Рабочая программа курса внеурочной деятельности «Основы программирования на языке Python на примере программирования беспилотного летательного аппарата»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Кыштовская средняя общеобразовательная школа № 1

с. Кыштовки Кыштовского района Новосибирской области

Адрес: 632270 с. Кыштовка Кыштовский район ул.Садовая, 14

УТВЕРЖДАЮ

Директор школы ____________________Ерёмина Л.А.

ПРИНЯТО

решением методического объединения

классных руководителей

протокол №1 от _____________

руководитель МО___________________М.В.Моисеева

Рабочая программа курса внеурочной деятельности

«Основы программирования на языке Python на примере программирования беспилотного летательного аппарата»

(общекультурное, социальное, интеллектуальное направление)

Возраст обучающихся: 8 класс

Срок реализации программы: 2020-2021гг.

Руководитель: Ботяновская Н.В., учитель информатики

с. Кыштовка, 2020 г

Планируемые результаты реализации программы

Программа учебного курса «Основы программирования на языке Python на примере программирования беспилотного летательного аппарата» направлена на подготовку творческой, технически грамотной, гармонично развитой личности, обладающей логическим мышлением, способной анализировать и решать задачи в команде в области информационных и аэротехнологий, решать ситуационные кейсовые задания, основанные на групповых проектах.

Занятия по данному курсу рассчитаны на общенаучную подготовку обучающихся, развитие их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков.

Учебный курс «Основы программирования на языке Python на примере программирования беспилотного летательного аппарата» направлен на изучение основ программирования на языке Python и программирование автономных квадрокоптеров.

В рамках курса «Основы программирования на языке Python на примере программирования беспилотного летательного аппарата» обучающиеся смогут познакомиться с физическими, техническими и математическими понятиями. Приобретённые знания будут применимы в творческих проектах.

Цель программы: освоение Hard- и Soft-компетенций обучающимися в области программирования и аэротехнологий через использование кейс-технологий.

Задачи:

Обучающие:

• изучить базовые понятия: алгоритм, блок-схема, переменная, цикл, условия, вычислимая функция;

• сформировать навыки выполнения технологической цепочки разработки программ средствами языка программирования Python;

• изучить основные конструкции языка программирования Python, позволяющие работать с простыми и составными типами данных (строками, списками, кортежами, словарями, множествами);

• научить применять навыки программирования на конкретной учебной ситуации (программирование беспилотных летательных аппаратов на учебную задачу);

• развить навык пилотирования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на практике;

• привить навыки проектной деятельности.

Развивающие:

• способствовать расширению словарного запаса;

• способствовать развитию памяти, внимания, технического мышления, изобретательности;

• способствовать развитию алгоритмического мышления;

• способствовать формированию интереса к техническим знаниям;

• способствовать формированию умения практического применения полученных знаний;

• сформировать умение формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;

• сформировать умение выступать публично с докладами, презентациями и т. п.

Воспитательные:

• воспитывать аккуратность и дисциплинированность при выполнении работы;

• способствовать формированию положительной мотивации к трудовой деятельности;

• способствовать формированию опыта совместного и индивидуального творчества при выполнении командных заданий;

• воспитывать трудолюбие, уважение к труду;

• формировать чувство коллективизма и взаимопомощи;

• воспитывать чувство патриотизма, гражданственности, гордости за достижения отечественной науки и техники.

Первый уровень результатов – развитие алгоритмического мышления, содействие развитию информационной культуры и грамотности учащихся.

Ученик научится:

• понимать и правильно применять основные алгоритмические конструкции;

• понимать принципы построения блок-схем;

• планировать последовательность шагов алгоритма для достижения цели;

• составлять алгоритмы для решения прикладных задач;

• основным навыкам программирования на языке Python;

Ученик получит возможность:

• реализовывать алгоритмы на компьютере в виде программ, написанных на языке Python;

• отлаживать и тестировать программы, написанные на языке Python;

• владеть основной терминологией в области алгоритмизации и программирования;

Второй уровень результатов – формирование навыков и умений при работе с компьютерными программами.

