11. Методика обучения учащихся работе с базами данных: тема учебной программы, формирование основных понятий и умений, примеры заданий для учащихся.

Рассматриваемые вопросы представлены в теме:11 класс Обработка информации в СУБД (8 ч).

Изучение темы начинается с общих сведений об информационно-поисковых и информационно-справочных системах и введения понятий «база данных», «структура БД», «запись», «поле». Следует уделить большое внимание усвоению этих понятий до того, как начнется работа с БД на компьютере. Можно использовать плакаты с примерами табличных БД.

На первом уроке учащихся знакомят с понятиями «данные», «база данных». Данные – это определенные факты, которые характеризуют объекты, процессы и явления, а также их свойства.

С помощью СУБД можно решать следующие типовые задачи обработки информации: загрузка БД из файла на диске в память компьютера; сохранение БД на диск в файл; поиск информации в БД; упорядочение информации; редактирование БД; пополнение БД; подготовка отчета и вывод его на бумажный носитель; создание файла базы данных на диске.

При работе в среде Access учащихся знакомят с режимами работы с таблицей, запросами, отчетами. Можно познакомить учащихся с назначением форм и продемонстрировать создание формы с помощью мастера.

При создании базы данных вначале рассматривают однотабличную базу данных. Желательно подобрать пример такой таблицы, в которой присутствуют поля нескольких разных типов. Такая таблица может иметь 5 – 6 полей и 7 – 8 записей. Особое внимание уделяют структуре таблицы базы данных. Надо обратить внимание учеников на то, как важно хорошо продумать структуру будущей БД.

На последующих уроках можно продолжить работу с созданной ранее табличной базой данных и рассмотреть редактирование информации в базах данных, добавление и удаление записей. Добавление в базу данных новых записей называют пополнением базы данных. Если позволяет время, можно рассмотреть модификацию БД или изменение ее структуры – это добавление и удаление полей, изменение характеристик полей.

База данных можно содержать несколько таблиц. Между таблицами можно устанавливать связи. Полезно привести пример, поясняющий, в каких случаях имеет смысл хранить информацию не в одной, а в нескольких таблицах. Использование нескольких таблиц позволяет экономить память и рационально использовать ресурсы компьютера при работе с базой данных.

Прежде чем рассмотреть связывание таблиц, необходимо ввести понятие ключевое поле. Впервые учащиеся сталкиваются с ключевым полем, когда в среде MS Access заканчивают создание таблицы. Тогда СУБД выдает окно с сообщением о том, что ключевые поля не заданы и предлагает добавить такое поле. Учитель может сразу рассказать школьникам о назначении такого поля или отложить объяснение до момента работы с несколькими таблицами. Ключевое поле – это поле, в котором содержатся уникальные сведения, не совпадающие в разных записях. Такое поле необходимо для установления связей между таблицами.

Изученный материал о создании таблиц баз данных и редактировании информации в них закрепляют в ходе самостоятельной практической работы.

Можно предложить учащимся заранее дома разработать БД, а на уроке ввести ее в компьютер. Это могут быть список учебников, литературы по информатике, имеющейся в кабинете, список типов компьютеров, автомобилей, бытовых предметов с их техническими и эргономическими характеристиками.

Если позволяет время, можно рассмотреть создание формы с помощью мастера и ввод информации в БД, используя форму.

На уроках организации поиска информации в БД можно активно использовать знания учащихся о простых и составных условиях и правилах их записи, известные учащимся из темы основы алгоритмизации. Поэтому ученикам надо заранее дать задание повторить соответствующие вопросы. Если результаты поиска необходимо сохранить вместе с базой данных, то удобно использовать запрос. Запрос – это обращение к базе данных за информацией. Из всех типов запросов в MS Access учащиеся должны уметь создавать запросы на выборку. Однако, можно показать им создание несложных запросов других видов. Например, запросов на обновление, добавление, удаление сведений, запросов с параметром. При составлении запросов предлагают задания, требующие как простых, так и составных условий, работу с полями разных типов.

