Рабочая программа дополнительного образования "Программирования на языке Python 3"
рабочая программа (8 класс)

Приложение 1. Программа дополнительного образования «Программирование на языке Python» 8-9 классы.

Программа дополнительного образования «Программирование на языке Python» направлена на технический профиль, более глубокое изучение тем, которые рассматриваются в курсе информатики 8 и 9 классов по информатике, подготовку к соревнованиям и олимпиадам по информатике, достижение опыта решения нестандартных и креативных заданий по информатике и развитие учебной и творческой мотивации.

Специфика программирования как синтетической науки, включающей элементы математики, философии, стилистики, психологии и инженерии, состоит именно в том, что преобладающий способ реализации ее собственных знаний — это работа со знаниями более «конкретных» дисциплин (предметных областей).

Сочетание обучения методам, а не фактам, работы на примерах из смежных школьных дисциплин, универсальности большинства изучаемых приемов превращает, таким образом, информатику в дисциплину, максимально интегрирующую предметы школьного курса. Такая концепция приводит к повышению эффективности процесса обучения в целом.

Необходимо подчеркнуть, что в ряде курсов наиболее существенным приобретением ученика становятся не сколько знания, умения и навыки, а метаумения и метанавыки, определяющие правильное формирование подхода к проблеме, способа ее рассмотрения, поиска решения и реализации, а в конечном счете и организацию знания, получаемого ребенком. Это является следствием системного подхода, применяемого как непосредственно в процессе обучения, так и при планировании занятий. В конечном счете, речь идет о выработке у ученика элементов системной методологии мышления. При полном отсутствии этих компонент получается стандартное выучивание и воспроизведение, при полном наличии — в идеале становится ненужным традиционный учебный процесс (ребенок способен получать и организовывать материал самостоятельно). В ходе обучения достигается компромисс между этими формами, он определяется индивидуально для каждого ребенка, в зависимости от его мотиваций и склонностей.

Во время обучения проводятся занятия в лекционной, практической форме, кроме этого в форме личностных и командных соревнований, где обучающиеся могут показать полученные на занятиях знания, получить опыт участия в соревнованиях по программированию.

В программе рассматривается один из актуальных языков программирования с применением классических и улучшенных алгоритмов обработки данных. К особенности программы можно отнести, что кроме обучающихся демонстрирующих успехи в технической направленности, могут обучаться и другие, обучаясь справочному сопровождению функций и самой программы. Для успешного обучения рекомендуется знать основы алгоритмизации, которым обучаются в 7 классе, а так же основам работы со школьным языком программирования Кумир.

Программа рассчитана на 35 учебных недель (по 2 часа в неделю), в дальнейшем можно будет приступать к продвинутому уровню обучения языку программирования Python и написанию простейших программ.

Итоги обучения по данной программе оцениваются успешностью выступления обучающихся в различных олимпиадах по программированию: Всероссийская олимпиада школьников по информатике, Технокубок и другие.

Актуальность и новизна программы

В настоящее время проектная составляющая в школьном обучении программированию сильно уменьшилась за последние 15-20 лет, превратившись в моделирование в электронных таблицах  (MS Excel, Libre office Calc, Open office), знанию возможностей MS PowerPoint, основы языка гипертекстовой HTML, систему управления базами данных, работе в растровых и векторных редакторах и, к сожалению, уступив в массовости олимпиадам, подразумевающим небольшой объем каждой задачи и крайне малое время жизни кода. Изучение основ каждой дисциплины невозможно полностью раскрыть за урочное время, а также учитывая загруженность детей другими уроками, обучение программированию нужно выделять в отдельный предмет, чтобы не изучать его малыми дозами, к тому же на внеурочные занятия по программированию будут приходить заинтересованные ученики, которые хотят узнать интересные особенности проходимых операторов.

Работа над проектными задачами, подразумевающими не только логику и расчеты, но и визуализацию, требует от учеников гораздо больших навыков и даже совсем другого стиля мышления, чем сейчас дается школьникам как в общеобразовательном курсе программирования, читающихся в огромном количестве на разных курсах дополнительного образования.

Здесь можно присоединиться ко многим вузовским преподавателям, физикам, биологам, лингвистам и другим профессиональным представителям предметных областей, да и самим программистам, утверждающим, что сейчас даже среди школьников физико-математической направленности стали редки те, кто может взять задачу за пределами урока по информатике при изучении раздела программирование и грамотно решить ее, не переписывая по сто раз и не теряя понимание собственного кода программы. Такая тенденция удручает.

