ITI › Kursused › G1·2Kaasaegse tarkvaraarenduse alused
Kõik kursused
Avaleht
ITI suunamoodul · G1 · 2. kursus

Kaasaegse tarkvaraarenduse alused

Programmeerimise alused ühes üldotstarbelises keeles – muutujatest ja tsüklitest failide, andurite ja testideni. Suur keelemudel (SKM) on koodiabiline, mille iga pakutud rida loetakse enne käivitamist ja kontrollitakse testiga.

Tundide kava Hindamine

Kursuse lõpuks valmib igal õpilasel väike tööriistprogramm insenertehnilisele vajadusele: mõõteandmete töötlus, seadme juhtimine või aruande automatiseerimine.

kursuse üldandmed
kursus:Kaasaegse tarkvaraarenduse alused
suunamoodul:Inseneeria ja tehisintellekt · G1 · 2. kursus
maht:21 õppetundi (35 akadeemilist tundi)
eeltingimus:ei ole – soovituslik enne kursust „Andmete kogumine ja analüüs“ (G2)
praktikat:18 tundi 21-st – programmeerimine ja testimine
hindamine:arvestatud / mittearvestatud
veebileht:saaremaa.edu.ee/iti
0õppetundi35 akadeemilist tundi · 75 min
0teemaplokkialused, failid, silumine, seade
0tundi praktilise tööga21-st · kood, testid, seadmed
0keelemudelit kõrvutivõrdle ja kontrolli

Kursuse teemad

Algoritm ja programmMuutujad ja tingimusedTsüklidLoendid ja funktsioonidFailid ja tabeliandmedSilumine ja testimineSeadme juhtimineVersioonihaldusKeelemudel koodiabilisenaLõpuprojekt
Kursus

Käsk → programm → test → tööriist

Kursus ehitab programmeerimise üles samm-sammult: algoritm ja esimene käivituv programm, muutujad ja tingimuslaused, tsüklid, loendid ja funktsioonid, failid ja tabelikujulised mõõteandmed, silumine ja testimine ning lõpuks programm, mis juhib päris seadet. Näited tulevad inseneeriast – ühikuteisendaja, termostaadi otsustusloogika, mõõtmiste logimine, kooli seiresüsteemi andmete kokkuvõte.

ALUSED · KOOD

Programmeerimise ehituskivid

Muutujad, andmetüübid, sisend ja väljund, tingimuslaused, tsüklid, loendid ja funktsioonid – iga mõiste tuleb koos väikese insenertehnilise ülesandega, mis käivitub ja annab tulemuse.

  • Tsüklid
  • Funktsioonid
  • Loendid
ANDMED · SEADE

Failid, mõõteandmed ja seadmed

Komaeraldusega tekstifaili lugemine ja filtreerimine, kokkuvõte kooli seiresüsteemi andmetest, mikrokontrolleri või roboti anduri lugemine ja sellele reageerimine.

  • Failid
  • Andurid
  • Logimine
SKM · TEST

Keelemudel koodiabilisena

Ülesande sõnastamine, koodi lugemine enne käivitamist, olematu funktsiooni äratundmine. Keelemudel ka silujana – aga test otsustab.

  • Kaks mudelit
  • Testid
  • Silumine
Ülesehitus

Kursuse ülesehitus

Üheksa esimest tundi annavad programmeerimise alused, kümnes on teadmiste kontroll. Seejärel failid ja andmed, silumine ja testimine, seadme juhtimine ja õppekäik. Viimased tunnid kuuluvad lõpuprojektile, mis arendatakse funktsioonide kaupa koos testide ja versioonihaldusega. Tundide ülesanded, tehisintellekti tugi ja mõttepäevik avanevad pärast sisselogimist.

Lõiming matemaatikaga: programmiülesanded võrrandite lahendamise ja protsentarvutusega (G1 tase); jadad, funktsioonide uurimine ja statistika tulevad uuesti G2 andmekursusel.

Kava on arendusjärgus – seda täpsustatakse piloteerimise käigus ja see valmib lõplikult 2028. aasta lõpuks.

1.tund

Algoritm ja programm: käsud, järjekord, täitmise käik; esimene käivituv programm; mõttepäeviku alustamine.

2–3.tund

Muutujad, andmetüübid, sisend ja väljund, tingimuslaused: ühikuteisendaja ja lävepõhine otsustusprogramm (termostaat, häire).

4–5.tund

Tsüklid: kordamine, loendur, tingimusega tsükkel; mõõtmise kordamine ja andmete logimine.

6–7.tund

Loendid ja funktsioonid: mõõtetulemuste miinimum, maksimum ja keskmine; programmi jaotamine osadeks.

