XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Обучающие приложения на языке программирования Python

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Серая А.Д. 1

---

1Гимназия №82

Наталенко Светлана Владимировна 1

---

1Гимназия 82

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В современном мире компьютер играет все большую роль в жизни людей. Одним из способов проведения досуга среди подростков и даже взрослых людей стали компьютерные игры, а для обучения всё чаще используются различные Интернет-ресурсы. После изучения всевозможных источников, мы заинтересовались перспективным языком программирования Python.

Проблема исследования: обычные пользователи сети Интернет имеют поверхностные знания в области информатики, неполное представление о новых, современных технологиях, которые доставляют сложности в получении знаний о программировании на языке Python.

Цель проекта: разработка обучающего приложения на языке программирования Python.

Задачи исследования:

Изучить историю данного языка

Освоить базовые элементы для создания приложений

Разработать обучающее приложение в Python

Актуальность исследования: в настоящее время Python — один из самых популярных языков, который охватывает все сферы применения. Многие люди и не думают, что интернет и программирование могут быть использованы ими в повседневной жизни, к примеру для обучения. В ходе данной исследовательской работы будет показано практическое применение языка Python, что поможет в образовательной деятельности, расширит кругозор пользователей и даст знания в области информатики.

Новизна темы исследования: Научная новизна работы состоит в том, что данная программа помогает обучающимся наиболее полно погрузится в инновационные технологии. Приложение на Python позволяет легко получить знания в области информатики, а та же расширяет кругозор пользователей.

Оценка современного состояния решаемой проблемы и степень изученности: проанализировав данную тему, мы выяснили, что наша программа на языке Python имеет малое количество аналогов, а существующие приложения являются недостаточно инновационными.

Практическая значимость, характеристика личного вклада автора: при использовании данной программы обычные пользователи сети интернет смогут легко и быстро получить знания в области компьютерных технологий, а также будут способны создать свое собственное приложение.

Краткий литературный анализ:

. Изучение практической значимости и создание собственных обучающих приложений на языке программирования Python

1.1. Исследовательская работа

В ходе исследовательской работы будут подробно проанализированы источники информации по данной теме, выявлены алгоритмы Python. В результате они будут синтезированы в единую программу.

Python – один из самых популярных языков программирования в мире. И поэтому при изучении сайтов в сети Интернет, мною были найдены уже готовые программы. Все они имеют практическую значимость и могут быть использованы в образовательной деятельности.

Также мы посчитали необходимым проанализировать данные программы и выявить алгоритмы написания приложений-викторин, которые в итоге будут использованы мной для написания собственного обучающего приложения на языке программирования Python. В данной исследовательской части мы подробно разберём несколько готовых кодов различных авторов, для того чтобы лучше понять тему и увидеть, как применяются базовые элементы языка из теоретической части на практике. Помимо того, необходимо будет выявить плюсы и минусы определённых программ для написания наиболее качественного, быстрого и удобного приложения.

Предлагаю рассмотреть викторину по истории, сделанную одним из пользователей сети Интернет. Её формат предполагает, что нам будет дан вопрос и на него необходимо ответить. Вариантов ответов, как при тестировании, нет.

Таким образом будет выглядеть программный код (Рисунок №1).

Рисунок №1. Программа-викторина №1 на Python

В первой строке вводится переменная, предназначенная для подсчёта правильных ответов тестируемого. Во второй – назначается вторая переменная, показывающая полное количество вопросов. В следующих строках постоянно объявляется новая переменная(otv), которая используется далее уловным оператором (if и else). При совпадении ответа пользователя с правильным выводится слово «Верно» функцией print(), а также увеличивается количество правильных ответов на 1. В ином случае на экран будет выведена фраза «Не верно». Кроме того, в некоторых случаях используется функция lower(), которая предназначена для перевода всех символов строки в нижний регистр. Её необходимо использовать, так как не известно, как именно напишет ответ пользователь: с большой буквы или нет. Таким образом в программе прописаны все вопросы викторины, а в самой последней строчке печатается число верных ответов и общее количество вопросов. Вот так будет выглядеть результат работы (Рисунок №2).

