ОСВIТНЯ ПРОГРАМА підвищення кваліфікації педагогічних працівників "Python для вчителів"

ЗМІСТ ПРОГРАМИ

Програма містить два модулі, зміст яких спрямований на формування та розвиток інформаційно-цифрових компетентностей педагогічних працівників, проектувальної компетентності щодо конструювання цифрового освітнього середовища та організації дистанційної форми навчання на основі ідей та цінностей Нової української школи, універсального дизайну. 

Програма ґрунтується на компетентнісному, діяльнісному та інтегрованому підходах. Передбачає опанування педагогами засад сучасної цифрової дидактики, розвиток цифрової культури та враховує вимоги Державних стандартів загальної середньої освіти і зміст Професійного стандарту «Вчитель закладу загальної середньої освіти».

МОДУЛЬ 1. Інструменти ШІ та методичний дизайн в інформатичній освіті НУШ 

Тема 1.1. Трансформація змісту інформатики в НУШ: компетентнісний підхід, обчислювальне мислення та цифровий простір 

Цифрова трансформація освіти в Україні та її вплив на зміст навчання інформатики. Особливості планування інформатичної освіти у НУШ. Поняття електронного освітнього середовища. Європейські рамки цифрової грамотності та цифрової зрілості закладу освіти. Нормативно-правове забезпечення цифровізації суспільства та освіти в Україні та за кордоном. Правові та етичні норми використання цифрових технологій в освіті. Можливості, переваги та виклики створення цифрового освітнього середовища. Психолого-педагогічні умови організації освітнього процесу в НУШ. Огляд основних модельних програм з інформатики: порівняльний аналіз, основні підходи та особливості викладання. Відповідальна й безпечна поведінка в цифровому просторі. Захист цифрових пристроїв, персональних даних та цифрових освітніх ресурсів. Захист від небажаного контенту.

Тема 1.2. Практика використання ШІ у НУШ: виклики, можливості, генерація завдань та академічна доброчесність 

Використання генеративного ШІ для підготовки навчальних матеріалів, планів уроків інформатики та диференціації завдань відповідно до принципів НУШ. Можливості штучного інтелекту для генерації тексту, зображень, відео та коду на Python. Цифрові помічники вчителя на основі ШІ для персоналізації навчання та підтримки здобувачів освіти. Використання спеціалізованих цифрових інструментів, зокрема засобів типу NotebookLM для організації ефективної навчальної взаємодії та групової роботи. Етичні аспекти, академічна доброчесність та розвиток критичного ставлення учасників освітнього процесу до результатів роботи ШІ. Ризики, пов’язані з автоматизованими рішеннями ШІ. Конструювання та диференціація дослідницьких завдань за допомогою ШІ.

МОДУЛЬ 2. Програмування мовою Python та візуалізація алгоритмів 

Тема 2.1. Базовий синтаксис Python, типи даних, змінні та алгоритмічні структури (розгалуження, цикли) 

Введення у Python. Встановлення та використання Python (IDLE Python та Thonny Python IDE для початківців). Базові можливості та синтаксис. Концепція інтерактивної консолі. Поняття змінної. Базові типи даних: цілі числа, числа з плаваючою точкою. Оператори та вирази. Python як калькулятор в консолі. Алгоритми та алгоритмічні структури. Реалізація умовних конструкцій та розгалужень (if, elif, else). Організація циклічних процесів: цикли While та For. Керування виконанням циклів за допомогою операторів Break та Continue. Налагодження коду та виправлення синтаксичних помилок.

Тема 2.2. Складні структури даних (рядки, списки, кортежі, словники, множини) та модульне програмування 

Робота зі складними структурами даних. Рядки та методи роботи з текстовими даними в Python (Strings). Списки (List): функції, методи роботи, зрізи, вкладені списки. Кортежі (Tuples in Python): особливості незмінних послідовностей. Словники (Dictionaries) як асоціативні масиви. Множини (Sets) в Python та операції над ними. Алгоритми опрацювання структур даних: сортування та пошук даних. Модульне програмування. Створення користувацьких функцій: передача аргументів (*args, **kwargs), локальні та глобальні змінні, області видимості (Scopes). Робота з файлами: читання та запис текстових файлів. Робота з помилками та виключеннями (try, except), види помилок у програмуванні.

