Programování: 2.–4. ročník

Programování není jen o psaní kódu. Studenti se postupně učí přemýšlet nad problémem, rozdělit ho na menší části a vytvořit řešení, které skutečně funguje. Od prvních jednoduchých programů v C# se během tří let dostanou až k databázím, REST API, webovým aplikacím, testování a práci s moderními nástroji pro vývoj.

Důležitou součástí výuky je také práce s AI. Studenti si vyzkouší, jak mohou nástroje jako ChatGPT nebo GitHub Copilot či Claude Code využít při programování, hledání chyb, vysvětlování kódu nebo code review. Zároveň se učí rozpoznat situace, kdy AI pomáhá, a kdy je naopak potřeba spolehnout se na vlastní znalosti. Pozornost věnujeme také AI automatizaci a tomu, jak moderní vývojářské nástroje mění způsob, jakým software vzniká.

2. ročník – od prvního programu k vlastní aplikaci

Ve druhém ročníku studenti získají pevné základy programování v jazyce C# a naučí se pracovat ve vývojovém prostředí Visual Studio. Začínají u proměnných, datových typů, operátorů a práce s konzolí. Brzy už ale řeší konkrétní úlohy – například převody jednotek, matematické výpočty nebo jednoduché programy pracující s textem a čísly.

Postupně přibývají podmínky, cykly, metody, pole a kolekce. Studenti se tak učí vytvářet programy, které dokážou zpracovávat větší množství dat a reagovat na různé situace.

Důležitým krokem je objektově orientované programování (OOP). Studenti poznají třídy, objekty, vlastnosti, metody a konstruktory a začínají přemýšlet o programu jako o soustavě spolupracujících objektů. Na jednoduchých příkladech si vyzkouší například modelování osob, letadel nebo dalších objektů z reálného světa.

Programování se následně přesune z konzole do grafického prostředí. Pomocí Windows Forms studenti vytvářejí vlastní formulářové aplikace, pracují s tlačítky, textovými poli, seznamy nebo tabulkami a učí se reagovat na události uživatele. Vznikají například kalkulačky nebo jednoduché evidenční aplikace.

V závěru se dostanou také ke grafice prostřednictvím GDI+. Naučí se kreslit základní tvary, pracovat se souřadnicemi a zobrazovat vlastní grafické prvky. Program tak nemusí pouze něco vypočítat – může také něco zobrazit, nakreslit nebo interaktivně ovládat. Studenti pak zkusí tvořit i jednoduché hry.

3. ročník – moderní vývoj, AI a skutečný projekt

Třetí ročník navazuje na základy z předchozího roku a posouvá programování výrazně dál. Studenti si upevní C# a objektově orientované programování a postupně se dostanou k technikám, které se běžně používají při vývoji skutečných aplikací.

Velkým tématem je využití AI při vývoji software. Studenti poznají princip fungování jazykových modelů a vyzkouší si práci s nástroji jako ChatGPT, Claude Code nebo GitHub Copilot přímo ve vývojovém prostředí. AI používají například pro generování částí kódu, vysvětlení existujícího programu, hledání chyb nebo kontrolu kvality řešení. Současně se učí pracovat s jejími limity – tedy ověřovat výsledky a rozumět tomu, co vytvořený kód skutečně dělá. Vedle cloudových AI služeb si vyzkouší také lokální provoz jazykových modelů pomocí Ollama.

Samostatnou součástí výuky je Git a týmový způsob práce s kódem. Studenti pracují s repozitáři, větvemi, commity, merge nebo rebase a seznamují se s prostředím GitHub a GitLab. Poznají také principy Continuous Integration a způsob, jakým se změny v projektu automaticky kontrolují.

Velká část výuky je postavena na praktickém projektu. Studenti postupně vytvoří vlastní komplexní projekt, který začíná jako konzolová aplikace a postupně se rozroste o interaktivní rozhraní, databázi, REST API, klientské aplikace a administraci. Díky tomu si jednotlivé technologie neosvojují izolovaně, ale vidí, jak spolu souvisejí.

V průběhu roku se dostanou k práci se soubory a formáty JSON či CSV, regulárním výrazům, pokročilým datovým strukturám, generickému programování, delegátům a lambda funkcím. Naučí se také pracovat s MySQL databází a Entity Frameworkem.

Dalším krokem jsou návrh a příprava REST API, HTTP metody, JSON, autentizace pomocí JWT a komunikace mezi různými částmi aplikace. Na straně klienta se studenti seznámí s TypeScriptem a frameworkem Angular, ve kterém vytvoří webové administrační rozhraní komunikující se serverem. Během toho se zabývají i problematikou bezpečnosti a možností ochrany před kybernetickými útoky.

Výsledkem není jen několik nesouvisejících cvičení. Student má na konci roku zkušenost s vývojem aplikace od prvního řádku kódu přes Git a databázi až po API a webové rozhraní.

4. ročník – od aplikace k profesionálnějšímu vývoji

Ve čtvrtém ročníku se studenti zaměřují na pokročilejší techniky a jejich praktické využití. Opakují a dále rozvíjejí práci s databázemi, formuláři a grafikou a zároveň se učí přemýšlet nad výkonem, strukturou a kvalitou programu.

Velký prostor dostává také algoritmizace. Studenti implementují a porovnávají různé řadicí algoritmy – od jednodušších metod až po Quick Sort, Merge Sort nebo Heap Sort. Učí se měřit jejich efektivitu a rozumět asymptotické složitosti pomocí notací O, Ω a Θ.

Součástí vývoje kvalitního software je také automatizované testování. Studenti si vyzkouší unit testy, integrační testy, mock objekty a další techniky, díky kterým lze ověřovat, zda aplikace funguje správně i po dalších úpravách.

Následuje ASP.NET MVC, kde se propojí znalosti programování, databází a webových technologií. Studenti pracují s formuláři, validací, autentizací a autorizací, databází a tvorbu uživatelských rozhraní. V rámci samostatného projektu mohou vytvořit například vlastní e-shop a propojit jej s učivem dalších odborných předmětů.

Závěr odborné výuky patří také návrhovým vzorům a vyšším architektonickým principům. Studenti se tak zabývají problematikou modulární provázanosti, architekturou microservices, řeší vzájemnou komunikaci mezi jednotlivými komponentami a učí se, kdy má smysl jednotlivé přístupy použít.

Od základů až k reálnému vývoji

Během tří let se tak studenti posunou od jednoduchého programu, který vypíše výsledek do konzole, až k aplikaci složené z databáze, serverové části, REST API a webového rozhraní.

Vedle samotného programování získávají návyky, které odpovídají současnému vývoji software – práci s verzovacím systémem, testování, týmovou práci, používání vývojových nástrojů a smysluplné zapojení AI do každodenní práce. Seznamují se také s principy automatizace a technologiemi, se kterými se mohou setkat při dalším studiu nebo v profesionálním vývoji, včetně cloudových služeb a moderních AI nástrojů.

Cílem není naučit studenty nazpaměť co největší množství příkazů. Důležité je, aby dokázali problém rozebrat, navrhnout řešení, vytvořit funkční program a následně jej otestovat, upravit a rozšířit.