Transcript И.Г.Семакин Обучение проектированию информационных систем в рамках элективного курса «Информационные системы и модели» (вопросы методики преподавания информатики)

И.Г.Семакин
Обучение проектированию
информационных систем в
рамках элективного курса
«Информационные системы и
модели»
(вопросы методики преподавания
информатики)
Два пути в обучении информатике и ИКТ
1-й путь: от фундаментальных понятий к приложениям
Фундаментальные понятия
Информация
Информационные процессы
Приложения
Технологии
- работы с текстом
- работы с графикой
Языки
- мультимедиа
Алгоритмы
- телекоммуникаций
Модели
- математических
вычислений
Системы
- баз данных и ИС
Архитектура ЭВМ
-
программирования
По этому пути строится базовый курс информатики.
Цели базового курса:
сформировать базовую систему понятий;
привить базовые практические навыки использования ИКТ
Два пути в обучении информатике и ИКТ
2-й путь: от прикладных задач к основам профессиональных знаний
и умений
ПРИКЛАДНЫЕ
ЗАДАЧИ
ТЕОРИЯ
ТЕХНОЛОГИИ
По этому пути строится профильное обучение информатике.
Цели профильного обучения:
- углубить фундаментальные знания учащихся в отдельных
разделах информатики;
- привить навыки профессионального использования ИКТ
Два типа актуальных прикладных задач, изучаемых в
элективном курсе
ТЕХНОЛОГИИ
СУБД
МОДЕЛИРОВАНИЕ
РАЗРАБОТКА
ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
РЕАЛИЗАЦИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО
ЭКСПЕРИМЕНТА
Построение
инфологической
модели предметной
области
Построение
математической или
имитационной модели
полнофункциональные
Серверы БД
Клиенты БД
Языки разработки
приложений (Delphi,
Visual Basic и др.)
Универсальные языки
программирования
Математические
пакеты
Инструментальные
системы
моделирования
Преимущества проектного
метода обучения
• Работа над проектом – модель производственной
деятельности
• Возможность получения практически-полезного
продукта при групповой работе над проектом
• Стимулирование к самообучению
• Возможность проявления и развития деловых качеств
учащихся (лидер, исполнитель)
Преимущества разработки проекта по созданию
информационной системы
• Многочисленные предметные области. Понятность постановки
задачи. Возможность постановки задач разной степени сложности
• Наличие разноуровневых видов работы (творческих и рутинных)
в рамках одного проекта
• Возможность объединения проектов, подготовленных разными
группами в интегрированную систему
• Возможность четкого разделения производственных функций
между исполнителями:
– Руководитель проекта
– Администратор данных
– Разработчик приложений
Требования к выбору темы проекта
тема должна быть интересна ученику;
тема должна быть нетривиальна;
разработка темы должна быть связана с определенной
исследовательской
деятельностью,
расширяющей
кругозор учащихся в некоторой предметной области;
 желательно,
чтобы данные, вносимые в БД, были бы не
«потолочными», а реальными, сбор которых потребует
обращения к различным источникам (документам,
энциклопедиям, справочникам, периодике и пр.);
следует стимулировать обращение к ресурсам
Интернета
Примеры тем для проектирования (предметные области)
1. Больница (стационарное отделение)
2. Больница (поликлиника)
3. Расписание уроков в школе
4. Библиотека (книги, читатели, библиотекари)
5. Дорожно-транспортные происшествия (участники, машины,
обстоятельства ДТП)
6. Футбольный чемпионат (команды, график игр, результаты игр,
футболисты)
7. Городская телефонная сеть (АТС, абоненты, оплата, переговоры)
8. Авиарейсы (самолеты, пилоты, рейсы, пассажиры)
9. Отдел кадров предприятия (отделы, сотрудники, должности, зарплата …)
10. Предприятие торговли (отделы, товары, продавцы, ….)
Проектирование БД методом «сверху-вниз»
ГЛОБАЛЬНАЯ СХЕМА
Подсхема 1
Подсхема 2
Подсхема 3
БАЗА ДАННЫХ
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Методика последовательного расширения задачи
Задача 1 уровня
Схема 1
БД 1
Задача 2 уровня
Схема 2
БД 2
Задача 3 уровня
Схема 3
БД 3
ГЛОБАЛЬНАЯ СХЕМА
БАЗА ДАННЫХ
Тема проекта: «Расписание уроков»
Цели создания информационной системы. Информационная система
должна предоставлять пользователю возможность получать ответы на все виды
запросов в рамках школьного расписания занятий. Например:
- какое количество и какие уроки проходят в данном классе в данный день
недели;
- в каких кабинетах проводятся уроки (допускаем, что в школе
используется кабинетная система);
- какой учитель ведет данный урок в данном классе;
- в какое время начинается и заканчивается каждый урок;
- сколько человек учится в данном классе и кто его классный
руководитель;
- какова вместимость каждого кабинета
- и др
ЗАДАЧА 1 УРОВНЯ
(тривиальная)
Создать однотабличную базу данных, содержащую сведения о том,
какой класс на каком уроке в каком кабинете занимается. Таблица включает
сведения за один учебный день, например, понедельник.
Решение. Строится однотабличная БД следующей структуры
РАСПИСАНИЕ(класс, урок, кабинет)
Расписание
Класс Урок Кабинет
5а
1
23
5б
1
21
6а
1
17
6б
1
11
5а
2
21
ЗАДАЧА 2 УРОВНЯ
Расширить предыдущую базу данных, распространив ее на все дни
недели, указав в каждой записи, каким именно предметом заняты ученики на
данном уроке. Решение этой задачи позволит получить реальное расписание
занятий в школе.
Решение задачи в однотабличном варианте
РАСПИСАНИЕ(день, класс, урок, кабинет, предмет)
Пример заполнения таблицы:
День
Понедельник
Понедельник
Понедельник
Понедельник
Понедельник
Класс
5а
5б
6а
6б
5а
Урок
1
1
1
1
2
Кабинет
23
21
17
11
21
Предмет
Математика
Музыка
Биология
Физкультура
Музыка
Задача 2 уровня
Решение задачи в двухтабличном варианте
РАСПИСАНИЕ(день, класс, урок, кабинет, предмет)
НЕДЕЛЯ(день, день_недели)
Расписание
День
1
1
1
1
1
Класс
5а
5б
6а
6б
5а
Урок
1
1
1
1
2
Неделя
Кабинет
23
21
17
11
21
Предмет
Математика
Музыка
Биология
Физкультура
Музыка
День
1
2
3
4
…..
Возникает понятие индекса. «Неделя» - индексная таблица
День недели
Понедельник
Вторник
Среда
Четверг
….
ЗАДАЧА 3 УРОВНЯ
К сведениям из предыдущей задачи добавить сведения о классах ( число
учеников в классе, классный руководитель), уроках (время начала урока, время
конца урока,) кабинетах (вместимость кабинета, этаж, на котором
расположен кабинет, число компьютеров в кабинете).
Решение: добавляются три таблицы
НЕДЕЛЯ(день, день_недели)
РАСПИСАНИЕ(день, класс, урок, кабинет, предмет)
КЛАССЫ(класс, число_уч, клас_рук)
УРОКИ(урок, нач_урок, кон_урок)
КАБИНЕТЫ(кабинет, этаж, мест_каб, число_комп)
ЗАДАЧА 3 УРОВНЯ
Схема базы данных
НЕДЕЛЯ

