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

·  имеют багаж, состоящий из одной вещи, весом менее 20 кг;

·  имеют багаж, средний вес одной вещи в котором отличается не более чем на 0,5 кг от общего среднего веса одной вещи.

3) Дан массив о работающих  в фирме: фамилия, имя, отчество, адрес (улица, дом, квартира), дата  поступления на работу (месяц,  год). Во второй массив записать  только тех из них, кто на  сегодняшний день проработал  уже не менее 5 лет.

4) Дан массив, содержащий  информацию об учениках некоторой  школы: фамилия, имя, отчество, класс, дата рождения, адрес (улица,  дом, квартира), домашний телефон.  Заполнить второй массив, содержащий

·  фамилию, имя, класс учеников;

·  фамилию и адрес тех учеников, до которых нельзя дозвониться;

·  телефоны всех учеников, чья фамилия Иванов (Иванова);

·  фамилию, имя и дату рождения всех учеников, у которых сегодня день рождения;

·  адреса (дом, квартира) учеников, живущих на улице Ленина;

·  фамилии и имена всех учеников, которые учатся в данной школе в старших классах;

5) Дан массив данных  о клиентах пункта проката:  фамилия, имя, отчество, адрес  (улица, дом, квартира) и что  взял (только один предмет). Во  второй массив записать фамилии  и имена тех клиентов, которые  взяли телевизор.

6) Даны три массива,  содержащие информацию о посещении  учениками некоторой школы трех  кружков (один ученик может  посещать несколько кружков). По  каждому ученику того или иного  кружка имеются следующие данные: фамилия, имя, отчество, класс,  дата рождения, адрес (улица, дом,  квартира), домашний телефон. Заполнить  новый массив, содержащий обобщенную  информацию об учениках, посещающих  хотя бы один из вышеперечисленных  кружков.

7) Даны два массива,  первый из которых содержит  данные об абитуриентах, поступающих  на факультет информатики, а  второй – об абитуриентах, поступающих  на факультет математики. Массивы  содержат следующие столбцы: фамилия,  имя, отчество, дата рождения, №  школы, дата окончания школы.  Сформировать новый массив, содержащий  обобщенную информацию обо всех  абитуриентах, поступающих на факультеты  информатики и математики.

8) Даны три массива,  содержащие информацию о посещении  учениками некоторой школы трех  кружков (один ученик может  посещать несколько кружков). По  каждому ученику того или иного  кружка имеются следующие данные: фамилия, имя, отчество, класс,  дата рождения, адрес (улица, дом,  квартира), домашний телефон. Заполнить  новый массив, содержащий информацию  об учениках, посещающих все три  кружка.

9) Даны два массива,  первый из которых содержит  данные об абитуриентах, поступающих  на факультет информатики, а  второй – об абитуриентах, поступающих  на факультет математики. Массивы  содержат следующие столбцы: фамилия,  имя, отчество, дата рождения, №  школы, дата окончания школы. Сформировать новый массив, содержащий информацию об абитуриентах, поступающих и на факультет информатики, и на факультет математики,

10) Даны три массива,  содержащие информацию о посещении  учениками некоторой школы трех  кружков (один ученик может  посещать несколько кружков). По  каждому ученику того или иного  кружка имеются следующие данные: фамилия, имя, отчество, класс,  дата рождения, адрес (улица, дом,  квартира), домашний телефон. Заполнить  новый массив, содержащий информацию  об учениках:

·  посещающих первый кружок и не посещающих второй кружок;

·  посещающих ровно один из трех кружков;

·  посещающих не более двух кружков;

·  не посещающих третий кружок;

11) Даны два массива,  первый из которых содержит  обобщенную информацию обо всех  абитуриентах, поступающих на факультеты  информатики и математики, а второй  – об абитуриентах, поступающих  только на факультет математики. Массивы содержат следующие столбцы:  фамилия, имя, отчество, дата рождения, № школы, дата окончания школы.  Сформировать новый массив, содержащий  информацию об абитуриентах, поступающих  только на факультет информатики.

12) Дан массив СТУДЕНТ,  содержащий информацию о студентах  некоторой группы (фамилия, имя,  отчество, дата рождения, № зачетной  книжки), и массив ДИСЦИПЛИНА, содержащий  два столбца: код дисциплины  и наименование дисциплины. Сформировать  новый массив УСПЕВАЕМОСТЬ, содержащий  информацию об успеваемости каждого  студента группы по каждой  дисциплине.

