Методическая разработка для открытого занятия по программированию на тему: «Создание чат-бота на Python»

Ленкова Оксана Юрьевна

Многопрофильный технологический колледж

ФГБОУ ВО «ДонГТУ», г. Алчевск, ЛНР

Преподаватель компьютерных дисциплин

Методическая разработка

открытого занятия

по дисциплине

ОП.04 Основы алгоритмизации и программирования

Тема: «Создание чат-бота на Python»

Программы без ошибок можно писать двумя способами,

но работает только третий.

(«Не ошибается лишь тот,

кто ничего не делает»)

Тип занятия: практическое занятие.

Дидактическая цель: систематизация и обобщение знаний и умений по составлению программ с использованием модулей на языке Python

Задачи:

• закрепление терминологии языка программирования Python;

• усвоить на уровне осмысленного воспроизведения применения функций и модулей в Python;

• уметь самостоятельно составлять алгоритм и программу по заданной постановке задачи;

• закрепить создание приложений по заданию, отлаживать и тестировать проект.

Развивающая цель: способствовать развитию логического и аналитического мышления, развитию творческих способностей.

Задачи:

• развитие умения применять знания на практике;

• формирование умения планировать свою деятельность;

• развитие умения контролировать и анализировать результат своей работы;

• формирование умений творчески подходить к решению поставленных задач;

Воспитательная цель: создание условия, обеспечивающие воспитание интереса к изучаемой дисциплине, к будущей профессии;

Задачи:

• создание на занятии условий, обеспечивающих воспитание аккуратности и внимательности при выполнении работ с применением информационных технологий;

• повысить добросовестное отношение к выполняемому заданию;

• закрепление умения применять правила общения, правила поведения на занятии и правила работы в паре.

Форма организации обучения: занятие-игра.

Форма обучения: групповая.

Методы обучения: игра, проектный, исследовательский, решение профессиональных задач.

Формы и методы контроля: устный, практическая работа.

Ожидаемые результаты:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности, применительно к различным контекстам.

ОК 02. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности.

ОК 04. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами.

ОК 05. Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке с учетом особенностей социального и культурного контекста.

ОК 09. Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 10. Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках.

ПК 1.1. Формировать алгоритмы разработки программных модулей в соответствии с техническим заданием.

ПК 1.2. Разрабатывать программные модули в соответствии с техническим заданием.

ПК 1.4. Выполнять тестирование программных модулей.

ПК 1.5. Осуществлять рефакторинг и оптимизацию программного кода.

Оснащение средствами обучения: наглядные (мультимедиа презентации с демонстрацией наглядного материала и заданий для рефлексии; проекты, составленные на языке программирования Python; онлайн-викторина;API; библиотеки Python), технические (компьютеры с установленным программным обеспечением: редактор кода, интерпретатор Python, браузер, телевизор или проектор, доступ к сети интернет), печатно-словесные (карточки с заданиями, дидактические материалы).

Продолжительность: 1 час 20 мин.

План мероприятия:

• Организационный момент.

• Постановка темы и цели урока.

• Вступительная часть.

• Викторина – техническое собеседование

• Практическая часть 1. Практика – техническое собеседование

• Практическая часть 2. Создание проектов – чат-ботов.

• Практическая часть 3. Обучение пользователей созданному чат-боту.

• Рефлексия.

• Итоги занятия.

Ход занятия

Мероприятие сопровождается интерактивной презентацией, на которой содержатся вопросы и задания конкурсов.

Вступительная часть. Добрый день. Ребята, сегодня мы собрались здесь, чтобы показать свои знания в области программирования на языке Python.

Python отпраздновал своё 33-летие в 2024 году. Вопрос к студентам, какой год считается годом создания языка программированиеPython? За это время он успел вырасти из небольшого проекта в один из самых популярных языков программирования в мире.

Главный создатель этого языка голландский программист Гвидо ван Россум. В декабре 1989 года Гвидо начал создавать язык, который сочетал бы в себе простоту и широкие возможности. Так появился Python.

Над названием для языка команда думала долго и хотела подчеркнуть его главную особенность — простоту изучения. Первой версией было название АВС, что означало, что программирование похоже на азбуку: сначала учишь «А», затем «В», «С» и так далее.

Однако Гвидо, не хотел тратить много времени на название и посвятил его своему любимому британскому комедийному шоу – Летающий цирк Монти Пайтона (Monty Python’s Flying Circus)

Пользователи в сети, начали публиковать статьи и книги о Python. На обложках всё чаще стали появляться змеи, питоны, и команда задумалась о разработке логотипа! Гвидо не стал искать сложного решения, он просто поигрался с шрифтами и написал слово "python". Так и было до 2006 года, пока брат Гвидо, дизайнер и программист, не предложил известный нам сейчас логотип.