Создание отчетов удобно рассмотреть с помощью мастера.

Большое внимание в теме следует придать работе с готовой базой данных. Так как именно с такими задачами чаще всего сталкивается пользователь: не создание БД, а поиск информации в имеющейся базе.

БД – это совокупность взаимосвязанных и организованных по определенным правилам данных о конкретных объектах окружающего мира в какой-либо предметной области (совокупность сведений о каких-то объектах или явлениях). СУБД – прикладная программа, которая предназначена для создания баз данных и обработки информации в них.

Запись – это сведения об одном объекте базы данных. Поле – это сведения об одном определенном свойстве объекта базы данных.

12. Мет-ка введения понятий «алгоритм» и «исполнитель алгоритма»: тема учебной программы, примеры заданий для уч-ся. Роль комп. исполнителей в обуч-и основам алгоритм-и. Обуч-е сост-ю алгоритмов для комп-го исполнителя «Чертежник».

В каждом учебном году с 6-го по 11-й класс включена тема «Основы алгоритмизации и программирования». Понятия «алгоритм» и «исполнитель алгоритма» вводятся в теме: 6 класс Основы алгоритмизации и программирования (8 ч).

Одно из основных понятий в информатике – алгоритм. При введении этого понятия следует опираться на обыденные представления учащихся. В повседневной жизни нам приходится решать много разных задач: выучить уроки, убрать комнату, приготовить завтрак. Для решения каждой за дачи надо выполнить несколько действий. Последовательность действий для решения

задачи называют алгоритмом.

При рассмотрении задач надо обратить внимание: 1) алгоритм направлен на достижение определенной цели. Чаще всего цель – это решение какой-то задачи; 2) в алгоритме важен порядок команд. Можно продемонстрировать пример, когда изменение порядка команд не приведет к цели.

Понятие алгоритма связано с понятием исполнитель. Каждый алгоритм предназначен для определенного исполнителя. Исполнитель алгоритма – человек или техническое устройство, которые понимают команды алгоритма и умеют их правильно выполнять. Перечень команд, которые воспринимает и может исполнить исполнитель, называют системой команд исполнителя. Теперь можно вернуться к рассмотренным примерам алгоритмов и обсудить, кто может быть исполнителем этих алгоритмов. Например, может ли по алгоритму найти НОД двух чисел ученик 1-го класса, 6-го, 11-го. Делают вывод: алгоритм должен включать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя.

Еще один важный момент – исполнитель работает формально. Это означает, что он не рассуждает над командами, просто их выполняет. Поэтому процесс исполнения алгоритма можно автоматизировать. Универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

На уроке рассматривают примеры алгоритмов, записанных в словесной форме. Например, алгоритм кипячения воды в чайнике на электроплитке. Внимание школьников обращают на порядок записи команд, возможность или невозможность изменить этот порядок и результат такого изменения. Таким образом, на первом уроке школьники должны осознать, что: каждый алгоритм имеет цель; алгоритм состоит из команд; исполнение команд гарантирует, что цель будет достигнута; алгоритм предназначен исполнителю; исполнитель может выполнить команды только из своей системы команд; исполнитель действует формально.

Типы алгоритмов также рассматривают на примерах из жизни. Так, в рассмотренных примерах исполнитель все команды алгоритма исполняет одну за другой в порядке их записи. Такие алгоритмы называют линейными.

Для записи алгоритмов используют словесную форму, графическую форму (блок-схемы). Алгоритмы, предназначенные для исполнения на компьютере, записывают с использованием языков программирования. Алгоритм, записанный на языке программирования, называют программой.

На этом уроке учащихся можно познакомить с правилами составления и записи блок-схем. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий и др.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Одна из целей информатики – развитие алгоритмического стиля мышления, как элемента общей культуры учащегося. Решение задачи, запись алгоритма и его исполнение позволяют формировать алгоритмический пооперационный стиль мышления.