Рисунок №2. Выходные данные программы-викотрины №1

Данная программа является довольно понятной и удобной, она не имеет подробных комментариев от автора, но для такой небольшой работы это не является весомым минусом. Тем не менее недостатки всё-таки имеются. Абсолютно неприемлемым является то, что при большом количестве вопросов и ответов, нужно будет отдельно прописывать каждый из них, а также на это будет потрачено много сил и времени самого автора программы. Таким образом, данная викторина явно нуждается в доработке и оптимизации.

Далее мы проанализировали программу следующего автора (Рисунок №3).

Рисунок №3. Программа-викторина №2 на Python

Программный код в нём уже немного сложнее в восприятии и требует более подробного разбора. В нём так же, как и в предыдущем используется переменная для подсчёта правильных ответов, что обусловлено непосредственно удобством. Огромное отличие данной программы от предшествующей – наличие списка. Он создаётся для того, чтобы можно было писать вопросы и ответы к ним вместе, а также каждый раз не нужно будет снова использовать условный оператор. Подобный подход экономит время автора, что невероятно важно. В 4 строке создаётся непосредственно главный список, а в 5-7 небольшие списки, состоящие из вопроса и правильного ответа к нему. Далее с помощью функции append() в основной массив включаются остальные строго по порядку. В 12 строке начинается цикл, похожий на предыдущий, но данный гораздо проще и удобнее. В последней строке выводится количество верных ответов из общего числа. А сама программа на выводе почти не отличается от предыдущей, разобранной нами (Рисунок №4).

Рисунок№4. Выходные данные программы-викотрины №2

Таким образом, данная программа имеет весомое преимущество над предыдущей, и её части могут быть успешно употреблены в написании собственного приложения. После тщательного анализа программ пользователей сети Интернет нами были выявлены алгоритмы, которые могут быть успешно задействованы в последующей работе. Также были изучены новые функции, списки и циклы из стандартной библиотеки Python. Полученные знания будут необходимы при написании собственной программы и для наиболее полного погружения в данную тему.

1.2. Создание собственных обучающих приложений

После тщательного анализа источников информации по данной теме, выявления алгоритмов написания викторин, нам необходимо было перейти к следующему этапу – созданию собственного приложения на Python.На основании полученных теоретических знаний можно перейти к созданию своей программы. Алгоритм действий:

1. Сначала необходимо выбрать место, где оно будет написано. Для этого мы переходим на сайт https://www.online-python.com, открываем уже знакомый нам компилятор и приступаем.

2. В первой строке объявляется переменная-счётчик верных ответов пользователя. Во второй – общее их количество, а именно 15. Переменная — это имя, которое мы присваиваем значению. Это позволяет нам давать значимые имена данным. Для этого мы используем оператор присваивания (=). Когда дело доходит до именования переменных, существует несколько правил: Имя может начинаться с буквы верхнего или нижнего регистра, число может быть в имени, но не в начале. Пробелы не допускаются. Вместо этого мы должны использовать нижнее подчёркивание, чтобы сделать имена переменных читаемыми. Имя переменной должно быть значимым, описывающим хранимое в ней значение.

3. Далее мы создаём общий список, состоящий из небольших подсписков. В каждом из них хранятся вопрос, верный ответ к нему и пояснение. Также мы воспользовались символом новой строки \n. Благодаря этому можно успешно делать вопросы с вариантами ответа. Строка — это набор символов, заключенных в одинарные или двойные кавычки. Каждая строка имеет связанный с ней индекс и длину. Индекс — это способ отслеживания позиции символа в строке. Длина может быть найдена с помощью len оператора в Python.

4. После обязательно необходимо включить каждый подсписок в основной с помощью функции append(). Также, используя lower(), мы конвертируем необходимый текст в нижний регистр. Функции — это многоразовые наборы операций, которые выполняют определенные действия над кодом. В нашем приложении на Python они будут выполнять конкретные задачи. Это позволяет нам повторно использовать код и упростить наши программы. В Python есть встроенные функции и пользовательские, которые вы создаете сами.

5. Далее в нашей программе начинается цикл с условным оператором внутри. Хотя всё и выглядит довольно сложно, конструкция довольно проста. Условный оператор — это логическое выражение. С ним фрагмент кода выполняется только в том случае, если что-то является истиной или ложью, в зависимости от условий. Это отличный способ придать вашей программе некоторую логику.