Это небольшое вступление поясняет всем присутствующим здесь, что на занятиях основ программирования студенты специальности Информационные системы и программирование изучают популярный в данное время язык Python.

Ребята, перед нами сегодня стоит задача показать, чему мы научились на занятиях с начала учебного года, и закрепить свои знания. Итак, мы начинаем!

Сначала проведем небольшой разогрев в виде вопроса-ответа. Предлагается задать такие вопросы:

1. Как работает алгоритм?

2. Что такое программирование?

3. Назовите преимущества языка программированияPython?

4. Какие недостатки языка программированияPython?

5. Как работает программный код на Python-e?

6. Что такое отладка?

7. Назовите типы ошибок, которые могут возникнуть в программе

8. Расскажите о синтаксических ошибках

9. Расскажите об исключениях

10. Расскажите о логических ошибках

Основная часть.

Сегодня смоделируем такую ситуацию. Каждый из вас начинающий программист, который желает получить свою первую работу. Из ваших портфолио, в основном, поступали такие сведения о вас:

Программист на Python

Знаю:Python 3.0

Знаком: с библиотекой Telebot

Желаемая ЗП: 20 тыс.

Опыта работы: нет

Викторина «Техническое собеседование»

Чтобы подтвердить свои знания, заявленные в резюме, работодатель предложит вам пройти техническое собеседование. Он понимает, как переживают джуниоры перед таким собеседованием, и предлагает вам пройти его в современной форме онлайн-викторины, которую он составил для вас, и в привычной для вас обстановке один-на-один с компьютером.

Вам необходимо зайти по ссылке quizizz.com ввести код, который будет отображен на экране. Гости, присутствующие у нас на занятии, могут также пройти викторину со своих смартфонов по QR-коду, представленному на экране, и, возможно, попадут в команду разработчиков и получат свою первую должность «программиста».

После перехода по ссылке вам предлагается ввести имя. В это поле вводим имя и фамилию. После этого начнется прохождение викторины в форме соревнования. Лучшие из вас пройдут техническое собеседование с работодателем и будут иметь возможность претендовать на получение работы.

В особенностях викторины есть вопросы на выбор ответа и есть те, где нужно ввести ответ в поле. Если ответ верный, то об этом сообщает программа. Если были даны несколько неверных ответов, то программа предложит еще раз ответить на один из них. За правильные и быстрые ответы начисляются бонусы. В конце прохождения викторины будет выстроена рейтинговая таблица.

Идет викторина.

Подводятся ее итоги.

Практика – техническое собеседование

В ходе технического задания вы показали неплохие теоретические знания в языке программирования Python.

Но нужно проверить ваши практические навыки. Работодатель придумал вам задачки и предлагает решить их за необходимое время. Задания для практической части взяты с таких порталов, как GeeksforGeeks и LeetCode. Это отличные платформы для решения задач по программированию, которые обычно задают на собеседованиях. На них предлагается широкий спектр заданий разных уровней сложности, которые используются на собеседованиях в таких крупных компаниях, как Google, Facebook и Amazon.

Задачи для практической части технического задания приведены ниже.

Замечания к задачам: Все действия выполняем с помощью функций. Выводим промежуточные результаты с поясняющим текстом, выполняем проверку входных данных и промежуточных результатов с помощью исключений. Программу делим на два модуля – модуль с функциями и модуль с главной программой.

После окончания времени для написания программ необходимо поработать в парах проверку результатов выполнения программ, т.е. обучающиеся сидящие за соседними компьютерами выполнят проверку задач друг у друга.

Задача 1. Исключительно странный

Дан массив из N положительных целых чисел, в котором все числа встречаются чётное количество раз, кроме одного числа, которое встречается нечётное количество раз. Найдите это исключительное число.

Задача 2. Элементы в ассортименте

Дан массив arr, содержащий положительные элементы. A и B — два числа, определяющие диапазон. Задача состоит в том, чтобы проверить, содержит ли массив все элементы в заданном диапазоне (включительно).

Примеры:

Ввод: n = 7, A = 2, B = 5, arr = [1, 4, 5, 2, 7, 8, 3]

Вывод: True

Пояснение: В нем есть все элементы в диапазоне 2-5, т.e 2,3,4,5.

Ввод:n = 7, A = 2, B = 6, arr = [1, 4, 5, 2, 7, 8, 3]

Вывод: False

Пояснение: Массив не содержит 6, следовательно, он не содержит всех элементов в диапазоне 2-6, на выходе получается No.

