ИНВАРИАНТНЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ С БАЗАМИ ДАННЫХ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ

Полный текст

Успешная профессиональная деятельность современного выпускника школы в настоящее время неразрывно связана с умением использовать информационные технологии и их средства при решении различных задач. Поэтому информационные технологии занимают особое место в школьном курсе информатики. Однако обучение информационным технологиям в условиях стремительного развития их средств, постоянного обновления аппаратного и программного обеспечения этих технологий будет эффективно и позволит учащимся овладеть обобщенными способами деятельности с различными видами информации (графикой, текстом, мультимедиа, числом и др.) [1-4], только в том случае, если не будет привязано к определенным версиям программ, а будет применяться инвариантное обучение информационным технологиям [5-7]. В рамках данной статьи описываются инвариантные практические задания для работы с базами данных. Прежде чем приступить к непосредственной работе с базами данных на компьютере, необходимо закрепить с учащимися понятие «база данных», а также виды баз данных. Для этого целесообразно при обсуждении каждого вида баз данных привести примеры ее реализации, обсудить с учащимися возможную структуру, а затем продемонстрировать на экране и зафиксировать в тетрадях схематичное изображение того или иного вида базы данных. В качестве примера иерархической базы данных можно обсудить с учащимися базу данных обо всех учащихся школы и в результате обсуждений построить фрагмент схемы, отображающей структуру данной базы данных (рис. 1). Список учащихся школы № 1441 на 2017-2018 учебный год Первые классы Вторые классы Третьи классы 1а 1б 2а 2б 3а 3б Иванов Усов Васин Немец Юшина Котова Петров Титов Орехов Федин Петрова Карпова Карпов Котов Фалина Семенов Сырова Сомова …… …… …… Рис. 1. Иерархическая база данных об учащихся школы В курсе информатики основной школы изучается наиболее часто используемый сегодня, универсальный вид баз данных - реляционный. Для изучения структуры реляционной базы данных, состоящей из одной таблицы, целесообразно использовать на уроке раздаточный материал с заготовками схемы, в которую учащиеся по мере обсуждения будут вносить названия элементов, их определения, параметры (рис. 2). Для закрепления изученного материала можно вывести на экран фрагменты таблиц различных реляционных баз данных и организовать фронтальную работу учащихся, используя следующую систему вопросов: «Информация, о какой системе содержится в таблице «Успеваемость 7а класса»?» (об итоговых отметках учащихся 7а класса); «Информация, о каком объекте содержится в каждой записи этой таблицы?» (о конкретном учащемся); «Что обозначают значения полей в записи?» (отметки, полученные учащимся по различным предметам). Помимо этого предложить учащимся определить формат данных для каждого поля таблицы и указать ключ. Для изучения простых запросов следует предложить учащимся готовую базу данных, например, содержащую сведения об учащихся того или иного класса, на основе которой необходимо: «Найти всех школьников, которые родились с первого января 2000 года»; «Выбрать всех отличников по информатике» и др. Изучение сложных запросов стоит начинать с заданий на работу с готовой базой данных, в которой надо определить количество записей, удовлетворяющих тому или иному сложному запросу. Например, найти количество записей, содержащих информацию обо всех книгах Л.Н. Толстого и И.С. Тургенева в базе данных «Библиотека», которая содержит следующие поля: номер, фамилия автора, название, год, полка. Предложить учащимся запросы, где в качестве логической операции будет использовано как логическое умножение, так и логическое сложение. На основе обсуждения результатов работы таких запросов обратить внимание учащихся, что если в запросе будет использовано логическое умножение (ФАМИЛИЯ АВТОРА = «Толстой») и (ФАМИЛИЯ АВТОРА = «Тургенев»), то это приведет к нулевому количеству записей в результате поиска, поскольку нет таких книг, фамилия авторов которых одновременно была бы и Толстой и Тургенев. Поэтому в запросе необходимо использовать логическое сложение, которое позволит, найти записи, как по первому условию, так и по второму: (ФАМИЛИЯ АВТОРА = «Толстой») или (ФАМИЛИЯ АВТОРА = «Тургенев»). Структура реляционной базы данных Поле (столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства) Запись (строка таблицы, содержащая набор значений определенных свойств) Таблица (совокупность полей и записей) Имя поля Тип оформления Формат данных Ключ Имя таблицы Количество полей Количество записей Текст Число Дата Время и т.д. Рис. 2. Структура реляционной базы данных Аналогичные задания возможны и с другими базами данных (табл. 1), например, определить количество записей, удовлетворяющих сложному запросу: (ОТ- ЛИЧНИКИ = 1) и (ИМЕЮТ ОДНУ «4» > 3); (ОТЛИЧНИКИ > 4) или (ХОРО- ШИСТЫ < 10); (ИМЕЮТ ОДНУ «4» > 2) и (ХОРОШИСТЫ = 5) или (ТРОЕЧ- НИКИ < 10) и т.д. Таблица 1 Успеваемость Класс Отличники Имеют одну «4» Хорошисты Имеют одну «3» Троечники 7а 5 2 12 5 7 8а218311 8б 3 0 13 3 10 9а155018 Обращаем внимание учащихся на то, что аналогичные задания включены в итоговый экзамен по информатике, например: «Ниже в табличной форме представлен фрагмент базы данных «Основные сведения о небесных телах» (табл. 2). Таблица 2 Сведения о небесных телах Название планеты Орбитальная скорость, км/с Средний радиус, км Наличие атмосферы Меркурий 47,9 2440 Следы Венера 35,0 6050 Очень плот. Земля 29,8 6371 Плотная Марс 24,1 3397 Разряженная Юпитер 13,1 69900 Очень плот. Сатурн 9,6 58000 Очень плот. Уран 6,8 25400 Очень плот. Нептун 5,4 24300 Очень плот. Плутон 4,7 1140 Очень плот. Необходимо определить, сколько записей в данном фрагменте удовлетворяют условию: (Наличие атмосферы - «Очень плот.») И (Средний радиус, км > 10000)? В ответе надо указать только одно число - искомое количество записей». После того как учащиеся поработали с готовыми запросами и научились определять количество записей в базе данных, следует предложить задачи на самостоятельное составление запросов, например, составить запрос для поиска всех книг А.Н. Островского и А.П. Чехова, расположенных от 2-й до 5-й полки в базе данных «Библиотека» и т.п. Затем можно переходить к работе с базами данных на компьютере с помощью определенных программ, которые называются системами управления базами данных (СУБД). Так как существует достаточно много различных СУБД, то для формирования представления у учащихся об этих программах, их назначениях и особенностях, целесообразно предложить учащимся в качестве домашнего задания заполнить таблицу (табл. 3). Для этого учащимся необходимо привести примеры различных СУБД, указать для работы с какими видами баз данных они предназначены, определить с какими операционными системами совместимы, когда появились и др. Таблица 3 Системы управления базами данных Название СУБД Вид базы данных Совместимость с операционными системами (название ОС) Дата появления первой версии Версия в настоящее время Практическая работа с СУБД начинается с задания, целью которого является закрепление умений учащихся открывать, сохранять и закрывать базы данных, а также выполнять просмотр содержимого таблицы с помощью режима «Открыть». Задание может быть следующим: «Открыть в СУБД (например, в MS Access) базу данных, расположенную в указанной папке (например, Мои_документы/Задание_1). Осуществить просмотр содержимого таблицы этой базы данных. В зависимости от содержания просмотренной таблицы сохранить ее под другим именем по указанному адресу (например, Мои_документы/Задания_Access/Результат), добавив при сохранении к исходному имени файла фамилию учащегося, выполнявшего задание». После этого переходим к работе с основным объектом базы данных - с таблицей, и выполнению следующих действий: просмотр содержимого таблицы, добавление новых записей, удаление записи, изменение содержимого той или иной ячейки таблицы. Задания могут быть следующего характера: удалить из таблицы «Сведения» базы данных «Класс 9а» запись под номером 24; добавить данные о новом учащемся; изменить для одного из школьников домашний телефон и адрес; произвести сортировку данных по возрастанию для столбца «Дата рождения» и найти количество учащихся, родившихся в январе месяце и т.д. Как и в предыдущем задании, учащимся предлагается готовая база данных, с которой они осуществляют все необходимые действия. Для выполнения данного задания учащимся может быть предложена база данных «Класс 9а», состоящей из таблицы «Сведения», в которой содержатся Ф.И.О. всех учащихся 9а класса, Ф.И.О. родителей учащихся, адрес, телефон учащегося, телефоны родителей, места работы родителей. Создание запросов также необходимо организовать на примере определенной базы данных организации с большим количеством подразделений. Так, база данных «Школа» включает в себя администрацию, учителей, библиотекарей, технический персонал и содержит самые различные сведения о каждом сотруднике и учащемся, о книгах, оборудовании и др. Целесообразно выполнение заданий по созданию различных запросов, каждый из которых сможет извлекать из таблицы лишь малую часть информации, которая в данный момент необходима сотруднику того или иного подразделения, например, создать запрос для сотрудника библиотеки, выводящий все книги, авторами которых являются А.С. Грин или А.Р. Беляев, и расположенные со второй по пятую полку. Таким образом, выполняя описанные в данной статье задания, инвариантные относительно программных средств, у учащихся будет сформировано представление о базах данных, о системах управления базами данных, школьники освоят основные принципы работы с базами данных, что будет первым этапом в обучении технологии работы с базами данных. В профильной школе изучение данной технологии может быть продолжено при рассмотрении таких вопросов, как основы проектирования баз данных; создание структуры и заполнение баз данных, связывание таблиц, поиск данных в связанных таблицах базы данных, создание форм, создание отчетов, работа с макросами и др.

Об авторах

Л И Карташова

Московский городской педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kartashovali@mgpu.ru

Карташова Людмила Игоревна, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры информатики и прикладной математики Московского городского педагогического университета.

Шереметьевская ул., 29, Москва, Россия, 127521

И В Левченко

Московский городской педагогический университет

Email: levchenkoiv@mgpu.ru

Левченко Ирина Витальевна, доктор педагогических наук, профессор, профессор кафедры информатики и прикладной математики Московского городского педагогического университета.

Шереметьевская ул., 29, Москва, Россия, 127521

А Е Павлова

Московский городской педагогический университет

Email: pavlovaae@mgpu.ru

Павлова Анастасия Евгеньевна, кандидат социологических наук, доцент кафедры информатизации образования Московского городского педагогического университета.

Шереметьевская ул., 29, Москва, Россия, 127521

Список литературы