8.tund

Graafika programmiga: kujundid ja mustrid tsüklite ja funktsioonidega; tehniline joonis koodiga.

9.tund

Keelemudel koodiabilisena: ülesande sõnastamine, koodi lugemine enne käivitamist, olematu funktsiooni äratundmine.

10.tund

Teadmiste kontroll: tingimuslause, tsükkel, loend, funktsioon.

11–12.tund

Failid ja tabeliandmed: komaeraldusega tekstifaili lugemine, filtreerimine ja kokkuvõte kooli seiresüsteemi andmetest.

13.tund

Silumine ja testimine: veateated, testjuhtumid, samm-sammult jälgimine; keelemudel kui siluja.

14.tund

Programm juhib seadet: mikrokontrolleri või programmeeritava roboti anduri lugemine ja sellele reageerimine.

15.tund

Õppekäik tarkvara- või tehnoloogiaettevõttesse: kuidas tehisintellekti loodud koodi töökohal kontrollitakse.

16–19.tund

Lõpuprojekt: väike tööriistprogramm insenertehnilisele vajadusele (mõõteandmete töötlus, seadme juhtimine, aruande automatiseerimine); arendus funktsioonide kaupa, testid, versioonihaldus; üks tund kooli tehisintellekti labori kohaliku keelemudeliga.

20.tund

Lõpuprojektide esitlused: mida programm teeb, kuidas seda testiti, kus keelemudel eksis.

21.tund

Kokkuvõte ja refleksioon: mõttepäevikute põhjal ühine arutelu, kus ja kuidas keelemudel koodis eksis.

Õpitulemused

Kursuse läbinud õpilane

Viis õpitulemust kahes rühmas: programmeerimine ning tehisintellekt ja kontroll.

G1 · Kaasaegse tarkvaraarenduse alused

01Programmeerimine

  • kasutab muutujaid, tingimuslauseid, tsükleid, loendeid ja funktsioone ülesannete lahendamisel;
  • loeb ja kirjutab faile ning töötleb tabelikujulisi mõõteandmeid;
  • juhib programmiga seadet ja loeb anduri näitu;
  • leiab programmist vea testjuhtumite ja silumisvõtetega;

02Tehisintellekt ja kontroll

  • kasutab keelemudelit koodi selgitamisel, parandamisel ja loomisel ning kontrollib pakutud koodi käivitamise ja testiga enne kasutamist.
Pedagoogilised põhimõtted

Neli põhimõtet

Õppimine algab õpilase enda mõtlemisest, tehisintellekt on abiline ja iga selle väljund saab kontrolli. Usutavus ei ole tõesus – arvutus võib olla korrektne, aga järeldus vale.

Õppijakeskne lähenemine

  • Mõtlemisaeg enne SKM-i – keelemudel ei anna vastuseid enne, kui õpilane on ise püüdnud probleemi lahendada.
  • Vigade väärtustamine – eksimused on õppimise loomulik osa; vead dokumenteeritakse ja analüüsitakse.
  • Aeglane ja sügav õppimine – pigem vähem teemasid põhjalikult kui palju pinnapealselt.
  • Õpitu ülekanne – iga teema juures küsitakse, kus veel võiks õpitut kasutada.

SKM kui Sokrates, mitte oraakel

  • SKM selgitab ja küsib – keelemudel toetab õppimist küsimuste ja selgitustega, mitte valmis vastustega; mõnes harjutuses seatakse SKM küsivasse režiimi.
  • Mitme mudeli paralleelkasutus – vähemalt kaks keelemudelit, vastuste võrdlus.
  • Õpilane seletab SKM-ile – mõiste selgitamine keelemudelile nii, et see saaks aru ja annaks tagasisidet.

Kontrolli enne usaldamist

  • Kontroll igas tunnis – tehisintellekti väljundit kontrollitakse arvutuse, mõõtmise, katse, simulatsiooni või ametliku allika abil.
  • Infoallikas ja soovitaja on eri rollid – soovitusi hinnatakse kokkulepitud kriteeriumide (sobivus, ohutus, kulu, teostatavus) alusel.
  • Usutavus ei ole tõesus – veenev vorm ei ütle midagi sisu õigsuse kohta.

Mõttepäevik

  • Iga õpilane peab mõttepäevikut – üks sissekanne tunni kohta: vastus tunni küsimusele, kus tehisintellekt eksis ja kuidas seda kontrolliti, mis jäi arusaamatuks.
  • Püsiküsimus igas tunnis: „Kus keelemudel täna eksis ja kuidas ma selle tuvastasin?“
Hindamine

Arvestatud / mittearvestatud

Kursus on mitteeristava hindamisega. Hinnatakse protsessi, pingutust ja arengut, mitte üksnes lõpptulemust. Vihjete, juhendite ja keelemudeli kasutamine ei mõjuta hindamist – ka tehisintellekti vea leidmine ja dokumenteerimine on väärtuslik õpitulemus.