Тема 2.3. Основи об'єктно-орієнтованого та візуального програмування. Створення додатків з GUI за допомогою tkinter 

Основи візуального та об’єктно-орієнтованого підходу в програмуванні. Поняття об’єкта, його властивості та методи. Елементи теорії ООП: класи, об'єкти, конструктори. Модуль tkinter як базовий інструмент створення графічного інтерфейсу користувача (GUI). Основні елементи керування: кнопки (Button), текстові поля (Entry), написи (Label), списки, перемикачі, прапорці (Checkbutton). Елемент керування «шкала» (Scale). Розробка подійно-орієнтованих програм. Створення комплексних програм з візуальним інтерфейсом користувача. Методика викладання об'єктно-орієнтованого програмування у шкільному курсі інформатики.

Тема 2.4. Вебпрограмування на Python (Flask) та організація учнівської проєктної діяльності в ООП 

Введення у вебпрограмування з Python. Використання сторонніх модулів та бібліотек. Веб розробка та мікрофреймворк Flask (Python Web Development). Базові принципи побудови вебдодатків: клієнт-серверна архітектура, протокол HTTP, методи запитів (GET, POST), коди відповідей сервера. Поняття шаблону проектування MVC (Model-View-Controller). Метод проєктів в об'єктно-орієнтованому програмуванні. Створення навчальних комплексних проєктів (проєкт «Калькулятор», проєкт «Піцерія»). Використання математичних та користувацьких функцій у проєктах, вкладені алгоритмічні конструкції та складені умови. Організація проєктної та дослідницької діяльності учнів на уроках інформатики та в позаурочний час.

Тема 2.5. Семінар з обміну досвідом: Презентація авторських методичних кейсів та технології ШІ-оцінювання коду 

Завершальна тема курсу орієнтована на активну професійну взаємодію, рефлексію та підбиття підсумків навчання. Вона проводиться у формі відкритого науково-методичного семінару, де кожен слухач презентує свої авторські розробки, створені протягом навчання. Це забезпечує реалізацію принципу педагогічного партнерства та дозволяє сформувати потужне регіональне сховище дидактичних матеріалів для вчителів інформатики Дніпропетровської області. Слухачі колективно обговорюють методичні труднощі, які можуть виникнути при впровадженні тем ООП у різних класах, та спільно шукають шляхи їх подолання.

Особлива увага на семінарі приділяється інноваційним технологіям оцінювання навчальних досягнень учнів в епоху штучного інтелекту. Традиційні методи контролю втрачають ефективність, коли учні мають доступ до генераторів коду, тому вчителі вивчають та тестують системи автоматизованого оцінювання та використання ШІ для швидкого аналізу логіки учнівського коду. Штучний інтелект може миттєво проаналізувати роботу учня, виявити не лише синтаксичні помилки, а й неефективні алгоритми, підказати, які саме концепції ООП дитина зрозуміла неправильно, та сформувати персоналізований звіт з рекомендаціями для подальшого навчання. Слухачі вчаться створювати інтерактивні рубрики оцінювання, де бали виставляються за глибину розуміння коду, здатність захистити свій проєкт та вміння пояснити кожну строчку, написану самостійно або разом із ШІ.

 

Орієнтовний перелік практичних завдань. 

Контрольні заходи в межах зазначеної Програми спрямовані на оцінювання рівня засвоєння теоретичних знань та практичних навичок, необхідних для успішної реалізації Державного стандарту базової середньої освіти на другому циклі. Вони мають на меті визначити готовність педагогів до впровадження нових підходів, методів та інструментів навчання, зокрема компетентнісного підходу. Також ці заходи дозволяють ідентифікувати прогалини у знаннях або навичках учасників, щоб у подальшому скоригувати навчальний процес або надати додаткову підтримку. Успішне проходження контрольних заходів є підтвердженням кваліфікації та права педагога на роботу за оновленою програмою.

Практичні завдання спрямовані на формування й удосконалення професійних умінь і цифрових навичок педагогічних працівників, компетентностей з організації освітнього процесу за дистанційною/змішаною формами навчання, перенесення теоретичних знань у практику професійної педагогічної діяльності.

Результати роботи (посилання на розроблені цифрові продукти) фіксуються у таблиці просування. Практичні завдання слухачі курсу самостійно завантажують в персональну папку на Google Диску. 

Практична робота. Ознайомлення з інтерфейсами середовищ розробки IDLE та Thonny. Налаштування інтерпретатора. Створення перших лінійних програм, використання вбудованих функцій введення-виведення даних.