13) Дан массив СТУДЕНТ,  содержащий информацию о студентах  некоторой группы (фамилия, имя,  отчество, дата рождения, № зачетной  книжки), и массив ОЦЕНКА, содержащий  три столбца: код дисциплины, №  зачетной книжки и результат.  Сформировать новый массив РЕЗУЛЬТАТЫ, содержащий информацию о результате  сдачи экзамена каждого студента  группы по соответствующей дисциплине (соединение массивов производится  по общему столбцу – № зачетной  книжки).

14) Даны два массива,  содержащие информацию о размещении  рекламы в периодических изданиях. Первый массив характеризует  издания по следующим критериям:  №, название издания, периодичность  в месяц, тираж, стаж существования.  Во втором массиве находятся  данные о размещении рекламы  некоторой фирмы N в рассмотренных  изданиях: название издания, стаж  размещения в нем рекламы фирмы  N, стоимость минимального объявления, количество планируемых объявлений  в месяц, стоимость объявлений  за месяц. Столбцы название  издания в обоих массивах должны  быть идентичны. Сформировать  новый массив, содержащий обобщенную  информацию о каждом издании  путем объединения всех столбцов  исходных массивов для одинаковых  значений общего столбца (название  издания).

15) Дан массив РЕЗУЛЬТАТЫ, содержащий информацию о результатах  сдачи экзаменов студентами некоторой  группы (фамилия, имя, отчество, дата  рождения, № зачетной книжки, код  дисциплины, результат), и массив  ОЦЕНКА, содержащий три столбца:  код дисциплины, № зачетной книжки  и результат (значения столбца  № зачетной книжки совпадают  со значениями одноименного столбца  массива РЕЗУЛЬТАТЫ). Сформировать  новый массив СТУДЕНТ содержащий  информацию о студентах данной  группы (фамилия, имя, отчество, дата  рождения, № зачетной книжки), путем  вычитания из множества столбцов  массива РЕЗУЛЬТАТЫ множества  столбцов массива ОЦЕНКА для  одинаковых значений общего столбца  № зачетной книжки.

Список задач может  быть продолжен, важно, чтобы при  их решении у учащихся сформировались вполне определенные представления  о сути рассмотренных операций и  способах их реализации. Затем аналогичным  образом (через решение задач  в среде программирования) можно  рассмотреть вопросы нормализации таблиц, понятие первичного ключа  и, наконец, некоторым обобщением основ  работы СУБД может стать имитация SQL-запросов.

По нашему предположению, предлагаемая организация изучения СУБД, при которой освоение фундаментальных  понятий происходит за счет специально разработанной системы задач, будет  способствовать более эффективному овладению учащимися основными  навыками работы в базах данных. Решая задачи, имитирующие работу «примитивных операций» СУБД, ученик пройдет через все этапы, присущие составлению программы: выдвижение гипотезы, разработка первого варианта программы, исследование и экспериментальная  проверка, анализ и сравнение ожидаемых  и полученных результатов. В процессе этой деятельности учащиеся приобретают  умения самостоятельно анализировать  происходящее, планировать, сравнивать, исправлять свои ошибки, контролировать свою мыслительную деятельность, искать различные варианты решения. Все  это работает на формирование опыта  человека, поэтому предлагаемое построение темы по базам данных способствует реализации целей и задач развития познавательной активности.

Изучение основ СУБД основанное на таком подходе, на наш взгляд, будет в большей степени отвечать целям и приоритетным направлениям развития профильного образования  в области информатики и способствовать развитию познавательной активности школьников.

2.4 Экспериментальная  проверка разработанной методики  обучения

Основной целью экспериментального исследования являлась: проверка гипотезы, согласно которой предложенные содержание и методы обучения по изучению темы «Базы данных» способствуют повышению  уровня информационной подготовки учащихся в области технологий хранения и поиска данных, а также положительно влияет на повышение познавательной активности учащихся.

Эксперимент проходил в 2008–2009 учебном году, проводился на базе школы  №14 г. Москвы. Экспериментом были охвачены 48 учеников, из которых были сформированы экспериментальная (25 человек) и контрольная (23 человека) группы.

