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编程和数据处理 I

年度日程互动指南|第一高中

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核心素养

CCL:语言沟通能力

它是在所有社会和文化背景下以口头和书面形式表达和解释概念、事实和观点、进行语言互动的能力。

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CP:多语言能力

它涉及适当有效地使用不同的语言进行学习和交流,利用自己的经验在它们之间进行迁移。

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STEM:科学、技术和工程领域的数学能力

它是应用数学推理和科学技术方法解决不同现实生活环境中问题的能力。

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CD:数字能力

它涉及安全、批判性和创造性地使用信息和通信技术来学习、工作和参与社会。

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CPSAA:个人、社交和学习能力

它是反思自己、管理自己的学习、与他人建设性合作以及应对不确定性的能力。

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CC:公民能力

它是基于民主价值观作为负责任的公民并充分参与公民和社会生活的能力。

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CE:创业能力

它是将想法转化为行动的能力,包括创造力、创新以及规划和管理项目以实现目标的能力。

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CCEC:文化意识和表达能力

它涉及到认识到通过各种媒体和艺术表现形式创造性地表达想法、经验和情感的重要性。

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操作描述符

CC3:民主共存

他反思伦理问题和人权并参与社区活动,同时意识到公民参与、合作、社会凝聚力和尊重多样性对民主共处的重要性。

纳入理由

人们对民主参与以及将公民思维与计算逻辑联系起来的可用计算工具的兴趣日益浓厚,因此将其纳入其中是合理的。

CCL1:文本的理解和分析

理解、解释和批判性地分析不同类型、形式和支持的口头、签名和书面文本,评估其可靠性、形式和内容,以建立知识、形成自己的观点并参与社会和文化生活。

CCEC4-1:艺术项目的创作

创造性地选择和整合各种媒体和支持,以及塑料、视觉、视听、声音或身体技术,以设计和制作可持续的艺术和文化项目。

纳入理由

这个描述符对于生成式人工智能的出现至关重要。它旨在评估有效且创造性地使用这些新工具创建一系列内容(文档、概念图、图标、手册)的能力。

CD1:信息检索与管理

在不同的数字环境中执行高效、安全的信息搜索,以关键和负责任的方式选择、评估、组织和存储信息和数据,将其转化为知识。

CD2:沟通和数字协作

在环境中并使用数字工具进行有效、安全和负责任的沟通、联系和协作,参与集体活动和项目,并为实现共同目标做出贡献。

CD3:数字内容的创建

它以不同的格式创建、编辑、整合和改造复杂的数字内容,以表达思想、知识和观点,并传播其艺术和文化作品,尊重知识产权和版权。

CD4:安全和负责任的使用

识别使用数字技术的风险并采取预防措施来保护设备、个人数据、健康和环境,并意识到关键、合法、安全、健康和可持续地使用这些技术的重要性和必要性。

CD5:解决技术问题

设置和使用数字设备和工具,解决简单的技术问题,以利用数字技术在终身学习和日常生活中提供的机会。

CE1:挑战与机遇分析

分析和评估当前和全球环境中的挑战和机遇,并提出创新和可持续的想法和解决方案,应用项目管理和设计思维的原则,为他人创造价值。

CE2:资源调动

它调动个人、社会和文化资源,包括财务资源,来实施想法和项目,并考虑社会和环境影响,做出道德和负责任的经济和财务决策。

纳入理由

虽然不是该主题的直接描述,但将其包含在内是合理的,因为数据处理(Sabre C)和项目管理(Sabre B)通常涉及分析挑战并根据软件项目可以带来的可行性和价值做出明智的决策。

CP2:外语交流

除家庭语言外,在可接受的纠正下,流利、适当地使用一种或多种语言,在个人、社会、教育和专业领域的不同情况和背景下自发和自主地回应他们的交际需求。

纳入理由

尽管课程没有明确地将这个描述符与该学科的特定能力联系起来,但它的包含被认为是基本的。绝大多数技术文档、论坛和编程学习资源都是英文的。发展外语使用的自主性是学生真正进步的关键因素。

