Программирование уже давно вошло в практику как универсальный вид деятельности. Сегодня популярность этой сферы стремительно растет из-за повсеместной интеграции информационных технологий в нашу жизнь. Для решения различных практических задач создано множество языков программирования, каждый из которых обладает своими уникальными возможностями и целевым назначением. Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы промышленного программирования. Разработка проектов» направлена на формирование и развитие у учащихся представления об основах программирования на языке Python в контексте его применения в промышленной сфере. Благодаря своей доступности и простому синтаксису, Python стал одним из самых популярных языков для начинающих. При этом его активно применяют в высокотехнологичных сферах: от анализа данных и искусственного интеллекта до создания веб-сервисов и работы с «интернетом вещей».

Python - это универсальный инструмент, который охватывает множество направлений:

1. IT и разработка: Веб-разработка, системное администрирование, IoT.
2. Аналитика ИИ: Big Data, Machine Learning, бизнес-анализ.

Из-за интуитивно понятного синтаксиса он является стандартом в обучении программированию.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы промышленного программирования. Разработка проектов» ориентирована на то, чтобы: учащиеся освоили базу и сформировали знания и навыки программирования на языке Python, включая основные синтаксические конструкции, типы данных, переменные, операции, циклы, условные операторы, функции, модули, библиотеки. Показать учащимся применение, изучить индустриальный контекст Python в промышленности, такими как автоматизация процессов, управление данными, анализ данных, создание приложений и веб-сервисов.

Направленность программы

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа ««Основы промышленного программирования на языке «Python» имеет техническую направленность.

Актуальность программы

Стремительный технологический рост повышает спрос на специалистов по программированию. В частности, язык Python доминирует в таких направлениях, как промышленная автоматизация, научные изыскания и разработка веб-решений.

• Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Основы промышленного программирования. Разработка проектов» актуальна по следующим причинам:
• Высокая востребованность: острый дефицит Python-разработчиков на рынке труда.
• Универсальность применения: от скриптов автоматизации до сложных систем искусственного интеллекта.
• Легкость входа и мощь: простой синтаксис в сочетании с богатой экосистемой библиотек.
• Карьерные перспективы: доступ к высокооплачиваемым IT-позициям.
• Эффективность: инструмент для автоматизации процессов и анализа больших данных (Big Data).

Программа разработана на основе следующих нормативных документов:

• Федеральный закон Российской Федерации от 29.12.2012 № 273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации»;
• Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 27.07.22 №629 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;
• Распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 г. N 678-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 г. и плана мероприятий по ее реализации»;
• Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 23 августа 2017 года N 816 «Об утверждении Порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ»;
• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы) (Приложение к письму Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 №09-3242);
• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ, адаптированные к системе образования Московской области кафедрой дополнительного образования и сопровождения детства ГБОУ ВО МО «Академия социального управления» (Письмо Министерства образования Московской области № Исх-3597/21в от 24.03.2016);
• Письмо Минобрнауки РФ от 11 декабря 2006 г. № 06-1844 «О примерных требованиях к программам дополнительного образования детей».
• Распоряжение Министерства образования Московской области от 31.08.2023 г. Р-900 «Об организации работы в рамках реализации персонифицированного учета и системы персонифицированного финансирования дополнительного образования детей в Московской области».
• Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи (утверждено постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.09.2020 № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4. 3648-20»).
• СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи»;
• СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»;
• Образовательная программа МАОУДО Центр «Диалог»;
• Учебный план МАОУДО Центр «Диалог».

Новизна программы заключается в комплексном подходе, объединяющий глубокую теоретическую базу по Python с развитием прикладных навыков, необходимых начинающим специалистам, а также нацелена на решение задач, определенных в Стратегии развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года от 29 мая 2015 г. №996-р., направленных содействию раннему профессиональному самоопределению и трудовому воспитанию. Содержание курса закладывает фундамент технической грамотности и знакомит с миром ИИ и машинного обучения, помогая понять специфику работы в сфере высоких технологий.

