Проекты

Чат-бот для решения квадратных уравнений

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 7–9 классов

Направление работы: Программирование
Авторы работы: ГБОУ Школа на проспекте Вернадского
Предметы: Информатика
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

В 8 классе я впервые познакомился с квадратными уравнениями и способами их решения. Освоение этой темы не было сложным для меня, но уже тогда я отметил, что рассчитать дискриминант бывает достаточно затруднительно, и этот этап решения квадратного уравнения особенно часто вызывает вопросы у моих друзей.

Именно поэтому я решил создать программу, которая сможет не только решать квадратные уравнения, но и подробно, пошагово объяснять алгоритм их решения. Я считаю, что моя программа будет полезна ученикам 8–9 классов и поможет им усовершенствовать свои навыки в решении квадратных уравнений. Развитие этих навыков необходимо каждому ученику для итоговой аттестации за курс основной и старшей школы. Умение решать квадратные уравнения является одним из базовых навыков для приобретения новых знаний.

Цель

Разработать обучающую программу для решения квадратных уравнений и разложения на множители квадратных трёхчленов, а также создать чат-бот для социальной сети ВКонтакте для повышения доступности и удобства использования программы.

Задачи

  1. Изучить язык программирования Python.
  2. Написать базовый алгоритм программы на языке Python, позволяющий вычислять дискриминант, находить корни квадратного уравнения и раскладывать квадратный трёхчлен на множители.
  3. Изучить принципы работы VK_API с целью создания чат-бота.
  4. Создать чат-бот на основе ранее созданной программы (см. п.2).
  5. Провести бета-тест чат-бота на уроке информатики в классе, получить обратную связь посредством сервиса, интегрированного в чат-бот.
  6. Разработать сайт с информацией о проекте.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ноутбук с возможностью доступа в сеть Интернет
  • Обучающий курс «Погружение в Python» на образовательной платформе Cousera
  • Дополнительная информация по теме проекта

Описание

После прохождения курса «Погружение в Python» на образовательной платформе Coursera.org, изучения дополнительной информации по теме проекта и практической работы по закреплению полученных знаний о Python с использованием сайта pythontutor.ru автором была написана первая версия программы. Эта программа стала базой для создания чат-бота. В ней был реализован основной функционал: возможность решения квадратных уравнений через дискриминант, теорему Виета, разложение квадратного трёхчлена на множители, чтение отзывов и возможность оставить обратную связь.

Первая версия программы имела некоторые недостатки. Во-первых, она могла быть запущена только на компьютерах, где был установлен интерпретатор Python. Во-вторых, программа не всегда давала корректный результат вычислений, что было исправлено уже в финальной версии скрипта для бота. Интерфейс бота был взят из первой версии программы. Алгоритмы были полностью переработаны автором.

Далее, используя сайт ВКонтакте для разработчиков (https://vk.com/dev/), автор изучил механизм работы с vk_api и создал группу ВКонтакте (https://vk.com/lut_equations), после чего был написан и подключён к группе скрипт чат-бота.

На заключительном этапе работы автором был написал скрипт, который исполнялся ботом. В этом ему очень помог код первой программы. Но стоит отметить, что почти вся внутренняя составляющая была переработана. Интерфейс программы не изменился, но в связи с исправлением алгоритма удалось добиться стабильно корректного решения уравнений.

Результаты работы/выводы

В результате проделанной работы был создан стабильно функционирующий чат-бот, не только позволяющий оперативно получить решение квадратного уравнения или результат разложения квадратного трёхчлена на множители, но и подробно объясняющий все этапы решения, что несёт в себе значительную обучающую составляющую.

В процессе работы над проектом автором был получен и усовершенствован навык программирования, написаны две программы, две библиотеки, более 600 строк кода, сделан сайт и подключён почтовый сервис для размещения отзывов о работе программы.

Перспективы использования результатов работы

Чат-бот может быть использован как при самостоятельном освоении материала, контроле при закреплении навыков решения квадратных уравнений и разложении квадратных трёхчленов на множители, так и для оперативного решения квадратных уравнений при решении математических и физических задач.

Мнение автора

«Конференция «Инженеры будущего» в процессе реализации своей цели, предполагающей предоставление учащимся предпрофессиональных умений в области разработки прикладных практико-ориентированных проектов и прикладных исследований в области современной инженерии, помогает учащимся освоить навык самостоятельного поиска, анализа и систематизации информации, трансформации полученной информации в проект, имеющий конкретное практическое применение, что существенно развивает навыки самостоятельной работы и подготавливает к дальнейшей успешной учебе в высшем учебном заведении»