Кафедра біомедичної кібернетики

[BF28] Основи інформатики

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освітиПерший (бакалаврський)
Галузь знань16 - Хімічна та біоінженерія
Спеціальність163 - Біомедична інженерія
Освітня програма163Б МІ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 28920)163Б РБІ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 32311)163Б МІ+ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 58753)163Б РБФІ+ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 58754)
Статус дисципліниНормативна
Форма здобуття вищої освітиОчна
Рік підготовки, семестр1 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни5.5 кред. (Лекц. 36 год, Практ. 54 год, Лаб. год, СРС. 75 год )
Семестровий контроль/контрольні заходиЗалік
Розклад занятьhttps://rozklad.kpi.ua
Мова викладанняУкраїнська
Інформація про керівника курсу / викладачів Лекц.: Федорін І. В.,
Практ.: Кравченко О. В.,
СРС.: Федорін І. В.
Розміщення курсуaqz5th7 (Google classroom)

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Основою вивчення навчальної дисципліни є процес навчання і підготовки фахівця зі спеціальності 163 «Біомедична інженерія» за освітньо-професійної програми (надалі – ОПП) «Регенеративна та біофармацевтична інженерія» першого (бакалаврського) рівня вищої освіти ступеня бакалавра здатного вирішувати задачі з галузі біомедичної інженерії, пов’язаних з розробкою програмного продукту на основі мови Python для застосування даних вмінь при розробці  баз даних, обробки даних, діагностичної інформації та комп’ютерного моделювання в біологічних біотехнічних системах у випускних атестаційних роботах майбутніх фахівців.

Предметом вивчення навчальної дисципліни є вивчення можливостей використання мови  Python при;

- більш широких можливостей застосування пакету програмного забезпечення Microsoft Office в оформлені звітів, технічної документації, індивідуальних завдань;

- розробці програмного продукту для: баз даних; обробки даних і діагностичної інформації; комп’ютерного моделювання біологічних біотехнічних систем у випускних атестаційних роботах майбутніх фахівців.

Мета навчальної дисципліни  є формування у студентів знань та умінь  використовувати методи та засоби програмування на основі мови Python згідно з новітніми принципами і тенденціями створення програмних продуктів для:

- більш широко використовувати можливості інформаційного пакету програмного забезпечення Microsoft Office в подальшій навчальній та професійній діяльності студента;  

- баз даних, обробки даних і діагностичної інформації та комп’ютерного моделювання біологічних біотехнічних систем у випускних атестаційних роботах майбутніх фахівців. 

Відповідно до ОПП (2022) Регенеративна та біофармацевтична інженерія першого «бакалаврського» рівня вищої освіти (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/75/2022 від 15.02.2022 р.) після вивчення дисципліни студенти мають набути наступних компетентностей.

Інтегральні компетентності 

ІК - Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.

Загальні компетентності (ЗК)

ЗК 4 Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.

ЗК 6 Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. 

 

Фахові компетентності (ФК)

ФК 1 Здатність застосовувати пакети інженерного програмного забезпечення для проведення досліджень, аналізу, обробки та представлення результатів, а також для автоматизованого проєктування медичних приладів та систем

ФК 3 Здатність вивчати та застосовувати нові методи та інструменти аналізу, моделювання, проектування та оптимізації медичних приладів і систем.

ФК 5 Здатність застосовувати фізичні, хімічні, біологічні та математичні методи в аналізі, моделюванні функціонування живих організмів та біотехнічних систем.

ФК 7 Здатність планувати, проєктувати, розробляти, встановлювати, експлуатувати, підтримувати, технічно обслуговувати, контролювати і координувати ремонт приладів, обладнання та систем для профілактики, діагностики, лікування і 

реабілітації, що використовується в лікарнях і науково-дослідних інститутах

ФК 10 Здатність застосовувати принципи побудови сучасних автоматизованих систем управління виробництвом медичних приладів, їх технічне, алгоритмічне, інформаційне і програмне забезпечення.

В результаті засвоєння навчальної дисципліни за ОПП (2022) Регенеративна та біофармацевтична інженерія першого «бакалаврського» рівня вищої освіти (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/75/2022 від 15.02.2022 р.)  студенти мають продемонструвати такі програмні результати навчання:

 

ПРН 1 Організації та принципів функціонування біологічних об’єктів та окремих їх частин в умовах in vivo та in vitro, а також методів їх вивчення (оцінки) (біологічних, хімічних, фізичних, математичних)  

ПРН 4 Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.

ПРН 8 Вміти використовувати бази даних, математичне і програмне забезпечення для обробки даних та комп’ютерного моделювання біотехнічних систем.

ПРН 14 Вміти аналізувати рівень відповідності сучасним світовим стандартам, а також оцінювати рішення і складати завдання на розробку автоматизованих систем управління з урахуванням можливостей сучасних технічних і програмних засобів автоматизації медичного обладнання

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

В структурно-логічній схемі програми підготовки фахівця за ОПП (2022) Регенеративна та біофармацевтична інженерія першого «бакалаврського» рівня вищої освіти навчальна дисципліна «Основи інформатики» входить до переліку нормативних дисциплін, спрямованих на формування спеціальних компетентностей фахівця. 

Пререквізити – навчальна дисципліна викладається в 2-му семестрі 1-го року навчання та не залежить від інших навчальних дисциплін у структурно-логічній схемі освітньої програми.

