Технология создания и обработки информационных объектов 1 2

Технология создания и обработки информационных объектов 1. 2. 3. 4. 5. 6. План Подходы к раскрытию темы в учебной литературе. Технология работы с текстовой информацией. Технология работы с графической информацией. Технология мультимедиа. Технология хранения и поиска данных. Технология обработки числовой информации.

1. Подходы к раскрытию темы в учебной литературе В первых школьных учебниках информатики сведения о прикладных средствах современных информационных технологиях в основном носили краткий описательный характер. Это было связано с тем, что на большинстве доступных школам компьютеров отсутствовало соответствующее программное обеспечение.

В учебной литературе третьего поколения компьютерные информационные технологии находят гораздо большее отражение. В учебниках по информатике этого периода применяются разные подходы к изложению вопросов, связанных с текстовыми и графическими редакторами, базами данных, электронными таблицами, средствами компьютерных телекоммуникаций, технологиями мультимедиа.

Первый подход – описание и практическое использование специально созданных учебных прикладных программ (редакторов, СУБД и пр. ), включенных в состав учебного ПО для данного курса. Такой подход использован в учебнике А. Г. Гейна (Информатика, 7 -9. – М. : Дрофа, 1998. ).

Второй подход – описание и использование наиболее популярных программных продуктов для конкретных типов ЭВМ и операционных систем. Такой подход применен в учебнике А. А. Кузнецова (Основы информатики. 8 -9 классы. – М. : Дрофа, 1999. ). В данном учебнике рассматривается текстовый редактор Write, графический редактор Paintbrush, табличный процессор Excel.

Третий подход – инвариантное описание прикладных программных средств без привязки к конкретной реализации. Предполагается, что такая привязка будет осуществлена учителем на уроках, с ориентацией на имеющееся программное обеспечение, с использованием дополнительной справочной литературы. Этот подход реализован в учебнике И. Г. Семакина (Информатика. Базовый курс. 7 -9 кл. . – М. : Лаборатория Базовых Знаний, 1999. ).

Особенностью четвертого, современного этапа школьной информатики стала унификация программных сред как системного, так и прикладного назначения. Даже приложения, созданные на платформе различных операционных систем, имеют между собой много общего, как по функциональным возможностям, так и по интерфейсу. Наиболее широко используемой в России системной средой является MS Windows. Но, переходя к работе в средах Linux или Mac OS, пользователь не испытает большого дискомфорта. Многие офисные и сервисные программы работают в этих средах совершенно одинаково.

Такая унификация облегчает выстраивание единой методики изучения информационных технологий. Тем не менее в учебниках по базовому курсу информатики четвертого поколения в методических подходах к изучению информационных технологий имеются существенные различия.

Курс Н. В. Макаровой В курсе Н. В. Макаровой теоретический материал содержится в учебнике (Информатика. 7 -9 кл. Базовый курс. – СПб. : Питер, 2005. ), а материал для практической работы учащихся – в практикуме-задачнике по моделированию (Информатика. 7 -9 кл. Базовый курс. Практикум-задачник по моделированию – СПб. : Питер, 2001. ).

В учебнике это «Тема 15. Общая характеристика прикладной среды» . Характерной особенностью подхода, используемого автором учебника, является то, что в этом разделе нет деления материала на описание технологий обработки разного вида данных: текстов, чисел, графики, звука. Здесь дается общее описание объектноориентированной технологии приложений, функционирующих в системной среде Windows. Подчеркивается интегрированный характер различных приложений как по интерфейсу, так и по возможностям их информационного взаимодействия (OLE-технология, клиентсерверная технология).

В основе методического подхода лежит выстраивание общей иерархии понятий. Основные уровни этой иерархии выглядят так: - Прикладная среда: свойства (наглядность, многозадачность, интеграция объектов); интерфейс (типовая структура окон); инструменты (иерархическое меню); - Документы (компьютерные объекты): редактирование документа; форматирование документа.

Организация практической работы учащихся происходит на основе практикума по учебным планам, имеющимся в методических пособиях для учителя (Информатика. Методическое пособие для учителя. 7 класс, 8 класс. – СПб. : Питер, 2006. ). Здесь происходит естественное деление на отдельные технологии, связанные с обработкой разных видов данных. Первоначально учащиеся осваивают соответствующие прикладные среды. В 7 кл. – «Освоение среды графического редактора» . В 8 кл. – «Освоение среды текстового процессора Word» , «Освоение среды табличного процессора Excel» , «Освоение системы управления базой данных Access» .

В программе 9 кл. в разделе «Практикум по моделированию» полученные ранее технологические навыки работы в различных прикладных средах используются для решения задач моделирования. Темы этого раздела носят названия: «Моделирование в среде текстового процессора» , «Моделирование в среде графического редактора» и т. д. Здесь для организации практической работы используется учебное пособие «Информатика. 7 -9 кл. Базовый курс. Практикум-задачник по моделированию / под ред. Н. В. Макаровой» – СПб. : Питер, 2001. Отмечая логичность построения курса, следует подчеркнуть, что его реализация возможна лишь в рамках нетипового учебного плана, использующего вариативную составляющую.

Курс Н. Д. Угриновича В базовом курсе Н. Д. Угриновича, ориентированном на типовой учебный план, в учебнике (Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 кл. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. ) информационные технологии излагаются раздельно по видам информации. В каждом разделе рассматриваются способы кодирования соответствующего вида данных и описываются прикладные программные средства и приемы работы с ними.

Главы имеют названия «Кодирование и обработка текстовой информации» , «Кодирование и обработка числовой информации» , «Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации» , «Хранение, поиск и сортировка информации» . При таком подходе объединяются содержательная линия представления информации и линия информационных технологий, что является совершенно логичным. Такой подход способствует более осознанному усвоению учащимися соответствующих технологий и лучшему пониманию ими теоретического материала, связанного с практическим приложением.

Курс И. Г. Семакина В учебниках И. Г. Семакина ( «Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 кл. » , «Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 кл. » ) 2005 г. издания вопросы представления данных и технологий обработки данных соответствующего типа совмещены в одном разделе. Для того, чтобы подчеркнуть центральную, системообразующую роль информации в учебном курсе, соответствующие главы носят названия: «Текстовая информация и компьютер» , «Графическая информация и компьютер» и пр.

При изложении разделов линии информационных технологий используется единая методическая схема (рис. ). Информационные технологии Области применения Среда Технические Режимы работы Прикладные программные средства Система команд Аппаратные Данные

Знакомство учеников с каждым новым для них видом информационных технологий должно начинаться с рассказа об их областях применения. В каждом тематическом разделе содержательной линии «Информационные технологии» имеется теоретическое и технологическое содержание.

Теоретическое содержание включает в себя вопросы представления различных видов информации в памяти ЭВМ, структурирования данных, постановки и методов решения информационных задач с помощью технологических средств данного типа.

К технологическому содержанию относятся: - Изучение используемых аппаратных средств – более подробное знакомство с принципами работы отдельных устройств компьютера, используемых в данной технологии, расширяющее представления учащихся об устройстве компьютера; - Изучение и освоение прикладного программного обеспечения – редакторов, СУБД, табличных процессоров и пр.

2. Технология работы с текстовой информацией 2. 1. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: 1. Характеристика аппаратных средств. 2. Текстовые редакторы и текстовые процессоры. 3. Организация практической работы.

Аппаратные средства. В рамках данной темы ученики должны не только развить практические навыки работы с различными аппаратными компонентами ЭВМ, но и углубить свои знания об их устройстве, принципах их работы. В этом проявляется пересечение содержательной линии «Компьютер» с линией информационных технологий.

Прикладные программные средства. Текстовый редактор (ТР) – первый тип прикладной программы, который должны освоить ученики. Выбор ТР, используемого в учебных целях, зависит от технического и программного обеспечения школьного компьютерного класса. Если в классе работает ОС Windows, то следует начинать с ТР «Блокнот» .

На следующем этапе следует перейти к освоению текстового редактора Word. Pad. Практически все приемы работы с текстовыми редакторами, которые можно освоить в рамках базового курса, реализованы в Word. Pad. Освоив Word. Pad, ученики легко смогут перейти к работе с MS Word. При наличии учебного времени такой переход можно произвести в конце данной темы, при необходимости познакомить учащихся с некоторыми возможностями текстовых процессоров, неподдерживаемых Word. Pad (например, многооконный режим работы, проверка орфографии, работа с таблицами).

2. Рекомендации по организации практической работы на компьютере Прежде всего ученики должны освоить приемы основного стандарта редактирования. К ним относятся: 1. Перемещение по тексту: клавиши [←], [↑], [→], [↓], [Home], [End], [Page. Up], [Page. Doun]. 2. Удаление символа: клавиши [Backspace], [Del].

3. Вставка – замена символа: переключение режима с помощью клавиши [Insert]. 4. Разрыв и слияние строк: клавиша [Enter], клавиша [Del] в конце первой соединяемой строки или [BS] в начале второй строки.

