Развитие познавательной активности учащихся при изучении темы "Базы данных" в профильном курсе информатики

Получается, что в единой ткани урока возникает несколько самостоятельных линий, которые могут переплетаться (когда группа учеников на какой-то период объединяется для совместной работы), а затем снова двигаться в своем направлении. Причем учитель для активизации познавательной деятельности с каждым учеником соединяет эти линии, руководит параллельно протекающими процессами. При этом важно, что:

– обеспечивается индивидуализация обучения;

– необходим альтернативный источник сведений (справка, возможно специально подготовленная учителем) для самостоятельного поиска фактического материала;

– учитель указывает направление поиска с индивидуально требуемой степенью подробности;

– предусмотрены тесты для выявления недостатков, чтобы постепенно приучить школьников к самостоятельному тестированию;

– учитель организует переход от одного слоя задания к другому;

– учитель организует общение между учениками (коллективное обсуждение в начале работы, знакомство класса с достижениями отдельных учеников, организация работы в парах).

Таким образом, использование вышеперечисленных методов обучения способствует активизации учебной деятельности на уроке информатики, индивидуализации обучения, развитию самостоятельности познавательной деятельности ученика, меняет тип и характер общения между учеником и учителем, делает информатику, и в особенности обучение программированию, мощным инструментом интеллектуального воспитания.

Построение системы обучающих заданий по изучению основных понятий баз данных, с целью развития познавательной активности школьников

Методологической основой построения темы по базам данных являются следующие концептуальные аспекты:

– индивидуализация учебной деятельности школьников – одно из важнейших условий реализации целей и задач современного образования;

– создание условий для обогащения индивидуального опыта каждого конкретного ученика позволяет наиболее полно учитывать познавательные интересы, склонности и способности учащихся;

– использование специально разработанной системы задач, позволяющей усвоить и закрепить полученные теоретические знания, на основе которых построен любой алгоритм решения задач из области баз данных, а также создать условия для учета и формирования основных компонентов опыта учащихся.

В рамках традиционного обучения информатике изучение баз данных предлагается по следующей схеме: сначала рассмотреть основные понятия (таблицы, поля, записи, типы данных, связи и т.д.), а затем изучать принципы работы СУБД в конкретной программе, чаще всего, Microsoft Access. При таком обучении школьники в лучшем случае осваивают технологию работы в конкретной СУБД (причем строго в привязке к определенной программе) и приобретают навыки использования готовых процедур обработки информационных массивов данных. Но вне их понимания остается механизм организации, поиска, систематизации данных; учащиеся получают лишь представление о сути той или иной операции по обработке информации (что она делает), но не осознают алгоритма ее работы (как она действует). В результате учащиеся не всегда могут эффективно применить свои знания в практической деятельности, особенно если для обработки данных используется другая, не знакомая им программа. В то же время современное общество требует, чтобы выпускники могли свободно ориентироваться в рамках одной из наиболее востребованных на сегодняшнем рынке труда областей деятельности – работе с разнообразными базами данных.

Кроме того, традиционный подход не решает целей и задач профильного обучения информатике. Нашей задачей было сделать методику обучения данной теме развивающей интерес не только к предмету «информатика» в целом, но и развивающей стремление к изучению темы «базы данных».

Анализируя возможность построения методики обучения информатики с целью развития познавательной активности, мы пришли к выводу, что познавательная активность наиболее полно проявляется при занятии программированием. Следовательно, при решении задач основным видом деятельности на уроке информатики должно стать программирование, представляющее собой деятельность, которая в узком смысле сводится к кодированию рассматриваемого алгоритма, а в широком – является методологией информатики, то есть вычислительным экспериментом.

Программирование как средство организации обучения при изучении темы стимулирует познавательную активность и самостоятельность учащихся, способствует индивидуализации их деятельности на занятии, способствует развитию обучаемого через преодоление своих ошибок благодаря постоянной обратной связи, поддерживаемой компьютером. Оно способствует большей осознанности изучаемого теоретического материала, поскольку требует от учащихся четкости в формализации используемого материала, точности в выражении своих мыслей и т.п. Кроме того, применение программирования связано с целым рядом умений и навыков (организация деятельности, ее планирование и т.д.), которые по праву носят общеинтеллектуальный характер и формирование которых одна из приоритетных задач современной школы.

Таким образом, для развития познавательной активности учащихся при изучении баз данных необходимо разработать систему задач, решение которых предполагает использование программирования.

В нашем исследовании задача рассматривается не только как средство закрепления знаний и навыков, но и как средство формирования понятий содержания предложенной темы, т.е. изучение основных, фундаментальных понятий СУБД происходит с использованием программирования через специально разработанную систему задач. Поэтому наряду с сообщением готовых знаний, обучением по образцу используется проблемное изложение материала на основе целесообразно подобранных задач.

Для практической реализации темы содержание задач должно в максимальной степени отражать теоретические основы построения и функционирования баз данных.

Изучение основ СУБД должно начинаться с рассмотрения алгоритмов работы восьми основных операций:

1. Традиционные операции над множествами: объединение, пересечение, вычитание и декартово произведение (все они модифицированы с учетом того, что их операндами являются отношения, а не произвольные множества).

2. Специальные реляционные операции: выборка, проекция, соединение и деление.

Для этого учащимся предлагаются определенные, специальным образом подобранные задачи, которые им предстоит решить, используя какой-либо язык программирования (например, Turbo Pascal). Причем возможно решение задач на трех уровнях:

I уровень: задачи на 8 основных операций реляционной алгебры на двумерных числовых массивах (при этом операции сильно упрощенны, так как используются однотипные данные, без понятия полей, записей, ключей и т.д.);

II уровень: задачи на массивах из записей (происходит некоторое усложнение за счет введения данных разных типов);

III уровень: объектно-ориентированное программирование (операции наиболее приближены к понятиям БД).

На каждом уровне обучения учащимся даются определения операций (в соответствии с принятыми упрощениями) и предлагается реализовать механизм их работы через систему задач. Решая подобные задачи в среде программирования, ученики на самом деле реализуют механизм работы операций реляционной алгебры. Такой подход позволяет не только получить качественный материал для отработки и закрепления навыков работы с основными алгоритмическими конструкциями, использования различных алгоритмов поиска и сортировки данных, но и сформировать у учащихся представление об основных понятиях и принципах работы в базах данных. А это значит, что в дальнейшем при работе с конкретными программами СУБД (например, Microsoft Access) ученики будут понимать, как работает та или иная операция и каким образом можно, например, оптимизировать запрос к определенной базе данных. В качестве примера приведем определения операций и возможные задачи по двумерным массивам. Введем следующие операции по обработке двумерных массивов.