Цель программы. Цель программы состоит в формировании у подростков 14-17 лет целостного представления о профессиональном программировании на языке Python, необходимого для успешной адаптации в современной индустрии высоких технологий.

Задачи:

обучающие

• овладение ключевыми конструкциями языка Python и эффективными приемами программирования;
• освоение принципов и подходов к разработке программного обеспечения промышленного назначения;
• формирование навыков проектирования и реализации эффективных алгоритмов и структур данных;
• изучение механизмов отладки и тестирования программного кода;
• развитие способностей создавать и поддерживать автоматизированные производственные;
• процессы и обрабатывать большие объемы данных;
• приобретение опыта работы с современными технологиями и специализированными библиотеками Python;

развивающие

• повышение уровня логического и алгоритмического мышления;
• развитие навыков самостоятельной постановки и решения инженерных задач;
• поддержка инициативы и креативности в проектировании и реализации программных решений;
• способствование повышению скорости восприятия и переработки информации посредством цифровых технологий;
• укрепление навыков сотрудничества и эффективной коммуникации в командах Разработчиков;

воспитательные

• формирование устойчивого интереса к профессиям, связанным с высокими технологиями и инновационными отраслями экономики.
• привитие уважительного отношения к результатам интеллектуальной деятельности и стремления к качественному исполнению обязанностей программиста.
• воспитание чувства ответственности за соблюдение требований к качеству и надежности создаваемого программного обеспечения.
• выработка ответственного подхода к безопасной эксплуатации информационных систем и соблюдения стандартов кибербезопасности.
• ориентация учащихся на дальнейшее профессиональное развитие и успешную адаптацию в условиях цифровизированного мира.

Отличительные особенности программы

Отличительная особенность данной дополнительной общеразвивающей общеобразовательной программы «Основы промышленного программирования. Разработка проектов» от уже существующих в этой области является то, что программа является практико-ориентированной. Освоение учащимся навыков программирования происходит в процессе практической и самостоятельной работы. Это позволяет учащимся получать не только теоретические знания в области программирования, но и уверенно овладевать навыками и инструментами разработки продуктов.

Педагогическая целесообразность программы заключается в возможности реализации учащимися их интересов в области информационных технологий путем разработки проектов промышленного программирования на Python. Полученные знания, умения и навыки способствуют развитию профессионального самоопределения обучающихся.

Адресат программы

Программа рекомендуется для учащихся 14-17 лет.

Возрастные особенности, иные медико-психолого-педагогические характеристики

С наступлением подросткового периода в жизни ребенка, происходит переориентация с внутрисемейной коммуникации между родительской семьёй и ребёнком на внешнюю: друзей, сверстников - одноклассников и более старших подростков, которые являются авторитетами.

Оставаясь ещё по своей сути ребёнком, подросток чувствует и решает, что он уже вырос. У него возникает и проявляется всё с большей частотой желание стать независимым от родительской семьи. У него происходит зарождение первой мысли о будущей профессии. Он стремится стать «нужным», то есть полезным для общества и семьи.

Ведущая деятельность в этом возрасте - учебно-профессиональная, в процессе которой формируются такие новообразования, как мировоззрение, профессиональные интересы, самосознание, мечта и идеалы.

Такой процесс, как восприятие, в этом возрасте, приобретает избирательный характер, с возможностью аналитико-критических умозаключений.

Внимание, в этот период, приобретает возможность чёткого переключения и распределения. Улучшаются и развиваются и его параметры: увеличивается объём и укрепляется устойчивость. Оно становится произвольным и контролируемым самим подростком. Это указывает на возникновение и проявление избирательности внимания.

Развивается также и память. Она претерпевает те же изменения, что и внимание - приобретается полностью осмысленный характер по запоминанию и осмыслению.

