Гарвардский курс CS50

Цели курса

Основная цель курса — вдохновить студентов исследовать новые области, не боясь ошибок, и создать условия для получения позитивного опыта и уверенности в собственных силах, а также:

• Познакомиться с различными языками программирования, включая Python, и научиться понимать основные принципы программирования.
• Изучить основы и алгоритмы программирования, необходимые для развития логического, аналитического и системного мышления.
• Научить участников понимать, как работают программы, и как можно их улучшить.
• Создать собственный проект, который включает в себя идею, программирование, дизайн и тестирование, что поможет ребятам развить свои навыки и уверенность в себе.

CS50 — наш флагманский курс. Он учит детей мыслить алгоритмически и находить эффективные решения жизненных задач и проблем. Мы будем знакомиться с несколькими языками программирования, включая C, Python и SQL, а также HTML, CSS и JavaScript, и, само собой, основы кибербезопасности и искусственного интеллекта.

Для кого подходит курс

Специалисты школы программирования для детей CODDY адаптировали уникальный и доступный учебный материал для детей от 12 лет. Он подходит

• для новичков
• для старшеклассников как дополнение к школьной информатике
• тем, кто желает связать свое будущее с техническими специальностями
• для тех, кто уже знаком с программированием
• гуманитариям, желающим расширить свой кругозор или «уйти в цифру».

Содержание курса

CS50 включает комплексное изучение информационных технологий: от систем счисления и алгоритмов до создания web-приложений и работы с базами данных.

Наши опытные преподаватели-практики помогут детям раскрыть все секреты мышления программиста. Мы уделяем особое внимание практическим заданиям и проектным занятиям, чтобы ученики могли применить полученные знания на практике и развить свой творческий потенциал.

За 13 месяцев обучения дети узнают о:

• системах счисления и алгоритмах;
• операционных системах и структуре памяти компьютера;
• переменных, строках и массивах;
• подключении библиотек, алгоритмах сортировки и рекурсии;
• структурах хранения данных, например, хэш-таблицах и префиксных деревьях;
• алгоритмах шифрования и базах данных;
• сетевых протоколах передачи данных, веб-программировании и верстке HTML и CSS;
• кибербезопасности и искусственном интеллекте...

...и о многих других понятиях, лежащих в основе информатики, программирования и компьютерных наук.

Обучение включает в себя много практики – реальные задачи из разных сфер науки. Это значительно повышает ценность курса, особенно для русскоязычных школьников, привыкших к переизбытку теории.

Программа курса

На первом модуле дети узнают о кодировании данных и простых алгоритмах, познакомятся с Гарвардским ИИ-помощником курса - CS50.ai Rubber Duck, напишут свои первые программы в блочной среде Scratch и узнают, как применяются алгоритмы при создании игр.

Перейдя к модулю 2, они продолжат изучать основы программирования с языком С, узнают о реализации математических операций, как оптимизировать свой код при создании, зачем нужны комментарии в коде и познакомятся с проблемным подходом при решении задач в программировании.

Третий модуль поможет закрепить основные понятия программирования: переменные, операторы, циклы, область видимости переменных, типы и структуры данных, узнать, что такое компиляция, некорректное завершение программы, освоить несколько методов отладки программ, узнать, что такое массивы и их длина, и даже познакомиться с основными понятиями криптографии.

Модуль 4 посвящен алгоритмам. Ученики узнают о реализации алгоритмов поиска и сортировки, о рекурсии и бесконечных циклах, научатся оценивать и повышать эффективность алгоритмов.

На пятом модуле ребята познакомятся со структурой памяти компьютеров, свяжут понятия массив и ячейки памяти, узнают что такое указатели для обращения к определенным ячейкам памяти, а также методы управления памятью и работы с файлами.

А на шестом - они изучат подробнее организацию данных в памяти, узнают, что такое структуры хранения данных, и как использовать указатели для создания таких структур.

Наконец, модули 7 и 8 посвящены практическому программированию на Python. Отталкиваясь от сравнения C и Python, сначала дети закрепят все основные понятия: переменные, сроки, типы данных, условные операторы, циклы while и for, функции и списки, поиск и словари, а затем познакомятся с операциями с плавающей точкой, усечением, обработкой исключений, подключением внешних библиотек и передачей аргументов командной строки. В этой части курса будет самый большой блок практических задач для реализации на языке программирования Python.

Модуль 9 немного лайтовый, так как он может оказаться завершающим учебный год (но не курс) у тех, кто учится по концепции «сентябрь - май - летние каникулы -  новый учебный год». Дети получат базовые знания об информационной безопасности, узнают, как защитить вход в свои аккаунты в сети, напишут программу «Генератор пароля», а также изучат различные способы защиты информации. 

Вторая часть модуля посвящена истории развития искусственного интеллекта. Дети узнают, что модели искусственного интеллекта бывают разных типов, были обучены по-разному, и поэтому имеют такое различное назначение. Расширив свои представления об AI, дети получат практические навыки написания промтов и анализа ответов от GPT, научатся получать текст, генерить изображения и даже напишут код с использованием ИИ.

Если 10-й модуль получается у ребят первым после летних каникул, то мы рекомендуем повторить с ребятами в начале пройденные темы и удостовериться, что блоки задач (Problem Sets) решены и зачтены.

А следующая тема — это введение в базы данных. Дети узнают их основные типы, познакомятся с языком запросов SQL, применят свои знания в Python для работы с csv-файлами, подключат внешнюю библиотеку SQL, создадут и настроят БД с помощью Python.

В модуле 11 ребят ждет введение в основы сетевых технологий, они узнают, как работает интернет, научатся выполнять простое форматирование HTML-страниц и стилизацию с помощью CSS, создадут собственные веб-страницы и веб-приложения, опираясь на ранее приобретенные навыки программирования и используя сторонние фреймворки и язык JavaScript.

Модуль 12 посвящен совместной работе HTML и CSS с SQL, Python и JavaScript, ученики познакомятся с фреймворком Flask, изучат применение методов get и post при публикации веб-страниц и узнают, как использовать Python, SQL и Flask для создания веб-приложений.

На заключительном 13-м модуле мы рекомендуем убедиться, что задачи сданы, и получен необходимым минимум баллов для получения сертификата, и тогда можно переходить к итоговому проекту. С поддержкой наших преподавателей ребенок пройдет полный цикл создания собственного итогового проекта: идея-начало-реализация-проверка-отладка-доработка. А также получит опыт подготовки к презентации и создания 2-х минутного видео по готовому проекту.

На нашем курсе «Гарвардский курс Computer Science CS50» дети:

• приобретут способность к алгоритмическому решению задач;
• научатся абстрагироваться и декомпозировать проблемы;
• приобретут навыки логического и критического мышления, решения проблем и принятия решений;
• научатся анализировать информацию, критически оценивать данные и выявлять закономерности;
• узнают, как находить оригинальные подходы к задачам, генерить нестандартные идеи и решения;
• приобретут способность к новым идеям и решениям, к инновациям и креативности.

Развитие навыков программистского мышления у школьников может помочь им не только в информатике и создании программ, но и в других областях, таких как математика, естественные науки, инженерия и даже гуманитарные дисциплины. Это позволит им стать более гибкими, креативными и эффективными при решении проблем.

Что нужно для занятий?

Для занятий Вашему ребенку понадобится:

• компьютер или ноутбук с предустановленными программами,
• доступ к интернету (рекомендуемая скорость соединения - не менее 20 Мбит/сек),
• наушники и дополнительное оборудование для улучшения качества звука - микрофон или гарнитура.

Пожалуйста, убедитесь в стабильности интернет-соединения перед началом занятий.