Holdet S2023 Pro/j - Undervisningsbeskrivelse
menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25 - 2025/26
Institution NEXT
Fag og niveau Programmering B
Lærer(e)
Hold S2023 Pro/j (S2p Pro, S3j Pro)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Fundamentale koncepter
Titel 2 Først større projekt
Titel 3 SRC
Titel 4 OOP
Titel 5 Software Engineering
Titel 6 Funktionel Programmering
Titel 7 Eksamensprojekt

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Fundamentale koncepter

Til introduktion til program er det valgt at lære dem at programmere i javascript med anvendelse af biblioteket P5.

Forløbet har haft følgende fokus områder.
1) Anvendelse af function setup() og function draw() samt funktioner som line(), circle(), rect(), background(), fill() samt begrebet RGB.
2) Oprettelse af variabler anvendelse af ’let’ og ’const’ (const i mindre grad anvendt af didaktiske årsager) samt forståelse for forskellige datatyper som numbers, floats, bools ,strings. Anvendelse af mouseX og mouseY som inputsvariabler.
3) Anvendelse af konsol til simpel fejl-finding.
4) Betingede udførsler ’if’, ’if-else’ og ’if-else-if’, samt anvendelse de mest gængse logiske operatorer
5) Kontrol strukturer som switch-case og løkker, herunder for- og while-løkker samt nestede løkker og deres anvendelser.
6) Enkelt samt multidimensionelle arrays. Array metoder som pop(), push(), shift(), unshift(), slice().
7) Funktioner, argumenter, parametre samt return værdier. Gængse biblioteks funktion keyPressed(), keyReleased() samt keyCodes. Opstilling udvikling af egne funktioner.
8) GUI elementer som knapper og tekst-inputfelter, samt anvendelse af callback functioner i forbindelse disse.

Igennem det meste af forløbet anvendte vi Visual Studio Code som IDE.
I denne IDE blev eleverne bedt om at installere følgende extensions.
• p5.vscode
• p5js Snippets
• Live Server

Under vejs arbejde vi på en masse små mindre programmeringsopgave for at træne programmeringsfærdighederne i de ovennævnte begreber.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Øvelser kapitel 3 08-09-2024
Øvelser kapitel 3 08-09-2024
Øvelser kapitel 3 08-09-2024
Øvelser kapitel 4 06-10-2024
Øvelser kapitel 4 06-10-2024
Øvelser kapitel 4 06-10-2024
Øvelser kapitel 5 27-10-2024
Øvelser kapitel 5 27-10-2024
Øvelser kapitel 5 27-10-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 24 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Først større projekt

I dette forløb arbejdede eleverne primært med deres projekt. Eleverne fik til opgave at en app eller et spil med udgangspunkt i P5 biblioteket i javascript. Projektet blev afslutningsvis mundtligt præsenteret for læreren.

For at understøtte eleverne i deres første større udvikling projekt af et program. Blev følgende gængse problemstilling undervejs gennemgået for eleverne i form af klasseundervisning.
- Computational Thinking & Hierarchy chart; som værktøjer til at bryder problemer ned. Dette blev sammenkoblet med anvendelsen af funktioner.
- File organisering; her blev gennemgået fordele og ulemper ved forskellige måde man kunne strukturere ens fil, specielt med fokus på samarbejde i en kontekst af gruppe. Kobling mellem en og flere javascript-file, og hvordan man kan skifte imellem forskellige html-sider.
- Data storage; her blev der set nærmere på hvordan man kan læse og gemme data. Læsning af data gemt i txt- og JSON-filer, samt lagering af data via. cookies, session storage og local storage.
- Object Notation (JSON), elever blev introduceret til konceptet af objekter (uden at omkomme ind på klasse og OOP), og hvordan disse kan anvendes som en slags template til at lave mange lignende objekter.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Projektbeskrivelse 10-11-2024
Projektbeskrivelse 10-11-2024
Projektbeskrivelse 10-11-2024
Projekt 12-01-2025
Projekt 12-01-2025
Projekt 12-01-2025
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 26 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 SRC