Параллельно с вышеперечисленными функциями психики подростка в средний период взросления, развивается самостоятельное мышление. Что позволяет ребёнку переходить и оперировать индивидуальными умозаключениями.

В обучении учебные предметы начинают уже выступать для подростков как особая область теоретических знаний. Подростков начинают интересовать не факты сами по себе, а их сущность, причины их возникновения. В то же время в отличие от младшего возраста, в котором ребенок с большим интересом воспринимает готовое, подросток стремится к самостоятельности в умственной деятельности.

Многие подростки предпочитают справляться с задачами, не списывая их с доски, стараются избегать дополнительных разъяснений, если им кажется, что они сами могут разобраться в материале, стремятся придумать свой оригинальный пример, высказывают свои собственные суждения и т.д.

Вместе с самостоятельностью мышления развивается и критичность. В отличие от младшего возраста, в котором ребенок все принимает на веру, подросток предъявляет более высокие требования к содержанию рассказа педагога, он ждет доказательности, убедительности.

Подростковый возраст характеризуется значительными затруднениями в усвоении теоретических, абстрактных знаний, способность к абстрактному мышлению у детей только формируется, переход от конкретного к абстрактному мышлению может длиться до 3 лет, поэтому визуализация сложных процессов значительно упрощает восприятие материала и способствует его лучшему усвоению. Переходный период от детства к взрослости характеризуется перестройкой организма, самоопределением своего места в окружающем мире, развитием предметных и метапредметных компетенций, интересов. В старшем школьном возрасте закладываются основы моральных и социальных установок личности. Для успешного учения требуются перестройка познавательной деятельности, новые способы усвоения знаний, самостоятельность. Проявляется склонность аргументировать суждения, делать выводы.

Для детей старшего возраста характерно словесно-логическое мышление. Ведущей деятельностью этого возраста является общение со сверстниками, с педагогами, родителями на основе определенных морально-этических норм, нравственных установок, формируется представление о собственной личности, создаются предпосылки для постановки новых задач, мотивации к дальнейшей собственной творческой деятельности.

Объем и срок освоения программы

Предполагаемый объем учебного времени на весь период обучения и необходимый для освоения программы составляет 144 часа за 1 год обучения.

Формы обучения

Форма обучения: очная с применением дистанционных образовательных технологий и электронного обучения. Дистанционная форма обучения возможна во всех модулях программы при закреплении тем, а также для получения дополнительного информационного и практического материала по пройденным темам и может включать: презентации, справочники, задания, практические работы, тесты. Также дистанционная форма предполагает организацию материала, обеспечивающего доступ к более сложным и специфическим знаниям и навыкам в рамках содержательно-тематического направления программы с целью реализации уровневой дифференциации. Для дистанционной формы обучения используется собственный сайт Центра "Диалог" https://moodle.dialog-el.ru/, на котором выложен дистанционный материал по всем модулям программы, и предусмотрена обратная связь с детьми: тесты, консультации в чате, отправка работ детьми на проверку, проверка работ педагогом и отправка замечаний с последующей корректировкой детьми и повторной отправкой работ. В связи с этим, допускается реализация данной дополнительной общеразвивающей программы полностью в дистанционном режиме. Электронная форма обучения возможна во всех модулях программы при закреплении тем, а также для получения дополнительного информационного и практического материала по пройденным темам и может включать: презентации, справочники, задания, практические работы, тесты. Также электронная форма предполагает организацию материала, обеспечивающего доступ к более сложным и специфическим знаниям и навыкам в рамках содержательно-тематического направления программы с целью реализации уровневой дифференциации.

Особенности организации образовательного процесса

Данная программа предполагает занятия в группе с основным составом учащихся одного возраста. Состав группы - постоянный.

Режим занятий, периодичность и продолжительность занятий

Общее количество учебных часов по программе - 144. Занятия два раза в неделю по два академических часа (один академический час составляет 40 минут, перемена между академическими часами составляет 10 минут). Наполняемость учебных групп: до 16 человек.

