Методика изучения Языка программирования Python
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА
Базового курса информатики недостаточно для полного овладения современным алгоритмическим языком программирования.
Тем не менее, у некоторых школьников возникает интерес не только к знакомству с программированием, но и к его углубленному изучению. Как правило у них есть и способности и желание. Кроме того, любовь к программированию многие учителя информатики принесли из своей профессиональной деятельности, и, конечно же, им хочется передать эту любовь и своим ученикам.
Решаемые задачи адаптируются под уровень математической подготовки учеников. Полноценные занятия можно проводить лишь тогда, когда на уроки информатики отводится не менее двух (спаренных) учебных часов в неделю. В другом случае изучение программирования лучше проводить в рамках факультатива.
Курс по выбору направлен на совершенствование практических навыков работы за компьютером и информационной компетенции учащихся с опорой на знания, полученные на уроках информатики. Уделяется особое внимание алгоритмизации и практическим навыкам программирования.
Курс по информатике «Основы программирования на Python» представляет собой вводный курс по программированию, дающий представление о базовых понятиях структурного программирования (данных, операциях, переменных, ветвлениях в программе, циклах и функциях) на Языке Python.
Выбор Python обусловлен рядом преимуществ перед другими Языками: простота кода, быстрая реализация, пошаговое интерактивное исполнение во время отладки программы. Курс рассчитан на 17 часов.
ЦЕЛИ КУРСА:
Основная цель курса «Основы программирования на Языке Python» – формирование базовых понятий структурного программирования, развитие логики обучающихся. Данный курс призван развивать логическое мышление учащихся и аналитический стиль мышления начинающих программистов. Он предназначен для учащихся 10-11 классов. Основой курса должны быть умение самостоятельно составлять алгоритмы решения задач, реализация этих алгоритмов непосредственно в среде разработки на компьютере, а также формирование правильного стиля мышления.
ЗАДАЧИ КУРСА:
– развивать аналитическое и логическое мышление школьников.
– показать практическую значимость программирования для решения задач в различных областях жизнедеятельности человека;
– научить учащихся основам программирования с использованием системы программирования Python;
– научить составлению и оформлению программ в соответствии с требованиями Языка программирования Python;
– развить общую информационную культуру, и подготовить к профессиональной деятельности;
Объем курса составляет 17 часов: 1 теоретических, 8 комбинированных и 8 практических уроков.
ДО ИЗУЧЕНИЯ:
– Учащиеся должны знать из базового курса информатики:
– понятие алгоритма;
– свойства алгоритма;
– формы записи алгоритма;
– язык псевдокода;
– основные алгоритмические структуры;
– правила записи арифметических выражений;
УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ УМЕТЬ:
– составлять алгоритмические структуры при решении задач;
– записывать алгоритмы, не допуская двусмысленной записи;
– составлять алгоритм решения задач и переводить его на язык псевдокода;
– конструировать решение задачи из минимального числа инструкций;
– записывать вспомогательные алгоритмы в виде подпрограмм
ПО ЗАВЕРШЕНИЮ:
УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:
– среду программы Geany;
– типы данных Языка Python;
– встроенные стандартные функции;
УЧАЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ УМЕТЬ:
– переводить арифметическую запись выражений на Язык программирования;
– использовать функции модулей math и cmath для решения задач;
– определять типы данных;
– записывать логические выражения;
– использовать в задачах такие конструкции как: цикл и ветвление.
– выполнять запись программы на Языке Python, тестирование и отладку программы;
– решать задачи по теме: строки, списки и словари.
ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТНОМУ И ПРОГРАММНОМУ ИЗУЧЕНИЮ:
Для успешного проведения практикума по программированию на Python на рабочих местах должны быть установлены:
– Python (версия не ниже 3.5)
– модули Tkinter и NumPy
– среды разработки на Python: IDLE, Eric или Geany, а также какие-либо эмуляторы терминалов _ xterm, rxvt и т.п.
В сборке от ALT Linux следует проверить наличие в системе следующих пакетов
– geany
– eric
– xterm
– python
– python-base
– python-doc
– python-module-numpy
– python-modules
– python-modules-encodings
– python-modules-tkinter
– python-tools-idle
Некоторые из перечисленных пакетов будут установлены по зависимостям при установке Python, Eric и Geany с помощью менеджера пакетов, остальные нужно установить вручную.