Практична робота.  Програмування розгалужених та циклічних алгоритмів. Розв'язання завдань на використання конструкцій if-else, циклів for та while, операторів керування break/continue.

Практична робота.  Робота з послідовностями та колекціями. Написання алгоритмів пошуку та сортування у списках, створення словників для збереження структурованих даних.

Практична робота.  Створення користувацьких функцій, робота з локальними та глобальними змінними, реалізація механізмів обробки виключень та роботи з файловою системою.

Практична робота.  Створення простого вебдодатка на базі мікрофреймворку Flask. Налаштування маршрутизації та обробка HTTP-запитів клієнта.

Практична робота.  Інтеграція генеративних ШІ-сервісів для автоматизованої генерації та тестування програмного коду на Python, розробка дидактичних завдань для учнів.

Лабораторна робота. Розробка графічного інтерфейсу користувача за допомогою бібліотеки tkinter. Розміщення віджетів (кнопок, написів, текстових полів), прив'язка подій до функцій-обробників.

Лабораторна робота Реалізація проєкту «Калькулятор» з використанням графічного інтерфейсу та обробки математичних виразів.

Лабораторна робота Реалізація комплексного подійно-орієнтованого проєкту «Піцерія» з використанням прапорців, шкал та вкладених умовних конструкцій.

Перелік тем для самостійної роботи слухачів

Аналіз європейських рамок цифрової компетентності педагогів та самооцінювання інформаційно-цифрової грамотності.

Правові аспекти використання відкритого освітнього контенту, захист авторських прав та дотримання академічної доброчесності під час використання коду та ШІ-генерацій.

Методики візуалізації складних алгоритмічних структур та структур даних за допомогою цифрових сервісів.

Етичні ризики та загрози при використанні генеративного штучного інтелекту в освіті.

Складання маршрутного листа персоналізованого навчання для учня засобами ШІ з диференціацією завдань з програмування за рівнем складності.

Особливості диференційованого підходу до вивчення Python на факультативних заняттях та підготовки учнів до Всеукраїнських олімпіад з інформатики.

 

 

Очікувані результати навчання

Слухачі курсу після успішного завершення навчання повинні продемонструвати такі результати:

Знання і розуміння:

Традиційної та сучасної методології предметної спеціалізації «Інформатика», методів розробки алгоритмів, конструювання програмного забезпечення та структур даних.

Принципів роботи генеративного ШІ та можливостей його застосування в освітньому процесі НУШ для персоналізації навчання.

Правових та етичних норм використання цифрових технологій та сервісів, захисту авторських прав та стандартів академічної доброчесності.

Уміння:

Використовувати сучасну мову програмування Python для розв'язування прикладних задач, створення програм із графічним інтерфейсом користувача (модуль tkinter) та базових вебдодатків (Flask).

Застосовувати інструменти генеративного ШІ для автоматизації підготовки навчальних матеріалів, розроблення планів уроків інформатики та конструювання різнорівневих завдань.

Планувати та організовувати процес навчання учнів інформатики, здійснювати об’єктивну діагностику навчальних досягнень, контроль й оцінювання результатів діяльності учнів.

Диспозиції (цінності, ставлення):

Здатність критично оцінювати достовірність, надійність інформаційних джерел та результатів роботи ШІ.

Відповідальне ставлення до використання інтелектуальних систем, пріоритетність педагогічного досвіду вчителя над автоматизованими рішеннями ШІ.

Критерії оцінювання результатів підвищення кваліфікації

Система оцінювання за Програмою базується на 100-бальній шкалі та включає формувальне та підсумкове оцінювання. Розподіл балів здійснюється таким чином:

Виконання практичних робіт: 4 комплексних завдання по 15 балів (максимум – 60 балів).

Підсумкове тестування: 20 питань (максимум – 40 балів).

Підставою для отримання свідоцтва про підвищення кваліфікації є накопичення слухачем не менше 60 балів (60% від загальної суми), за умови обов’язкового подання всіх практичних завдань та успішного проходження фінального тесту. 

Оцінювання практичних завдань здійснюється за такими критеріями: відповідність змісту темі, технічна грамотність використання обраного цифрового інструменту чи середовища програмування, дотримання принципів академічної доброчесності та можливість практичного застосування у шкільному курсі інформатики.