Программирование на языке Python. Стартовый уровень

Дополнительная общеобразовательная программа «Программирование на языке Python Стартовый уровень» предполагает изучение объектно-ориентированного языка программирования Python, библиотеки стандартных модулей и принципов разработки программных систем.

Данная программа позволяет развивать у учащихся современные компетенции и формировать у детей алгоритмическое, изобретательское, креативное и критическое мышление, уметь оперативно и качественно работать с информацией, привлекая для этого современные средства и методы, предоставит возможность освоить язык программирования и закрепить полученные знания и умения в процессе решения типовых и олимпиадных задач, изучить примеры его реализации в биоинформатике, научиться работать с технической документацией, получить расширенные сведения об информационных технологиях и умения составлять алгоритмы, необходимые для успешной практической работы в составе проектного коллектива.

Педагоги

Сирица Оксана Владимировна, учитель информатики, педагог дополнительного образования, образование высшее, 1 категория, педагогический стаж 17 лет.

Содержание программы

1. Алгоритм и его свойства. Базовые алгоритмические структуры.

2 Описание алгоритмического языка программирования.

Структура программы. Особенности языка Python. Операторы. Типы данных. Переменные. Построение программы на языке Python. Условия. Циклы. Массивы.Соглашение о написании кода. Ветвления. Условный оператор. Цикл while. Цикл for. Регулярные структуры на языке Python. Строки и символы. Списки. Массивы. Функции. Словари.

3.Использование файлов, модулей и библиотек в Python.

Работа с файлами. Модули и библиотеки в Python. Графика и интерфейс в Python. Библиотека визуализации графического интерфейса TkInter. Библиотеки визуализации данных matplotlib и Bokeh.

4. Обработка исключений и ведение документации.

Ошибки и исключения. Ведение документации. Проектная работа. PEP8. Блоки и отступы. Табуляция. Кодировка. Импорт. Комментарии. Соглашения по именованию. Общие рекомендации к написанию кода.

5. Проектная работа

Создание учащимися собственных программ на языке программирования Python с использованием различных задач биоинформатики.

Примеры подобных задач:

• Нахождение часто встречающихся слов в тексте;

• Нахождение шаблона в строке;

• Нахождение шаблона в строке с ошибками;

• Трансляция белков;

• Подсчет букв в строках ДНК;

• Оценка эффективности;

• Частоты вычислений;

• Перечисление мотивов;

• Точечные графики из пары последовательностей ДНК;

• Нахождение базовых частот;

• Случайные мутации генов;

• Принцип передвижения улитки по поверхности;

• Сокращение мышечной клетки;

• Клеточная эволюция.

Цели программы

Развитие навыков самостоятельного создания компьютерных программ на языке Python, овладение методами сбора и обработки данных для решения задач биоинформатики, выполнение численных расчетов и разработка интерактивных документов с помощью языка программирования Python, работа над проектной деятельностью в составе небольшой группы обучающихся.

Результат программы

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

• алгоритмические конструкции, понятие переменной в программировании,

принципы построения блок-схем;

• синтаксис языка программирования Python и его общую структуру, типы данных,

используемые в языке Python, пространство имён переменных в языке Python;

• правила записи операторов языка Python, управление потоком операторов,

встроенные и пользовательские функции, записи и выполнения арифметических и

логических функций, понятие массивов, кортежей, словарей и списков;

• принципы программирования на языке Python, инструменты написания программ, типы файлов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

• записывать алгоритм с помощью блок-схем, составлять алгоритмы для решения

различных задач;

• реализовывать алгоритмы в виде программ на языке программирования Python;

• осуществлять ввод и вывод данных на экран и в файл, создавать переменные,

писать простые функции и работать со стандартными функциями Python, работать со строками, массивами и файлами;

• использовать модули для языка Python, работать с изображениями;

• в процессе работы над программой оформлять простейшую техническую документацию, понимать код программы, находить и устранять ошибки;

• создавать интерфейс для использования программных средств с помощью

библиотеки TkInter, создавать визуализацию данных с помощью библиотеки Bokeh и matplotlib;

• находить информацию в различных информационных ресурсах, критически

воспринимать её, выделять существенную информацию.

Особые условия проведения

Нет особых условий.

Материально-техническая база

Столы;

стулья;

доска;

проектор;

экран;

компьютер (OC Windows 7, Python (версия 3.x);

NumPy – open-source модуль для Python, который предоставляет общие математические и числовые операции; Matplotlib – библиотека на языке программирования Python для визуализации данных двумерной (2D) и трехмерной (3D) графикой;

Bokeh – библиотека для интерактивной визуализации, адаптированная под отображение в браузере;

Tkinter – кроссплатформенная библиотека для разработки графического интерфейса на языке Python, веб-браузер, пакет офисного ПО, текстовый редактор).