Постреквізити - дана навчальна дисципліна формує навички у студентів з відповідної ОПП та є основою для забезпечення наступних навчальних дисциплін (кредитних модулів): Інформаційні технології та мікропроцесорна техніка у біомедичній інженерії.

Навчальна дисципліна є основою для підготовки дипломних робіт за ОПП та в подальшій практичній роботі за фахом

3. Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Базові поняття програмування на мові Python

Тема 1.1. Історія розвитку обчислювальної техніки

Тема 1.2. Поняття алгоритму. Алгоритмічні структури

Тема 1.3 Вступ до програмування на Python. Комп’ютерна арифметика та робота на Python в консольному режимі

Тема 1.4 Типи даних

Тема 1.5 Алгоритмічні структури в мові Python. Керування логічною послідовністю виконання програми. Цикли while

Тема 1.6 Складні структури даних: рядок, кортеж, список, словник. Оператор for.

Тема 1.7 Процедури, функції та модульність в Python

Тема 1.8 Файли. Обробка винятків.
 

Розділ 2. Основи інформатики

Основи інформатики

4. Навчальні матеріали та ресурси

Для підготовки до лекційних, комп’ютерних практикумів, модульної контрольної роботи, індивідуального завдання самостійної роботи тощо використовується базова та додаткова література (надалі – література), а також рекомендовані методичні рекомендації. Література, яку треба використовувати для опанування дисципліни, опрацьовується студентами самостійно із застосуванням інтернет-ресурсів, Google classroom. В умовах дистанційного навчання можна готуватись за допомогою розміщеної в е-вигляді літературою в Google classroom з навчальної дисципліни.

4.1 Базовою літературою

  1. Федорін І. В., Основи інформатики та програмування: Конспект лекцій [Електронний ресурс] : навчальний посібник для студ. спеціальності 122 «Комп’ютерні науки» / І. В. Федорін; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 1,09 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 179 с.

  2. Федорін І. В., Основи інформатики та програмування: Практичні роботи [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. спеціальності 122 «Комп’ютерні науки» / І. В. Федорін; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 0,18 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 89 с.

  3. Яковенко А. В. Основи програмування. Python. Частина 1 [Електронний ресурс] : підручник для студентів які навчаються за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки» спеціалізацією «Інформаційні технології в біології та медицині» / А. В. Яковенко ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1файл: 1,71 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 195 с.

Режим доступу: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/25111

  1. Костюченко А. О. Основи програмування мовою Python: навчальний посібник. Ч.: ФОП
    Баликіна С.М., 2020. 180 с.

Режим доступу: https://epub.chnpu.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/5584/1/%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F%20%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%8E%20Python.pdf

  1. Інформатика. Основи програмування та алгоритми. Мова програмування С. Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра за освітніми програмами «Інтелектуальні технології радіоелектронної техніки», «Інформаційна та комунікаційна радіоінженерія», «Радіотехнічні комп’ютеризовані системи», «Інформаційне забезпечення роботехнічних систем» спеціальності 172 Телекомунікації та радіотехніки 126 Інформаційні системи та технології / КПІ ім. Ігоря Сікорського ; уклад. С. В. Вишневий, П. Ю. Катін, Є. В. Крилов. – Електронні текстові дані (1 файл: 3,3 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 221 с. – Назва з екрана.

Режим доступу: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/48158

 

4.2. Додаткова література

  1. Ерік М. Пришвидшений курс Python / Маттес Ерік. – Київ: Видавництво Старого Лева, 2021. – 600 с.

  2. Васильєв О. Програмування мовою Python / Олексій Васильєв. – Тернопіль: Навчальна книга Богдан, 2019. – 204 с.

  3. Naomi Ceder The Quick Python Book 3rd Edition / Naomi Ceder. – NY: Manning Publications Co., 2018 – 432 p. 

  4. Kenneth A. Lambert Fundamentals of Python: first programs / Kenneth A. Lambert. – NY: Cengage Learning, 2018 – 476 p. 

  5. Креневич А. П. Python у прикладах і задачах. Частина 1. Структурне програмування
    Навчальний посібник із дисципліни "Інформатика та програмування" – К.: ВПЦ "Київський Університет", 2017. – 206 с.

  6. Mark Lutz, Learning Python, 4th Edition. – Sebastopol, CA:  O’Reilly Media, Inc., 2009. – 1161 p.

  7. Дунець Р. Б. Арифметичні основи комп’ютерної техніки / Р. Б. Дунець, О. Т. Кудрявцев. – Львів : Ліга-Прес, 2006. – 142 с.

  8. Довгалець С. М. Алгоритмічні мови та програмування. Частина 1. Основи інформатики та комп’ютерної техніки. Навчальний посібник / С. М. Довгалець, Р. В. Маслій. –Вінниця : ВНТУ, 2009. – 116 с.

  9. Яковенко А. Основи програмування: методичні вказівки до виконання комп’ютерних практикумів з дисципліни "Основи програмування". Основи програмування мовою Python / А. В. Яковенко. − Київ : НТУУ "КПІ ім. І. Сікорського", 2017. − 87 с.