6. Возвращаясь к нашей программе, хочется уточнить, что за переменную принимается каждый подсписок, в котором мы после будем вызывать вопрос(i[0]), правильный ответ(i[1]), и пояснение(i[2]). Нумерация составляющих массива идёт с 0, поэтому и мы не имеем i[3].

7. В последней строке выводится количество верных ответов из общего числа. В итоге готовая программа выглядит таким образом (Приложение №5-7), а вот таким - выходные данные (Рисунок №8-10).

Рисунок №5. Собственная программа на Python

Рисунок №6. Собственная программа на Python

Рисунок №7. Собственная программа на Python

Рисунок №8. Выходные данные собственной программы

Рисунок №9. Выходные данные собственной программы

Рисунок №10. Выходные данные собственной программы

Из Рисунка №9 видно, что при вводе неверного ответа, программа будет указывать на ошибку и выводить правильный вариант.

Викторина может быть использована при самостоятельном тестировании любым пользователем сети Интернет, для прохождения необходимо просто запустить программу кнопкой run, светящейся зелёным цветом. Для большего удобства стоит воспользоваться кнопкой открыть на весь экран, которая находится на панели слева внизу и выглядит как стрелки, повёрнутые в разные стороны. Но при прохождении немало важно помнить о времени, ведь оно ограничено, после долгого ожидания ответа программа завершится сама. Также мы оформили ссылку на готовую программу в виде QR-кода, который можно отсканировать камерой мобильного устройства (Рисунок №11).

Рисунок №11. QR-код созданной программы

В викторине есть несколько вопросов с вариантами ответов, что может облегчить её прохождение. При создании программы были использованы различные материалы по базовой информатике, чтобы любой пользователь смог понять и усвоить что-либо новое и нужное для себя.

Благодаря использованию данной программы пользователи сети интернет смогут легко и быстро получить знания в области компьютерных технологий, а также будут способны создать свое собственное приложение.

Заключение

В настоящее время обычные пользователи сети Интернет всё больше начинают интересоваться информатикой и программированием, так как в наш век современных технологий эти темы невероятно актуальны. Изучение базовых понятий и получение самых необходимых знаний будет полезно для каждого человека. Благодаря этому каждый сможет понять, что данные темы ему очень интересны, и углубиться в них, если же этого не произойдёт, данная информация расширит его кругозор.

В нашем исследовательском проекте мы подробно изучили историю появления программирования и одни из первых языков. Каждый из них привнёс неоспоримый вклад, благодаря чему сейчас мы имеем удобнейшие приложения и системы, написанные на них. Нас очень заинтересовал один из самых популярных во всём мире языков программирования, а именно Python. Мы подробно изучили его историю, выявили преимущества и недостатки, а также изучили базовые элементы, необходимые для написания программ.

В ходе данной исследовательской работы было показано практическое применение языка Python, что расширило кругозор пользователей и дало знания в области информатики. Нами были изучены и проанализированы готовые приложения-викторины, а также подробно описан процесс создания своего собственного. При использовании данной программы люди смогут легко и быстро погрузиться в сферу компьютерных технологий, а также будут способны создать свое собственное приложение.

При использовании программы пользователь получит много полезной информации в области информатики и программирования, так как он сможет посмотреть исходный код и приобрести знания о Python. Наше приложение имеет малое количество аналогов, а существующие являются недостаточно инновационными. Благодаря этому оно является уникальным и в то же время универсальным, ведь вопросы викторины могут быть изменены любым пользователем и использованы в процессе обучения.

На сегодняшний день одним из способов проведения досуга стали компьютерные игры, а для обучения всё чаще используются всевозможные Интернет-ресурсы. В настоящее время Python — один из самых известных и распространённых языков, который охватывает все сферы, в данной работе мы показали его практическое применение. Многие люди и не думают, что интернет и программирование могут быть использованы ими в повседневной жизни, к примеру для обучения. Наш исследовательский проект помогает обучающимся наиболее полно погрузится в инновационные технологии, показывает, каким образом можно использовать современные технологии в образовательной деятельности и получать из этого максимальную пользу.

Список использованных материалов

Николай Прохоренок: Python 3 и PyQt Разработка приложений. – БХВ-Петербург, 2012г. – 667с.

Язык программирования Python: преимущества, недостатки и область применения [Электронный ресурс]//skillbox - Режим доступа: https://skillbox.ru/media/code/dlya_chego_nuzhen_python/