Задача 3. Разделите четные и нечетные числа

Дан массив arr. Напишите программу, которая разделит чётные и нечётные числа. Программа должна сначала отсортировать чётные числа, а затем нечётные.

Примеры:

Ввод: arr = [12, 34, 45, 9, 8, 90, 3]

Вывод: [8, 12, 34, 90, 3, 9, 45]

Пояснение: Четные числа 12, 34, 8, 90. Остальные числа - нечетные.

Ввод:arr = [0, 1, 2, 3, 4]

Вывод: [0, 2, 4, 1, 3]

Пояснение: 0, 2, 4 – четные и 1, 3 Нечетные числа.

Ввод:arr = [10, 22, 4, 6]

Вывод: [4, 6, 10, 22,]

Пояснение: Здесь все элементы четные, поэтому нет необходимости в разделении. Только сортировка.

Задача 4. Различные цифры

Дан массив nums из положительных целых чисел размером N. Найдите все различные цифры, присутствующие в nums.

Примеры:

Ввод: nums = [131, 11, 48]

Вывод: 1 3 4 8

Пояснение: 1, 3, 4, 8 – это отдельные цифры, которые могут быть извлечены из чисел массива.

Ввод:nums = [111, 222, 333, 4444, 666]

Вывод: 1 2 3 4 6

Пояснение: 1, 2, 3, 4, 6 – это отдельные цифры, которые могут быть извлечены из чисел массива.

Задача 5. Удалите дубликаты

Дан целочисленный массив nums, отсортированный в порядке неубывания. Удалите дубликаты на месте, чтобы каждый уникальный элемент встречался только один раз. Относительный порядок элементов должен остаться прежним. Затем верните количество k уникальных элементов в nums.

Задача 6. Общие цифры

На вход программе подается натуральное число n, а затем n различных целых чисел, каждое на отдельной строке. Напишите программу, которая выводит все общие цифры в порядке возрастания у всех введенных чисел. Посчитайте, сколько раз повторяется каждая такая цифра в этих числах.

Создание проекта – чат-бота

Ребята, вы показали хорошие результаты в написании программ, которые вам были предоставлены от работодателя, и каждый из вас достоин занять место программиста в некоторой компании.

Как программисту вам поступает первый заказ на проект: создать программу-бот для мессенджера Телеграмм.

Ваш бот должен выполнять такие действия:

1. При старте бота нужно выдать приветствие и перечень команд, которые бот умеет делать.

2. Команда /reg – регистрация пользователя. Бот задает вопросы об имени, фамилии и возрасте. Пользователь последовательно задает эти вопросы, а пользователь обязан на них ответить. Как только пользователь пройдет регистрацию, бот выведен сообщение «Вас зовут «Имя Фамилия, вамNkлет»».

3. Команда /pog – информация о погоде. Бот задает вопрос, чтобы пользователь ввел название города, а возвращает ответ в виде читабельного текста с информацией о погоде. Для черпания информации о погоде используйте API – сторонний сервис, который вам может предоставить эту информацию по введенному городу.

4. К данному боту нужно подключить модуль с функцией, которая правильно подбирает окончания к фразам вида:

«Вам 45 лет», или «вам 23 года», или «вам 21 год»

Эти фразы нужно будет использовать после регистрации при выводе сообщения.

1. После написанию бота и после того, как вы его сами протестировали, вам необходимо будет обучить пользованию вашим ботом наших гостей.

Так как вы начинающий программист, вас сначала обучат и дадут пояснения по вашему проекту. При выполнении задания можно задавать вопросы, но на работе всегда ценится ваша способность к самостоятельным действиям и самообразованию.

Ход выполнения проекта описан на локальном сайте server/python/

Шаг 1. Получения ключа API

1. Выполните регистрацию на сайте

https://home.openweathermap.org/api_keys

1. Зайдите в меню вашего профиля и выберите пункт «Мои ключи API»

1. Нажмите кнопку

для генерирования имени ключа API, под которым будут отправляться на сервис запросы о погоде

Шаг 2. Установка библиотеки Telebot для создания бота в Телеграмм

Telebot – официальная библиотека от Telegram для разработки ботов на Python.

Она предоставляет простой и удобный интерфейс для работы с Telegram API.

Поддерживает обработку команд, обновлений, отправку сообщений и многое другое.

Выполняется установка выполнением команды в терминале:

pip install pyTelegramBotAPI

Убедитесь, что библиотека установлена.

Шаг 3. Получение токена в отце всех ботовBotFather

Откройте приложение Telegram и найдите @BotFather - официального бота для создания новых ботов.