  10. Електронний путівник мовою програмування Python. [Режим доступу]: https://pythonguide.rozh2sch.org.ua/

  11. Онлайн платформа та БД для вивчення алгоритмів та мов програмування. [Режим доступу] https://leetcode.com/

  12. Алгебра логіки. Матеріал з вікіпедії [Режим доступу]: https://uk.wikipedia.org/wiki/Алгебра_логіки

  13. Досконалі диз'юнктивна й кон'юнктивна нормальні форми. Лабораторна робота. [Режим доступу]: http://www.berkut.mk.ua/download/knyrik/dm/lab1.pdf

  14. The Python Tutorial [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://docs.python.org/3/tutorial/index.html. 

  15. Навчальні матеріали: Python [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.matfiz.univ.kiev.ua/pages/13. 

  16. Креневич, А.П. С у задачах і прикладах : навчальний посібник із дисципліни "Інформатика та програмування" / А.П. Креневич, О.В. Обвінцев. – К. : Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2011. – 208 с. 

  17. Збірник задач з дисципліни "Інформатика і програмування" / Вакал Є.С., Личман В.В., Обвінцев О.В., Бублик В.В., Довгий Б.П., Попов В.В. -2- ге видання, виправлене та доповнене –К.: ВПЦ "Київський університет", 2006.– 94 с. 

  18. E-Olymp [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: www.eolymp.com. 

  19. Eric Matthes, Python Crash Course, 2nd Edition: A Hands-On, Project-Based Introduction to Programming, 2019, 544 p.

  20. Paul Barry, Head First Python: A Brain-Friendly Guide Paperback,  O'Reilly Media,- 2016 - 2nd Edition, 622p.

  21. Zed A. Shaw. 2017. Learn Python 3 the Hard Way: A Very Simple Introduction to the Terrifyingly Beautiful World of Computers and Code (1st. ed.). Addison-Wesley Professional.

  22. Narasimha Karumanchi, Data Structure and Algorithmic Thinking with Python: Data Structure and Algorithmic Puzzles, 2015, 476p.

  23. Brian Draper, Python Programming: A Complete Guide for Beginners to Master, Python Programming Language: A Complete Guide For Beginners To Master And Become An Expert In Python Programming Language, 2016, 127p.

  24. Al Sweigart, Automate the Boring Stuff with Python, 2nd Edition: Practical Programming for Total Beginners, No Starch Press, Inc., 2020, 592p.

 

4.3.  Інформаційні ресурси

  1. Методичні рекомендації до виконання комп’ютерних практикумів (поточна версія: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/19848 ).

  2. Електронний портал інформатики та програмування – https://www.geeksforgeeks.org/ 

  3. Електронний путівник мовою програмування Python – https://pythonguide.rozh2sch.org.ua/ 

  4. Автоматизована інформаційна система «Електронний кампус НТУУ «КПІ» - http://kpi.ua/ecampus

  5. Навчальна БД: http://witdba.iptcom.net:8080/apex/

  6. Онлайн платформа та БД для вивчення алгоритмів та мов програмування – https://leetcode.com/ 

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Для вивчення навчальної дисципліни заплановано проведення 18 лекційних та 27 комп’ютерних практикумів, виконання модульної контрольної роботи та індивідуального завдання (домашня контрольна робота).

Під час вивчення навчального матеріалу застосовуються наступні методи навчання:

На лекційних заняттях педагог у словесній формі розкриває сутність наукових понять, явищ, процесів, логічно пов'язаних, об'єднаних загальною темою. 

Ефективність проведення навчання на лекціях неможливе без широкого використання наочних методів. Вони зумовлені діалектичними закономірностями пізнання і психологічними особливостями сприймання. Наочний метод передбачає  використання на лекціях з навчальної дисципліни пояснювально-ілюстративний метод. 

При цьому студенти мають розуміти, що основне джерело отримання наукової інформації — не викладач, а книга. Тому  важливо щоб студенти самостійно  роботи з книгою: читали,  конспектували додаткову інформацію до лекційного матеріалу.  

Ведення конспекту дає змогу студенту:

- краще підготуватись до заліку з навчальної дисципліни;

- вирішити спірних питань з відповіді (не повну, неточну  відповідь)  студента на заліку;

 

На комп’ютерних практикумах важливе місце займає інструктаж. Він передбачає розкриття норм поведінки, особливостей використання методів і навчальних засобів, дотримання правил безпеки під час виконання навчальних операцій. При цьому важливо, щоб студенти розуміли не лише, що треба робити, а і як це робити.

Ефективність проведення комп’ютерних практикумів з Розділу 1 багато в чому зумовлено способом організації мислення студентів. При цьому застосовується Частково-пошуковий метод проведення занять.

Застосований Частково-пошуковий метод проведення занять сприяє до  активного пошуку розв´язання поставлених завдань, над якими студенти працюють самостійно під керівництвом педагога або на основі методичних вказівок або презентацій. Процес мислення  студента при цьому набуває продуктивного характеру, але при цьому поетапно спрямовується і контролюється педагогом або самими студентами на основі роботи над виконанням комп’ютерного практикуму.

Ефективність проведення комп’ютерних практикумів з Розділу 2 в основному полягає  в застосуванні практичного та репродуктивного методу проведення занять. При практичному методі студенти отримають знання й уміння, виконувати практичні дії з виконання комп’ютерних практикумів з розділу 2 та оформлення індивідуального завдання. Репродуктивний метод на основі методичних рекомендацій та прикладів виконання завдань наддасть студентам можливість  сформувати знання, навички та вміння з виконання поставлених завдань в розділі 2.