Studieretningscase (SRC). Dette var et tværfagligt af SO-forløb med matematik. Som introduktion til forløbet så vi videoen The Beauty of Bézier Curves: https://www.youtube.com/watch?v=aVwxzDHniEw
Eleverne fik følgende eksempler på cases som de kunne lave til et program.
• En racerbane i en racerspil
• En Bézier funktion i et tegneprogram
• En rutsjebane generator i et ala Theme Park spil
• En håndskrift efterligner givet en almindelig tekst strenge som input
• Etc. I er selv velkommen til at finde på andre så længe de bliver godkendt og indeholder Bézier kurver
Elever blev i programmering introduceret til linear interpolation i form at lerp() funktionen, for at de kunne lave deres program.
Mens elever i matematik havde fokus på det teoretisk bag Bézier kurver, var den reelle hensigt med forløbet, at de skulle lære at dokumentere deres software og udviklingen af denne. Dette skete i form af følgende to del-forløb
1) Dokumentation af den udviklingen af softwaren:
Her blev eleverne introduceret til Git og GitHub.  Dels for at give eleverne et værktøj, med hvilken de kunne dokumentere udvikling af deres software, i form af jeres commit-history. Men dels også for senere at give eleverne et værktøj, som de kan bruge til at samarbejde omkring deres kode i senere projekter. Som undervisningsmateriale fik eleverne følgende slides:
- Git – del 1 - GitHub
- Git – del 2 – Setup, Commit, Checkout
- Git – del 3 – Branches og Merge
Hvis der ønskes dybere indsigt, blev disse slides skabt med udgangspunkt i følgende kilder:
- https://emu.dk/sites/default/files/2023-07/gym_programmering_Versionsstyring%20i%20progammeringsundervisning.pdf
- https://jonascj.dk/git/
- https://git-scm.com/docs/gitglossary
- https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Branching-Basic-Branching-and-Merging

2) Dokumentation af selve programmet:
I denne del af forløbet blev eleverne introduceret til softwaredokumentationsmetoderne:
Flowchart, pseudokode, indlejrede kodekommenterer, samt kodeblokke med tilhørende forklaring og uddybelse.
Eleverne blev også introduceret til konceptet af refaktorisering. Refaktoriseret kode skaber bedre software dokumentation, da denne er mere velstruktureret og derfor ofte vil være nemmere at dokumentere.
Her blev følgende anvendt som undervisningsmateriale:
- Kapitel 12 - "Dokumentation og kravspecifikation" – P5-bogen af Henrik Sterner  
- Slides: Struktured Programming & Flowchart
- Slides: Procedural Programmering & Refactoring
Som det fremgår blev flowcharts og refaktorisering hhv. koblet sammen med programmerings paradigmerne Structured og Procedural Programming. Det blev gjort for at skabe en rødtråd til det næste forløb som handlede om programmeringsparadigmet OOP.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
SRC - ekstra aflevering 23-02-2025
SRC - ekstra aflevering 23-02-2025
SRC - ekstra aflevering 23-02-2025
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 20 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 OOP

I dette forløbet blev eleverne introduceret til programmerings paradigmet Objekt-Orienteret Programmering. Forløbet er baseret på EMU materialet ”flokadfærd” udviklet af Henrik Sterner: https://emu.dk/htx/programmering/avancerede-konstruktioner/algoritmer-i-naturen-emergerende-flokadfaerd-og
Hvor eleverne lærer om de 4 søjler for OOP:
1) Indkapsling
2) Abstraktion
3) Nedarv
4) Polymorfi
Elever udarbejder her først eget vektor-bibliotek (søjle 1 og 2), samt derefter et akvarium med forskellige fisk (søjle 3 og 4). Hertil blev tilføjet Reynolds algoritme for flokadfærd.
Eleverne blev undervist ud fra slidene:
- OOP – Projekt
- OOP – Teori -del 1 (Indkapsling og Abstraktion)
- OOP – Øvelser - del 1 (Indkapsling og Abstraktion)
- OOP – Teori -del 2 (Relation og Polymorfi)
- OOP – Øvelser - del 2 (Relation og Polymorfi)
- OOP – Teori -del 3 (Reynolds algoritme)
- OOP – Øvelser - del 3 (Reynolds algoritme)
Som det fremgår af slidene blev søjle 3, nedarv, udvidet til at omfatte relatationerne.
- Association
- Dependency
- Aggregation
- Composition
- Inheritance (nedarv)
De blev i denne forbindelse også introduceret til UML klasse diagrammer.
Forløbet blev afsluttet med en årsprøve om OOP samt en præsentation af deres udviklede program med flokadfærd.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
GIF-Bezier 02-05-2025
GIF-Bezier 02-05-2025
GIF-Bezier 02-05-2025
Årsprøve præsentation 18-05-2025
Årsprøve præsentation 20-05-2025
Årsprøve præsentation 25-05-2025
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Software Engineering

Applikations forløb:
Dette er et større forløb som kommer til at køre de næste ca. 2,5 måned. I forløbet vil I undervejs blive introduceret til følgende (ikke nødvendigvis i denne rækkefølge):

TKinter som GUI
MVC, 3-lags- og client-server-arkitektur
Use Case Diagram  
API
Hvad formålet med jeres applikationen er, er helt op til jer. Der vil igennem undervisningen blive taget udgangspunkt i en vejr-applikation, som I gerne må bruge og udvide.  

