Проекты

Образовательный чат-бот на языке программирования Python «Тренажёр по решению комбинаторных задач и задач на множества»

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1315
Предметы: Математика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Реализация образовательного тренажёра для решения задач по комбинаторике и на эйлеровы множества актуальна, так как в школьной программе присутствуют эти темы, но на них не отводится большого количества часов. В связи с этим школьникам необходим тренажёр, с помощью которого можно закрепить теорию и проверить умение решать задачи.

Цель

Создать чат-бот, позволяющий пользователю получить теоретическую справку по задачам на множества и комбинаторным задачам. Получить ответ к задаче, введя данные во время прохождения анкетирования для точного определения типа задачи по теме комбинаторики или множеств.

Задачи

  1. Проанализировать альтернативные решения (есть ли чат-боты – тренажёры по математике).
  2. Продумать концепцию взаимодействия с пользователем.
  3. Реализовать функции для решения задач по комбинаторике.
  4. Реализовать функции для решения задач по формуле включения-исключения.
  5. Протестировать чат-бот на нескольких пользователях.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ноутбук с установленным ПО

Описание

В ходе работы было пройдено несколько этапов, сначала проанализированы существующие чат-боты – тренажёры по математике, выбраны темы, вызывающие затруднения у школьников. Было решено использовать библиотеку math для реализации решения задач по комбинаторике. В данном типе задач используется факториал, который с помощью библиотеки реализуется быстрее, чем за секунду.

Был реализован алгоритм решения задач с множествами, была изучена формула включения-исключения. Рассмотрены случаи, когда у нас имеются от 2-х до 4-х множеств. Было выбрано такое количество множеств, так как в школьной программе большее число не встречается, а тренажёр рассчитан на школьную аудиторию.

В качестве вопросов выбраны те, которые помогают максимально быстро и легко определить тип задачи. Была встроена теоретическая справка, проведено тестирование чат-бота с помощью одноклассников и младших классов. Таким образом, все задачи решены, цель достигнута, гипотеза подтверждена.

Результаты работы/выводы

Тренажёр позволяет быстро и в игровой форме освоить материал, запомнить сложные формулы в комбинаторике, получить ответ к задаче на множества, которая решается с помощью формулы включений-исключений.

В настоящий момент бот функционирует только тогда, когда автор работы запускает программный код. В связи с этим, если вы хотите использовать бот, то рекомендуется написать в Telegram автору работы https://t.me/saddfrog.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе развития проекта можно увеличить количество встроенных тем для изучения, например, добавить блок «алгебра логики», так как преобразование логических выражений вызывает трудности как у школьников, так и у студентов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ ВШЭ

Мнение автора

«Работать над проектом было интересно. Участие в открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» дало незабываемый опыт выступления перед аудиторией. Спасибо за полученный опыт, знания и возможности!»