步骤、分析制约条件。 掌握算法优化的方法，理解 “瓶颈” 对算法效率的影响 教学重点 算法设计的步骤分析，算法优化的实践。 教学难点 识别算法中的 “瓶颈”，合理优化步骤以提升效率。 教学策略 任务驱动法、、讨论法、实践法、小组合作法 教 学 过 程 课前、课中反思 一、情境导入 提问：“准备生日宴需要备菜、煮饭、做菜等工序，如何规划才能高效完成？” 引出主题：生活中复杂任务需算法设计与优化，以泡茶为例学习算法设计。 二、探究新知 1. 设计简单的算法 分析泡茶步骤： 展示教材中泡茶的 6 个步骤（洗水壶、接水、烧水、洗茶杯、找茶叶、沏茶），引导学生梳理步骤、耗时及制约条件（如 “烧水需在接水之后”）。 抽象与建模： 用表格整理步骤（步骤、耗时、制约条件），用色块长短代表耗时，将问题抽象为色块排列，理解算法设计的基本过程。 列举算法方案： 展示教材中多种泡茶步骤排列方法，师生共同分析合理性（如 “烧水前需先洗水壶、接水”，排除错误方案）。 2. 对算法进行优化 对比效率： 分析不同算法耗时，引出优化思路：利用烧水的 8 分钟，同时完成洗茶杯、找茶叶，总耗时缩短至 1+1+8+1=11 分钟。 认识 “瓶颈”： 讲解 “瓶颈” 概念（如烧水是泡茶的耗时瓶颈），强调解决瓶颈对优化算法的关键作用。 生活案例拓展： 案例 1：快递分拣优化 过去快递依靠人工按区域分拣，速度慢、易出错，成为物流效率的 “瓶颈”。如今引入智能分拣系统，通过扫描快递信息，自动分类至对应区域，大幅缩短分拣时间，提升整体配送效率。 案例 2：超市收银通道优化 超市购物高峰时，收银台排队等待久（“瓶颈” 环节）。超市通过增设多个收银通道、设置自助收银机，分流不同需求的顾客，减少排队时长，优化购物体验。 案例 3：城市交通信号灯优化 拥堵路段的信号灯时长不合理，导致车辆通行缓慢（“瓶颈”）。通过智能交通系统分析车流数据，动态调整信号灯时长，比如高峰时段延长主干道通行时间，缓解交通拥堵。 三、实践应用 任务：模拟 “准备生日宴” 场景，分组设计备菜、煮饭、做菜的算法步骤，并尝试优化。 小组汇报：分享设计的算法，其他组点评优化方案，教师总结。 四、总结提升 回顾算法设计流程：分解问题→梳理步骤与制约条件→抽象建模→设计算法。 强调算法优化价值：通过解决 “瓶颈”、合理利用时间，提升生活与学习效率，感受算法在生活中的广泛应用。 五、板书设计 算法的设计与优化 一、设计算法： 步骤分析 → 制约条件梳理 → 抽象建模 二、优化算法： 找“瓶颈” → 并行处理 → 生活应用（快递分拣、超市收银等） 六、作业布置 观察家庭日常活动（如早餐准备），设计算法并尝试优化，下节课分享 课后反思 ... ...
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