Лекция №5. Базы данных. Базы знаний.

                            Лекция №5.

 План:

1. Базы данных. Базы знаний.
2. Практика реализации идей.

               1 Базы данных.

Под базами данных понимаются технологии ввода, систематизации, хранения и предоставления информации с использованием компьютерной техники. Базы данных могут включать в состав информационного массива раз личную статистическую, текстовую, графическую и иллюстративную информа цию в неограниченном объеме с обязательной ее формализацией (представлением, вводом и выводом в компьютер определенной, характерной для данной системы форме - формате). Для целого ряда традиционно перерабатываемой информации существуют стандартные форматы ее представления, например: библиография, статистические данные, рефераты, обзоры и другие. Систематизация и поиск ин формации в базе данных осуществляются тремя основными способами.

Иерархическая база данных в качестве классификационной основы ис пользует каталоги и рубрикаторы, т.е. информационно-поисковые языки иерархического типа.

В реляционной базе данных каждой единице информации присваиваются определенные атрибуты (автор, ключевые слова, регион, класс информации и т.п.) и ее поиск производится по какому-либо из них или по их комбинации.  

 Статистические базы данных оперируют с числовой информацией, организованной с помощью двухмерной (реже - трехмерной) матрицы, так, что  информация находится в системе путем задания ее координат. Статистическиe базы данных более известны под названием электронные таблицы.

В практике создания баз данных, содержащих тексто - графическую информацию, ее систематизация чаще всего осуществляется гибридно.

Базы данных используются в обучении для оперативного предоставления учителю и учащимся необходимой, не вошедшей в учебники и пособия информации, как непосредственно в дидактическом процессе, так и в режиме свободного выбора информации самим пользователем (сервисный режим).

Базы знаний. Базы знаний представляют собой информационные системы, содержащие замкнутый, не подлежащий дополнению объем информации по данной теме, структурированной таким образом, что каждый ее элемент содержит ссылки и другие логически связанные с ним элементы из их общего набора. Ссылки на элементы, не содержащиеся в данной базе знаний, не допускаются. Такая организация информации в базе знаний позволяет учащемуся изучать ее в той логике, которая ему наиболее предпочтительна в данный момент, т. к. он может по своему желанию легко переструктурировать информацию при знакомстве с ней. Привычным библиографическим аналогом базы знаний являются энциклопедии и словари, где в статьях содержатся ссылки на другие статьи этого же издания. Программные продукты, реализующие базы знаний, относятся к классу HIPERMEDIA сверхсреда), поскольку они позволяют не только осуществлять свободный выбор пользователем логики ознакомления с информацией, но дают возможность сочета ть тексто-графическую информацию со звуком, видео- и кинофрагментами, мультипликацией. Компьютерная техника, способная работать в таком режиме, объединяется интегральным термином MULTIMEDIA (многовариантная среда).

Аппаратные средства multimedia, наряду с базами знаний позволили создать и использовать в учебном процессе компьютерные имитации, микромиры и на их базe дидактические и развивающие игры, вызывающие особый интерес у детей.

Access

   Приложение Access позволяет создавать, просматривать и редактировать базы данных. Применительно к физике можно создать базу данных о знаменитых физиках, наличии оборудования и наглядных пособий в кабинете физики. Такая информация позволяет учителю оперативно находить и использовать данные об известных физиках, включать её на уроке и во внеклассной работе.

На рисунке показан фрагмент базы данных о кинофильмах в школьном кабинете физики.

Основные методы работы с Access описаны в приложении 7.

1. Практика реализации идей.

 Работа с учебной базой данных УЧЕНИК.

Итак, перед вами довольно простая база данных, которой может пользоваться даже непрофессионал  и которая вполне может быть частью автоматизированного рабочего места учителя, классного руководителя, директора или завуча школы.

 В этой базе данных содержатся следующие сведения об учениках школы:

1. Класс  
2. Фамилия
3. Имя

 • Дата рождения      

 • Адрес                              

• Телефон    

• Информация о братьях и сестрах: год рождения  имя                        

 • Спортивные результаты                                                                                                      

 • Увлечения

(Можно внести и другие: успеваемость по предметам, данные о родителях и т. д.)

1.  Выберите пункт меню "Список с сортировкой и поиском по фамилиям" (с помощью клавиш управления курсором установите рамочку на этом пункте меню и нажмите клавишу ).