Практическое знакомство с перечисленными приемами редактирования может начаться раньше темы «Текстовые редакторы» параллельно с изучением таких теоретических вопросов, как устройство и программное обеспечение компьютера. Для отработки навыков следует использовать простейшие ТР типа Блокнот.

3. Технология работы с графической информацией 1. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: 1. Области применения компьютерной графики. 2. Прикладные программные средства. 3. Организация практической работы.

Компьютерная графика стала массовой, серийной только во времена четвертого поколения ЭВМ, а период распространения персональных компьютеров. В учебнике Семакина для 8 кл. описываются разнообразные приложения компьютерной графики. К их числу относятся: научная графика, деловая графика, конструкторская графика, иллюстративная графика, художественная и рекламная графика, компьютерная анимация.

Компьютерная графика – это та область информационных технологий, которую ученикам хочется реально увидеть, а не слушать рассказы о ней. Поэтому большое значение имеют демонстрации на компьютере разнообразных продуктов компьютерной графики: красочных рисунков, схем, чертежей, диаграмм, образцов анимационной и трехмерной графики.

Следует обратить внимание учеников на то, что любимые многими из них компьютерные игры в большинстве имеют графический интерфейс, причем достаточно сложный. К теоретическому содержанию данного раздела базового курса относятся вопросы представления изображения в памяти компьютера. Достаточно подробно эта тема раскрыта в учебниках Семакина (8 кл. ) и Угриновича (9 кл. ).

2. Рекомендации по организации практической работы на компьютере Учитель должен считать своей целью раскрытие всех возможностей графического редактора как инструмента для рисования. У редакторов типа Paint этих возможностей не так уж много, и за 5 -6 уроков, выделяемых для данной темы, всех их вполне можно раскрыть.

Следует объяснить ученикам, что рисование от руки с помощью инструментов «Карандаш» или «Кисточка» обычно получается некачественным. Необходимо максимально использовать графические примитивы: прямые, дуги, овалы и пр. В рисунках, где есть симметрия, следует научить детей использовать повороты, отражения. В рисунках с повторяющимися фрагментами они должны научиться применять копирование. Очень эффективным приемом отработки рисунков в растровом редакторе является прорисовка деталей через увеличение масштаба рисунка (использование инструмента Лупа).

Для практического освоения векторной графики в учебнике Угриновича для 9 кл. рекомендуется использовать векторный редактор Open Office Draw. В этом же учебнике в разделе «Компьютерный практикум» описываются практические работы по созданию анимационных изображений в среде растрового графического редактора GIMP и редактора Macromedia Flash.

В практикуме по информационным технологиям Н. В. Макаровой для работы с векторной графикой рекомендуется использовать редактор MS Draw, входящий в состав интегрированной программной системы Works. Кроме перечисленных программ для освоения учениками приемов работы с векторной графикой учитель успешно может использовать векторный редактор, встроенный в текстовый процессор MS Word. Все основные элементы векторной технологии в нем реализованы. Кроме того, ученики получат более полное представление о возможностях MS Word.

4. Технология мультимедиа 1. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: 1. Что такое мультимедиа. 2. Два способа хранения звука: аналоговый и цифровой. 3. Мультимедийные презентации. 4. Мультимедийное обеспечение ПК.

Основные цели изучения данного раздела базового курса: раскрыть перед учениками понятие мультимедиа; познакомить со способами аналогового и цифрового представления звука, техническими средствами мультимедиа; научить создавать несложные презентации; научить работать с программно-аппаратными средствами мультимедиа.

Изучение темы не сводится лишь к практическому освоению работы с аппаратурой и прикладными программами. В этой теме углубляются базовые знания учащихся по линиям представления информации и устройства компьютера. Появление технологии мультимедиа связано созданием компьютерных средств работы со звуком.

В учебнике Семакина для 8 кл. рассказ о звуковой технике ведется в историческом плане: описывается история развития технических средств работы со звуком, начиная от фонографа Эдисона и до современного компьютера. Основная мысль, которая должна быть доведена до учеников: то, что до эпохи компьютеров использовалось аналоговое представление звука, а компьютерная техника работает с дискретным (цифровым) представлением.

В 8 кл. ученики еще не обладают достаточными знаниями о физической природе звука. Ничего страшного нет в том, что простой и понятный рассказ учителя информатики на эту тему пополнит их физические знания. Это хорошее подтверждение системности научных знаний, получаемых в школьном образовании. Содержание информатики во многих ее разделах носит межпредметный характер.