Нижче наведено розподіл аудиторних годин за темами курсу та календарний план їх проведення

Назви розділів і тем

Лекції

Семінарські

Оціню-вання

Програмні результати навчання 

Год-ни

Тижні

Год-ни

Тижні

Розділ 1. Базові поняття програмування на мові Python

            

Тема 1.1. Історія розвитку обчислювальної техніки

2

1

4

3,4

КП№1

ПРН-4

Тема 1.2. Поняття алгоритму. Алгоритмічні структури

4

1-2

6

4,5,5

КП№2

ПРН-4

Тема 1.3 Вступ до програмування на Python. Комп’ютерна арифметика та робота на Python в консольному режимі

4

3-4

6

6,6,7

КП№3

ПРН-4,8,14

Тема 1.4 Типи даних

6

5-7

6

7,8,8

ПРН-4,8,14

Тема 1.5 Алгоритмічні структури в мові Python. Керування логічною послідовністю виконання програми. Цикли while

4

8-9

6

9, 10,10

КП№4

КП№5

ПРН-4,8,14

Тема 1.6 Складні структури даних: рядок, кортеж, список, словник. Оператор for.

6

10-12

6

11,12, 12

КП№6

КП№7

КП№8

КП№9

ПРН-4,8,14

Тема 1.7 Процедури, функції та модульність в Python

6

13-15

6

13, 14,14

КП№10

ПРН-4,8,14

Тема 1.8 Файли. Обробка винятків.

4

16-17

6

15, 16,16

КП№11

ПРН-4,8,14

Модульна контрольна робота

    

(2)

17

МКР

ПРН-4,8,14

Разом за розділом 1

36

  

48

      

Розділ 2. Основи інформатики

            

Основи інформатики

    

6 (1)

2, 3, 9, 11, 13,15

  

ПРН-4

Разом за розділом 2

    

6

      

ДКР

      

17-18

ДКР

ПРН- 1,4,14

Залік

На позаплановому занятті  

(18 тиждень)

ПРН-4,8,14

Всього годин 

30

  

54

      

 

Відповідність методів навчання та оцінювання відображені в рейтинговій системі оцінювання, яка передбачає: захист звітів з комп’ютерних практикумів (КП), модульну контрольну роботу, індивідуальне завдання та підсумковий залік 

5.1.Лекційні заняття 

№

з/п

Назва теми лекції та перелік основних питань

(перелік дидактичних засобів, завдання на СРС з посиланням на літературу)

1

І. Історія розвитку обчислювальної техніки

Історія обчислювальної техніки. Двійкова система числення. Будова персонального комп'ютера. Мови програмування Python

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

ІІ. Основи алгоритмів

Поняття алгоритму. Властивості алгоритму. Способи представлення  алгоритмів. Основні структури алгоритмів

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

2

Базові поняття програмування в системі Python

Особливості програмування в системі Python. Версії мови Python. Встановлення системи Python на комп‘ютері. Діалоговий режим роботи Python

Завдання на СРС

  1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

  2. Тема 1.2. Поняття алгоритму. Алгоритмічні структури

Поняття алгоритму. Властивості алгоритму. Способи представлення алгоритмів. Основні структури алгоритмів

Література

основна [1 - 3]; додаткова [4]

3

Комп’ютерна арифметика та робота на Python в діалоговому режимі

Загальні поняття комп‘ютерної арифметики. Цілі числа та числа з "плаваючою крапкою". Консольна робота з арифметичними виразами в Python. Поняття змінної та операції присвоювання в Python. Значення None в Python

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

4

Типи даних

  1. Ініціалізація змінних. Арифметичні операції в Python. Перевірка типу даних змінної в Python.

  2. Логічний тип даних. Логічні вирази

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

5

Керування логічною послідовністю виконання програми

Керування логічною послідовністю виконання програми. Тип "логічний" та операції над даними цього типу. Таблиці істинності базових логічних операцій. Логічні операції в керуванні процесу виконання програми, оператори if-elif-else. Початкові поняття циклів роботи програми за допомогою оператора while

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

6

Організація циклів за допомогою оператора while

Види циклів: перевірка закінчення циклу в кінці циклу, на початку циклу, безпосередньо в умовній частині оператору while. Прямі та зворотні відношення порядку та особливості їх застосування при організації циклу.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

7-8

І. Складні структури даних: рядок, кортеж, список, словник

Базові поняття складних структур даних (послідовності): список. Незмінні та змінні типи даних в Python. Базові методи доступу до складових складних типу даних список. Базові операції зі списками. Основні функції роботи зі списками та функції перетворення типів.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

ІІ. Складні структури даних: рядок, кортеж, список, словник

Базові поняття складних структур даних (послідовності): рядок. Базові методи доступу до складових типу даних рядок. Базові операції із рядками. Основні функції роботи з рядками та функції перетворення типів.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

9

Складні структури даних: рядок, кортеж, список, словник

Тип даних "словник". Використання словників та списків для побудови баз даних

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

10

Оператор for в Python

Побудова циклів в Python за допомогою оператора for. Генератори списків та генерація списків за допомогою оператора for. Особливості використання змінної циклу  при роботі з списками.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

