Развитие познавательной активности учащихся при изучении темы "Базы данных" в профильном курсе информатики (стр. 13 из 14)
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 вобласти 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:
=8,31Выберем 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» (CompleteFigures) из «Фигурной формы теста творческого мышления Торренса» (Figuralforms) для диагностики невербальной креативности, которая, в свою очередь, определяется как некоторая способность к «порождению» нового, оригинального продукта в условиях минимальной вербализации [23].
Таким образом, результаты использования названных методов экспериментального исследования подтвердили качество обучения, а также положительные изменения в развитии интеллектуальной деятельности, познавательной активности учащихся. Вцелом педагогический эксперимент подтвердил достоверность гипотезы и позволил сделать вывод о возможности и целесообразности применения данной системы обучающих заданий в профильном курсе информатики, и об ее эффективности с целью развития познавательной активности учащихся.
Исходя из целей и задач профильного обучения и тех знаний и умений, которые необходимы человеку в условиях информационного общества, были сформулированы цели и задачи обучения базам данных, с целью развития познавательной активности обучающихся, а также представлено содержание темы, разработаны требования к результатам обучения.
На основе анализа методов решения типичных задач баз данных, а также их взаимосвязей и функций была построена система обучающих заданий для данной темы. Решение специально разработанной системы задач по изучению баз данных средствами программирования обеспечивает развитие познавательной активности.
Разработаны методические рекомендации по использованию системы задач при изучении предложенной темы. Особая роль в организации процесса обучения отводится применению методов программирования, методов проблемного обучения, а также таких методов обучения, как метод демонстрационных примеров, метод учебных исследовательских проектов.