В базовом курсе информатики ученики еще дважды могут встретиться с переходом от непрерывного (аналогового) представления информации к дискретному (цифровому) представлению: в теме о компьютерных сетях и в описании систем управления техническими устройствами с помощью компьютера. Во всех этих темах используется понятие аналоговоцифрового преобразования (АЦП) и цифроаналогового преобразования (ЦАП).

2. Рекомендации по организации практической работы на компьютере На работу с программными средствами мультимедиа ученикам могут быть предложены задания следующих типов: - Работа с готовыми программными продуктами; - Создание мультимедийной презентации; - Работа с аппаратными и программными средствами записи и редактирования звука, фото и видеоизображения.

5. Технология хранения и поиска данных 1. Методические рекомендации по изучению темы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Изучаемые вопросы: Области применения информационных систем и баз данных (БД). Классификация БД. Структура реляционной базы данных (РБД). Элементы РБД: первичный ключ; имя, значение и тип поля. Назначение СУБД. Поиск и сортировка данных в БД. Создание БД.

Области применения данного вида технологий – создание и использование компьютерных информационных систем. Компьютерные информационные системы позволяют хранить большие объемы данных, осуществлять в них быстрый поиск, вносить изменения, выполнять всевозможные манипуляции с данными (группировать, сортировать и пр. ).

Следует привести примеры таких информационных систем. Например, система продажи железнодорожных и авиационных билетов. Другой знакомый ученикам пример: во время телерепортажей с крупных международных соревнований, Олимпийских игр на экран мгновенно выводится досье любого спортсмена, о котором говорит комментатор, - это работает компьютерная информационная система.

Основой всякой информационной системы является база данных – организованная совокупность данных на магнитных дисках. Ученики уже хорошо знают что информация на дисках храниться в виде файлов. Поэтому первый вывод, который можно сделать относительно организации больших баз данных, - это то, что они требуют больших объемов дисковой памяти.

В базовом курсе информатики рассматриваются реляционные (табличные) базы данных. Простейшая реляционная БД содержит одну таблицу, более сложная может состоять из множества взаимосвязанных таблиц. В терминологии РБД строки таблицы называются записями, столбцы – полями.

Объяснение данного материала следует проводить на конкретных примерах. Например, в учебнике Семакина для 9 кл. в качестве примеров используются разнообразные таблицы: «Домашняя библиотека» , «Погода» , «Успеваемость» , «Факультативы» . Следует подчеркнуть, что в БД каждая таблица должна иметь свое имя. Учителю будет удобно работать, если эти таблицы вынести на плакаты.

Основные представления, которые должны быть закреплены учениками: - Всякая таблица содержит в себе информацию о некоторой реальной системе (процессе) и, следовательно, является ее информационной моделью; - Всякая запись в таблице – информация о конкретном объекте данной системы; - Значение поля в каждой записи – это определенная характеристика (свойтво, атрибут) объекта.

Необходимо закрепить понятия «первичный ключ» , «имя поля» , «тип поля» на серии заданий. Задания первого типа: дано имя таблицы и перечень полей, требуется указать первичный ключ и определить типы всех полей. Задания второго типа: определена предметная область базы данных; требуется озаглавить таблицу, определить имена полей и их типы, назначить первичный ключ.

После знакомства с основными понятиями, относящимися к организации информации в РБД, следует перейти к изучению программного обеспечения, предназначенного для работы с БД. Такое программное обеспечение называется системой управления базами данных (СУБД).

В базовом курсе Угриновича для 9 кл. не предполагается освоение учащимися какойлибо СУБД. В качестве программных средств для организации табличного хранения данных описывается использование текстового процессора MS Word и табличного процессора MS Excel. Поиск данных реализуется в электронных таблицах с помощью механизма фильтрации.

В практикуме по ИТ для 7 -9 кл. в составе УМК к базовому курсу Макаровой имеется раздел «Освоение системы управления базой данных Access» . Выполняя задания из этого раздела, учащиеся осваивают основные технологические приемы работы в среде СУБД MS Access: создание структуры и заполнение БД, использование форм, сортировка и фильтрация данных, создание запросов и отчетов.

В учебнике Семакина для 9 кл. в соответствии с общим принципом, принятым в курсе, не приводится описания какой-либо конкретной СУБД. Применен следующий методический прием: рассматривается некоторая гипотетическая реляционная СУБД. Для нее определяется язык команд, в котором используются русские служебные слова. Система взаимодействует с пользователем в диалоговом режиме: на экран выводится приглашение в виде точки. В ответ на приглашение пользователь вводит с клавиатуры очередную команду. После выполнения команды повторяется приглашение.