11

Поняття "процедура", "функція", "функціональне програмування" та "процедурно-орієнтоване" програмування

Поняття "процедура". Синтаксис об‘явлення та виклику процедур. Особливості використання глобальних та локальних імен в Python.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

12

Поняття "процедура", "функція", "функціональне програмування" та "процедурно-орієнтоване" програмування

Розміщення аргументів по порядку та по імені при виклику процедури, завдання значення аргументу "по замовчуванню". Аргументи функції. Змінне число параметрів

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

13

Базові поняття об‘єктно - орієнтовного програмування

Особливості об‘єктно - орієнтовного підходу в середовищі Python: відмінності та схожість з іншими системами програмування. Діаграми класів UML. Позначення атрибутів екземплярів, методів екземплярів, основні поняття наслідування.

Завдання на СРС

  1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

  2. Тема 1.7. Процедури, функції та модульність в Python.

Особливості об‘єктно - орієнтовного підходу в середовищі Python: відмінності та схожість з іншими системами програмування. 

Діаграми класів UML. 

Позначення атрибутів екземплярів, методів екземплярів, основні поняття наслідування.

Особливості та додаткові можливості ООП в Python.

Емпіричні вимірювання ефективності алгоритмів. Накладні витрати алгоритмів за часом і пам'яттю. Поняття складності обчислення. Правила обчислення часу виконання.

Побудова віконної програми відображення бази даних, яка формує дочірні вікна різного типу (діалогові, модальні, незалежні), з різними варіантами розміщення елементів (мітка, кнопка, поле введення тексту).

Література

основна [1 (ст.152-200)]; додаткова [4 (ст.611-891)]; інформаційні ресурси [7 (розділи 10-12)]

14-15

І. Особливості та додаткові можливості ООП в Python

Особливості та додаткові можливості ООП в Python.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

ІІ. Основи теорії обчислюваності

Емпіричні вимірювання ефективності алгоритмів. Накладні витрати алгоритмів за часом і пам'яттю. Поняття складності обчислення. Правила обчислення часу виконання.

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

16

Файли. Обробка винятків

Робота з файлами. Обробка винятків

Завдання на СРС

1. Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи [1 - 3, 5 - 7]

17-18

І. Кібернетика,як метод пізнання 

Математичний аналіз. Фізичний експеримент.

Література основна [1 - 3]; додаткова [4]

Завдання на СРС Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи

ІІ. Парадигми пізнання 

Поняття інформації.  Детермінізм.

Поняття інформації.  Стохастичність

.Література основна [1 - 3]; додаткова [4]

Завдання на СРС Вивчення лекційного матеріалу. Вивчення рекомендованої літератури. Вивчення термінів і основних понять з теми. Підготовка до комп’ютерного практикума і розробка звіту з лабораторної роботи

 

Платформа дистанційного навчання:

    Для кращого засвоєння матеріалу навчальної дисципліни в період дистанційної роботи, використовується електронна пошта, платформа дистанційного навчання «Сікорський» на основі системи Google Classroom та платформа для проведення онлайн-зустрічей Google Meet та ZOOM, за допомогою яких:

  • спрощується розміщення методичних рекомендацій, навчальних матеріалів, літератури тощо;

  • здійснюється зворотній зв’язок зі студентами щодо навчальних завдань та змісту навчальної дисципліни;

  • перевіряються і оцінюються виконані завдання; 

  • ведеться облік виконання студентами плану навчальної дисципліни, дотримання графіку подання навчальних/індивідуальних завдань та їх оцінювання

6. Самостійна робота студента

Самостійна робота передбачає: підготовку до лекцій та комп’ютерних практикумів; до участі в обговоренні питань відповідної теми; самоконтроль набутих знань; опрацювання рекомендованих джерел та літератури; підготовку до виконання модульної контрольної роботи, індивідуального завдання (домашня контрольна робота) та заліку тощо.

6.1. Теми для самостійного опрацювання – не заплановано

6.2. Підготовка до лекційних та комп’ютерних практикумів. Для підготовки до лекційних та комп’ютерних практикумів студенту необхідно опрацювати заплановану базову та допоміжну літературу, рекомендовані джерела та підготувати матеріал для його обговорення та виконання на заняттях. На це студенту виділяється по 1-1,5 години на кожну тему дисципліни.

6.3. Модульна контрольна робота. На підготовку до МКР відводиться 2-3 години СР. Перелік питань для підготовки МКР надано у Додатку В. 

6.4. Домашня контрольна робота (ДКР). На підготовку та оформлення ДКР відводиться 10 годин СР. Тему ДКР студент повинен обрати та ухвалити у викладача не пізніше 4 тижня від початку занять. Рекомендований список тем ДКР надано у додатку Д. Рекомендації оформлення ДКР надано в посібнику з навчальної дисципліни «Основи програмування та інформатики: домашня контрольна робота». Терміни подання ДКР викладачу не пізніше 16 тижня. Захист ДКР планується на позаплановому занятті в термін з 17 по 18 тиждень.