При создании программ удобно одновременно видеть текст программы и результаты её выполнения. Кроме того, бывает полезно выполнять программу по шагам и при этом следить за значениями каких-то переменных. Все эти возможности реализуются в так называемых интегрированных средах разработки (Integrated Development Environment, IDE).
Современные IDE, входящие в дистрибутивы Linux, могут работать с разными Языками программирования. Существует IDE, лучше всего приспособленные для работы с одним конкретным Языком, которые с другими Языками работают, так сказать, факультативно. Кроме того, существуют IDE, которые одинаково успешно обеспечивают работу с самыми разными Языками, как в режиме интерпретатора, так и в режиме компилятора.
В зависимости от версии ALT Linux удобно пользоваться либо Geany, либо Eric. На практических занятиях рекомендуется рассмотреть особенности работы в обоих IDE.
В ТАБЛИЦЕ ПРЕДСТАВЛЕНО УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КУРСА:
Тематическое планирование курса
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Итого:
Тема урока
Введение в Язык программирования Python.
Типы данных. Определение переменной. Ввод и вывод данных. Среда Geany и PyScripter для написания программ на Языке Python.
Решение вычислительных задач.
Решение вычислительных задач на основе встроенных функций.
Решение задач на основе функций и констант, определенных в
модулях math и cmath.
Условный оператор полной и неполной формы. Логические выражения.
Множественное ветвление.
Решение задач на применение условного оператора.
Цикл While.
Цикл For.
Циклы.
Строки.
Списки.
Словари.
Контрольная работа.
17
Количество часов
Всего
1
2
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Теория
1
1
–
–
–
1
1
–
1
1
–
1
1
1
–
Практика
-
1
1
1
1
1
–
1
–
–
1
–
–
–
1
ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КУРСА.
Урок 1. Введение в Язык программирования Python
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с особенностями ЯП Python, изучить основы программирования на данном Языке.
Задачи урока:
Образовательная: сформировать представление о Языке Python
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно–познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: способствовать формированию самооценки (саморефлексии);
Основные понятия: интерпретатор, интерактивный режим, среда разработки IDLE
Методическая рекомендация: в начале урока учитель предлагает ученикам открыть на компьютере папку с подготовленной презентацией, теоретическую часть. и открывает у себя на компьютере, демонстрирует с помощью проектора. В ходе урока ученики повторяют действия, которые учитель демонстрирует для закрепления знаний. В конце урока учитель задает вопросы по пройденному материалу.
Вопросы для контроля:
1. Два варианта как начать писать и как запускать код python.
2. Как сохранить код в файл?
Урок 2. Типы данных. Определение переменной. Ввод и вывод данных. Среда Geany Geany и PyScripter для написания программ на Языке Python.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с типами данных, вводом и выводом данных, с переменными, со средой Geany Geany и PyScripter для написания программ на Языке Python
Задачи урока:
Образовательная: сформировать представление о Языке Python, научиться писать простой код на ЯП Python в среде разработки.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: тип данных, ввод, вывод, переменная, операнд, оператор.
Методические рекомендации: в начале урока учитель предлагает ученикам открыть на компьютере папку с подготовленной презентацией, теоретическую часть, и открывает у себя на компьютере, демонстрирует с помощью проектора. В ходе урока ученики повторяют действия, которые учитель демонстрирует для закрепления знаний. В конце урока учитель дает задание для самостоятельной работы и задает вопросы по пройденному материалу.
Вопросы для контроля:
1. Какие типы данных сегодня изучили?
2. Как осуществлять ввод и вывод данных?
3. Как задать переменную?
Урок 3. Решение вычислительных задач.
Тип урока: урок закрепления новых знаний.
Цель урока: научить учащихся самостоятельно решать вычислительные задачи.
Задачи урока:
Образовательная: научить решать элементарные задачи в Python
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: тип данных, ввод, вывод, переменная, операнд, оператор.
Методические рекомендации: в начале урока учитель показывает пример выполнения заданий и выдает задания для самостоятельной работы. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Какие типы данных вы знаете?
2. Как осуществлять ввод и вывод данных?
3. Как задать переменную?
Урок 4. Решение вычислительных задач на основе встроенных функций.
Тип урока: комбинированный урок усвоения новых знаний.
Цель урока: научить учащихся решать вычислительные задачи на основе встроенных функций.
Задачи урока:
Образовательная: научить решать задачи в Python;
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: функция, цикл.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель предлагает ученикам открыть на компьютере папку с подготовленной презентацией, теоретическую часть, и открывает у себя на компьютере, демонстрирует с помощью проектора. В ходе урока ученики выполняют задания вместе с учителем, для закрепления знаний.
