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

Таким образом, одним из основных методов обучения темы баз данных становится метод проблемного обучения [50, 51].

В результате у учащихся происходит не только усвоение необходимого материала, но и вырабатываются навыки умственных операций и действий, навыки переноса знаний, развивается внимание, воля, творческое воображение. Все это  способствует развитию базовых интеллектуальных качеств личности, так называемых КИТСУ-критериями (критерии компетентности, инициативы, творчества, саморегуляции, уникальности склада ума).

Основным видом деятельности при изучении темы, как отмечалось выше, является программирование. Как  известно программирование, особенно на первых порах, вызывает у многих большие затруднения. Это связано  с недостаточным развитием особых приемов мыслительной деятельности. Развитию этих качеств, а так же обучение использованию программирования как  учебного метода во многом способствует использование специально организованной работой с демонстрационными  примерами. Можно выделить ряд типичных видов задач метода демонстрационных примеров и видов мыслительной деятельности им соответствующих:

1) трассировка алгоритма  (ручная прокрутка алгоритма)  – не выполняя алгоритма, определить, какую задачу он решает (умение  «читать» алгоритм, «расформализация»  алгоритма – переход от непонятного  к понятному);

2) модификация алгоритма,  определение области применимости  алгоритма (навыки экспериментального  исследование алгоритма – «трогание  руками», ракскрутка алгоритма);

3) использование приведенного  алгоритма при решении подобных  задач («связывание» и «перенос»  знаний);

4) исследование эффективности / неэффективности алгоритма, построение оптимального алгоритма (теоретическое исследование).

Данные методы, во-первых, в большей степени отражают специфику  деятельности в данной области действительности, во-вторых, наиболее полно отражают все аспекты деятельности, в-третьих, в значительной степени способствуют развитию познавательной активности учащихся. Поэтому использование метода демонстрационных примеров в процессе обучения способствует целенаправленному интеллектуальному  воспитанию школьников.

Особое место в процессе изучения темы занимает метод учебных  исследовательских проектов. Так, в  конце изучения предложенной темы, по изучению всего материала, учащимся целесообразно предложить разработать  собственную базу данных на изучаемом  языке программирования. Дать описание, 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 качестве основной формы  проведения занятий предлагается использовать практические занятия, организованные в виде лабораторных практикумов, так  как именно они формируют основные умения и навыки учащихся.

В лабораторном практикуме используются два вида работ:

– фронтальная, при которой учащимся предлагается одинаковый набор заданий (на первом этапе программирования в простейшей СУБД);

– индивидуальная, при которой ученик выполняет свой вариант задания (по своему индивидуальному заданию на первом и втором этапе программирования как в простейшей СУБД, так и в более современной СУБД).

Обычно совместная работа используется в случаях, когда изучаемый  материал может вызвать у учащихся трудности. В таких ситуациях  можно вначале предложить выполнение задания общего для всей группы, отработать с ними сложные моменты, а затем предложить индивидуальные задания. Индивидуальная работа активизирует самостоятельно мыслить, так же общаться с другими студентами в случае возникших трудностей. Индивидуальная работа имеет прямое отношение к  коллективным методам, к которым  обучающихся приучает фронтальная  форма организации обучения. Общение  является непременным условием формирования объективных понятий, так как  позволяет освободиться от субъективности. В результате такого общения формируется открытая познавательная позиция, являющаяся компонентом опыта учащихся.

Одной из особенностей организации  занятий по профильному курсу  является также применение так называемой параллельной структуры урока. Интеллектуальное воспитание требует учета большого количества индивидуальных характеристик  ребенка, таких, как психофизические  и психо-эмоциональные особенности; природные интеллектуальные способности  и степень интеллектуальной воспитанности; скорость протекания психических процессов, темп мыслительной деятельности; степень  самостоятельности, склонность к самостоятельной  работе, умение самостоятельно мыслить; уровень подготовленности (обладание  фактическими знаниями, владение методами, сформированность умений, наличие навыков).

Перечисленные факторы в  значительной мере влияют на организацию  общения в процессе урока. Это  общение условно как бы разбивается  на слои, где первый слой требует  активного участия учителя, второй – среднего и третий – слабого. Отметим, что при этом нет жесткой  привязки «ученик – слой», она  может меняться в ходе урока. И  в каждом таком слое учитель постоянно  ищет положительные сдвиги в процессе деятельности учеников и осуществляет точечные воздействия, слабые по силе, но «резонансные» по характеру, которые  вызывают положительную обратную связь  и приводят весь этот процесс к  необратимым изменениям.

Подобная многослойность общения поддерживается и многослойностью  заданий, предлагаемых ученикам. При  этом предполагается экспериментальная  работа за компьютером как под  руководством учителя, так и самостоятельно по предложенному плану. Самостоятельность  в такой работе ученика еще  более увеличивается, если часть  фактического материала ему будет  предложено искать в справочниках (печатных или электронных).

Исходя из вышесказанного, можно предложить следующую структуру  изучения нового материала на уроке  по теме «Базы данных»:

1. Мотивационная задача (которая  не решается без нового знания).

2. Беседа учителя и  учеников об основных идеях  нового материала (при этом  вслух говорится далеко не  все – оставлены «в запасе»  факты, которые можно извлечь  из справочных материалов, и закономерности, которые предстоит выявить экспериментально).

3. Задание для экспериментальной  работы, в ходе которой детализируется  знание нового материала.

4. Обобщение и выводы (при  этом учащимся делаются записи: на начальном этапе – подробно  с учителем, затем перечисляются  пункты с оставлением в тетради  свободного места; в идеале  эти записи выполняются самостоятельно  с последующей проверкой и  обсуждением).

5. Задачи на применение  нового знания, решение которых  сопровождается коллективным (групповым)  обсуждением.

6. Обобщающее задание:  «Что надо знать по этому  вопросу?». Результат – записи  в тетради и порядок в голове, перевод знаний в вербальную  форму. Последнее проверяется  в разных формах на следующем  занятии.

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.

2.3 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: