Рабочая программа кружок программирования
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 Cи. Переменные , типы данных. Вод данных и вывод на экран. Задание случайных величин. |
Задачи. 1.Решение квадратного уравнения |
|
2 |
2 |
Знакомство с логическими выражениями. Операторами if и case. |
Задачи |
|
|
3 |
2 |
Знакомство с циклами for, while, Вложенные циклы. |
Задачи 1 Вложенный цикл. Расчет площади круга. |
|
|
4 |
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) 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 |
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 |
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 |
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 |
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 )функции 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 |
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 |
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 |
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 arduino 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 |
Поделиться:
Нет комментариев. Ваш будет первым!