Актуальность подхода заключается в длительном характере работы над проектом (в течение 2 недель - 1 месяца) и сравнительно большой для школьников объем кода проекта (более 100 строк). Это объясняется тем, что в работах будет присутствовать как расчетная, так и интерфейсная часть, которая почти всегда составляет большую часть кода проекта, что вообще характерно для визуализации. Такое положение дел неизбежно приводит к необходимости строгой архитектуры проекта, что зачастую игнорируется на уроках информатики по программирования. «Традиционный» подход, где эти части смешиваются, принципиально неприменим для задач, решение которых требует больше 1-2 учебных часов и значительный объем кода, а это имен тот тип задач, который характерен для вузов и для профессиональной деятельности, и к которому надо готовить школьника, чтобы в дальнейшем не пришлось его переучивать.

Новизна подхода заключается в большом упоре на технологическую грамотность проекта и его проработанность с точки зрения современных технологий программирования. Зачастую проектные работы, выполненные школьниками, смотрятся неплохо с точки зрения интерфейса, но их внутренняя архитектура, надежность, технологическая грамотность на всех уровнях оставляют желать много и много лучшего, что обычно объясняется тем, что в этих проектах «важнее всего физика, а не программирование». На практике же это обычно означает, что школьник (а далее и студент) не может написать и отладить программу большего объема даже на аналогичную тему, путается в коде и в отладке, и в конце концов бросает проект, а плохое качество кода не дает его последователям в полной мере использовать разработанные методики моделирования. Чтобы научиться работать с проектами не школьного уровня в будующем, ему необходимо серьезно переучиваться и менять стиль мышления при программировании, что удается не каждому. Остальные вместо самостоятельной работы над задачей «нанимают программистов» и вынуждены тратить время и силы на постановку им технических заданий и верификацию данных, и финансы на собственно разработку, Таким образом, такой исследователь, как ученый-физик, -математик, -биолог, -химик становятся несамостоятельными, что ограничивает эффективность их работы. Используемый подход, основанный на принципе «разрабатывать небольшие учебные проекты так, как это делается в больших», призван устранить эту часто встречающуюся проблему

Цели и задачи обучения

К общей цели обучения курсу в контексте основного образования с учетом специфики учебного предмета является формирование универсального стиля научного и практического мышления, основанного на системном подходе, направленного на самостоятельное творческое познание и исследование окружающего мира. Это конкретизируется в виде изучении общих закономерностей функционирования, создания и применения крупных программ, разрабатываемых учениками.

Общеучебные задачи курса

1. Организация процессов мышления и познания.

 – Обучение наиболее общим приемам работы с информацией, пригодных для использования в любой предметной области.

– Интеграция программ школьного курса, взаимное усиление информатики и других школьных предметов по принципу: технология работы с информацией — из информатики, конкретные примеры и задачи — из смежных предметов.

2. Развитие самостоятельности в работе и творческой активности.
3.  Усвоение и развитие технологии рационального решения задач:

– Определение адекватных способов решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов

– Комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из них.

– Разработка собственных алгоритмов решения задач.

– Использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации.

– Владение умениями совместной деятельности (согласование и координация деятельности с другими ее участниками, объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива; учет особенностей различного ролевого поведения).

Внутрипредметные общие задачи курса

1. Освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях.
2. Овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий, организовывать собственную информационную деятельность и планировать её результат.
3. Выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности.
4. Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ.
5. Воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов её распространения, избирательного отношения к полученной информации.
6. Выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

Ценностные ориентиры содержания учебного предмета

Важнейшей частью курса является формирование системы учебных ценностей (предпочтений) ученика. В конечном счете, это формирование и есть основная инвариантная методологическая задача курса, так как все остальное — технология и будет неотвратимо изменяться с течением времени.

1. Во главу угла ставится задача, ее решение и, главное, путь от задачи к решению, а не программирование (кодирование) как таковое.

2. Для записи алгоритма на языке программирования выбирается минимальное подмножество средств языка, чтобы не акцентировать внимания на кодировании и для более легкого перехода на другие языки программирования.

3. Самостоятельность решения является ключевым условием, которое необходимо доказать при сдаче работы.

4. Понимание учащимся тех средств, с помощью которых он решил задачу, ставится выше уровня самих средств решения.

5. Аккуратность и надежность решения ставятся выше «программистских трюков», иногда позволяющих в отдельных случаях добиться несколько лучших результатов.

6. Главным методологическим принципом является системный подход.

Принципы технологии преподавания

1. Принцип самостоятельного исследования объектов и явлений с точки зрения системного подхода. Методы подачи материала:

– Обучение навыкам самостоятельной работы с информацией

– Техника и технология информационного поиска («где что?»).

– Определение структуры системы понятий («что к чему относится?»).

– Поиск базовой системы понятий («что главное?»).

– Связь с другими предметными областями («где еще?»).

– Исследование «черных ящиков» (приборов, программ, учебных тем).

– Использование знаний об аналогах и более общих объектах.

– Выявление общих принципов устройства, работы.