2. Рекомендации по организации практической работы Изучение темы «Базы данных» может происходить на разных уровнях: минимальном и углубленном. Задача первого уровня: дать общие представления о базах данных, научить работе с готовой БД (осуществлять поиск информации; сортировку, удаление и добавление записей, создавать структуру однотабличной БД и заполнять ее данными).

Дополнительные задачи второго уровня: познакомить с основами проектирования БД, с приемами создания и обработки многотабличной базы данных. Работа с СУБД начинается с запуска соответствующей программы, поэтому ученикам необходимо показать, как ее запустить на исполнение.

Первое понятие, которое должны усвоить ученики: база данных хранится в файле; чтобы начать с ней работать, необходимо открыть файл с БД. Затем учитель должен показать, как можно просмотреть на экране записи таблицы. Для этого должна быть заранее подготовлена демонстрационная база данных. (См. Задачникпрактикум Л. А. Залоговой и др. ; приложение к подразделу 5. 4. ).

Представляя ученикам демонстрационную БД, необходимо обратить внимание на то, что наряду с самой таблицей в памяти компьютера хранится описание ее структуры, откуда пользователь может узнать параметры полей: имя, тип, формат и др. В СУБД Access это делается в режиме «Таблица – Конструктор» .

Одна из основных задач любой информационной системы – выборка информации из базы данных. Выборка происходит по запросу пользователя. На языке гипотетической СУБД, используемой в учебнике Семакина для 9 кл. , команда запроса имеет следующую структуру: выбрать <список выводимых полей> где <условие выбора> сортировать <ключ сортировки> по <порядок сортировки>.

В результате выполнения запроса получается таблица, состоящая из полей, указанных в команде. В эту таблицу включается информация из тех записей, которые удовлетворяют условию выбора. Условие выбора представляет собой логическое выражение.

Переходя к работе с конкретной СУБД, учитель знакомит учеников с правилами формирования в ней команды запроса. В СУБД Access для создания запросов используется конструктор запросов. Формируемая команда оказывается скрытой от пользователя. Работа с конструктором требует определенных навыков, которые следует отрабатывать на упражнениях.

Важным видом манипулирования информацией в БД является сортировка. Параметрами сортировки выступают «ключ сортировки» и «порядок сортировки» . Ключ сортировки – это поле, по значению которого происходит упорядочение записей в таблице. Порядок сортировки имеет два варианта: во возрастанию значений ключа и по убыванию значений. Ученики должны понимать смысл порядка «по возрастанию» и «по убыванию» для всех типов полей.

6. Технология обработки числовой информации Методические рекомендации по изучению темы 1. 2. 3. 4. Изучаемые вопросы: Табличные процессоры. Области применения электронных таблиц. Запись формул, относительная адресация. Основные типы расчетных задач.

Что такое электронная таблица? Это средство информационных технологий, позволяющее решать комплекс задач. 1. Прежде всего, выполнение вычислений. ЭТ представляют собой удобный инструмент для автоматизации вычислений. 2. Математическое моделирование. Использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ – мгновенный пересчет формул при изменении значений входящих в них операндов.

3. Использование ЭТ в качестве БД. Конечно, по сравнению с СУБД ЭТ имеют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации. На уроках ученикам предстоит освоить конкретный табличный процессор.

Рекомендации по организации практической работы Главная задача для учащихся на минимальном уровне изучения данной темы: научиться основным методам организации расчетов с помощью ЭТ. Для этого они должны освоить следующие практические приемы работы в среде ЭТ:

- Осуществлять перемещение табличного курсора, устанавливать курсор в нужную ячейку; - Вводить данные – числа, тексты, формулы; - Редактировать данные в ячейках; - Копировать информацию в ячейках; - Вставлять и удалять строки и столбцы.

Теоретические вопросы, которые на первом этапе вызывают наибольшие затруднения, это правила записи формул и понимание принципа относительной адресации. Их отработку следует проводить на задачах и упражнениях.

Основные типы расчетных задач, которые учащиеся должны научиться решать на ЭТ: 1) Получение несложных расчетных ведомостей; 2) Статистическая обработка числовых таблиц; 3) Построение диаграмм по табличным данным; 4) Сортировка таблицы по значениям параметра (столбца); 5) Табулирование функций.