Особую роль при формировании алгоритмического стиля мышления играет использование компьютерных исполнителей алгоритмов. Компьютерный исполнитель – это виртуальный объект, который способен действовать в виртуальной среде обитания. Компьютерные исполнители рассматриваются как методическое средство для формирования основных понятий алгоритмизации. Использование компьютерных исполнителей обусловлено: 1) простой системой команд, 2) большим количеством задач, которые можно решать с помощью исполнителей, 3) отсутствием сложных математических понятий и доступностью материала учащимся, 4) игровой обстановкой: исполнитель является прообразом некоторого существа, он обитает в собственной среде и т.п.

С помощью компьютерных исполнителей можно ввести такие понятия, как «вспомогательный алгоритм», «условие», «команда повторения», «команда ветвления». Работа с компьютерными исполнителями облегчает формирование понятия отладки алгоритмов. Составление алгоритмов для исполнителей дает ученикам возможность экспериментировать, искать свой способ решения задачи. В школьном пособии по информатике для 6-го класса описан компьютерный исполнитель «Чертежник» системы ABC Pascal. Исполнитель «Чертежник» системы ABC Pascal. Исполнитель Чертежник предназначен для построения рисунков и чертежей на плоскости с координатами (в первой координатной четверти). Координатная плоскость является средой исполнителя. Чертежник имеет перо, которое он может поднимать, опускать и перемещать.

13. Формир-е у уч-ся представлений о типах алгор-ов. Мет-ка введения понятия «условие». Сп-бы записи алг-мов: словесное описание, блок-схема, программа. Роль блок-схем в обуч-и основам алгоритм-и. Примеры заданий для учащихся.

В курсе информатики большое внимание уделяется формированию умений алгоритмизации и программирования. Соответствующие темы имеются в каждом классе с 6-го по 11‑й. Начальные представления о типах алгоритмов формируются у учащихся в 6 классе:

6 класс. Основы алгоритмизации и программирования (8 ч)

Эти представления получают свое развитие в последующих темах:

7 класс. Основы алгоритмизации и программирования (12 ч)

Здесь школьники практикуются в составлении алгоритмов линейного типа.

8 класс. Основы алгоритмизации и программирования (11 ч)

В этой теме учащиеся знакомятся с видами условий, алгоритмическими структурами ветвления и повторения и разрабатывают алгоритмы с ветвлением и циклами.

6 кл. Типы алгоритмов, понятие «алгоритм», рассматривают на примерах из жизни. Если исполнитель все команды алгоритма исполняет одну за другой в порядке их записи, такие алгоритмы называют линейными. При составлении алгоритмов учитывают возможные ситуации. Исполнитель в ходе исполнения алгоритма должен выяснить состояние и оценить ситуацию. Выяснение обстановки осуществляется с помощью условий, которые воспринимаются как утверждения, на которые исполнитель дает один ответ из двух возможных – условие истинно (выполняется) или условие ложно. Например, на утверждения «светит солнце» или «сегодня четверг» будет ответ, который зависит от погоды и дня недели.

Полезно рассмотреть пример, когда действие выполняется только в одном случае. Составим алгоритм полива комнатных цветов. Мы должны взять лейку, налить в нее воду, а дальше наши действия зависят от того, сухая или влажная земля в горшке с цветком. Поэтому здесь возможны два случая: если земля сухая, надо полить цветок, в другом случае – не поливать, т.е. ничего не делать.

Бывают алгоритмы, в которых одна или несколько команд могут выполняться много раз в зависимости от какого-то условия. Составим алгоритм покраски забора. Надо взять кисть, обмакнуть ее в краску, провести кистью по поверхности забора, затем снова обмакнуть кисть в краску и снова мазнуть по забору. Так надо продолжать до тех пор, пока есть неокрашенные участки забора. Здесь команды надо выполнять до тех пор, пока выполняется некоторое условие. Такие алгоритмы называют алгоритмами с повторением (циклическими).

При рассмотрении ветвящихся и циклических алгоритмов важны два момента. Во-первых, как сформулировать условие. Второй важный момент при рассмотрении алгоритмов с ветвлением и повторением – учитель должен продумать способ записи алгоритма.

