Методика преподавания информатики (стр. 120 )

Рис. 16.1. Информация о подчиненных объектах

При этом каждая запись является структурированной, т. е. состоит из нескольких полей, аналогичных строке таблицы.

Существенно донести до учащихся следующее: информацию, структурированную в иерархической форме, чаще всего можно структурировать и в табличной. Например, в таблице можно предусмотреть поле (колонку), в которое заносятся сведения об иерархическом соотношении информации в разных строках. Вопрос о способе структурирования решается, как правило, исходя из назначения информационной модели. Ведь мало просто как-то расположить информацию — потом последуют операции поиска по некоторому признаку (ключу), и именно в этот момент и проявятся достоинства и недостатки избранного способа структурирования.

Изображенная выше схема иерархического соотношения данных является простейшей. Если у подчиненных объектов, изображенных на ней, есть свои подчиненные объекты, то возникает дерево. Иерархия в этом случае задается уровнями дерева. Соответствующие примеры есть во многих руководствах, названных ниже.

Далее ставят вопрос: а как строить информационную модель в случае, когда объекты связаны друг с другом системой отношений, не сводимых к иерархии или неудобных для оформления в таблице (в силу сложности и многочисленности отношений)? Приведите пример: отобразить наглядно связи, существующие между учителями и учащимися школы, так, чтобы было видно, какой учитель работает с какими учащимися, и наоборот — какие учителя у каждого учащегося. При таком задании естественным образом возникает сетевая модель со сложной структурой. Впрочем, это же задание можно свести к совокупности деревьев, т. е. иерархических структур.

Надо заметить, что хотя с формальных позиций все три вида моделей равно интересны, наибольшее практическое значение в данном курсе играет реляционная форма представления отношений между данными — хотя бы в силу того, что наиболее популярные СУБД, без которых компьютерная реализация таких моделей затруднительна, нацелены на создание и обработку именно реляционных баз данных.

Для проведения занятий по этой теме могут быть весьма полезны материалы задачника-практикума, указанного ниже в списке литературы.

Дополнительный материал по этой теме связан с изучением представления знаний в системах искусственного интеллекта и введением в экспертные системы. Обсуждение этого материала состоялось в главе 15 (с ориентацией на Пролог, который в дан-Ном случае неуместен, но принципиальные вопросы легко отделить от языка программирования).

Содержание практической работы при изучении этой темы целесообразно свести к следующим действиям:

• работа с таблицами в Word; построение табличных информационных моделей;

• использование графических возможностей Word; внедрение графических объектов в документы Word;

• построение графовых моделей средствами текстовых и графических редакторов.

Тема «Информационные ресурсы

компьютерных сетей»

Цель изучения данной темы — сформировать у учащихся представления о том, как устроены компьютерные сети, как происходит целенаправленный поиск информации в локальных сетях и в Internet.

С элементами работы в Internet учащиеся скорее всего к данному моменту уже знакомы. Однако это, как правило, отрывочные сведения, сопровождаемые неразвитыми навыками поиска информации.

Начинают изучение темы с лекции о назначении компьютерных сетей и основных принципах их построения. Знакомят учащихся с понятием «компьютерная сеть» и подразделением сетей на локальные и глобальные. Надо заметить, что с появлением технологии Internet различия между теми и другими типами сетей, с точки зрения пользователя, поубавились, а функциональное сходство возросло. Если в школе есть медиацентр, то расскажите о его структуре и локальных информационных ресурсах, если его нет, то дайте общее представление о таком центре.

Вопросы стратегии обмена информацией в локальных сетях также представляют безусловный интерес. Как одна машина получает пакет (файл) от другой, если линия занята? Как выстраиваются и обслуживаются очереди? Все это заслуживает обсуждения, пусть и в обзорном порядке.

Затем следует переход к глобальным сетям, описание структуры и основных функций (электронная почта, телеконференции, работа с удаленными базами данных). Целесообразно уделить внимание аппаратной части обеспечения работы с глобальными сетями, рассказать о процессах модуляции-демодуляции и пояснить, почему они необходимы.

Поясните учащимся принципиальную разницу между режимами работы off-line и on-line и начните осваивать первый из них. Для этого следует обучить работе с почтовой программой (типа Outlook Express), рассказать о принципах формирования персональных электронных адресов, показать, как создавать и отправлять электронные письма и как стать участником телеконференции (объяснив предварительно разницу между коммерческими и некоммерческими телеконференциями).