Нажмите на команду /newbot, так вы создадите новый бот. Далее следуйте инструкциям BotFather, введите название бота, получите ссылку на него и самое важное - получите токен доступа для вашего бота:

Вам нужна эта строка из цифр и букв, это и есть токен

Шаг 4. Начало написания бота. Создание команды/start

Вместо троеточия вставляйте нужные команды.

1. Подключите библиотеки для создания ботов, математические функции, работа с датой, для выполнения запросов к API openweathermap – telebot, math, datetime, requests

Подключите функцию okonchanie из модуля mylib.

1. Создайтеэкземплярбота

bot = telebot.TeleBot('здесь должен быть токен из BotFather')

1. Выполните инициализацию глобальных переменных имени, фамилии и возраста пользователя (вместо троеточия вставьте нужное)

name = …

surname = …

age = …

1. Задайте перечень команд, которые будет выполнять бот:

@bot.message_handler(commands=["start","reg","pog"])

1. Напишите функцию для обработки команд:

def start(message, res=False):
# если команда "/start"
if message.text=="/start":
# очищаем значения переменных имени, фамилии и возраста для последующих запросов
global name
name = ''
global surname
surname = ''
global age
age = 0
# формируем текст сообщения
mes = f"""Привет, я - бот! Могу выполнять такие команды:\n
/reg - знакомство с пользователем\n
/pog - погода в любом городе мира\n"""
# отправляем в чат сообщение
bot.send_message(message.from_user.id, mes)
# если команда "/reg"
elif message.text=="/reg":
# бот отправляем сообщение с вопросом пользователю
bot.send_message(message.from_user.id, "Привет.Кактебязовут?")
bot.register_next_step_handler(message, get_name) #следующийшаг – функция get_name
# есликоманда "/reg"
elif message.text=="/pog":
# отправляемсообщениепользователю
...

... # следующий шаг – функция get_weather

1. Запустите бота командой

bot.polling(none_stop=True, interval=0)

1. Далее выполните сохранение бота. Пропишите в терминале путь к вашей программе-боту и запустите ее командой:

Pythonbot.py

bot.py – имя вашей программы-бота

Шаг 5. Написание бота. Создание команды /reg

1. Напишите функции получения имени, фамилии и возраста пользователя.

# функция получения имени пользователя
defget_name(message): # получаем имя
globalname
# все буквы введенного имени делаем строчными, а первую букву большой
name = message.text...
# бот отправляет следующий вопрос 'Какая у тебя фамилия?'
...

# следующий шаг – функция get_surname

...

# функция получения фамилии пользователя
defget_surname(message):

# аналогично функции получения имени пользователя
...

# функция получения возраста пользователя
defget_age(message):
globalage
try:
# вводит пользователь возраст
age = int(...) #проверяем, что возраст введен корректно
except:
# если возраст - не целое число
bot.send_message(message.from_user.id, 'Цифрами, пожалуйста. Сколько тебе лет?')
# бот отправляет повторно вопрос о возрасте
...

else:
# если возраст - целое число
# бот выводит сообщение с информацией о пользователе
bot.send_message(message.from_user.id, 'Тебе '+...(age)+' '+okonchanie(...)+', тебя зовут '+...+' '+...)

1. Далее выполните сохранение бота. Пропишите в терминале путь к вашей программе-боту и запустите ее командой:

Pythonbot.py

1. Проверьте, что работает команда регистрации и верно записываются окончания во фразах «Вам 45 лет», «вам 23 года», «вам 21 год».

Шаг 6. Написание бота. Создание команды /pog

1. Напишите функцию получения сообщения с данными о погоде (температуре, влажности, скорости ветра, давлении, времени восхода, времени захода солнца, продолжительности светового дня) в некотором городе.

defget_weather(message):
try:
# считываем название города
town = message.text
# бот отправляет запрос на погоду в городе
# в запросе нижеappid=685327e6e461b776f10f99247f68ac33 - это токен с APIapi.openweathermap.org
response = requests.get(f"http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q={town}&lang=ru&units=metric&appid=685327e6e461b776f10f99247f68ac33")
# получение данных о погоде в форматеjson - в виде словаря
data = response.json()
# вывод словаря с погодой в консоль – для проверки
print(data)
# в переменные записываем нужные данные о погоде
city = data["name"]
cur_temp = data["main"]["temp"]
humidity = data["main"]["humidity"]
pressure = data["main"]["pressure"]
wind = data["wind"]["speed"]
# время рассвета, преобразуем понятный формат
sunrise_timestamp = datetime.datetime.fromtimestamp(data["sys"]["sunrise"])
# время заката, преобразуем понятный формат
sunset_timestamp = datetime.datetime.fromtimestamp(data["sys"]["sunset"])