Kravspecifikationer for applikationen:
Applikation bør følger en 3-lags arkitektur (præsentations-, logik- og datalag).  
I præsentations- og logik-laget skal der være implementeret et MVC pattern (Model View Controller) med View og Controller i præsentationslaget og Model i logik-laget.
View og Controller skal implementeres ved brug af TKinter modulet i Python.
Datalaget kan enten gør brug af en API og Database for at tilgå det nødvendige data fra data-laget.
Hvis de enkelte dele kan sammenstykkes til en stor og velfungerende applikation, er dette naturligvis optimalt, men dette er ikke et krav. Det er okay, hvis det afleverede, består af flere separate enkeltstående dele, der fungerer hver for sig.  

Dokumentationskrav:
Jeres dokumentation skal indeholde følgende:

Use Case diagram der beskriver brugerens interaktion med præsentationslaget.
Et klasse-diagram med korrekt afbildninger af relationerne imellem klasserne.
Et eller flere flowcharts over relevant selv udvalgt kode.  
Mindst en selv-designet abstrakt illustration, der hjælper en med at forstå en del af koden.
Som gruppe på 2-3: 5-8 normalside
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 70 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Funktionel Programmering

Funktionel Programmering: Forløbs-oversigt

1) Udvidelse af værktøjskassen:

Afsnittet: ”Side effects”
https://python-course.eu/python-tutorial/passing-arguments.php

Afsnittet: ”Global Variables in Nested Functions”
https://python-course.eu/python-tutorial/global-local-variables-namespaces.php

Ned til og med afsnittet ”Set”
https://python-course.eu/python-tutorial/sets-and-frozen-sets.php

OOP Purely Functional
https://python-course.eu/oop/oop-purely-functional.php

Magic Methods (Ikke krav, men hvis man er nysgerrig)
https://python-course.eu/oop/magic-methods.php


2) Intro til Funktionel Programmering i Python

Decorators and Decoration
https://python-course.eu/advanced-python/decorators-decoration.php

Function Composition In Python
https://python-course.eu/advanced-python/function-composition-in-python.php

Currying in Python
https://python-course.eu/advanced-python/currying-in-python.php


3) Lambda functions, map(), filter() & Zip

Lambda Operator, filter, reduce and map
https://python-course.eu/advanced-python/lambda-filter-reduce-map.php

Zip introduction and examples
https://python-course.eu/advanced-python/zip-tutorial.php


4) Intro til Funktionel Programmering i Python

Iterators and Iterables
https://python-course.eu/advanced-python/iterable-iterator.php

Generators and Iterators
https://python-course.eu/advanced-python/generators-and-iterators.php

List Comprehension
https://python-course.eu/advanced-python/list-comprehension.php

5) Recursion

Recursive Functions
(alle afsnit op til ”Generalized Fibonacci Sequence”)
https://python-course.eu/advanced-python/recursive-functions.php

Memoization and Decorators
https://python-course.eu/advanced-python/memoization-decorators.php

Functional Programming OOP
https://python-course.eu/advanced-python/functional-programming-oop.php


6) Algoritmer
What is Algorithm? - Nutshell Explanation
Sorting Algorithm
Divide and Conquer Strategy for Problem Solving (Skip afsnittet Efficiency Analysis of Divide and Conquer Approach)


7) Analyse af Algoritmer
Efficiency Analysis Framework of Algorithm
Asymptotic Notations - Big Oh, Omega, and Theta (Skim – dybdeforståelse forventes ikke)
Analyzing Control Structures in Algorithm

8) Tower of Hanoi

https://python-course.eu/applications-python/towers-of-hanoi.php
Tower of Hanoi - Algorithm and Recurrence Equation


Ekstra relateret info:
https://codecrucks.com/what-is-algorithm-nutshell-explanation/
Intro:
What is Algorithm? - Nutshell Explanation
How a Smart Algorithm Can beat a Great Hardware?  
Correctness of Algorithm - Concept and Proof  
(Efficient Algorithm Writing - Tricks and Examples) – fin men ikke essentiel

SOP metode-relevant  
(Proof Techniques for Algorithms)
Efficiency Analysis
(Approaches for Efficiency Analysis of Algorithm) – fin men ikke essentiel
Efficiency Analysis Framework of Algorithm
Asymptotic Notations - Big Oh, Omega, and Theta (Skim – dybdeforståelse forventes ikke)
Analyzing Control Structures in Algorithm
Tower of Hanoi - Algorithm and Recurrence Equation

Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 16 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer