УДК 681.3.06

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕПОДАВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Суханова Надежда Тимофеевна
Нижегородский государственный университет имени Козьмы Минина
кандидат педагогических наук, доцент кафедры прикладной информатики и информационных технологий в образовании

Аннотация
Данная статья посвящена вопросам преподавания в средней школе материалов по распределенной обработке данных. Представлен разработанный факультативный курс «Распределенная обработка данных». Результаты проведенных исследований показывают на положительную динамику качества обучения по данной тематике. Применение метода проблемного обучения позволил заинтересовать учащихся.

Ключевые слова: база данных, деятельностный подход, информационная система, метод проблемного обучения, рабочая станция, распределенная база данных, сервер, системы управления базами данных


METHODOLOGICAL ASPECTS OF TEACHING MATERIALS DISTRIBUTED DATA PROCESSING IN THE MODERN INFORMATION SYSTEMS

Sukhanova Nadezhda Timofeevna
Nizhny Novgorod State University named after Kozma Minin
Ph.D., Associate Professor, Department of Applied Informatics and Information Technologies in Education

Abstract
This article is dedicated to the teaching at the secondary school materials distributed data processing. The developed an elective course "Distributed data processing." The results of these studies show the positive dynamics of the quality of teaching on the subject. Application of problem-based learning will allow interested students.

Рубрика: 13.00.00 ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Суханова Н.Т. Методические аспекты преподавания материалов распределенной обработки данных в современных информационных системах // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/12/76521 (дата обращения: 02.06.2017).

Системы управления базами данных (СУБД) изначально имели централизованную архитектуру, при которой все процессы, связанные с обработкой данных, производились на центральном компьютере, и это накладывало достаточно жесткие требования к его производительности. Однако с развитием компьютерных сетей произошли изменения и в организации баз данных. Появились новые архитектурные принципы их построения.

В основе широкого распространения локальных сетей компьютеров лежит известная идея разделения ресурсов. Для обеспечения эффективного доступа  из одного узла локальной сети к ресурсам, находящимся в других узлах, необходима высокая пропускная способность локальной сети. Однако помимо доступа к ресурсам удаленного компьютера важно получать от этого компьютера определенный сервис, специфичный для ресурсов данного рода и обеспечивающийся какими либо программными средствами, которые в свою очередь не должны дублироваться в различных узлах сети, а располагаться на данном компьютере [1, с. 48].

В локальной сети находятся рабочие станции и сервер, который предоставляет ресурсы либо услуги рабочим станциям и/или другим серверам.

Существуют системы баз данных, в которых клиент может получать доступ к любому количеству серверов одновременно, т. е. за один запрос можно получить комбинированные данные двух и более серверов [4, с. 29]. В этом случае все серверы рассматриваются клиентом как один (с логической точки зрения), и пользователь может не знать, на каком именно компьютере какая часть данных содержится. Такие системы называют распределенными системами баз данных. С точки зрения пользователя распределенная база данных должна выглядеть точно так же, как нераспределенная.

Под распределенной  (Distributed DataBase – DDB) обычно понимают базу данных, декомпозированную и фрагментированную на несколько узлов вычислительной сети, с возможным управлением различными СУБД [2, с.19].

Эффективность функционирования информационной системы  во многом зависит от ее архитектуры. Каждая архитектура должна выбираться исходя из конкретных потребностей будущих пользователей.

Изучение распределенных баз данных не предусмотрено в рамках дисциплин средней школы, однако они могут изучаться на факультативах, в профильных и элективных курсах. В данной работе предлагается к рассмотрению  факультативный курс  «Распределенная обработка данных», который направлен на изучение способов и программных средств разработки информационных систем (ИС) с элементами распределенной обработки данных. В курсе рассматривается проектирование и создание базы данных  (БД) для совместного использования несколькими пользователями. Целью курса является изучение базовых технологий создания информационной системы распределенной обработки данных средствами Microsoft Access. Задачи курса:

1.Знакомство обучаемых с теоретическими основами распределенной обработки данных в современных информационных системах.

2.Формирование представлений о различных архитектурах  баз данных.

3.Закрепление умений проектировать и создавать базы данных средствами  Microsoft Access.

4.Получение навыков организации многопользовательского доступа к базе данных.

Продолжительность курса рассчитана на 22 академических часа.  Программа курса представлена в таблице 1.

Таблица 1.Программа курса

п/п

Тема занятия

Форма проведения занятия

Объем в часах

1

Архитектура системы баз данных.

Лекция

2

2

Распределенные системы баз данных.

Лекция

2

3

Способы организации многопользовательского доступа к базам данных.

Лекция

2

4

Проектирование многопользовательской базы данных.

Практическая работа

2

5

Создание таблиц, схем данных и установление связей в MS Access.

Лабораторная работа

2

6

Разработка интерфейса для базы данных. Создание системы экранных форм.

Лабораторная работа

2

7

Создание запросов для первичной обработки собранных данных.

Лабораторная работа

2

8

Организация многопользовательской работы с базой данных. Разделение базы данных.

Лабораторная работа

1

9

Предоставление многопользовательского доступа к данным с помощью реплик. Репликация базы данных.

Лабораторная работа

2

10

Организация совместной безопасной работы с базой данных. Создание рабочих групп.

Лабораторная работа

2

11

Добавление дополнительных средств безопасности в приложение базы данных.

Лабораторная работа

2

Всего

22

В процессе обучения использовался метод проблемного обучения так как он направлен на развитие познавательной активности учащихся [3, с.74, 6, с. 691],  творческого мышления и поскольку для данного метода характерна организация обучения таким образом при котором учащийся сам в процессе решения тех или иных учебных задач самостоятельно добывает знания.

А так же обучение строилось с применением деятельностного подхода, так как он предполагает развитие таких качеств личности, как самоорганизация, ответственность, активность и самостоятельность [2, с.19]. Поэтому, важное место в курсе отводится самостоятельной работе учащихся, как аудиторной, так и внеаудиторной.

В качестве предметной области для создания распределенной базы данных был выбран процесс  анкетирования обучающихся [5, с. 102], по следующим причинам:

-                  довольно часто анкеты бывают объемными, и процесс анкетирования занимает большое количество времени для проведения;

-                  компьютеру опрашиваемый дает более откровенные ответы;

-                  проверка результатов является трудоемким и продолжительным процессом для анкетирующего.

В этой связи было предложено разработать распределенную базу данных «Анкетирование», предназначенную для сбора различного вида информации в единую БД с нескольких персональных компьютеров.

Процесс сбора информации в распределенной базе данных представлен на примере пяти анкет:

1. Оценка уровня мотивации обучающихся.

2. Профориентационный опрос «Готов ли ты к выбору будущей профессии?»

3. Имидж обучения (анонимное анкетирование).

4. «Твоя жизнь в школе».

5. «Классный руководитель глазами учеников».

В результате анализа выбранной предметной области «Анкетирование учащихся» были выявлены следующие информационные процессы:

-                  ведение каталога анкет;

-                  ведение списка учащихся по классам;

-                  ведение справочника «Нагрузка учителей»;

-                  ведение справочника результатов анкетирования.

Исходя из вышеуказанных процессов, были выделены следующие процедуры (функции):

-                  анкетирование учащихся;

-                  подсчет результатов анкетирования;

-                  анализ результатов.

В результате анализа информационных процессов и функций, были выявлены следующие информационные объекты:

-                  Анкета

-                  Анкетирование

-                  Баллы

-                  Вопросы

-                  Ответы

-                  Вопрос-ответ

-                  Классы

-                  Критерии

-                  Нагрузка учителя

-                  Имидж обучения

-                  Предметы

-                  Ученики

-                  Учителя

На рисунке 1 представлена схема данных БД «Анкетирование».

Рисунок 1. – Схема данных базы «Анкетирование учащихся»

В процессе исследования была проведена апробация курса, которая состояла из трех этапов: констатирующий, формирующий и контрольный.

Целью проведения констатирующего этапа являлось определение базовых знаний, а также уровня внутренней мотивации обучаемых до проведения факультативных занятий. Для этого был подготовлен и проведен проверочный тест анкетирования, который показал, что уровень полученных учащимися знаний и внутренней мотивации не достаточно высок.

Целью формирующего этапа являлась активизация познавательной и мыслительной деятельности обучаемых в процессе изучения предложенного курса путем применения деятельностного подхода и методов проблемного обучения. На этом этапе обучаемые были разделены на две группы таким образом, чтобы в каждой из групп имелись примерно равные показатели по успеваемости и  уровню внутренней мотивации к обучению.

Следующим шагом стало проведение самого курса по созданию базы данных с элементами распределенной обработки у первой (экспериментальной) группы. Вторая же группа  посещала только обязательные уроки по информатике. В результате в первой группе в ходе выполнения данного этапа у обучаемого:

-    повышается уровень внутренней мотивации;

-    повышается уровень умения выражать свои мысли;

-    умение представлять информацию в доступном и эстетичном виде;

-    умение работать в группе (в команде);

-    умение работать самостоятельно, делать выбор, принимать решения;

-    расширяются, углубляются  и постепенно формируются более устойчивые знания в  изучаемой предметной области;

-    повышается уровень умения работы с компьютером;

-    появляется возможность воплотить свои творческие замыслы;

-    отношения  с преподавателем переходят на уровень сотрудничества.

Целью контрольного этапа являлась проверка и подтверждение утверждения о том, что изучение предлагаемого курса повысит уровень мотивации к обучению, а также будет способствовать формированию устойчивых знаний и умений в области проектирования, построения и использования распределенных БД. А также проверка результатов полученных после проведения формирующего этапа и их сравнение с контрольными результатами.

В ходе апробации курса была выявлена положительная динамика роста показателей успеваемости в обеих группах. Но, в первой группе, динамика роста показателей качества знаний несколько выше, чем во второй. Относительно  внутренней мотивации учащихся выявлено следующее: в первой группе установлен рост мотивации учащихся, во второй группе подобного роста не выявлено.

Анализ констатирующего и контрольного этапов показывают, что в результате проведения формирующего этапа в первой группе наблюдается значительный рост показателей успеваемости (на 18,2%), во второй (контрольной) группе рост показателей имеется, но ниже, чем у первой группы (10%). Анализ изменений показателей внутренней мотивации показывает, что в первой группе наблюдается значительный рост качества обучения с 45,4% до 90,9%.

Следовательно, исходя из вышеперечисленных данных, динамику качества обучения в группе, посещавшей курс можно считать положительной. Это показывает, что выдвинутая нами утверждение подтвердилась.

Результаты практической работы показали, что применение метода проблемного обучения повышает интерес к учебному процессу и способствует формированию прочных знаний, умений и навыков по изучаемому предмету, курсу.


Библиографический список
  1. Макаров Н.П., Гринченко Н.Н.; Гусев Е.В.Учебное пособие «Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access» Горячая линия-Телеком, 2004 г.
  2. Асмолов А.Г.Системно-деятельностный подход к разработке стандартов нового поколения // Педагогика, № 4, Апрель 2009, C. 18-22.
  3. Омарова О.О. Современная технология проблемного обучения. //Современные наукоемкие технологии. – № 1, с.73-75
  4. Суханова Н.Т., Бруснигин М.В. Современные системы программирования как средства разработки программного обеспечения. //Мир компьютерных технологий. Сборник статей по материалам Региональной студенческой научно-практической конференции. . Н.Новгород:, Мининский университет, 2016, с.27-31
  5. Суханова Н.Т., Заплатин А.А. Разработка приложения для проведения online-анкетирования с использованием современных мобильных технологий. //Мир компьютерных технологий. Сборник статей по материалам Региональной студенческой научно-практической конференции. . Н.Новгород:, Мининский университет, 2015, с.100-104
  6. Суханова Н.Т., Майер В.К. Активные методы обучения в преподавании дисциплины «Теоретические основы информатики». //Экономика и социум. 2015. № 2-4 (15). с. 689-700.


Все статьи автора «Суханова Надежда Тимофеевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: