湘科版（2024）五上_1单元_活动3 算法的设计与优化(教学课件）.pptxVIP

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