Основы программирования на языке Python

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы программирования на языке Python» разработана в соответствии с нормативно-правовыми документами в области образования:

• Законом «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 №273-ФЗ
• Концепцией развития дополнительного образования детей от 04.09.2014г. №1726
• Приказом Министерства образования и науки РФ от 09.11.2018г. №196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»
• Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (письмо департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодёжи от 18.11.2015г. №09-3242)
• Профессиональным стандартом «Педагог дополнительного образования детей и взрослых» Приказ Минтруда и социальной защиты от 08.09.2015г. №613-н.
• Постановления Главного санитарного врача РФ от 04.07.2014г. №41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций ДО детей»»
• Уставом Муниципального бюджетного учреждения дополнительного образования «Центр детско-юношеского творчества» муниципального образования городской округ Ялта Республики Крым.

Направленность программы – техническая

Актуальность программы

Цели и задачи, содержание дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Основы программирования на языке Python» соответствует:

• Распоряжению Совета Министров Республики Крым от 09 августа 2016 года № 873-р «Об утверждении Плана мероприятий по реализации в Республике Крым Стратегии развития воспитания в 2016-2020 годах», а именно: проведение мероприятий в области инноваций и научно-технического творчества молодежи.
• Распоряжению правительства Российской Федерации «Об утверждении Стратегии государственной молодежной политики в Российской Федерации» от 18 декабря 2006 года №1760-р. (с изменениями на 16 июля 2009 года), а именно: реализация инновационного потенциала молодежи в интересах общественного развития
• Концепции развития дополнительного образования детей до 2020года, утверждена распоряжением правительства РФ N 1726-р от 04.09.2014г., предусматривающей мотивацию младшего поколения к творческому, научному, спортивному, трудовому развитию.

При обычном изучении информатики темы «алгоритмы» и «программирование» изучаются очень мало и поздно, это замедляет формирование алгоритмического мышления, не способствует развитию интереса учащихся в области программирования, учащиеся, как правило, не готовы успешно выступать на олимпиадах по информатике, теряют интерес к предмету. Обучение по данной программе создает благоприятные условия для более раннего «погружения» учащихся в мир логики, математического моделирования, для интеллектуального и духовного воспитания личности ребенка, социально-культурного и профессионального самоопределения, развития познавательной активности и творческой самореализации учащихся. Она рассчитана на сотворчество и сотрудничество педагога и воспитанников. Данная программа дает возможность детям творчески мыслить, находить самостоятельные индивидуальные решения, а полученные умения и навыки применять в жизни. Развитие творческих способностей помогает также в профессиональной ориентации подростков.

Цели программы

Изучение информатики и информационно-коммуникационных технологий направлено на достижение следующих целей: естественно-научное обучение, воспитание и развитие учащихся в области алгоритмизации и программирования, развитие мотивационного потенциала личности и инновационного потенциала общества.

Задачи программы

Образовательные: навыки программирования на языке Python 3

Развивающие: алгоритмизация мышления, формирование представления об устройстве ПК

Срок реализации: 1 год

Уровни обучения

На основании Методических рекомендаций по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (письмо департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи от 18 ноября 2015 № 09-3242) содержание и материал программы дополнительного образования детей организованы по принципу дифференциации и соответствия с уровнями сложности:

«Стартовый уровень» – общедоступные формы организации материала, минимальная сложность содержания программы, предлагаемого для освоения учащимися.

Количество учащихся в одной группе – 10 человек

Продолжительность и режим занятий: 1 год обучения – 4 часа в неделю – 144 часа в год.

Формы и режим занятия

Форма занятий – групповая.

Наполняемость группы – от 5 до 15 человек.

Режим занятий: Обучающиеся занимаются 2 раза в неделю по 2 часа.

Ожидаемые результаты

В результате изучения дисциплины получают дальнейшее развитие личностные регулятивные, коммуникативные и познавательно-универсальные учебные действия, учебная (общая и предметная) и общепользовательская ИКТ–компетентность обучающихся, составляющая психолого-педагогическую, инструментальную основу формирования способности и готовности к освоению систематических знаний, к их самостоятельному пополнению, переносу и интеграции, способности к сотрудничеству и коммуникации, решению личностно и социально значимых проблем и воплощению решений в практику, способности к самоорганизации, саморегуляции и рефлексии.

В ходе изучения данного курса в основном формируются и получают развитие следующие метапредметные результаты:

• умение самостоятельно планировать пути достижения цели, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения задач;
• умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль всей деятельности в процессе достижения результата, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;
• умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;
• владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
• умение организовывать сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласовании позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение;
• формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Вместе с тем, вносится существенный вклад в развитие личностных результатов:

• формирование ответственного отношения к обучению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;
• формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видах деятельности.

В части развития предметных результатов наибольшее влияние изучение курса

оказывает на:

• формирование знаний, умений и навыков при решении задач информатики и программирования разных видов;
• приобретение опыта использования информационных технологий в индивидуальной и коллективной учебной и познавательной, в том числе проектной деятельности.
• формирование информационной и алгоритмической культуры; формирование представления о компьютере как универсальном устройстве обработки информации;
• развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств;
• формирование представления об основных изучаемых понятиях: информация, алгоритм, модель – и их свойствах;
• развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе; развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; формирование знаний об алгоритмических конструкциях, логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами – линейной, условной и циклической;
• владение системой базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира;
• овладение понятием сложности алгоритма, знание основных алгоритмов обработки числовой и текстовой информации, алгоритмов поиска и сортировки;
• владение универсальным языком программирования высокого уровня Python, представлениями о базовых типах данных и структурах данных; умением использовать основные управляющие конструкции;
• владение навыками и опытом разработки программ в среде программирования Python, включая тестирование и отладку программ; владение элементарными навыками формализации прикладной задачи и документирования программ;
• формирование умения работать с библиотеками программ; получение опыта использования компьютерных средств представления и анализа данных.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны знать:

• основные типы алгоритмов;
• иметь представление о структуре программы, основы программирования на языках высокого уровня;
• базовые алгоритмические конструкции;
• содержание этапов разработки программы: алгоритмизация-кодирование-отладка-тестирование;
• дополнительные возможности языка Python для выражения различных алгоритмических ситуаций;
• алгоритмы и программы на языке Python решения простых, сложных и
• нестандартных задач в математической области;
• основы разработки простых игр в системе программирования Python.

Учащиеся должны уметь:

• записывать алгоритмические структуры на языке программирования Python;
• использовать Python для решения задач из области математики, физики;
• строить алгоритмы методом последовательного уточнения (сверху вниз), изображать эти алгоритмы в виде блок-схем;
• использовать основные алгоритмические приемы при решении математических задач;
• решать простые, сложные и нестандартные задачи;
• создавать простые игры;
• анализировать текст чужих программ, находить в них неточности, оптимизировать алгоритм, создавать собственные варианты решения.

Учебно-тематический план, 1 год обучения (стартовый уровень)

№ п/п	Название раздела, темы	Кол-во часов	Формы аттестации / контроля
Всего	Теория	Практика
1.	Основы программирования на языке Python	44	18	26
1.0	Вводное занятие. Правила техники безопасности.	2	2	0
1.1	Среда программирования Python. Интегрированная среда разработки Pycharm. Установка программ.	4	2	2
1.2	Типы данных и функции вывода. Определение переменной. Переменные и арифметические выражения.	4	2	2
1.3	Чтение данных. Операции над строками. Примеры решения задач.	4	2	2
1.4	Отработка навыков решения простейших задач.	4	0	4	Практические задания
1.5	Логический тип данных и операции. Примеры использования логических выражений.	2	2	0
1.6	Условный оператор. Вложенный условный оператор. Примеры решения задач.	2	2	0
1.7	Отработка навыков решения простейших задач.	4	0	4	Практические задания
1.8	Цикл WHILE. Примеры решения задач.	4	2	2
1.9	Отработка навыков решения простейших задач.	6	2	4	Практические задания
1.10	Вещественные числа. Основы работы с вещественными числами. Округление вещественных чисел. Примеры решения задач.	4	2	2
1.11	Отработка навыков решения простейших задач.	4		4	Практические задания
2.	Методы программирования на языке Python. Введение в программирование.	70	22	50
2.1	Срезы строк. Использование срезов. Метод FIND. Примеры решения задач.	4	2	2
2.2	Отработка навыков решения простейших задач.	4		4	Практические задания
2.3	Функции. Использование функций. Примеры решения задач.	4	2	2
2.4	Возврат значений. Локальные и глобальные переменные. Примеры решения задач.	4	2	2
2.5	Отработка навыков решения задач.	4		4	Практические задания
2.6	Рекурсия. Использование рекурсии. Примеры решения задач.	4	2	2
2.7	Отработка навыков решения задач.	4		4	Практические задания
2.8	Кортежи. Функция RANGE, цикл FOR. Примеры решения задач.	8	2	4
2.9	Отработка навыков решения задач.	4		4	Практические задания
2.10	Списки. Метод SPLIT и JOIN. Примеры решения задач.	4	2	2
2.11	Отработка навыков решения задач.	4		4	Практические задания
2.12	Сортировка. Сравнение списков и кортежей. Именованный параметр KEY. Примеры решения задач.	4	2	2
2.13	Отработка навыков решения задач.	4		4	Практические задания
2.14	Структуры в Python. Лямбда-функции. Именованные параметры. Чтение из файла.	4	2	2
2.15	Словари. Методы строк. Примеры решения сложных задач.	4	2	2
2.16	Отработка навыков решения задач.	6		6	Практические задания
3.	Объектно-ориентированное программирование. Решение задач повышенной сложности.	32	10	22
3.1	Парадигмы программирования и Функциональное программирование. Встроенные функции для работы с последовательностями. Примеры решения задач в функциональном стиле.	6	4	2
3.2	Итераторы и генераторы.	4	2	2
3.3	Отработка навыков решения задач.	6		6	Практические задания
3.4	Объектно-ориентированное программирование. Инкапсуляция и конструкторы. Примеры решения задач.	4	2	2
3.5	Классы объектов. Обработка ошибок. Наследование и полиморфизм. Примеры решения задач.	4	2	2
3.6	Решение задач повышенной сложности.	8		8	Практические задания
	ИТОГО:	144	46	98

Содержание учебного (тематического) плана

Раздел 1. Основы программирования на языке Python.

Тема 1.1. Среда программирования Python. Интегрированная среда разработки Pycharm. Установка программ. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.)

Тема 1.2. Типы данных и функции вывода. Определение переменной. Переменные и арифметические выражения. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 1.3. Чтение данных. Операции над строками. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 1.4. Отработка навыков решения простейших задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 1.5. Логический тип данных и операции. Примеры использования логических выражений. Теория (2 ч.).

Тема 1.6. Условный оператор. Вложенный условный оператор. Примеры решения задач. Теория (2 ч.).

Тема 1.7. Отработка навыков решения простейших задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 1.8. Цикл WHILE. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 1.10. Отработка навыков решения простейших задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 1.11. Вещественные числа. Основы работы с вещественными числами. Округление вещественных чисел. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 1.12. Отработка навыков решения простейших задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

2. Методы программирования на языке Python. Основы программирования на языке Python.

Тема 2.1. Срезы строк. Использование срезов. Метод FIND. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.2. Отработка навыков решения простейших задач.

Тема 2.3. Функции. Использование функций. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.4. Возврат значений. Локальные и глобальные переменные. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.5. Отработка навыков решения задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 2.6. Рекурсия. Использование рекурсии. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.7. Отработка навыков решения задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 2.8. Кортежи. Функция RANGE, цикл FOR. Примеры решения задач. Теория (4 ч.). Практика (4 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.9. Отработка навыков решения задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 2.10. Списки. Метод SPLIT и JOIN. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.11. Отработка навыков решения задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 2.12. Сортировка. Сравнение списков и кортежей. Именованный параметр KEY. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.13. Отработка навыков решения задач. Практика (4 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 2.14. Структуры в Python. Лямбда-функции. Именованные параметры. Чтение из файла. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.15. Словари. Методы строк. Примеры решения сложных задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 2.16. Отработка навыков решения сложных задач. Практика (6 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

3. Объектно-ориентированное программирование. Решение задач повышенной сложности.

Тема 3.1. Парадигмы программирования и функциональное программирование.  Встроенные функции для работы с последовательностями. Примеры решения задач в функциональном стиле. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 3.2. Итераторы и генераторы. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 3.3. Отработка навыков решения сложных задач. Практика (6 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Тема 3.4. Объектно-ориентированное программирование. Комплексные числа. Инкапсуляция и конструкторы. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 3.5. Классы объектов. Обработка ошибок. Наследование и полиморфизм. Примеры решения задач. Теория (2 ч.). Практика (2 ч.) Тренировочные задания.

Тема 3.6. Решение задач повышенной сложности. Практика (8 ч.) Форма подведения итогов: практические задания.

Организационно-педагогические условия реализации программы

Успешная реализация предлагаемой программы учебной дисциплины ориентирована на существующую информационно-образовательную среду школы. Информационно-образовательная среда образовательной организации включает комплекс информационно- образовательных ресурсов, в том числе цифровые образовательные ресурсы, совокупность технологических средств информационных и коммуникационных технологий: компьютеры и иное ИКТ-оборудование, коммуникационные каналы.

Список литературы, используемый при написании программы

1. Майк МакГрат «Программирование на Python для начинающих» Эксмо, 2015.

2. Федоров Д. Ю. Основы программирования на примере языка Python. //Учебное пособие. – Санкт-Петербург: 2016.

3. Сэнд У., Сенд К. «Hello World! Занимательное программирование на языке Python» – М.: – 2016.

4. Долинский М.С. Решение сложных и олимпиадных задач по программированию – Учебное пособие – М.: – 2006.

5. Россум Г., Дж. Дрейк Ф.Л., Откидач Д.С. Язык программирования Python. 2001.

6. Щерба А.В. Изучение языка программирования Python на основе задач УМК авторов И.А. Калинин и Н.Н. Самылкина. //Учебное пособие. –М.: МПГУ, 2015.

7. http://informatics.mccme.ru/course/view.php?id=156

8. https://inf5.ru/podgotovka_k_olympiad/olym_zadachi_s_resheniyami.htm

9. http://anngeorg.ru/olimp/materials

10. http://kpolyakov.spb.ru/school/probook/python.htm

11. http://dist-olimpiada.krasnogorka.edusite.ru/p4aa1.html