– Выявление характерных свойств объектов и иерархия этих свойств.

2. Принцип творчества, для:

 – Закрепления полученных теоретических навыков.

– Эмоционального подкрепления в ходе творческой работы.

– Организации и планирования проектов, обучения планированию.

– Взаимодействия учеников в коллективных проектах.

3. Принцип эмоционального подкрепления, для:

– Увеличения эффективности усвоения.

– Развития уверенности в своих силах.

– Развития эстетики.

4. Принцип технологичности:

– Постоянное стремления повышать КПД своей работы.

– Умение работать над конкретной задачей в контексте ее возможного развития.

 – Развитие технология решения задачи вместе с ее собственно решением.

– Обучение технологии на сравнении «плохих» и «хороших» примеров (от первых — ко вторым).

– Формирование технологически корректной системы ценностей ученика на уровне «люблю работать высокоэффективно» и «не люблю рутинные и ненадежные действия, ищу, как сделать это лучше».

5. Принцип смежных дисциплин:

– Разбор материала из смежных предметов, работа на примерах из смежных областей.

– Взаимное усиление информатики и смежных дисциплин.

– Интеграция смежных дисциплин.

6. Принцип открытой педагогической технологии:

– Открытая и ясная система ценностей, установок.

– Подчеркнутая расстановка акцентов в подаче материала.

– Понимание «критических мест» в ходе изучения и способов их преодоления.

– Понимание связи материала и методики его подачи.

– Активное использование взаимодействия учеников и взаимного обучения

Результаты освоения курса

Результатом прохождения курса учащимися должны стать понимание основных принципов программирования, его применения для решения различных межпредметных задач и владение основными необходимыми для этого алгоритмическими конструкциями.

Личностные результаты

– Владение навыками анализа и критичной оценки получаемой информации с позиций ее свойств, практической и личной значимости, развитие чувства личной ответственности за результат.

– Оценка окружающей информационной среды и формулирование предложений по ее улучшению.

– Организация индивидуальной информационной среды, в том числе с помощью применения средств программирования и автоматизации.

– Использование различных источников информации различных типов для повышения своего образовательного уровня и подготовке к продолжению обучения.

Метапредметные результаты

– Владение основными общеучебными умениями информационного характера: анализа ситуации, планирования деятельности, обобщения и сравнения данных и другими.

– Получение опыта использования методов и средств информатики: моделирования; формализации структурирования информации; компьютерного эксперимента при исследовании различных объектов, явлений и процессов.

– Умение создавать и поддерживать индивидуальную информационную среду, обеспечивать защиту значимой информации и личную информационную безопасность.

– Владение навыками работы с основными, широко распространенными средствами информационных и коммуникационных технологий.

– Умение осуществлять совместную информационную деятельность, в частности при выполнении проекта.

Предметные результаты

В сфере познавательной деятельности

– Освоение основных понятий и методов программирования и компьютерного моделирования.

– Выделение основных информационных процессов в реальных системах, нахождение сходства и различия протекания информационных процессов в различных предметных областях.

– Выбор языка представления информации в соответствии с поставленной целью, определение формы представления информации, отвечающей данной задаче (таблицы, схемы, графы, диаграммы и др.).

– Преобразование информации из одной формы представления в другую без потери смысла и полноты информации.

– Оценивание информации с позиций ее свойств (достоверность, объективность, полнота, актуальность и т.п.).

– Развитие представлений об информационных моделях как основном инструменте познания, общения, практической деятельности, знания основных областей применения метода моделирования.

– Разработка и запись алгоритмов, т.е. построение модели решения задачи с применением основных алгоритмических конструкций для описания алгоритмов, проверка правильности алгоритма, нахождение и исправление типовых ошибок.

– Освоение основных конструкций языка программирования.

– Знание основных свойств алгоритма, типов алгоритмических конструкций: следование, ветвление, цикл; понятия вспомогательного алгоритма и других.

– Знание программного принципа работы компьютера.

– Умение выполнять базовые операции над объектами: цепочками символов, числами, списками, деревьями; проверять свойства этих объектов; выполнять и строить простые алгоритмы.

– Решение различных задач из разных сфер человеческой деятельности с помощью средств информационных технологий.

– Приобретение опыта использования информационных ресурсов общества и электронных средств связи в учебной и практической деятельности.

В сфере ценностно-ориентационной деятельности

– Понимание роли информационных процессов как фундаментальной реальности окружающего мира и определяющего компонента современной информационной цивилизации.

– Умение выделять критерии оценки информации, получаемой из разных источников.

 – Оценка информации, в том числе получаемой из средств массовой информации, свидетельств очевидцев, интервью: использование ссылок и цитирование источников информации, анализ и сопоставление различных источников.

– Выявление проблем жизнедеятельности человека в условиях информационной цивилизации и оценка предлагаемых путей их разрешения, умение пользоваться ими для планирования собственной деятельности.

