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

В процессе изучения темы учащиеся должны овладеть основами технологий хранения и поиска информации, а именно должны знать:

современные методы сбора, накопления, хранения и обработки информации, роль компьютера в этих процессах;

определение и назначения информационных систем;

роль информационных систем в повышении эффективности деятельности специалистов различных профилей;

способ

ы организации и представления данных;

функциональные особенности и возможности технологий хранения и поиска информации;

основные понятия и баз данных и СУБД.

В результате освоения практической части темы учащиеся должны уметь:

пользоваться рациональными приемами поиска, отбора, обработки и систематизации информации;

применять технологии хранения и поиска информации для решения учебных и познавательных задач;

проводить вычислительный эксперимент;

анализировать результаты работы программы;

выдвигать гипотезы;

находить оптимальные пути решения задачи;

обосновывать правильность алгоритма решения задачи.

Формирование у учащихся навыков рациональной обработки информации и навыков целенаправленного использования компьютера для решения учебных, творческих и исследовательских задач осуществляется постепенно на протяжении всей темы.

Изучение данной темы предполагает работу школьников с одной из наиболее распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access.

Соответственно в содержании темы можно выделить следующие блоки, по которым будет сформирована система задач, способствующая формированию познавательной активности школьников:

I. Изучение основных принципов работы баз данных средствами программирования.

1. Повторение общих принципов структурного программирования на языке Pascal: основные этапы и принципы построения программы; управляющие конструкции языка; процедуры и функции; структуры данных; массив, одномерные и двумерные массивы; методы сортировки и поиска данных в массиве.

2. Решение задач, имитирующих механизм работы СУБД: создание однотабличной базы данных (двумерный массив), реализация реляционных операций выбора, проекция; создание нескольких таблиц (массивов), операции объединения, пересечения, разности, декартова произведения, соединение, деление; реализация сортировки и поиска в таблицах БД, реализация запросов на выборку к БД; совокупность таблиц, задание первичного и внешнего ключей таблицы, реализация связей между таблицами; рассмотрение вопросов нормализации отношений, организация проверки соответствия базы данных первой, второй и третьей нормальной форме; реализация сложных запросов к базе данных (запросы на объединение, на изменение, запросы-действия, управляющие запросы, имитация SQL-запросов).

II. Изучение СУБД Microsoft Access

1. Работа с готовой базой данных: содержание конкретной базы данных и ее назначение; основные операции над данными (поиск, сортировка и пр.); создание запросов к базе данных.

2. Проектирование и поддержание базы данных: модели данных (иерархическая, реляционная, сетевая), реляционная модель данных; база данных и система управления базами данных (СУБД); структура базы данных, описание структуры базы данных; заполнение и редактирование базы данных (исправление, удаление, добавление записей); модификация структуры базы данных; реализация запросов к базе данных в интерактивном режиме (поиск по ключу, сортировка, статобработка); основные стандартные функции (арифметические, строковые, обработки даты и др.); генератор отчетов СУБД; программный режим обработки запросов; использование СУБД при решении задач.

II. Итоговая проектная работа по теме

Предполагает разработку учащимися собственной базы данных. Учащиеся должны дать описание структуры базы данных, построить алгоритмы реляционных операций, заполнить базу данными, а также составить и реализовать серию запросов по созданной базе данных. При этом деятельность учащихся может быть организована как в форме индивидуальной работы учащегося с компьютером, так и в форме групповой работы. Завершающим этапом проекта становится его защита и публичное обсуждение всем классом.

В результате изучения предполагаемой темы по базам данных у учащихся должны сформироваться достаточно четкие представления об основных понятиях информационных систем и баз данных. В частности, учащиеся должны знать следующие теоретические вопросы:

понятие информационной системы. Роль и место информационных систем в деятельности специалистов различных профилей. Классификация информационных систем;

база данных как основной компонент информационной системы. Основные понятия баз данных. Назначение и функции СУБД;

модель данных. Классификация модели данных;

реляционные модели данных. Реляционные объекты данных (домены, отношения). Целостность реляционных данных;

реляционная алгебра (основные операторы реляционной алгебры, дополнительные операторы реляционной алгебры, операции обновления);

проектирование реляционных БД. Связь таблиц (функциональные зависимости), нормализация отношений (первая, вторая и третья нормальные формы). Схема процедуры нормализации.

Предлагаемая организация изучения СУБД, при которой освоение фундаментальных понятий происходит за счет специально разработанной системы задач, будет способствовать более эффективному овладению учащимися основными знаниями в области технологий хранения и поиска информации, а также необходимыми навыками работы в базах данных.

При таком обучении деятельность учащихся становится активной, меняется роль ученика: из пользователя он превращается в активного исследователя, думающего, планирующего, ищущего. По мере решения задач, сводящихся к программной реализации работы той или иной операции, у ученика появляется не только четкое представление о сути этой операции (что она делает), но и осознание того, как она работает, поэтому в дальнейшем при работе с конкретной программой СУБД (Microsoft: Access) ученик будет понимать принципы работы с базами данных.

И поскольку фундаментальные основы баз данных учащиеся осваивают на этапе решения задач в среде программирования, то они в состоянии самостоятельно изучить конкретные, пользовательские программы по организации и управлению базами данных. В частности, нами предполагается, что второй содержательный блок (Изучение СУБД Microsoft Access) школьники осваивают самостоятельно. В результате проведенной подготовительной работы по изучению основ баз данных средствами программирования учащимся потребуется меньше времени на изучение Microsoft Access. Кроме того, освоив фундаментальные принципы работы баз данных, ученики не будут зависеть от какой-либо определенной программы по СУБД и смогут свободно ориентироваться в рамках одной из наиболее востребованных на сегодняшнем рынке труда областей деятельности – работе с разнообразными базами данных.

Методические особенности преподавания темы «Базы данных» в профильном курсе информатики

Основная цель изучения темы – развитие познавательного интереса учащихся, а также формирование исследовательских умений, умений принимать оптимальные решения, умения работать с информацией, развитие коммуникативных способностей учащихся. Поэтому наряду с сообщением готовых знаний, обучением по образцу, в большинстве своем целесообразно использовать проблемное изложение материала, на основе подобранной системы заданий.