CPSAA1:自我意识和个人成长

自我意识并促进持续的个人成长,有效管理时间和信息,并适应变化以应对不确定性和复杂性。

CPSAA2:不确定性的适应和管理

适应和管理不确定性,建设性地从错误中学习,以面对日常生活中出现的情况和挑战。

CPSAA3:协作和团队合作

与他人进行建设性合作,保持韧性,管理终身学习,为自己和他人的身体、心理和情感健康做出贡献。

CPSAA4:学习管理

管理您自己的学习,识别您的优势和劣势,设定目标并规划实现目标所需的行动,并评估您的进度和结果。

CPSAA5:面向未来的生活

设计和管理面向未来的生活项目,考虑您的愿望、价值观和兴趣,并为您的个人、社会和职业发展做出明智和负责任的决定。

STEM1:推理和数学表示

在已知情况下使用数学推理的归纳和演绎方法,并通过批判性地分析解决方案并在必要时重新制定程序来选择和使用不同的策略来解决问题。

STEM2:科学模型的使用

它开发并使用基于科学知识的模型来分析自然和社会现象,并预测其演变,同时考虑其局限性和不确定性。

STEM3:设计和进行研究

单独或团队设计和开展研究,应用科学方法和计算思维,提出问题和假设,并通过实验或观察来测试它们。

STEM4:数据分析和结论

使用数学和技术工具分析和解释数据,得出相关结论,评估来源的可靠性,并清晰、严格地传达结果。

STEM5:健康与可持续发展

它采取基于科学的行动来促进身体、心理和社会健康,并保护环境和生物。

特定能力

CEsp1:算法分析与设计

以抽象和计算的方式分析问题,识别必要的数据和适用于它们的过程,以便设计有效解决问题的算法和程序。

CEsp2:项目开发和管理

单独或作为团队开发软件项目,应用项目管理方法来规划、监控和演示最终产品。

CEsp3:数据结构的使用

考虑操作的效率和复杂性,选择和使用最合适的数据类型和结构进行信息存储和处理。

CEsp4:信息存储

使用数据库管理系统和其他数据交换格式持久有效地组织和存储信息,以确保其完整性和安全性。

CEsp5:应用程序的发布和文档

考虑用户体验,详细说明计算机应用程序的文档并设计友好且易于访问的界面以方便其使用和维护。

CEsp6:IT概念的应用

了解并应用计算机科学不同分支的基本概念(例如人工智能或版本控制)来解决问题和项目开发。

评价标准

CA1.1:算法设计

通过算法设计计算机问题的解决方案,以创造性的方式应用编程元素和技术,无论其实现中使用哪种编程语言。

CA1.2:应用程序编程

使用编程原理并使算法适应特定的编程语言,为不同的环境编写应用程序。

CA1.3:创建高效的程序

创建计算机程序时要考虑计算成本以及模块化、内聚性和耦合性方面的效率。

CA2.1:分析和规划

根据声明中确定的要求分析和规划应用程序开发流程。

这个标准是基于对问题和用户需求的分析,以及用图表设计的软件,这些在高二的时候都有解释。

CA2.2:持续改进

应用适用于项目生命周期各个阶段的持续改进策略。

该标准与排在第二位的敏捷编程方法(SCRUM、看板)和版本控制工具(git、GitHub)密切相关。

CA2.3:方法的使用

根据要开发的产品的特点,使用或学习适当的软件工程方法。

该标准延伸至第二年,因为它与敏捷和 TDD 方法的使用直接相关,并且它们是在高中第二年给出的。

CA3.1:数据结构的选择

根据上下文选择最方便的数据类型和结构来对应用程序进行编程。

CA3.2:数据结构的实现

合并可实现高效程序的数据结构,最大限度地减少资源消耗和执行时间。

CA4.1:数据库设计

设计数据库以确保数据的完整性和一致性,以响应给定的问题。

该标准要求具有实体关系模型和规范化理论的知识,并且由于这被标记为高中二年级专有的知识,因此该标准主要是二年级的。

CA4.2:数据库操作

执行基本的数据库操作操作(创建、查询、更新和删除)。

CA4.3:数据存储库的使用

与其他数据存储库合作执行适当的操作以满足项目要求。

CA5.1:交互设计

根据风格指南应用交互设计技术。

CA5.2:可用性评估

研究创建的程序是否对其目标受众有用和可用,找出缺点,并根据具体情况,在实用性和可用性方面进行改进。

CA5.3:文档生成

生成最终用户理解操作所需的文档,旨在提供指导,帮助他以简单、直观和令人满意的方式使用程序或应用程序。

CA6.1:概念的合并

在程序和应用程序的创建中结合计算机科学某些分支的概念。

CA6.2:应用研究

研究当前的应用程序以了解其内部工作原理。

CA6.3:版本控制

使用版本控制工具监控项目版本。

CA6.4:人工智能的关键用途

使用人工智能工具来生成内容(包括研究主题的文档)、编程并以非常批判性的感觉来学习一切。

CA6.5:环境模拟

使用自己的和/或可用的软件模拟环境并开发游戏。

时间安排

总共 145 节课(4 节/周)

安排的会议数量多于日历上的可用时间,主要原因有两个:

  • 教学灵活性: 它可以让您更深入地研究在小组中产生更多兴趣或需求的主题,并在适当的情况下进行额外的活动。
  • 面向人工智能的调整: 该编程旨在进行修改并适应人工智能在开发领域引起的范式转变。
2026-27 学年日历。

UP1:我们如何组织我们的学习?

作品集和自我评估

(15 节课 -1,2,3Av.)

过去一年、今年的作品集的创建以及课程的运营。

  • 研究所的投资组合是什么?
  • 用去年的优秀内容创建作品集。
  • 作业交付到哪里?
  • 成熟的结果自我评估
  • 衡量课堂策略的效果(Hattie)

UP2:我们如何通过智能助手学习?

人工智能的广义学习

(10 节课 - 1、2、3Av.)

批判性地使用人工智能工具进行学习。

  • 使用人工智能进行个性化学习
    • 学习方法、改进...
    • 个性化学习
    • 使学习有效的规则
    • 自我评估和人工智能评估
  • 人工智能学习(个性化学习、规则和评估)
  • 人工智能辅助制作(文档、编程、歌曲......)。

UP3:我们如何像计算机一样思考?

算法和流程图的设计

(15 节课 - 1.2Av.)

在编程之前评估计算思维和设计逻辑解决方案的能力。

  • 持续在课堂笔记本上工作。
  • 使用 Dia 或类似应用程序制作图表。
  • 算法设计期末评估考试。

UP4:我们如何将想法转化为代码?

编程实践和数据结构

(20 节课 - 1、2、3Av.)

将算法转换为实际代码,选择和实现高效的数据结构。

  • 通过选择数据类型和结构来编程应用程序。
  • 比较同一问题不同结构之间的效率。
  • 利用人工智能进行个性化学习以强化概念。
Python 代码截图:包含 Hello World、冒泡排序和阶乘的菜单程序
检查清单

UP5:我们如何衡量代码的效率?

工作:计算成本分析

(5 次会议 - 1 次平均)

对所开发算法的效率进行理论和实践分析,学习测量和优化资源消耗。

  • 练习和考试中的计算成本的计算。

UP6:我们如何直接与机器对话?

Linux 控制台简介

(6 节课 - 1.2Av.)

在课程中,控制台被用来实现其他目标。当时机到来时,明确的时间会投入到基本命令的研究中,以巩固这些知识并评估技术自主性。

评估方法:

  • 用英语写一个命令列表,解释它们的用处,用它来评估 多语言能力 (CP2)。
  • 解决论文序列以验证注释的使用和语法的内化(STEM4)。
  • 在计算机上进行实际执行,以展示知识的应用和解决问题的自主性(CD5、CPSAA5)。

UP7:怎样才能找到最公平的获胜者?

编程项目:孔多塞获胜者

(5 节课 - 1、2、3Av.)