1
РАСПИСАНИЕ

1
КЛАССЫ

1
УРОКИ

1
КАБИНЕТЫ
ЗАДАЧА 4 УРОВНЯ
К базе данных из предыдущей задачи добавить данные о распределении
учебной нагрузки среди преподавателей (в каком классе какой учитель
преподает какой предмет).
Решение: добавляется 6-я таблица
НЕДЕЛЯ(день, день_недели)
РАСПИСАНИЕ(день, класс, урок, кабинет, предмет)
КЛАССЫ(класс, число_уч, клас_рук)
УРОКИ(урок, нач_урок, кон_урок)
КАБИНЕТЫ(кабинет, этаж, мест_каб, число_комп)
НАГРУЗКА(класс, предмет, учитель)
ЗАДАЧА 4 УРОВНЯ
Схема базы данных
НЕДЕЛЯ

1
РАСПИСАНИЕ

1
КЛАССЫ

1
НАГРУЗКА

1
УРОКИ

1
КАБИНЕТЫ
База данных «Успеваемость»
КЛАССЫ(класс, число_уч, клас_рук)
НАГРУЗКА(класс, предмет, код_учит)
УЧИТЕЛЯ(код_учит, фамилия, имя, отчество, дата_рож, адрес, вуз,
год_вуз)
УЧЕНИКИ(класс, номер_уч, фамилия, имя, пол, адрес)
УСПЕВАЕМОСТЬ (класс, номер_уч, предмет, 1_четв, 2_четв,
3_четв, 4_четв, год)
Схема объединенной базы данных «Расписание» +
«Успеваемость»
НЕДЕЛЯ

1
РАСПИСАНИЕ

1
1
1
КЛАССЫ
1


УРОКИ
КАБИНЕТЫ

1
НАГРУЗКА


1
1
УЧЕНИКИ
1
УЧИТЕЛЯ


УСПЕВАЕМОСТЬ