Рабочая программа кружок программирования

22 сентября 2018 - Администратор

Образовательная программа Основы программирования и  компьютерного моделирования

Рабочая образовательная  программа для кружков и внеурочной деятельности по информатике и программированию Основы программирования и компьютерного моделирования Задача данной образовательной программы познакомить учащихся с основами   программирования на языке Cи ++ и компьютерным моделированием . Язык Си++  выбран за основу изучения так, как его синтаксис используется при программировании микроконтроллеров Arduino, является базисом для многих других современных языков программирования В разделе  компьютерное моделирование рассмотрены основные методы и модели: приближенное решение уравнений, регрессии, метод наименьших квадратов, численное решение дифференциальных уравнений, клеточные автоматы, генетические алгоритмы, линейное программирование. В программе предусмотрена тема, посвященная созданию дружественного графического интерфейса GUI. В ходе освоения данной программы учащиеся реализуют мини проекты, закрепляя полученные знания самостоятельной практической работой. Мини проекты могут быть использованы в качестве основы  для проектной деятельности для участия в научных конференциях учащихся.  Для освоения данной образовательной программы по программированию и компьютерному моделированию необходимо углубленное изучение определённых разделов математики, физики и прочих предметов. Необходимые знания указаны в столбце “Необходимые знания”.Занятие в группах не более 10 человек. Оптимально 6-8 человек. Занятия проводятся в компьютерном классе.

Название темы

Кол-во часов

Теоретические  знания

Практические  задания

 Необходимые математические и прочие знания

1

Линейные алгоритмы Переменные. Форматированный ввод и вывод

2

Знакомство с структурой программы на . Переменные , типы данных. Вод данных и вывод на экран. Задание случайных величин.

Задачи.

1.Решение квадратного уравнения

 

2

Условные алгоритмы

2

Знакомство с логическими  выражениями. Операторами if  и case.

Задачи

1.Поиск минимального и максимального из двух и трех чисел.

 

3

Циклические алгоритмы

2

Знакомство с циклами for, while, Вложенные циклы.

 

Задачи

1 Вложенный цикл. Расчет площади круга.

 

4

Массивы .

6

Знакомство с одномерными и многомерными массивами. Основные операции ввода вывода массивов. Сортировка поиск наименьшего и наибольших значений, операции с массивами.

Задачи

1.            Ввод одномерного  массива с консоли. Задание массива произвольными значениями. Поиск минимума и максимума массива.

2.            Сортировка по возрастанию по убыванию одномерного массива.

3.            Перевод  десятичного массива в бинарный и наоборот.

4.            Обмен элементами между массивами (одного элемента, куска массива)

5.            Ввод двумерного массива с консоли. Задание массива произвольными значениями. Вывод на экран Поиск минимума и максимума массива

Мини проекты

6.            Реализовать игру в крестики и нолики

7.            Реализовать игру  Life.

8.            Смоделировать распространение загрязнения с помощью теории клеточных автоматов

9.            Моделирование поведения толпы с помощью теории клеточных автоматов

Понятие матрицы. Понятие суммы. Суммирование по нескольким индексам.

5

Процедуры и функции .

2

Определение  собственных  функций и процедур. Понятие локальных переменных. Основы процедурного программирования.

Задачи

1.Передача в функцию массива. И расчет значения функции по элементам массива

 

6

Элементы графики

6

Основные операторы для графики.  Простейшая  анимация.

Задачи

1.Передвижение фигур по экрану.

2.Построение графиков функций.

Мини проекты

3.Рисование  по заданным параметрам различных фигур.

4 Рисование трехмерных фигур и точек на них по заданным координатам

 

Свойства трехмерных фигур. Координаты точек в пространстве. Уравнение прямой в пространстве и плоскости. Понятие вектора.

7

Работа с файлами

2

Функции записи и считывания данных с текстового файла.

Задачи

1.Запись и считывание с файла числового массива

Мини проекты

2.Записать показания данных с датчиков микроконтроллера, обработать их вывести статистику.

Основы среды программирование микроконтроллеров. Считывание данных с датчиков.

8

Основы компьютерного моделирования 

10

Знакомство с основами компьютерного моделирования. Основные компьютерные модели. Метод половинного деления. Линеаризация задач. Метод наименьших квадратов.

Задачи

1 Численное решение уравнений. Метод половинного деления

Мини проекты

2             Аппроксимация. Регрессия. Метод наименьших квадратов.

3.            Моделирование физических процессов.  Моделирование движения в вязкой среде.

4.            Моделирование физических процессов.  Моделирование движения тел в различных полях(Тяготение, электрические, магнитные поля)

5.            Моделирование управления манипуляторами. Трехмерная визуализация манипулятора

6             Компьютерное моделирование  задач на простейшие дифференциальные уравнения

Понятие регрессии. Метод  Наименьших квадратов. Понятие производной , второй производной. Запись уравнений физики в дифференциальной форме.

Векторный и координатный метод.

 

9

Основы  генетических алгоритмов

10

Знакомство с генетическими алгоритмами. Понятие  хромосомы ,фитнесс функции, алгоритмов,  скрещивания и селекции

Мини проекты

1.            Поиск  минимума (максимума ункции  многих переменных

2.            Поиск оптимальных параметров для  регрессии

 

Перевод в двоичную систему и обратно в десятичную.  Функции многих переменных.

10

Знакомство с нейронными сетями

10

Знакомство с нейронными сетями

Мини проекты

1 Нейронные сети для медицины и психологии, для прогнозирования

Матрицы, производные

10

Основы графического интерфейса.

10

Знакомство с основами Java и VBA. Синтаксис  основных операторов.  Формирование дружественного графического интерфейса

Задачи

1.                     Формирование простейшего графического интерфейса для ввода входных параметров задач по оптимизации  и компьютерному  моделированию в средах  C# или  VBA

2.                     Вывод результатов работы в графической форме в средах  Java или  VBA

Понятие объектного программирования, классы, объекты.

11

  Линейное программирование

6

Задачи линейного программирования. Формализация в Excel Функция Solver  поиска решений Макросы на VBA.

Мини проекты

Решение транспортных  задач линейного  программирования с помощью функции Solver в Excel.

 

Понятие задач линейного программирования , математическая формализация задач

12

Программирование микроконтроллеров

10

Знакомство со средой программирования микроконтроллеров Arduino.

Считывание данных с датчиков управление сервоприводами и моторами.

Мини проекты

1. Управление манипуляторами

2.Программирование  робота Сумо

3. Программирование робота для  движения по линии

4. Запись данных с датчиков  в файлы и обработка статистики передача в Интернет

5. Обмен данными между микроконтроллерами на расстоянии. Дистанционное управление роботами.

Понятия тока, напряжения, закона Ома

Составил рабочую образовательную программу Пашнин Андрей Александрович

Познакомиться с другими методическими разработками по образовательной робототехнике и программированию

Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!