开发一个程序,从 JSON 文件中读取投票偏好并确定是否存在孔多塞获胜者。

UP8:构建之前的第一步是什么?

需求分析简介

(3 次会议 - 2 次平均)

在开始 BBDD 项目之前,让我们先学会定义我们真正需要的东西,以避免将来再犯错误。

  • 识别真实的客户/用户需求。
  • 功能性需求和非功能性需求之间的差异。
  • 在编程之前进行分析和规划的优点。
  • 将概念应用到实际例子中。
需求分析方案

UP9:我们如何管理大量数据?

综合数据库项目

(25 节课 - 2.3Av.)

完整的项目涵盖从设计到操作、导入和呈现的数据生命周期。

  • 使用办公自动化工具设计和创建 DBDD 和表格。
  • 建立主键和关系。
  • 创建用于数据输入的表单和子表单。
  • 基本操作实践(CRUD):插入、查询、更新和删除。
  • 从 CSV 或 JSON 文件导入和导出数据。
  • 设计和生成数据可视化报告。

UP10:我们如何让我们的程序变得有用?

质量实践:用户体验、风格和文档

(10 节课 - 3 节课)

提高所创建软件的质量,重点关注最终用户体验和代码可维护性。

  • 编程风格指南的应用(例如Python PEP 8)。
  • 可用性分析以找出缺点并提出改进建议。
  • 生成技术文档和用户手册。

UP11:我们如何作为一个团队工作而不丢失变化?

实践研讨会:版本控制 (Git)

(5 次会议 - 3 次平均)

介绍用于跟踪和协作软件项目的专业版本控制工具。

  • 使用 Git 跟踪项目的版本。

UP12:IT世界里还有什么?

研究工作:计算机科学分支

(10 节课 - 3 节课)

对计算机科学其他领域和当前应用的基本概念进行自主或人工智能引导的研究。

  • 网络、操作系统等概念
  • 分析相关应用程序的内部功能。

UP13:我们如何创建虚拟世界和原型?

模拟真实编程环境

(5 节课 - 1、2、3Av.)

将编程和创作技能与人工智能工具的批判性和高效使用相结合的简介。

  • 使用自己的或可用的软件模拟环境。
  • 创建原型(游戏、模型......)。

基础知识

A. 算法和编程

  • 计算思维。算法
  • 制定算法。伪代码和流程图。
  • 常量和变量。基本运算符。
  • 逻辑运算符、运算运算符和关系运算符。
  • 使用算法解决问题。
  • 编程语言:定义和类型。
  • 集成开发环境 (IDE)。
  • 程序的编码和执行。
  • 控制结构:条件和迭代。
  • 语言的综合功能。

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B. 项目管理

  • 项目的生命周期和阶段。
  • 软件构建过程:模块化。
  • 资源和时间管理。根特和珀特的示意图。
  • 传统的编程方法。
  • 版本和变更的反馈。

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C. 数据处理

  • 基本数据类型、转换和字符串。
  • 静态数据结构(数组)。
  • 实体关系模型:图表、属性和键。
  • 数据库管理系统(SGBD)。
  • SQL语言:DDL(CREATE)和DML(UPDATE、INSERT)。
  • SQL 查询:选择、过滤和排序。
  • 存储格式:CSV、JSON。
  • 文本文件的管理(读取和写入)。

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D. 出版物和文件

  • 可用性和用户体验 (UX)。
  • 信息的输入(键盘)和输出(屏幕)。
  • 用户友好的终端界面设计。
  • 代码:注释和可读性。
  • 应用程序的文档:结构和质量。
  • 最终用户的用户指南。

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E. 模拟环境中的应用

编程应用程序

  • 蝙蝠1
    • 人工智能
  • 节拍2
    • 机器人技术
    • 视频游戏
    • 家庭自动化
    • 密码学
    • 海量数据处理
    • IOT

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参考资料与附加内容

布鲁姆层级表

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帮助学生与家长了解我们如何学习与评估。

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职业培训与中学术语

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法律与课程基础

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