6.5. Залік. Залік проводиться на позаплановому занятті, після написання студентами модульної контрольної роботи за результатами набраних рейтингових балів за семестр або за рішенням викладача пише залікову роботу. На підготовку до заліку відводиться 6 годин СРС. Перелік питань для підготовки до заліку надано у Додатку А. У період дистанційного навчання залік може бути проведений згідно графіку занять за допомогою Google Classroom та платформи для проведення онлайн-зустрічей Google Meet

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Студентам рекомендується дотримуватись правил відвідування занять та поведінки на них.

7.1. Правила відвідування занять:

Лекції. Сьогодні практично немає нових україномовних (або зарубіжних) навчальних видань, цілковито присвячених цій проблематиці. Тому для студентів дуже важливо відвідувати лекції, на яких висвітлюватиметься систематизований навчальний матеріал, презентації текстів документів в обсязі достатньому для опанування навчальної дисципліни студентом. 

Відвідування лекцій для студентів з даної навчальної дисципліни є обов’язковим, адже саме на лекціях вони отримують необхідні базові теоретичні знання, що дає їм змогу ґрунтовно підготуватися  до комп’ютерних практикумів, модульної контрольної роботи, ДКР та заліку. Нового навчального матеріалу з навчальної дисципліни, крім матеріалу лекцій, вкрай мало а той що є застарілий та не відповідає сьогоденню. Тому для студентів, які бажають  продемонструвати відмінні результати навчання, активна робота на лекційних заняттях просто необхідна. Однак відпрацьовувати пропущені лекції не потрібно

Комп’ютерні практикуми  Активна участь студента на комп’ютерних практикумах (надалі – заняттях) є обов’язковою і буде вимагатись. Рейтинг студента значною мірою формуватиметься за результатами його роботи на цих заняттях. Кожне пропущене заняття (незалежно від причин пропуску) знижує підсумковий рейтинг студента з навчальної дисципліни. Немає конкретної кількості пропущених занять, які потребуватимуть самостійного опрацювання студентом відповідних тем і додаткового спілкування з цього приводу з викладачем. Разом з тим, студент, який пропустив заняття, може отримати низький рейтинг, який не дозволятиме допустити такого студента до заліку. В такому разі теми з пропущених занять мають бути обов’язково вивчені самостійно, а студент обов’язково виконані звіти з відповідної теми та відповідно захищені.

7.2. Правила виконання завдань:

Опрацьовуючи навчальний матеріал навчальної дисципліни «Основи інформатики», студенти:

  1. самостійно:

  • готуються до МКР;

  • готуються до занять та виконання звітів;

  • виконують ДКР;

  • оформлюють звіти та ДКР у відповідності до вимог їх оформлення.

2) на заняттях:

- беруть участь у дискусіях, інтерактивних формах організації заняття;

- своєчасно виконують МКР та індивідуального завдання у вигляді ДКР;

- виконують та захищають звіти з комп’ютерних практикумів (надалі – звіти).

Теми, завдання для занять, МКР, ДКР передбачені програмою навчальної дисципліни , доступні в особистому кабінеті студента в системі «Кампус», Google-класі на платформі Сікорський з даної навчальної дисципліни тощо.

Завдання та матеріали для проведення модульної контрольної роботи та домашньої контрольної роботи подаються у додатку до робочої навчальної програми (силабусу).

 

7.3. Правила поведінки на заняттях

Тематика лекцій висвітлена у силабусі. Структурування лекційного матеріалу спрямовано на формування такої системи подачі лекції, що передбачає визначення критеріїв наукових понять, явищ, процесів, логічно пов'язаних, об'єднаних загальною темою

 

При розгляді основних питань лекції викладачем акцентується увага на формуванні у студентів логічного мислення, розуміння побудови логічних висновків, уміння використання мови Python..

 На лекції допускається діалог між студентами та викладачем.

Тематика комп’ютерних практикумів висвітлена у силабусі Під час проведення занять рекомендується організація дискусії між студентами з проблемних питань курсу, спрямовування цих дискусій до формування власної позиції та оцінки студентом викладеного матеріалу.

Під час занять викладач узагальнюватиме та аналізуватиме помилки і недоліки складених студентами доповідей/роботи (особистої точки зору), відповідатиме на питання студентів, а студенти оцінюватимуть доповіді один одного, доповнюючи або виявляючи недоліки в доповіді/роботі.

Очікується, що на занятті кожен студент бере активну участь в обговоренні тематики занять. Очікується, що студенти пояснюватимуть, чому вони сформували власну думку саме таким чином, а також висловлюватимуть свою думку щодо думок інших студентів. 

Студенти, які пропустили заняття, повинні не допускати зниження підсумкового рейтингу, своєчасно (протягом семестру) опрацювавши відповідні теми і виконувати завдання, передбачені для пропущених занять чи завдань. 

На лекціях та заняттях допускається використання ноутбуків, смартфонів, але лише для цілей, зумовлених темою заняття і відповідним тематичним завданням. Використовувати зазначені (та інші подібні) засоби для розваги чи спілкування під час заняття не варто. Відповідати на питання викладача, читаючи з екрану смартфона, ноутбуку чи з підручника не варто також. Це характеризує рівень підготовки студента не з кращого боку.  

Студент на занятті може використовувати підготовлені ним письмові нотатки з питань теми заняття (або передбачених завданням), однак висловлювати позицію, читаючи з аркуша паперу не варто. Це також характеризує рівень підготовки студента не з кращого боку.

