资源简介

(共21张PPT)
信息科技五年级上册
单元主题一：家务劳动小能手
活动3：算法的设计与优化
2025年1月
情境导入
小红为妈妈准备了生日宴菜单：辣椒炒肉、西红柿炒鸡蛋、海带炖排骨和凉拌黄瓜。但是真正动手做起来真的是个大挑战呢！从备菜开始，再到煮饭、做菜，那么多道工序，每一个都得仔仔细细地做，还要确保在规定的时间内全部搞定。如果没有合理的规划设计，就会手忙脚乱，顾此失彼。如何对生日宴的过程进行设计和优化，提高效率，做到井井有条呢
在日常生活中，人们根据解决问题的需要设计算法。
切菜
洗菜
煮饭
如何做好各个环节的衔接？
任务一、设计简单的算法
思考分析
1.你知道泡茶有哪些步骤吗？
2.如何在最短的时间内完成泡茶呢？
不同的算法，完成的效率是不同的哟！
任务一、设计简单的算法
开动脑筋
以简单的泡茶为例，泡茶需要6个基本步骤，要在最短时间内完成泡茶，如何合理安排这些步骤最为关键。你会如何安排泡茶的步骤呢？请写在任务单上。
我的泡茶步骤
泡茶的基本步骤
任务一、设计简单的算法
用表格列出泡茶每个步骤所耗费的时间和相关的制约条件，并用色块长短代表耗时长短，这样就把泡茶过程抽象为色块的排列问题。
抽象与建模
分解问题时，可以去掉一些不重要的信息，如茶壶的颜色、茶叶的品种等，只留下关键信息，如步骤耗时、先后顺序等，并用色块和排列表示问题的关键要素。这个过程叫抽象和建模。
方法 步骤描述
第1种
第2种
第3种
第4种
…… ……
任务一、设计简单的算法
解决问题的算法往往并不唯一。可以尝试通过列举的方式，找出泡茶问题的多种算法。你认为以下步骤描述，可行的是哪几种？
烧水
洗水壶
洗茶杯
接水
沏茶
找茶叶
烧水
洗水壶
洗茶杯
接水
沏茶
找茶叶
烧水
洗水壶
洗茶杯
接水
沏茶
找茶叶
烧水
洗水壶
洗茶杯
接水
沏茶
找茶叶
任务二、对算法进行优化
等待水开的时间可以做点什么呢？
小组讨论：小红起床稍微晚了点，怎样安排泡茶顺序才能尽快让妈妈喝上茶？
用时：1＋1＋8＋2＋1＋1＝14(分)
任务二、对算法进行优化
方案一
洗水壶
接水
烧水
洗茶杯
找茶叶
沏茶
用时：1＋1＋8＋2＋1＋1＝14(分)
任务二、对算法进行优化
洗水壶
接水
烧水
找茶叶
沏茶
洗茶杯
用时：1＋1＋8＋1＋1＝12(分)
方案二
任务二、对算法进行优化
方案三
洗水壶
接水
烧水
找茶叶
沏茶
洗茶杯
用时：1＋1＋8＋1＝11(分)
任务二、对算法进行优化
哪种方案更好？
安排合理
并且省时间
任务二、对算法进行优化
不同的算法效率不同，有优劣之分。在泡茶问题中，可以简单地用耗时来评价算法的效率，耗时越短，效率越高。
如果在烧水的过程中，完成洗茶杯、找茶叶两个步骤，总耗时为11分钟，能节约3分钟时间。
烧水
洗茶杯
找茶叶
在烧水的过程中，完成洗茶杯、找茶叶，能节约3分钟时间呢！
同时进行
信息链接
烧水、洗茶杯、找茶叶三个步骤依次完成的方式被称为串行，而在烧水的同时，完成洗茶杯、找茶叶步骤的方式被称为并行。在泡茶算法中，采用并行的方式节约了时间，提高了效率。
串行
并行
烧水
洗茶杯
找茶叶
烧水
洗茶杯
找茶叶
任务二、对算法进行优化
开动脑筋
1.如下图所示，生活中运用并行方式提高效率的例子很多，请列举一些类似的案例。
多车道设计减少交通拥堵
机场设置多个安检通道
我还知道……
任务二、对算法进行优化
开动脑筋
2.想一想如何进一步优化泡茶过程。
要想进一步缩短总耗时，只能想办法缩短洗水壶、接水、烧水和沏茶 的时间。其中，烧水是所有步骤中最耗时的，可视为泡茶问题中的“瓶颈”。
瓶颈大小决定着瓶中液体流出的速度，“瓶颈”一般是指关键性的限制因素。找到并解决算法中的瓶颈问题，就能大大提高算法的效率。
信息链接
为解决午餐排队时间过长的问题，同学们认真地进行了调查。他们发现，由于菜品比较丰富，学生点餐选择菜品环节耗时较多。针对这个“瓶颈”,他们筛选出一些同学们最喜欢的菜品组合，并与食堂协商专设几个固定菜品组合窗口。这样就实现了就餐分流，加快了取餐速度，缓解了排队问题。
任务二、对算法进行优化
实践探究
小红为妈妈准备了生日宴菜单：辣椒炒肉、西红柿炒鸡蛋、海带炖排骨和凉拌黄瓜。
1.小组合作，尝试设计完成生日宴耗时最短的算法。
2.假设小红找弟弟当小帮手，弟弟可以完成洗菜、煮饭和凉拌黄瓜任务，可以缩短多长时间
我认为可以先……
任务二、对算法进行优化
练习提升
1.算法优化的目的是
2.说一说：有哪些合理安排学习、运动、娱乐和劳动时间，提高效率的好方法
劳逸结合，效率高！
课堂总结
对算法进行优化
设计简单的算法
表示问题的关键要素进行抽象和建模
可以尝试通过列举的方式找出多种解决问题的方式
不同的算法效率不同，有优劣之分
找到并解决算法中的瓶颈问题
我学会了
拓展延伸
华罗庚的“统筹法”
日常生活中，我们常常需要在有限的时间内解决许多问题。面对这些挑战，有的人能做到有条不紊、从容不迫，有的人却手忙脚乱、应接不暇。为什么会有这种差异呢
我国著名数学家华罗庚用一个“烧水泡茶”的简单例子，形象地揭示了其中的奥秘，指出统筹的重要性。华罗庚致力于在工农业生产中推广科学的“统筹法”,让科学的方法在生产实际中发挥了巨大的威力，取得了增产、降耗、提质的效果。
同学们，下节课再见！活动3 算法的设计与优化
导学单
五年级上册 单元主题一 家务劳动小能手
①悦水：8分钟
②洗水壶：1分钟(
③洗茶杯：2分钟
④接水：1分钟
⑤找茶叶：1分钟
⑥沏茶：1分钟

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