Алгоритм Покупка сдобы к чаю 1) прийти в магазин 2) проверить: есть батон? 3) если да, взять батон, если нет, взять печенье 4) оплатить покупку 5) выйти из магазина Конец алгоритма

Алгоритм Покраска забора 1) взять кисть и краску 2) проверить: есть неокрашенные участки забора? 3) если да, повторять пункты 4 – 6, если нет, перейти к пункту 7 4) обмакнуть кисть в краску 5) провести кистью по поверхности забора 6) вернуться к пункту 2 7) вымыть кисть и ведро Конец алгоритма

Правильный способ записи помогает понять логику исполнения алгоритма. Можно познакомить учащихся с правилами составления и записи блок-схем. В блок-схеме каждому типу действий соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Составим блок-схемы для рассмотренных выше алгоритмов. Блок-схема к алгоритму наглядно отображает порядок исполнения команд этого алгоритма. Поэтому составление блок-схем способствует тому, чтобы ученики лучше осознали различия в типах алгоритмов и поняли особенности исполнения алгоритмов разных типов. Итак, в 6 классе учащиеся должны понимать, что в зависимости от того, каков в алгоритме порядок исполнения команд, бывают алгоритмы: линейные, алгоритмы с ветвлением, алгоритмы с повторением. Алгоритмы с ветвлением и повторением имеют условия, от истинности которых зависит порядок исполнения команд алгоритма.

В 7 кл школьников знакомят с типами данных и величинами (целыми и вещественными), основными операторами языка Паскаль (присваивания, ввода, вывода). Учатся записывать алгоритмы линейного типа на языке програм-я. Уч-ся предлагают составить программы решения простых вычислительных задач.

В 8 кл школьники знакомятся с операторами языка Паскаль, реализующими структуры ветвление и повторение. Этому предшествует повторение сведений и типах алгоритмов и понятия «условие». Из курса 6 кл школьники знакомы с типами алгоритмов. Поэтому представляют, что исполнение команд может зависеть от некоторых условий и происходит не всегда линейно. Опираясь на эти представления, можно рассказать о составных условиях. Дальше развивают понятие «условие». Простое условие – это математическое сравнение двух выражений по величине (сравнение двух величин). Операции сравнения на языке программирования можно записать при помощи следующих знаков: = (равно), < (меньше), <= (меньше либо равно), > (больше), >= (больше либо равно), <> (не равно). При решении задач иногда требуется проверять выполнение двух (например, 0<a<5) и более условий. Такие условия называют составными. Для записи составных условий на языке программирования используют следующие логические операции: and – логическое «и»; or – логическое «или»; xor – логическое «исключающее или»; not – логическое отрицание. С помощью логических операций простые условия объединяют в составные. Простые условия при этом обязательно заключаются в скобки, так как логические операции имеют более высокий приоритет, чем операции сравнения.

14. Формир-е у уч-ся понятия о числовых типах данных и величинах (целых и вещественных). Описание величин, присваивание им значений, операции с величинами, стандартные функции. Примеры заданий для учащихся.

Знакомство и работа с величинами начинаются в 7-м классе. Учащихся знакомят с числовыми типами данных (целыми и вещественными). Работа с ними продолжается в 8 классе при изучении простых и составных условий, операторов ветвления и цикла.

Из курса 6 класса ученики знают, что для алгоритма и его исполнения

нужны «данные» (например, вода, электричество и т.д. в алгоритме кипячения воды). Можно также обратиться к курсу математики, где учащиеся работают с данными задачи. Некоторые из них – неизвестные – обозначают буквами и называют переменными. В программировании данные принято называть величинами. Величины, значения которых изменяются в процессе выполнения программы, называют переменными. Величины, не изменяющие своего значения – константами. Значения величин, которые обрабатывает программа, должны находиться в оперативной памяти компьютера. Эта память состоит из ячеек. Каждая ячейка имеет свой адрес (порядковый номер). Но с адресами работать неудобно. Поэтому ячейкам, в которые записываются значения величин из программы, принято давать имена (идентификаторы). Имя величины должно начинаться с латинской буквы, после которой могут следовать несколько латинских букв, цифры либо символ подчеркивания «_», записанные без пробелов.