Вопросы для контроля:
1. Что такое функция?
2. Как записать цикл?
3. Для чего нужна команда def?
Урок 5. Решение задач на основе функций и констант, определенных в модулях math и cmath.
Тип урока: комбинированный урок усвоения новых знаний.
Цель урока: научить учащихся решать вычислительные задачи на основе функций и констант, определенных в модулях math и cmath.
Задачи урока:
Образовательная: научить применять на практике модули math и cmath.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: модуль Math, модуль Cmath
Методическая рекомендация: в начале урока учитель предлагает ученикам открыть на компьютере папку с подготовленной презентацией, теоретическую часть, и открывает у себя на компьютере, демонстрирует с помощью проектора. В ходе урока ученики выполняют задания вместе с учителем, для закрепления знаний.
Вопросы для контроля:
1. Что представляет собой модуль math и Cmath?
Урок 6. Условный оператор полной и неполной формы. Логические выражения.
Тип урока: урок усвоения и применения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с условным оператором полной и неполной формы. Научить составлять логические выражения.
Задачи урока:
Образовательная: учащиеся должны научиться составлять логические выражения.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: Логический оператор, блок-схема, if, else.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для самостоятельной работы. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Что такое условный оператор?
Урок 7. Множественное ветвление.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с множественным ветвлением.
Задачи урока:
Образовательная: познакомить учащихся с множественным ветвлением, научить применять на практике.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: ветвление.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Как организовать множественное ветвление?
Урок 8. Решение задач на применение условного оператора.
Тип урока: урок применения полученных знаний.
Цель урока: научить решать задачи на применение условного оператора.
Задачи урока:
Образовательная: научить решать задачи на применение условного оператора.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме;
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: условный оператор.
Методическая рекомендация: в начале урока задает вопросы по материалу из прошлого урока и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Урок 9. Цикл While.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с циклом While.
Задачи урока:
Образовательная: научить составлять циклы While на языке программирования Python.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: цикл.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Что такое цикл?
2. Приведите пример цикла в реальной жизни.
Урок 10. Цикл For.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с циклом For.
Задачи урока:
Образовательная: научить составлять циклы For на языке программирования Python.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: цикл.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Приведите пример использования цикла For.
Урок 11. Лабораторная работа по теме: Циклы.
Тип урока: урок применения знаний, полученных на предыдущих .
Цель урока: научиться самостоятельно составлять циклы.
Задачи урока:
Образовательная: научить составлять циклы на языке программирования Python.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: цикл.
Методическая рекомендация: в начале урока задает вопросы по материалу из прошлого урока и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Что такое цикл for?
2. Что такое цикл while?
Урок 12. Строки.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с понятием строки.
Задачи урока:
Образовательная: познакомить учащихся с основными понятиями, научить применять на практике.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: строка, конкатенация, дублирование, индекс, подстрока.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Что такое строки?
2. Что такое конкатенация?
3. Что такое индекс?
Урок 13. Списки
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с основными понятиями.
Задачи урока:
Образовательная: познакомить учащихся с основными понятиями, научить применять на практике.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: списки.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников.
Вопросы для контроля:
1. Из чего могут состоять списки?
2. Что такое списки?
3. Как связать списки с переменными?
Урок 14. Словари.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Цель урока: познакомить учащихся с основными понятиями.
Задачи урока:
Образовательная: познакомить учащихся с основными понятиями, научить применять на практике.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.
Основные понятия: словарь.
Методическая рекомендация: в начале урока учитель рассказывает теоретическую часть и выдает задания для практической части. В ходе выполнения заданий учитель помогает и отвечает на вопросы учеников. В конце урока выдает вопросы для подготовки к контрольной работе.
Вопросы для контроля:
1. Что такое словарь?
2. С помощью чего определяется словарь?
3. Какой тип данных у словарей?
Урок 15. Контрольная работа.
Тип урока: урок самостоятельно применять знания, полученые при изучении курса.
Цель урока: закрепить изученный материал и подвести итоги.
Задачи урока:
Образовательная: проверить умения и знания полученые на изучении данного курса.
Развивающая: развивать у учащихся логическое и алгоритмическое мышление, навыки мыслительной деятельности, включая каждого учащегося в учебно-познавательный процесс и создавая условия для работы каждого в индивидуальном психологическом ритме.
Воспитательная: воспитывать у учащихся самостоятельность, активность, интерес к предмету.