Планируемые результаты освоения обучающимися программы

В результате освоения программы «Основы промышленного программирования. Разработка проектов» обучающийся должен:

знать:

• основные этапы разработки программного обеспечения;
• основные принципы технологии структурного и объектно-ориентированного программирования;
• основные принципы отладки и тестирования программных приложений;

уметь:

• осуществлять разработку кода программного модуля на современных языках программирования;
• владеть принципами структурной алгоритмизации;
• создавать программу по разработанному алгоритму как отдельный модуль;
• выполнять отладку и тестирование программы на уровне модуля;
• создавать проекты с использованием методик Scrum и Agile;
• использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности.

Формы аттестации

Аттестация учащихся по общеразвивающей программе дополнительного образования осуществляется в соответствии с «Положением об итоговой и промежуточной аттестации учащихся в МАОУДО Центре "Диалог"».

Основной формой аттестации является зачёт/незачёт, который определяется на основании следующих критериев:

• самостоятельная работа,
• контрольная работа,
• практические задания,
• индивидуальные занятия,
• защита проекта.

Преобладающей формой текущего контроля выступает выполнение практических, самостоятельных и контрольных работ, направленных на проверку уровня освоения программного материала. Основными критериями оценивания являются полнота и качество выполнения заданий, степень понимания изученных тем, а также способность обучающегося аргументированно объяснять ход выполнения работы.

Результаты текущего контроля фиксируются в индивидуальном рейтинге обучающегося, который формируется на основе систематической оценки учебных достижений.

Механизм оценивания образовательных результатов

Формы отслеживания и фиксации образовательных результатов

1. журнал посещаемости;
2. аналитические материалы (отчеты, диагностические работы);
3. проектная деятельность с итоговой защитой.

В рамках защиты проекта обучающийся должен:

Представить разработанный программный продукт, продемонстрировав:

1. его ключевые компоненты и функциональные возможности;
2. обоснование выбора алгоритмов и методов реализации;
3. сферу практического применения.

Дать развернутые ответы на вопросы по:

1. архитектуре программного решения;
2. особенностям его работы;
3. возможным направлениям доработки.

Формы предъявления и демонстрации образовательных результатов:

1. На каждом занятии проводится устный опрос в формате беседы по материалам предыдущего урока.
2. В течение учебного года организуются мероприятия для промежуточной оценки знаний:
3. Выполнение практических и самостоятельных работ по программе
4. Проведение тестирования и анкетирования
5. Такая система контроля позволяет:
6. Регулярно проверять усвоение материала
7. Оценивать динамику развития навыков
8. Своевременно корректировать учебный процесс
9. Участие в мероприятиях различного уровня (в соответствии с МР №Исх.3597/21 от 24.03.2016, стр.7 табл. №2; см. Календарный план воспитательной работы
10. и участия учащихся в мероприятиях);
11. Размещение результатов работ и проектов детей в социальных сетях.

Вариативность дополнительных программ позволяет обеспечивать многообразие видов деятельности, областей знаний, которые максимально способствует удовлетворению интересов, развитию интеллекта, творческой реализации в зависимости потребностей детей и их родителей.

Воспитательный потенциал программы

«Воспитание - деятельность, направленная на развитие личности, создание условий для самоопределения и социализации учащихся на основе социокультурных, духовно-нравственных ценностей и принятых в российском обществе правил и норм поведения в интересах человека, семьи, общества и государства, формирование у учащихся чувства патриотизма, гражданственности, уважения к памяти защитников Отечества и подвигам Героев Отечества, закону и правопорядку, человеку труда и старшему поколению, взаимного уважения, бережного отношения к культурному наследию и традициям многонационального народа Российской Федерации, природе и окружающей среде". (Статья 2, пункт 2)

Разработка и реализация плана мероприятий воспитательной программы решает основную идею комплексного подхода в образовательно-воспитательном процессе обучения, предполагая применение нестандартных форм и методов работы с детьми, т.к. воспитывающая деятельность детского объединения дополнительного образования имеет две важные составляющие - индивидуальную работу с каждым учащимся и формирование детского коллектива.