Ученик научится:

• применять основные конструкции языка программирования Python, позволяющие работать с простыми и составными типами данных (строками, списками, кортежами, словарями, множествами);

• применять навыки программирования на конкретной учебной ситуации (программирование беспилотных летательных аппаратов на учебную задачу);

Ученик получит возможность:

• 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;

Третий уровень результатов – распространение опыта решения задач из разных сфер человеческой деятельности с применением средств информационных технологий.

Ученик научится:

• что такое БПЛА и их предназначение

• использовать Python для программирования квадрокоптеров

Ученик получит возможность:

• применять знания по устройству и применению беспилотников.

• настраивать БПЛА

• тестировать написанный код в режимах взлёта и посадки.

Содержание курса

Вводное занятие. Введение в предмет, техника безопасности (2 ч).

Введение в образовательную программу. Ознакомление обучающихся с программой, приёмами и формами работы. Вводный инструктаж по ТБ.

Основы языка Python. Примеры на языке Python с разбором конструкций: циклы, условия, ветвления, массивы, типы данных (6 ч).

История языка Python, сфера применения языка, различие в версиях, особенности синтаксиса. Объявление и использование переменных в Python. Использование строк, массивов, кортежей и словарей в Python. Использование условий, циклов и ветвлений в Python. Запуск интерпретатора. Различия интерпретатора и компилятора. Написание простейших демонстрационных программ. Мини-программы внутри программы. Выражения в вызовах функций. Имена переменных. Упражнения по написанию программ с использованием переменных, условий и циклов. Генерация случайных чисел. Группировка циклов в блоки. Операции сравнения.

Кейс «Угадай число» (8 ч)

Введение в искусственный интеллект. Примеры на языке Python с искусственным интеллектом по угадыванию чисел, метод дихотомии. Управление искусственным интеллектом. Алгоритмы поиска числа в массиве. Варианты сортировок. Поиск дихотомией. Работа с переменными, работа с функциями. Упражнения по поиску чисел в массиве. Упражнения на сортировку чисел. Алгоритмы поиска числа. Исследование скорости работы алгоритмов.

Кейс «Спаси остров» (10 ч)

Работа на языке Python со словарями и списками, множественное присваивание, добавление элементов в список и их удаление. Знакомство с кейсом, представление поставленной проблемы. Доступ к элементам по индексам. Получение слова из словаря. Отображение игрового поля игрока. Получение предположений игрока. Проверка допустимости предположений игрока. Анализ проблемы, генерация и обсуждение методов её решения. Создание прототипа программы. Отработка методик. Планирование дизайна и механики игры. Создание главного меню игры, подсчёта очков. Понятие «механика игры», ограничения, правила. Проверка наличия буквы в секретном слове. Проверка — не победил ли игрок. Обработка ошибочных предположений. Проверка — не проиграл ли игрок. Завершение или перезагрузка игры. Создание главного меню игры, реализация подсчёта очков. Визуализация программы в виде блок-схемы. Проектирование проекта с помощью блок-схем. Создание блок-схем. Ветвление в блок-схемах. Заканчиваем или начинаем игру с начала. Следующая попытка. Обратная связь с игроком.

Кейс «Калькулятор» (10 ч)

Формирование программы работ. Знакомство с кейсом, представление поставленной проблемы. Анализ проблемы, генерация и обсуждение методов её решения.

Программа для работы калькулятора. Создание внешнего вида калькулятора.

Кейс «Программирование автономных квадрокоптеров» (36 ч)

Техника безопасности при полётах. Проведение полётов в ручном режиме. Знакомство с кейсом, представление поставленной проблемы, правила техники безопасности. Изучение конструкции квадрокоптеров. Полёты на квадрокоптерах в ручном режиме. Программирование взлёта и посадки беспилотного летательного аппарата. Основы программирования квадрокоптеров на языке Python. Выполнение команд «разворот», «изменение высоты», «изменение позиции». Теоретические основы выполнения разворота, изменения высоты и позиции на квадрокоптерах. Выполнение группового полёта вручную.

Выполнение позиционирования по меткам. Программирование группового полёта. Программирование роевого взаимодействия. Выполнение группового полета в автоматическом режиме.

Тематическое планирование

Учебно-тематическое планирование программы