Перед экспериментом ставились  две основные задачи. Во-первых, проверить  успешность освоения учащимися разработанной  темы, степень достижения в процессе обучения темы таких целей, как повышение  уровня информационной подготовки учащихся в области технологий поиска и  хранения информации, овладение фундаментальными знаниями принципов работы баз данных, а также умениями пользоваться рациональными  приемами поиска, отбора, обработки  и систематизации информации. Во-вторых, поскольку методологической основой  предложенной темы выступает развитие познавательной активности, нас интересовали тенденции изменения особенностей организации опыта учащихся, прошедших  обучение по данной теме.

В результате организационно-подготовительного  этапа эксперимента были обозначены критерии для оценки эффективности  построенной системы задач и  методики ее использования в учебном  процессе, была построена модель в  виде комплекса контрольных параметров эксперимента. К основным критериям  относятся следующие:

·  системность знания, качество и глубина усвоения материала;

·  умение ориентироваться и обоснованно принимать оптимальное решение в информационной среде;

·  умения и навыки самостоятельного приобретения знаний, представления и извлечения знаний;

·  умения и навыки осуществления экспериментально-поисковой и исследовательской деятельности;

·  информационные умения и перенесение навыков с одной предметной области на другую, что позволяет более эффективно использовать компьютерное моделирование как средство познания.

Для оценки результативности обучения по предложенной методике по окончании эксперимента учащимся была предложена контрольная работа, содержащая задачу репродуктивного характера, задачу, требующую переноса знаний, а также исследовательскую задачу. Результаты выполнения итоговой контрольной  работы приведены в табл. 2 и отображены на рис. 6.

Таблица 2. Распределение  учащихся с учетом полученной оценки

Группы	Оценка				Количество учащихся
	5	4	3	2
Экспериментальная группа	8	10	5	2	25
Контрольная группа	3	4	11	5	23
Всего	11	14	16	7	48

 

Достоверность результатов  педагогического эксперимента можно  оценить на основе статистической обработки  полученных данных по критерию χ² (хи-квадрат) Пирсена [16, 17]. Примем следующие гипотезы: Н0: уровень знаний и умений экспериментальной группы статистически равен уровню знаний и умений контрольной группы; гипотезе HI: уровень знаний и умений экспериментальной группы выше уровня знаний и умений контрольной группы.

Вычисляем значение статистики критерия:

_=8,31

Выберем уровень значимости α=0,05. В данном случае с=4, значит, число  степеней свободы v = с-1=3. По таблицам распределения  χ² для v = 3 и α =0,05 критическое значение статистики Ткрит=7.82. Таким образом, выполняется неравенство Тнабл>Ткрит (8,31>7,82). Согласно правилу принятия решений нулевую гипотезу следует отклонить и принять альтернативную гипотезу. Следовательно, с достоверностью 95% различия в уровнях сформированности умений решать задачи по базам данных между учащимися контрольных и экспериментальных классов обусловлены не случайными факторами, а носят закономерный характер. Причиной этого является использование в экспериментальных классах разработанной нами методики изучения баз данных по данной теме.

В качестве критериев интеллектуального  роста учащихся были взяты следующие  параметры интеллектуальной деятельности:

1. Интеллектуальная эффективность:  соотношение правильности и скорости  процессов переработки информации. Для измерения показателя использовалась  методика «Прогрессивные матрицы»  Дж. Равена [23]. Значение показателей «количество правильных ответов» и «количество правильных ответов в единицу времени» для экспериментальных и контрольных классов представлены в табл. 3.

Таблица 3. Интеллектуальная эффективность

Показатель	Контрольная группа	Экспериментальная группа
Количество правильных ответов	46%	48%
Количество правильных ответов  в единицу времени	1,37	1,76

2. Креативность: уровень  развития вербальной и невербальной  креативности. По нашему предположению  предлагаемая методика обучения  позволяет актуализировать творческие  задатки (потенциальную креативность) учащихся, а их систематическое  использование способствует развитию творческого мышления и воображения, а соответственно и повышению познавательной активности. Для доказательства этого мы включили в контрольные тесты два психологических теста на диагностику креативности: тест С. Медника (тест отдаленных ассоциаций), предназначенный для диагностики вербальной креативности, которая определяется как процесс перекомбинирования элементов ситуации [23], и субтест «Завершение картинок» (Complete Figures) из «Фигурной формы теста творческого мышления Торренса» (Figural forms) для диагностики невербальной креативности, которая, в свою очередь, определяется как некоторая способность к «порождению» нового, оригинального продукта в условиях минимальной вербализации [23].