Цель воспитательной составляющей программы: создание условий для формирования социально-активной, творческой, нравственно здоровой личности, способной на сознательный выбор жизненной позиции, а также к духовному и физическому самосовершенствованию, саморазвитию в социуме.

Задачи:

Предметные:

• содействие в организации единого образовательного пространства, разумно сочетающего внешние и внутренние условия воспитания учащегося; - предоставление возможности каждому ребёнку участия в деятельности творческих объединений различной направленности; - развитие системы отношений в коллективе через разнообразные формы активной социальной деятельности;
• способствование развитию личности обучающегося, с позитивным отношением к себе, способного вырабатывать и реализовывать собственный взгляд на мир, развитие его субъективной позиции.

Личностные:

• способствование умению самостоятельно оценивать происходящее и использовать накапливаемый опыт в целях самосовершенствования и самореализации в процессе жизнедеятельности;
• формирование социально значимых ценностей и социально адекватных приемов поведения;
• содействие в формировании сознательного отношения учащихся к своей жизни, здоровью, а также к жизни и здоровью окружающих людей - развитие компетенций, включающих знания, умения, навыки, способы деятельности, развитие универсальных способностей и форм мышления, необходимых для успешного осуществления не только учебной, но и предпрофессиональной и в дальнейшем профессиональной деятельности.

Метапредметные:

• развитие воспитательного потенциала, поддержка социальных инициатив и достижений учащихся через традиционные мероприятия, выявление и работа с одаренными детьми;
• содействие в активном и полезном взаимодействии учреждения и семьи по вопросам воспитания учащихся.
• совершенствование системы воспитательной работы, используя современные инновационные технологии в дополнительном образовании.

Результат воспитания - это достигнутая цель, те изменения в личностном развитии учащихся, которые они приобрели в процессе воспитания. Формы работы направлены на:

работу с коллективом учащихся:

• формирование навыков по этике и психологии общения, технологии социального и творческого проектирования (коммуникация и кооперация);
• обучение практическим умениям и навыкам организаторской деятельности, самоорганизации, формированию ответственности за себя и других;
• развитие творческого культурного, коммуникативного потенциала учащихся в процессе участия в совместной общественно - полезной деятельности;
• содействие формированию активной гражданской позиции;
• воспитание сознательного отношения к труду, к природе, к своему городу.

работу с родителями:

• организация системы индивидуальной и коллективной работы с родителями (тематические беседы, собрания, индивидуальные консультации);
• содействие сплочению родительского коллектива и вовлечение в жизнедеятельность объединения (организация и проведение открытых занятий для родителей, тематических мероприятий в течение года);
• оформление информационных уголков для родителей по вопросам воспитания детей.

Материально-техническое обеспечение

Компьютерный класс №1

• 10 шт. персональные компьютеры Pentium CPU 8gb RAM 128Gb SSD 24" Monitor

Компьютерный класс №2

• 10 шт. персональные компьютеры Pentium CPU 8gb RAM 128Gb SSD 19" Monitor
• Проектор, школьная доска.

Информационное обеспечение

Для занятий по программе необходим высокоскоростной Интернет для участия учащихся в дистанционных конкурсах различного уровня, а также для доступа к дистанционным образовательным ресурсам. Дидактический материал разработан для каждого занятия, оформлен в виде презентаций в программе Microsoft Power Point. В программе Microsoft Word разработаны конспекты занятий для педагога, а также, раздаточный материал с заданиями для индивидуального и группового выполнения обучающимися. Презентации используются для наглядной подачи информации на большом экране с одновременным ее комментированием. Дидактический материал: презентации и раздаточный материал с заданиями к каждому занятию - находятся в общем доступе для всех педагогов, работающих по данной программе, на сервере Центра «Диалог»: fs\Методика\Объединения\ИИ (Искусственный интеллект)

Основное:

• IDLE Python версии 3.10 и выше.
• MS Office или аналогичное ПО.
• Браузер Google Chrome.

Дополнительное:

• Среда разработки PyCharm Community Edition.
• По для работы с СУБД.

Кадровое обеспечение

Реализовывать данную общеобразовательную общеразвивающую программу может педагог дополнительного образования, имеющий высшее или среднее профессиональное образование без предъявления к стажу педагогической работы, владеющий компетенциями, необходимыми для организации проектной деятельности обучающихся, обладающий достаточным практическим опытом, знаниями, умениями и выполняющий качественно и в полном объеме возложенные на него должностные обязанности.

Список литературы для педагога

1. Болотова, Л.С. Системы искусственного интеллекта: модели и технологии, основанные на знаниях : учебник / Л.С.Болотова. - Москва : Финансы и статистика, 2023. - 664 с. - ISBN 978-5-00184-097-8. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
2. Боровская, Е.В. Основы искусственного интеллекта : учебное пособие / Е.В.Боровская, Н.А.Давыдова. - 4-е изд. - Москва : Лаборатория знаний, 2020. - 130 с. - (Педагогическое образование). - ISBN 978-5-00101-908-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
3. Бастиан Ш. Крупномасштабное машинное обучение вместе с Python - ДМК Пpecc, 2017 г.
4. Возможности искусственного интеллекта в совершенствовании информационного образовательного пространства регионов России: монография / Е.А.Арапова, А.А.Бочаров, И.Е.Вострокнутов [и др.] ; под. ред. С.О.Крамарова. - Москва: РИОР, 2022. - 140 с. - (Научная мысль). - DOI: https://doi.org/10.29039/02104… - ISBN 978-5-369-02104-0. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
5. Вьюгин В.В. Математические основы машинного обучения и прогнозирования - МЦНМО., 2013 г.
6. Джонс, Т. Программирование искусственного интеллекта в приложениях: практическое руководство / Т.Джонс; пер. с англ. А.И.Осипов. - Москва : ДМК Пресс, 2018. - 312 с. - ISBN 978-5-97060-579-0. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
7. Список литературы для обучающихся и родителей
8. Жданов, А.А. Автономный искусственный интеллект: учебное пособие / А.А.Жданов. - 5-е изд. - Москва: Лаборатория знаний, 2020. - 362 с. - (Адаптивные и интеллектуальные системы). - ISBN 978-5-00101-655-7. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
9. Жуков, Р.А. Язык программирования Python. Практикум: учебное пособие / Р.А.Жуков. - Москва: ИНФРА-М, 2023. - 216 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. - (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-16-015638-5. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
10. Г.А.Кухарев, Е.И.Каменская, Ю.Н.Матвеев, Н.Л.Щеголева. Методы обработки и распознавания изображений лиц в задачах биометрии - Санкт-Петербург, Вильямс, 2013 г.
11. Лонца, А. Алгоритмы обучения с подкреплением на Python: практическое руководство / А.Лонца; пер. с англ. А.А.Слинкина. - Москва: ДМК Пресс, 2020. - 286 с. - ISBN 978-5-97060-855-5. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/pr…
12. Пенькова, Т.Г. Модели и методы искусственного интеллекта: учебное пособие / Т.Г.Пенькова, Ю.В.Вайнштейн. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2019. - 116 с. - ISBN 978-5-7638-4043-8. - Текст: электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1816605

Список интернет источников

1. Среда для работы с машинным обучением - https://colab.research.google.com/
2. Платформа для соревнований - https://www.kaggle.com/
3. Академия ИИ от Сбера - https://ai-academy.ru/