Перед тем как начать поиск, машина в большинстве случаев выдает запрос, касающийся того, какую информацию вы хотите получить: обо всех классах, данные о которых есть в базе, или только об одном конкретном классе. Исключение составляет лишь поздравление с днем рождения. Здесь поиск всегда ведется по всей базе.

Естественно, такой запрос сразу же появился.

2. Укажите, что вас интересует один класс. Затем наберите на клавиатуре номер этого класса и (перемещая курсор) выберите соответствующую букву. Далее, как говорится, возможны варианты.

Если в базе данных уже имеются сведения об учениках нужного вам класса (бывших или нынешних), то вы сразу же получите долгожданный список.

Правила работы с ним просты:

•        Чтобы перейти к нужной записи, используйте клавиши <Вверх> или <Вниз> (перемещение на одну запись), а также
клавиши и ("перелистывание" текста на экране вверх и вниз соответственно); для перехода к самой
первой записи нажмите одновременно клавиши и , а для перехода к самой последней записи — клавиши
и .

1. Чтобы найти запись по первым буквам (или цифрам), надо просто набрать эти символы на клавиатуре. Нужные записи появятся в самом верху экрана.
2. Чтобы добавить новую запись, надо нажать клавишу (при этом на экране появится ОКНО ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, и вам будет предложено, используя это окно, ввести новую информацию).
3. Чтобы убрать запись из базы данных, надо нажать клавишу (вам будет предложено подтвердить, что запись должна быть удалена).
4. Чтобы внести изменения в старую запись, надо нажать клавишу .
5. В любой момент молено воспользоваться палочкой-выручалочкой — клавишей .

Если же в базе данных сведений об учащихся выбранного вами класса нет, сразу же произойдет переход в режим ввода новой записи (как если бы вы нажали клавишу ).

3. При вводе новой информации вам время от времени будет предлагаться помощь в виде уже готового списка видов спорта или увлечений (тут от вас требуется лишь выбрать нужные данные и нажать клавишу ).

В эти списки можно вносить изменения точно так же, как в списки учеников. Единственное отличие — в использовании клавиши <Ввод>. Как вы уже должны были понять из изложенного ранее, с помощью данной клавиши осуществляется перенос, скажем, наименования вида спорта или увлечения в запись, относящуюся к какому-либо конкретному ученику. А что если ошибка была допущена еще при внесении наименования в список? Что же, теперь вся школа будет "Прыгать в длену" или "Увликаться фудболом" ? Конечно, нет.

Однако здесь, чтобы получить возможность внести исправления, надо нажать не одну клавишу , обычно используе мую для изменения данных, а две клавиши одновременно: и .

Добавим, что для "путешествия" по пунктам меню вам потребуется еще клавиша , с помощью которой осуществля ется возврат на шаг назад.

Теперь выполните задания:

© Проверьте, совпадают ли в базе данных сведения, касающиеся вашего класса, с тем, что есть на самом деле, и если нет — внесите изменения или создайте базу данных заново.

© Занесите в базу данных результаты последних спортивных соревнований в вашем классе. Если это сделают и для осталь ных классов, то легко будет определить чемпиона школы.

©   Не забывайте — и здесь вам тоже поможет база данных — поздравлять с днями рождения.

©    Если в базе данных уже достаточно много информации, выясните, какие имена в вашей школе встречаются наиболее часто.

©   Придумайте еще несколько задач, которые можно решить с помощью этой базы данных.

Вопросы для самоконтроля:

1. Базы данных и их виды.
2. В чем отличие базы данных от базы знаний?
3. Какие базы данных можно создавать с помощью программы Access?

                         Приложение №7.

                     Основные этапы работы с Access.

    MS Access является СУБД реляционного типа, в которой разумно сбалансированы все средства и возможности, типичных для современных СУБД. Реляционная база упрощает поиск, анализ, поддержку и защиту данных, поскольку они сохраняются в одном месте. Access в переводе с английского означает «доступ». MS Access — это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования — Visual Basic Application.

Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:

·    доступность в изучении и понятность позволяют Access являться одной из лучших систем быстрого создания приложений управления базами данных;

·    СУБД полностью русифицирована;

·    возможность использования OLE технологии;

·    интегрированность с пакетами Microsoft Office;

·    поддержка WWW-идеологии (только в Access 97);

·    визуальная технология позволяет постоянно видеть результаты своих действий и корректировать их; кроме того, работа с конструктором форм может существенно облегчить дальнейшее изучение таких систем программирования, как Visual Basic или Delphi;

·    широко и наглядно представлена справочная система;

·    наличие большого набора «мастеров» по разработке объектов.