Не рекомендується використовувати документи, знайдені з ненадійних джерел мережі інтернет (не рекомендованих викладачем), оскільки, як правило, вони мають низьку якість та сформовані з використанням застарілого інформаційного матеріалу, або недостовірної інформації з певного питання. 

7.4. Правила виконання індивідуального завдання

    Студенти повинні не пізніше 3-4 тижня отримати та ухвалити теми ДКР. 

Розділи ДКР повинні виконуватись протягом семестру. Не пізніше 16-17 тижня студент повинен надати на перевірку ДКР на перевірку виконання індивідуального завдання та оформлення роботи до відповідних вимог оформлення.

На захист ДКР студенти надають презентацію.

В рейтинг оцінювання  ДКР входить наступні компоненти:

  • правильність виконання індивідуального завдання;

  • оформлення ДКР;

  • презентація;

  • захист ДКР.

 

Основні вимоги до складових ДКР

Зміст завдання полягає в створенні кожним студентом процедур на мові програмування Python, що містять алгоритми сортування, злиття та пошуку, алгоритми роботи з графами та деревами та рекурсивні алгоритми. Крім коду програми кожному студенту треба надати пояснювальну записку з розрахунком часової складності та блок-схему, а також результати тестування для різних вхідних параметрів

Теми ДКР надані в Додаток Д до силабусу.

Вимоги до оформлення ДКР та презентації до неї надані в посібнику з навчальної дисципліни «Основи програмування та інформатики: домашня контрольна роботи» та розглядаються на комп’ютерних практикумах з розділу 2 «Основи інформатики» навчальної дисципліни

7.4. Заохочувальні та штрафні бали

Заохочувальні бали 

1)  участь у факультетській олімпіаді з дисципліни                      6 балів;

2)  модернізації практичних робіт                             6 балів;

3)  виконання завдань із удосконалення дидактичних матеріалів з дисципліни    6 балів.

Штрафні бали 

  1. несвоєчасне (пізніше ніж на тиждень) подання звіту з  комп’ютерного практикуму                        - 1 бал (за кожен звіт)

  2. За кожний тиждень запізнення з поданням ДКР на перевірку нараховується штрафний –1  бал (усього не більше –5 балів) 

7.5. Політика крайніх термінів та перескладань

Якщо контрольні заходи пропущені з поважних причин (хвороба або вагомі життєві обставини), студенту надається можливість виконати або захистити ці контрольні заходи у визначений додатковий час.

Студенти, які без поважної причини були відсутні на МКР / захисті ДКР, надається можливість виконання МКР / захисту ДКР на не запланованому занятті, але в такому разі до результату будуть застосовані штрафні бали.

7.6. Політика університету

Академічна доброчесність.

Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code 

Норми етичної поведінки.

Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: здійснюється під час навчальних занять і має на меті перевірити рівень підготовки студентів до навчальних занять. Під час комп’ютерних практикумів проводиться виконання та захист 11 комп’ютерних звітів, з акцентуванням на узагальнені й науковій інформації, рекомендації до їх виконання та оформлення, формулювання власної позиції та оцінки викладеного / проаналізованого матеріалу. Модульна контрольна робота проводиться в кінці семестру, після закінчення викладання теоретичного матеріалу. Виконання та захист індивідуального завдання (домашньої контрольної роботи).

Календарний контроль: проводиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Є два можливих результати календарного контролю: атестований (а) та неатестований (н/а). Результат залежить від кількості набраних балів на момент проведення календарного контролю відповідно до вимог КПІ ім. Ігоря Сікорського.

Семестровий контроль: залік

Оцінювання та контрольні заходи

Рейтинг студента з навчальної дисципліни складається з балів, що отримуються за:

1) виконання та захист 11 звітів; 

2) модульна контрольна робота 

3) ДКР

Робота студента:

- на заняттях (виконання та захист звітів)  визначає 55% його рейтингу з навчальної дисципліни;

-  модульна контрольна робота визначає 15% його рейтингу з навчальної дисципліни;

- ДКР визначає 30% його рейтингу з навчальної дисципліни.

Студент отримає найвищий рейтинг, якщо він:

  • своєчасно виконує та захищає звіти. Звіти оформлює до відповідних вимог викладача. 

  • бере активну участь на заняттях, переважно надає повні та аргументовані відповіді, логічно їх викладає, висловлює власну позицію з питань занять, дану позицію викладає чітко і логічно, обґрунтовує її належним чином а також активно доповнює відповіді інших студентів на занятті;

  • своєчасно виконає та оформить за відповідними вимогами викладача ДКР

  • своєчасно готується та виконує модульну контрольну роботу (МКР) (завдання до МКР надано в додатку В до силабусу). Студенту дається одноразова можливість написати МКР.

Для того щоб отримати найвищий рейтинг, студенту потрібно: своєчасно виконувати та захищати звіти з комп’ютерних практикумів; своєчасно виконати МКР; своєчасно виконати та захистити ДКР відповідно до вимог її оформлення.

До зниження рейтингу студентів призводить: невиконання звітів, МРК та ДКР; неточності, неповнота, помилки у відповідях чи ґрунтуваннях на не достовірних інформаційних джерел при захисті звітів та ДКР. 