ARVESTUSE TINGIMUSED
  1. Osalus vähemalt 80% tundidest – puudumisel järeltöö või iseseisev ülesanne.
  2. Kõik praktilised tööd esitatud – programm käivitub ja annab oodatud tulemuse; vigadega töö on aktsepteeritav, kui vead on dokumenteeritud.
  3. Teadmiste kontroll (10. tund) sooritatud – tingimuslause, tsükkel, loend, funktsioon.
  4. Mõttepäevik – vähemalt 10 sisukat sissekannet.
  5. Lõpuprojekt esitatud ja esitletud – tööriistprogramm koos testide, kontrolliprotokolli ja esitlusega.
Mittearvestatud töö parandatakse õpetaja määratud tähtajaks
MÕTTEPÄEVIKU SISSEKANNE
  1. Tunni küsimus – üks küsimus tunni kohta; vastus oma sõnadega
  2. Kus keelemudel täna eksis ja kuidas ma seda tuvastasin? – ka „viga ei leitud“ on tulemus, kui kontroll tehti
  3. Mis jäi arusaamatuks? – küsimused järgmiseks tunniks
LÕPUPROJEKT

Tööriistprogramm insenertehnilisele vajadusele

Individuaalselt või paaris valminud väike programm: mõõteandmete töötlus, seadme juhtimine või aruande automatiseerimine. Arendus funktsioonide kaupa, testid iga funktsiooni kohta, versioonihaldus. Üks tund tehakse kooli tehisintellekti labori kohaliku keelemudeliga. Esitlus 5–10 min: mida programm teeb, kuidas seda testiti, kus keelemudel eksis.

Praktilised töödIga tunni programm käivitub ja annab tulemuse; keelemudeli pakutud kood on enne käivitamist läbi loetud ja testitud.
Teadmiste kontrollNeli ülesannet – tingimuslause, tsükkel, loend, funktsioon; keelemudel on lubatud, iga abi kontrollitakse ja dokumenteeritakse.
MõttepäevikÜks sissekanne tunni kohta: tunni küsimus, keelemudeli viga koodis ja selle tuvastamine, mis jäi arusaamatuks.
TagasisideSuuline tagasiside tunnis, kirjalik mõttepäevikule, koodi ülevaatus kaaslastelt, lõpuesitluse tagasiside.
Vahendid

Mida kursusel kasutatakse

Vahendid on kirjeldatud liigi, mitte toote kaupa – kool valib konkreetsed seadmed ja keskkonnad ise.

Veebipõhine ja klassiarvuti programmeerimiskeskkond
Mikrokontrollerid andurite ja täitemehhanismidega
Programmeeritavad robotid ja ehituskomplektid
Näidisandmestikud kooli seiresüsteemist
Versioonihalduse keskkond
Vähemalt kaks suurt keelemudelit
Kooli tehisintellekti labor (arvutikomplekt kohaliku keelemudeliga)

Sisselogimine

Kursuse rakendus avaneb sisselogimisel – valmimisel

Kooli Microsofti kontoga. Õpilane valib tunni, lahendab ülesandeid tehisintellekti toe ja soovitustega ning täidab mõttepäevikut. Õpetaja näeb ja muudab tundide ülesandeid ja kirjeldusi otse brauseris.

Avalik osa – kava, ülesehitus, õpitulemused ja hindamine – on loetav ilma sisselogimiseta.

Õpilasele

Tunni ülesanded, tehisintellekti vihjed ja kontroll, mõttepäevik – näed ainult oma vastuseid

Õpetajale

Ülesannete ja tunnikirjelduste muutmine, õpilaste vastuste ja päevikute ülevaade

Kõik kursused

saaremaa.edu.ee/iti

Suunamooduli kursused

G1·1 Tehisintellekt ja füüsika inseneeriasG1·2 Kaasaegse tarkvaraarenduse alusedG1·3 Päevalaager – tsiviil- ja militaartehnoloogiaG2·1 Tehnoloogia eetika ja vastutustundlik tehisintellektG2·2 Andmete kogumine ja analüüsG2·3 Päevalaager – robootika ja rohetehnoloogiaG3·1 3D-modelleerimine ja tootearendusG3·2 Tarkvara- ja teenusearendus tehisintellekti toel

Tagasi suunamooduli avalehele