Запустить систему Access можно несколькими способами:

·    запуск с помощью главного меню в WINDOWS 95/98;

·    запуск с помощью ярлыка на рабочем столе или панели MS Office;

·    открытие какой-либо базы данных автоматически запускает Access.

  При наличии вопросов о Microsoft Access прежде всего необходимо попытаться найти ответы на них в документации или в справочной системе.

   В этой работе предлагается набор заданий, которые позволят освоить основные приемы работы с СУБД Access. Помогать при работе с СУБД Access могут карточки подсказки. Они предназначены для обучения непосредственно в процессе работы с Microsoft Access и после открытия базы данных будут постоянно сопровождать любые действия пользователя.

           Создание базы данных. Ввод и форматирование данных

1.   Загрузите систему WINDOWS. Загрузите СУБД ACCESS. Появятся выплывающие карточки-подсказки. Сверните их. Если вам понадобится подсказка, то в любой момент вы можете вызвать карточки в меню Справка или соответствующей кнопкой на панели инструментов.

2.    Сначала нужно создать новую базу данных.

3.  Выполним следующую последовательность действий: в меню Файл выберем команду Создать. Имя файла: skaz.mdb. OK. Перед вами появилось диалоговое окно «База данных».

4.  Внимательно прочитайте назначение кнопок на панели инструментов, медленно перемещая курсор мыши по кнопкам.

5.  После этого создайте таблицу, выполнив следующую последовательность действий:  Таблица/Создать/Новая таблица.

   Создание таблицы, то есть определение входящих в таблицу полей, производится заполнением специальной таблицы:

6.    Заполните такую таблицу, внеся в нее следующие данные:

7.   Поле № не обязательное, мы его вводим для того, чтобы определить ключевое поле, так как любая таблица должна иметь ключ.

8.   Созданную таблицу нужно сохранить, дав ей имя с помощью команд: Файл/Сохранить как..., Имя таблицы: «Персонаж», OK.

9.    Введите информацию в таблицу Таблица/«Персонаж»/Открыть и обычным образом введите данные, например такие:

10     При помощи мыши выделите:

 а) запись 5,

 б) запись 3,

 в) с третьей по седьмую запись. Отмените выделение.

 г) Выделите все записи. Отмените выделение.

 д) Выделите поле «Персонаж».

 е) Выделите одновременно поля: «Профессия», «Особые приметы» и «Герой», отмените выделение.

 ж) Выделите все поля. Это можно сделать при помощи мыши или в меню  Правка выбрать команду Выделить все записи.

11.     Отмените выделение.

12.      Выделите:

 а) В поле «Особые приметы» отметьте шестую запись.

 б) В поле «Персонаж» выделите с четвертой по шестую запись.

 в) Не отпуская кнопку мыши, отметьте эти же записи в полях «Особые приметы» и «Герой».

13.     Отмените выделение.

14.     Выделите всю таблицу.

15.     Отмените выделение.

16.   Измените ширину каждого столбца, так чтобы ширина колонок была минимальной, но был виден весь текст.

 Это можно сделать при помощи мыши, раздвинув столбцы или следующим образом.

 Выделите нужный столбец и нажмите правую кнопку мыши, в контекстном меню выберете команду «Ширина столбца»; в открывшемся окне нажмите кнопку По ширине данных.

 Проделайте такую же работу со всеми полями.

 Высоту строки можно изменить аналогичным образом с помощью мыши или в меню Формат командой Высота строки. Причем достаточно отредактировать одну строку, высота остальных строк изменяется автоматически.

17.    Любым способом измените высоту строки и сделайте ее равной 30.

18.    Измените шрифт таблицы на Arial Cyr, размер шрифта 14, полужирный.

 Изменить шрифт можно так: вывести указатель мыши за пределы таблицы и нажать левую кнопку мыши, в контекстном меню выбрать Шрифт или в меню Правка на панели инструментов выбором команды Шрифт.

19.    Измените шрифт текста на Times New Roman Cyr, размер шрифта 10.

20.      Измените ширину полей.

 а) Сделайте столбец «Персонаж» шириной 20.

 б) Столбец «Особые приметы» шириной 25.

 Вы видите, что текст в этих полях напечатался в две строки.

21.      Подгоните ширину столбцов так, чтобы текст вмещался полностью.

22.   Выполните сортировку таблицы по полю «Персонаж» в порядке, обратном алфавитному.