Викладач оцінює роботу студента на кожному занятті за результатами наданих звітів та їх захисту або за результатом виконання індивідуального завдання (ДКР), але конкретна підсумкова кількість балів за роботу на  заняттях виставляється викладачем під час першого і другого етапу проміжної атестації – на восьмому і шістнадцятому тижнях навчання відповідно. Рейтинг студента станом на 8-й тиждень (за результатами роботи на 2-5 заняттях або 2-х звітів) і 16-й тиждень (за результатами роботи на наступних 14-15 заняттях або 8 звітів). Результати навчання (календарний контроль, МКР, звіти, ДКР) відображаються в модулі «Поточний контроль» Електронного кампусу, Google-класі тощо.

Процедура оскарження результатів контрольних заходів

Деталізовані критерії оцінювання результатів навчання студента визначені в положенні про РСО з навчальної дисципліни, що є у Додатку С до силабусу.

Студент може оскаржити оцінку викладача, подавши відповідну скаргу викладачу не пізніше, ніж наступного дня після ознайомлення студента з виставленою оцінкою. Скарга розглядатиметься за процедурами, встановленими в університеті.

Умови допуску до семестрового контролю: Наявність кількості балів не менше 40, виконання модульної контрольної роботи не менше ніж на «достатньо», виконання та захист всіх звітів не менше ніж на «достатньо» а також виконання та захист ДКР не менше ніж на «достатньо». 

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
Кількість балівОцінка
100-95Відмінно
94-85Дуже добре
84-75Добре
74-65Задовільно
64-60Достатньо
Менше 60Незадовільно
Не виконані умови допускуНе допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Рекомендований перелік питань до семестрового контролю (заліку) надані в додатку А до силабусу.

При наявності у студенту документів підтверджуючих його участь у олімпіадах (міських, міжміських, Всеукраїнських тощо) за темою заняття або розділу навчальної дисципліни можуть зараховуватись за відповідною тематикою та відповідними балами РСО

Рекомендації студентам

Працюючи на лекції, студенту варто конспектувати основні поняття, ознаки, принципи, класифікації, визначення, алгоритми, про які розповідатиме викладач. Якщо студент буде уважно слухати, фіксувати відповідний матеріал, він потім зможе прочитати цей текст та застосувати його при вирішенні завдання чи підготовці до практичного заняття. Якщо після цього студент презентує свою обгрунтовану позицію  (думку), критично оцінить позиції (думки) інших студентів, ставитиме питання викладачу та студентам – обсяг засвоєного ним навчального матеріалу і глибина його розуміння збільшуватиметься в рази.

Готуючись до заняття студент має обов'язково опрацювати лекційний матеріал певної теми, бажано ознайомитись з додатковими ресурсами в мережі. При виникненні питань, виявленні незрозумілих положень, необхідно обов'язково обговорити їх з викладачем. На занятті навіть добре підготовлений студент не повинен залишатись пасивним спостерігачем, а активно включатись у обговорення питання або захисту звіту. Якщо ж студент не ознайомився з навчальним матеріалом, йому варто уважніше слухати виступаючих, і завдяки отриманій інформації намагатись компенсувати недоліки підготовки до заняття. Не слід відмовлятись від відповіді на питання викладача. Навіть якщо студент не знає відповіді, доцільно спробувати відповісти, висловити свою думку, виходячи з власних знань, досвіду, логіки запитання тощо. При цьому не треба боятися помилитися: одним з важливих завдань вивчення навчальної дисципліни є вироблення вміння логічно мислити, вирішувати поставленні задачі і відповідно висловлювати власні думки. Однак, варто пам'ятати, що незнання матеріалу навчальної дисципліни  є суттєвим недоліком роботи студента і буде негативно впливати на його загальний рейтинг. Відповідальне ставлення до підготовки на кожне заняття дає змогу не лише правильно засвоїти навчальний матеріал, але й зекономити зусилля при проходженні семестрового контролю.

Важливим у належній підготовці студента є вироблення в нього вміння працювати з документами, які мають практичне значення в вирішенні поставлених задач.

Ознайомлюючись із новим для себе інформаційним документом/джерелом, слід, насамперед намагатись виявити його достовірність, зрозуміти логіку та послідовність викладеного матеріалу. Такий аналіз дозволить студенту не лише краще засвоїти інформацію, алей аналізувати послідовність виконання дій в розробці програмного продукту (надалі ПП).

У разі складнощів з розумінням деяких послідовностей розробки ПП не варто соромитись і необхідно обов’язково звертатись до викладача. Він обов’язково допоможе. 

Позааудиторні заняття 

Можлива участь студентів  в щорічних галузевих виставок «Охорона здоров’я», а також профільних семінарів, наукових конференцій, олімпіадах тощо

Дистанційне навчання 

Можливе синхронне та асинхронне дистанційне навчання з використанням платформ для відео-конференцій (Google Meet, Microsoft Teams, Zoom, Skype тощо) та освітньої платформи дистанційного навчання «Сікорський» (Moodle, Google Classroom).

Інклюзивне навчання 

Допускається 

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Навчальна та робоча програми дисципліни, РСО, навчальний посібник (електронне видання), силабус.



Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Федорін І. В.; Кравченко О. В.; Корнієнко Г. А.;
Ухвалено кафедрою БМК (протокол № 1 від 31.08.2023 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 1 від 1.09.2023 )