# продолжительность дня
length_of_the_day = datetime.datetime.fromtimestamp(data["sys"]["sunset"]) - datetime.datetime.fromtimestamp(data["sys"]["sunrise"])
# проверяем код ошибки - если пришел ответ с погодой без ошибки
ifdata['cod']==200:
# формируем сообщение пользователю с погодой
mes=f"""{datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M')}\n
Погода в городе: {city}\nТемпература: {cur_temp}°C {wind}\n
Влажность: {humidity}%\nДавление: {math.ceil(pressure / 1.333)} мм.рт.ст\nВетер: {wind} м/с \n
Восход солнца: {sunrise_timestamp}\nЗакат солнца: {sunset_timestamp}\nПродолжительность дня: {length_of_the_day}\n
Хорошего тебя дня!"""
# отправляем сообщение пользователю с погодой (переменной mes)
...
else:
# отправляем сообщение пользователю, что введено некорректное название города в виде сообщения "Город не найден"
...
except:
# отправляем сообщение пользователю, если город не найден
...

1. Далее выполните сохранение бота. Пропишите в терминале путь к вашей программе-боту и запустите ее командой:

Pythonbot.py

1. Проверьте, что работает команда погоды. Проверьте варианты – введено несуществующее название города, введено существующее название города.

Обучение пользователей созданному чат-боту.

На нашем занятии присутствуют активные пользователи мессенджера Телеграмм из гостей. Поэтому тем ребятам, кто уже справился с задачей и написал чат-бот, удовлетворяющий постановке задачи, предлагаю обучить гостей использовать свой чат-бот, а также протестировать на работоспособность.

Подведение итогов. Выставление оценок.

Домашнее задание

Вашим домашним заданием является: показать чат-бот родителям и вместе с ними протестировать его работоспособность и доработать в случае возникновения в этом необходимости.

Рефлексия. Мы проводим данный опрос в конце занятия, чтобы узнать ваши эмоции и впечатления после занятия, от приобретенных и систематизированных знаний и навыков, с учетом полученных оценок. 

Демонстрируется презентация «Шесть волшебных шляп. Метод анализа инновационных предложений и необычных ситуаций изобретенный Эдвардом Де Боно». Каждый студент отвечает на предложенные вопросы.

Шесть волшебных шляп

1 Белая шляпа – шляпа информации. Итак, на тебе белая шляпа, теперь тебя интересуют ТОЛЬКО ФАКТЫ! Что ты уже знаешь? Какая информация тебе еще необходима? Как можно получить недостающую информацию?

2 Черная шляпа – шляпа осторожности. На тебе черная шляпа, теперь ты ворчун-пессимист, ты все КРИТИКУЕШЬ! Что тебе не понравилось? Что вызывает сомнения? Придирайся, придирайся, придирайся…

3 Желтая шляпа – шляпа оптимизма. На тебе желтая шляпа, теперь ты обаятельный оптимист, ты всем ДОВОЛЕН! Что тебе понравилось больше всего? Что принесет тебе успех? Почему это стоит знать, применять?

4 Зеленая шляпа – шляпа творчества. Итак, на тебе зеленая шляпа, ты невероятно творческий человек, ты ФАНТАЗЕР! Какие новые идеи у тебя возникают? Как можно еще применять полученные знания?

5 Синяя шляпа – шляпа мудрости. Итак, на тебе синяя шляпа, ты размышляешь о пользе, которую несут новые знания, ты МУДРЕЦ! Чего ты достиг? Как следует применять полученные знания для эффективного достижения своих целей?

6 Красная шляпа – шляпа эмоций. Итак, на тебе красная шляпа, ты не думаешь, ты чувствуешь, тебя переполняют ЭМОЦИИ! Чего ты чувствуешь: страх, радость, угрозу, восхищение, желание действовать?..

Список литературы:

1. Никитина Т. П. Программирование. Основы Python / Т. П. Никитина, Л. В. Королев. – Санкт-Петербург: Лань, 2023. – 156 с.

https://e.lanbook.com/book/302714

2. Программирование на Python в примерах и задачах / Алексей Васильев. — Москва : Эксмо, 2021. — 616 с.

http://lib.jizpi.uz/pluginfile.php/7364/mod_resource/content/0/Программирование_на_Python_в_примерах_и_задачах_2.pdf

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/630123-metodicheskaja-razrabotka-dlja-otkrytogo-zanj