 Это можно сделать так. Выделите поле «Персонаж» и нажмите кнопку  Сортировка по убыванию на панели инструментов.

23.        Верните таблицу в исходное состояние.

24.        Сохраните таблицу «Персонаж».

25.        Закройте таблицу «Персонаж».

Редактирование базы данных

1. Откройте таблицу «Персонаж» и добавьте в конец таблицы следующие записи:

2.     Это можно сделать тремя способами:

 а) Передвинуть курсор в конец таблицы и ввести новые записи.

 б) На панели инструментов нажать кнопку Новая запись.

 в) В меню Записи выбрать команду Ввод данных.

3.       Скопируйте первую запись на место шестой записи.

4.       Удалите пятую запись.

5.       Скопируйте первую запись в конец таблицы.

6.       Измените профессию Дуремара на продавец пиявок.

 Это можно сделать так: отметить курсором мыши запись фармацевт, удалить ее в буфер и с клавиатуры ввести продавец пиявок. Или следующим способом: открыть меню Правка на панели инструментов, выбрать команду Заменить... На экране появится диалоговое окно замены. Ввести формат замены.

7.       Замените во всей таблице Буратино на Пиноккио.

8.      Удалите две записи, значение которых в поле «Персонаж» = Пиноккио.

9.     Вставьте перед четвертой записью следующую запись:

10.    Удалите с седьмой по одиннадцатую записи.

11.     Удалите поле «Профессия».

 Это можно сделать с помощью мыши, соединив границы полей «Персонаж» и «Особые приметы» или в меню Правка командой Удалить поле.

12.     Вставьте новое поле в таблицу.

13.   Чтобы вставить новое поле в таблицу, нужно в окне базы данных выбрать корешок Таблица, нажать кнопку Конструктор. В открывшемся окне поставьте курсор на ту строку, перед которой вам необходимо вставить запись. Нажмите кнопку Вставить строку на панели инструментов и введите нужные данные.

14.       Самостоятельно заполните новое поле в каждой записи.

15.       Во всей таблице замените слог но на слог ни.

 Для этого в любой записи таблицы необходимо отметить слог но. Затем в меню Правка выберите команду Заменить, и введите формат замены.

16.  Замените в таблице все буквы о на букву а, а буквы а замените на букву о.

17.    Замените на слог РА буквосочетание, первая буква которого р, а вторая — любая буква русского алфавита. Это можно сделать следующим образом: в любой записи таблицы отметить необходимое буквосочетание. Например, слог ер. Затем в меню Правка выбрать команду Заменить и ввести формат замены. Заменить ?р на РА.

Поиск данных по условию

   Следующее задание, которое мы вам предлагаем, можно выполнить различными способами.

   Способ первый. Вы создаете запрос по каждому из вопросов, которые предлагаются, и сохраняете его в виде таблицы. Для создания запроса выполните следующие действия: Запрос — Создать — Новый запрос — Таблица/ запрос — Класс — Добавить. — Закрыть. После этого ввести условия запроса.

   Способ второй. Таблица — Класс — Открыть. На панели инструментов нажмите кнопку  Изменить фильтр, и с помощью построителя выражений введите условия запроса. Затем на панели инструментов Запроса нажмите кнопку Применить фильтр. В результате на экране появится динамический набор записей, удовлетворяющих введенному условию. Но при дальнейших манипуляциях этот набор не сохранится. Если вы хотите сохранить данный набор записей, то выполните следующие действия. В окне Фильтра откройте меню Файл и выберите команду Сохранить как запрос.

  Способ третий. В режиме таблиц выведите курсор мыши за пределы таблицы и нажмите правую мыши. В контекстном меню выберите команду Изменить фильтр. Все остальные действия точно такие же, как во втором способе.

   Для того чтобы ответить на все предлагаемые вопросы, необходимо знать операторы задания шаблонов. Приведем несколько примеров.

  Примеры использование символов задания шаблонов

                                      Заключение.

    Компьютерные технологии – это новые, еще более современные технологии. Они позволяют научить детей самостоятельно добывать знания, научить способам накопления, хранения, обработки и использования информации. Компьютерные технологии развивают идеи программированного обучения, открывают новые варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров и телекоммуникаций.

    Большую роль в современном уроке играет компьютер, который позволяет учителю, достичь более высокого уровня наглядности, расширяет возможности активизации деятельности учащихся. Я считаю, что в нынешнее время, время вхождения в нашу жизнь информационных и коммуникационных технологий, просто необходимо использование новых технологий в обучении, ориентированных на развитие творческих способностей учащихся.

   Поэтому я на своих уроках физики использую компьютерные технологии и уверена в том, что именно эти технологии помогут повысить качество физического образования современных школьников, помогут детям ориентироваться в огромном информационном пространстве современного общества.

    Говоря о дидактических условиях применения компьютерных средств обучения в целом, следует опираться на работы Н.М. Шахмаева по ТСО. Распространяя его выводы на компьютерные средства, и дополняя их, получим:

1. Применение компьютерных средств обучения приносит необходимый педагогический эффект только в том случае, когда учитель, руководящий обучением детей в школе имеет высокую квалификацию.

    В этом утверждении имеется в виду профессиональная квалификация учителя как предметника и его профессиональное (но пользовательское!) умение работать с применяемыми им компьютерными средствами. Отсюда следует задача, стоящая перед учреждениями повышения квалификации учителей: они должны опережающими темпами разрабатывать соответствующие методики и проводить обучение и переподготовку работников сферы образования.

2. Применение компьютерных средств в учебном процессе не только не принесет экономии средств, но и потребует дополнительных, довольно значительных расходов.

   Это значит, что попытки экономить на приобретаемых для школы компьютерной техники и программном обеспечении неизбежно приведут к невозможности выполнения задач их эффективного использования.

3. Применение компьютерных средств в учебном процессе способствует увеличению темпа изучения материала, но это увеличение не может быть большим, так как пропускная способность нашего мозга имеет определенный предел.

   Поэтому было бы ошибкой думать, что применение компьютерных средств может существенно изменить сроки обучения в школе. Более того: зачастую применение компьютерных средств на уроке забирает больше времени, т.к. дает учителю возможность вникнуть в те важные вопросы, которые не могли быть изучены без них. Т. о. компьютерные средства - лишь специфические орудия педагогического труда, умножающие возможности учителя в изложении учебного материала.

4. Большое значение для эффективности использования компьютерных средств имеет обстановка, в которой они применяются. Компьютерные средства должны использоваться в классе или предметном кабинете в органической связи с другими средствами наглядности, ибо только при этом сохраняются нормальные условия ведения урока, соблюдается логическая последовательность отдельных фаз учебного процесса.

  Использование компьютерных средств не должно носить преобладающий характер, а играть вспомогательную роль, составляя лишь часть урока;

  Подбор компьютерных средств должен определяться общим планом урока в соответствии с дидактической целевой установкой.

   Использование компьютерных средств должно стать органически связанным и взаимодействующим с другими дидактическими средствами и формами учебной работы и элементами урока.

  Это значит, что приоритетной задачей развития информатизации школы должна стать задача технического и методического развития в этом направлении каждого предметного кабинета.

5. Важным условием эффективного использования компьютерных средств обучения является их надежность и простота. Учитель должен затрачивать минимум времени на овладение применяемым техническим и программным обеспечением и быть уверенным, что оно не подведет его на уроке.

6. Учащиеся должны быть готовы к работе с компьютерными средствами как технически, так и психологически. Необходимо учитывать оптимальную частоту применения компьютерных средств на уроке, разнообразить формы их применения. Необходимо также быть готовыми к потере в ближайшем будущем фактора новизны в восприятии компьютера учащимися.

   Однако, на мой взгляд, компьютер не может полностью заменить учителя. Учитель имеет возможность заинтересовать учеников, пробудить у них любознательность, завоевать их доверие, он может направить их внимание на те или иные аспекты изучаемого предмета, вознаградить их усилия и заставить учиться. Компьютер никогда не сможет взять на себя такую роль учителя.

   Таким образом, всестороннее использование возможностей ВТ на уроках физики позволяет повысить эффективность обучения, улучшить учет и оценку знаний учащихся, освободить больше времени для оказания помощи учащимся. Компьютер дал мне возможность сделать уроки более интересными, увлекательными и современными.

Подведение итогов.  И так,   преподавание физики в школе имеет целью не сообщение полезных сведений, а развитие человека. И физика - чрезвычайно удобный инструмент для этого.

1. И еще, я уверена, что в основе школьного образования должно оставаться общение учителя и ученика, которое не могут заменить никакие технологии.
2. На мой взгляд, все, что нужно для того, чтобы дети могли проявить свои дарования - это умелое руководство со стороны нас, учителей.
3. Творческий потенциал наших учеников огромен.
4. Задача учителя - открыть талант в детях и вместе с ними идти по пути познания, творчества, успеха.