В сфере коммуникативной деятельности

– Понимание особенностей представления информации различными средствами коммуникации (на основе естественных, формализованных и формальных языков).

– Осознание основных психологических особенностей восприятия информации человеком.

– Овладение навыками использования основных средств телекоммуникаций, формирования запроса на поиск информации в Интернет с помощью программ навигации (браузеров) и поисковых программ, осуществления передачи информации по электронной почте и др.

В сфере трудовой деятельности

– Понимание принципов действия различных средств информатизации и автоматизации, их возможностей и ограничений.

– Овладение навыками использования технических средств информационных технологий для решения различных задач.

– Знакомство с основными программными средствами компьютера (круг решаемых задач, система команд и пр.).

– Умение тестирования используемого оборудования и программных средств.

– Выбор соответствующего средства информационных технологий для решения поставленной задачи.

В сфере физической деятельности

– Понимание особенностей работы со средствами информатизации, их влиянии на здоровье человека.

– Владение профилактическими мерами при работе с средствами информатизации.

– Соблюдение требований безопасности и гигиены в работе с компьютером и другими средства- ми информационных технологий.

Цели курса 8 класс.

Основная цель курса: подготовка обучающихся 8 классов к олимпиадам по программированию. Кроме данной цели, изучение курса в 8 классе даст возможность достичь результатов:

Личностного направления:

1. Способность четко, ясно и грамотно высказывать собственные идеи в письменной и устной форме, понимать смысл поставленной проблемы, выстраивать собственную аргументацию, приводить контр примеры и примеры;
2. Критичность мышления, умение определять некорректные логически высказывания, разграничивать факты и гипотезы;
3. Развитие инициативы, находчивости, активности при решении сложных математических задач, творческого мышления;
4. Приобретение умения работы в команде, брать на себе разные роли командной работы, видеть слабые свои и чужие слабые стороны;

Предметного направления:

1. Обучение владению базовым понятийным аппаратам по основным темам программирования
2. Обучение работать со справочной информацией и мануалами (извлекать, анализировать и применять необходимую информацию), проводить классификацию, ясно и грамотно выражать свои мысли и идеи в письменной и устной форме с использованием терминологии
3. Развитие умения понимания и использования средств наглядности (презентации, видео, схемы и т.д.)  для иллюстрации, аргументации.

Задачи курса.

1. Изучить практические основы программирования. В ходе обучения предстоит научиться писать самостоятельно программный код, анализировать готовые программы, читать чужой программный код.
2. Обучиться умению представлять как будет работать написанный текст программы
3. Обучиться тестированию программы в мысленном режиме, без использования систем программирования
4. Обучиться строить гипотезы о неработоспособности кода программы, проверять ее, а также вносить исправления и доработки в готовый код.

Содержание программы.

1. Типы данных. Переменные. Линейные программы. Обучение работы оператора ввода и вывода, форматному вводу и выводу. Знакомство с понятием переменная (именование переменной, значение переменной, ссылка на значение), с помощью которой храниться информация. Изучение целых, вещественных, логических типов данных, списков и массивов в Python. Работа с разными типами данных, а так же множество допустимых с ней операций и множество принимаемых значений.
2. Условный оператор. Обучение работы с полной и сокращенной формой ветвления. Изучение сложных условий, применение логических переменных для работы с тестом программы.
3. Операторы циклов. Один самых важных модулей. В нем разбирается цикл с предусловием while, цикл со счетчиком for (старт, стоп, шаг).  Рассмотрение тонкостей применения условного оператора и его прерывания.
4. Массивы. Обучение работы со списками и массивами. Применение массивов к классическим алгоритмам. Массивы с известным количеством элементов и динамические массивы. Алгоритмы обработки потока данных.

Содержание учебно-тематического плана рабочей программы 8-9 класса.

        Тематическое планирование рабочей программы.

Описание учебно-методического материала и материально-технического обеспечения образовательного процесса.

Предлагаемая программа составлена с соответствии с требованиями ФГОС среднего общего образования, в состав учебно методического комплекса входят:

методическое пособие для учителя;

сетевая методическая служба авторского коллектива для педагогов на сайте издательства (http://lbz.ru/);

справочник по программированию на языке Python 3;

материалы для практических работ;

коллекция олимпиадных заданий по информатике.

Комплектация компьютерного класса.

В компьютерном классе установлено 10 компьютеров (рабочих мест) для обучающихся и 1 компьютер для учителя. Компьютеры объединены в локальную сеть с возможностью выхода в Интернет.

Характеристики компьютеров:

Кроме того в кабинете установлены:

документ-камера;

проектор;

сканер;

интерактивная доска.

Программное обеспечение компьютеров:

среда программирования Python;

текстовый редактор;

офисный пакет приложений.