Доступ к информации в Internet — важнейший, с практической точки зрения, вопрос данной темы. Несмотря на кажущуюся информированность об Internet, большинство учащихся не имеют истинных представлений о возможностях поиска. Расскажите о файловых архивах FTP и о том, как они устроены, о наличии и функциях «зеркал» и т. д. Кроме того, опишите основные команды работы с FTP-протоколом, обеспечивающие прием-передачу данных.

Поскольку в настоящее время и в ближайшей перспективе в функциях поиска информации доминируют поисковые WWW-серверы, то другие информационные системы в школьном курсе информатики можно не рассматривать. Рассказ о «мировой паутине» и о специальном программном обеспечении — WWW-броузерах — является в прагматическом смысле центральным. Объекты рассказа — организация HTTP-протоколов, конструкция URL-запросов, интерфейс одного из популярных броузеров (скорее всего, это будет Internet Explorer). В познавательном плане учащиеся знакомятся также с принципами гипертекста и мультимедиа, используемыми в WWW.

Научиться поиску информации по темам или ключевым словам с помощью поисковых машин типа Rambler и ей подобных — существенная часть практически-ориентированной деятельности при изучении данной темы. Опыт показывает, что приобретение навыков осознанного поиска контекстно-зависимой информации требует определенных усилий, тем более что в различных поисковых машинах запросы строятся по разным синтаксическим правилам. В этой деятельности может быть полезным использование имитатора поисковых машин, который позволяет отрабатывать указанные навыки с помощью локализованной программы, без подключения к Internet.

В процессе обучения в данной теме чрезвычайно полезны лекционные демонстрационные устройства, позволяющие выводить изображения с экрана компьютера на большой демонстрационный экран.

В качестве дополнительного материала естественно привлечь вопросы технологии создания Web-страниц. Хотя данный курс предполагается непрограммистским, элементы языка разметки гипертекстов HTML вызывают интерес и у учащихся гуманитарной ориентации. Скорее всего в данном небольшом курсе целесообразно ограничиться лишь простыми примерами создания Web-страниц. Создание максимально простой личной Web-страницы каждого учащегося было бы отличным завершением данного раздела.

Кроме того, естественным продолжением темы является обсуждение того, какие новые проблемы создает Internet перед человеческим сообществом. Проблемы эти глубоки и их обсуждение Позволяет коснуться важных проблем этики, социологии, политики и т. д., что для курса гуманитарной направленности весьма важно.

Содержание практической работы при изучении этой темы целесообразно свести к следующим действиям:

• работа с почтовой программой и Web-броузером;

• работа с поисковыми серверами;

• подбор материала в WWW по заданной теме;

• подготовка демонстрации собранного материала средствами PowerPoint.

При этом поиск информации, подштовка демонстраций и другие работы осуществляются на базе материалов гуманитарных дисциплин, изучаемых в школе — истории, литературы и т. д.

Тема «Информационные системы и базы данных»

Цель изучения данной темы — доведение до учащихся принципов построения классических информационных систем и лежащих как в их основе, так и в основе многих возможностей Internet, баз данных.

Изучать эту тему можно либо начав с общих принципов функционирования информационных систем, а затем перейдя к базам данных, либо наоборот. Практически это не имеет значения.

В обзорной лекции по информационным системам рассказывают о важнейших классах информационных систем:

• информационно-справочных (ИС) и информационно-поисковых (ИПС) «доинтернетовских» системах;

• системах, обеспечивающих автоматизацию документооборота и учета;

• автоматизированных системах управления (АСУ);

• автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП);

• экспертных системах;

• системах автоматизации научных исследований (АСНИ);

• системах автоматизированного проектирования (САПР);

• геоинформационных системах (ГИС) и т. д.

Разумеется, нет ни необходимости, ни возможности детально описывать все эти системы. Первая из указанных выше групп (ИС, ИПС) в значительной мере интегрирована в Internet-технологии, об АСУ, АСУТП, САПР, АСНИ, экспертных системах достаточно дать самые общие представления на уровне функциональных схем. Тем не менее сделать это желательно, поскольку, напомним, данный курс носит в значительной мере общеобразовательный характер. Детализацией данного материала может быть, например, описание элементов автоматизированной системы управления школой.

Если есть возможность углубиться в одну из указанных систем, то, по-видимому, в настоящее время целесообразнее всего ориентироваться на геоинформационные системы, переживающие пепиод бурного развития и интегрирующие в себе элементы некоторых других информационных систем. Изучение ГИС позволяет привлечь знания, полученные в курсе географии, обсудить некоторые проблемы картографии, землепользования, связать их с проблематикой собственно информатики — компьютерной графикой и базами данных. Следует учесть, что ГИС-образование в настоящее время переживает пору расцвета, регулярно выходят учебные пособия, разрабатываются многочисленные компьютерные программы.