В переменные записываются данные, например, числа. Ячейки памяти можно изобразить в виде прямоугольников.

Далее учащихся знакомят с числовыми типами данных. Каждая переменная, кроме имени и значения, имеет тип. В Паскале существует несколько типов переменных. Учеников знакомят пока только с двумя:

Integer – целые числа - диапазон значений: -2147483648...2147483647;

в памяти компьютера занимает 4 байта;

Real - вещественный тип (действительные числа) - диапазон значений:

-1.8∙10308 ... 1.8∙10308; в памяти компьютера занимает 8 байт;

Все переменные, используемые в программе, должны быть описаны в разделе описаний. Описать переменную – это значит указать после зарезервированного слова Var ее имя и тип.

Например: Var a: integer; Var – это переменная.

Чтобы в программе задать переменной какое-то конкретное значение, используют команду присваивания. Она имеет вид: «:=». В команде присваивания всегда слева от «:=» пишется только имя переменной, а справа может быть записано число либо любое арифметическое выражение. Общий вид команды присваивания можно представить так:

<Имя переменной>:=<выражение>;

Использование переменных рассматривают пока на примере программы работы с целочисленными данными.

При рассмотрении программы учитель может использовать разные методики: 1) записать полностью текст программы на доске (или спроецировать на экран) и пояснять каждую команду; 2) на глазах учеников составлять программу, дописывая в нее необходимые команды, причем не обязательно последовательно. Можно предложить учащимся вести текст программы и исполнить ее с заданными значениями переменных. Затем учитель обращает внимание, что в командах присваивания значения можно заменить другими и вновь исполнить программу. Следующим примером должна быть программа, иллюстрирующая многократное изменение значения переменной. Это позволит показать учащимся, что в результате выполнения команды присваивания в переменную помещается новое значение, а предыдущее значение стирается.

Для закрепления у школьников понятия «значение величины» можно предложить упражнения вида: определите результат (и промежуточные значения) исполнения фрагмента программы.

Далее школьников знакомят с арифметическими операциями и правилами составления выражений. Над переменными целого типа можно выполнять арифметические операции. Надо обратить внимание на операции div и mod. Они понадобятся в дальнейшем при решении задач. Вычисления с целочисленными переменными выполняются с помощью вызова встроенных в язык программирования арифметических функций. Такие функции называются стандартными. Рассматривают некоторые из них, например, abs(), sqr(). Далее школьников знакомят с переменными вещественного типа и действиями над ними. Учитель демонстрирует примеры использование арифметических операций и встроенных функций с переменными вещественного типа. Следует обратить внимание, что в десятичных дробях на языке программирования целая часть числа отделяется от дробной части точкой.

Таким образом, школьники должны знать о величинах, что: 1) величины – это данные в программировании; 2) величины, значения которых изменяются в процессе выполнения программы, называют переменными, а те, значения которых не изменяются – константами; 3) величина имеет имя, тип и значение; 4) все переменные, используемые в программе, должны быть описаны в разделе описаний. Описать переменную – это значит указать после зарезервированного слова Var ее имя и тип; 5) в команде присваивания слева пишется имя переменной, а справа – число или арифметическое выражение; 6) над переменными целого типа можно выполнять арифметические операции «+», «-», «*», div, mod и стандартные арифметические функции abs(x) и sqr(x), где аргумент х – это переменная или выражение целого типа; 7) над переменными вещественного типа можно выполнять арифметические операции «+», «-», «*», «/» и стандартные арифметические функции abs(x) , sqr(x), trunc(х), round(х), где аргумент х – это переменная или выражение вещественного типа.

Для закрепления изученного материала два-три урока посвящают практической работе по решению задач и составлению линейных алгоритмов.