Курсовая работа по методике преподавания на тему Реализация межпредметных связей при изучении темы «Базы данных» в 11 классе (углубленный уровень)

ВВЕДЕНИЕ

Реформирование системы школьного образования на основе федеральных государственных образовательных стандартов предъявляет новые требования к результатам обучения, среди которых особое место занимает способность применять знания из различных предметных областей для решения комплексных задач. Углубленное изучение информатики в 11 классе создаёт условия для формирования у обучающихся системного мышления и понимания взаимосвязи понятий из разных научных дисциплин. Тема «Базы данных» обладает значительным дидактическим потенциалом для установления межпредметных связей, поскольку концепции структурирования, хранения и обработки информации находят применение в биологии, географии, истории, обществознании, экономике и других учебных предметах. Однако анализ практики преподавания показывает, что возможности темы используются фрагментарно, что снижает эффективность формирования метапредметных компетенций обучающихся.
Проблема реализации межпредметных связей в обучении информатике рассматривалась в исследованиях М.П. Лапчика, С.А. Бешенкова, Н.В. Макаровой, Е.А. Ракитиной. Вопросы методики преподавания баз данных освещены в работах И.Г. Семакина, К.Ю. Полякова, Е.К. Хеннера. Дидактические основы межпредметных связей разработаны В.Н. Фёдоровой, Д.М. Кирюшкиным, И.Д. Зверевым. Вместе с тем отсутствуют методические разработки, систематизирующие подходы к использованию межпредметного потенциала темы «Базы данных» применительно к углубленному уровню обучения в 11 классе. Содержание учебных пособий преимущественно ориентировано на технические аспекты работы с системами управления базами данных, тогда как задачи, интегрирующие содержание информатики с другими предметными областями, представлены недостаточно.
Таким образом объектом исследования является процесс обучения информатике в 11 классе на углубленном уровне.
Предметом исследования выступают методические подходы к реализации межпредметных связей при изучении темы «Базы данных» в 11 классе.
Объект и предмет определили главную цель работы - разработка методических материалов для реализации межпредметных связей при изучении темы «Базы данных» в 11 классе на углубленном уровне.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
 охарактеризовать процесс обучения информатике в 11 классе на углубленном уровне;
 выявить возможности темы «Базы данных» для реализации межпредметных связей с учётом специфики учебного материала и познавательных особенностей обучающихся старших классов;
 разработать комплекс учебных заданий по теме «Базы данных», обеспечивающих интеграцию содержания информатики с другими предметными областями;
 сформулировать методические рекомендации по организации учебной деятельности при изучении темы «Базы данных» в условиях реализации межпредметных связей.
Методы исследования включают анализ нормативных документов в области образования, изучение научно-методической литературы по проблеме межпредметных связей и методике обучения информатике, анализ содержания учебников и учебных пособий для углубленного уровня, обобщение педагогического опыта преподавания темы «Базы данных», моделирование учебных ситуаций.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования разработанного комплекса учебных заданий и методических рекомендаций учителями информатики общеобразовательных организаций при планировании и проведении уроков по теме «Базы данных» в классах с углубленным изучением предмета.
Структура работы включает введение, две главы, заключение, список использованной литературы и приложения. В первой главе рассмотрены теоретические основы реализации межпредметных связей при изучении темы «Базы данных», охарактеризован процесс обучения информатике в 11 классе и определены возможности изучаемой темы для установления связей с другими предметами. Во второй главе представлены методические подходы к реализации межпредметных связей, включающие комплекс учебных заданий и рекомендации по организации образовательной деятельности.
 
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «БАЗЫ ДАННЫХ» В 11 КЛАССЕ
1.1. Процесс обучения информатике в 11 классе (углублённый уровень)

Углублённое изучение информатики на уровне среднего общего образования ориентировано на формирование у обучающихся целостного представления о современных информационных технологиях и развитие компетенций, необходимых для продолжения профессионального образования в области цифровых технологий. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (ФГОС СОО) определяет информатику как учебный предмет, имеющий важнейшее значение для формирования современного научного мировоззрения школьников и их подготовки к жизни в условиях информационного общества. Согласно действующим нормативным документам, углубленный уровень предполагает изучение предмета в объеме четырех часов в неделю, что составляет 136 часов в год для 11 класса [22].
Основная цель углублённого изучения информатики в старшей школе заключается в обеспечении дальнейшего развития информационных компетенций обучающегося, его готовности к жизни в условиях развивающегося информационного общества и возрастающей конкуренции на рынке труда. М.П. Лапчик, И.Г. Семакин и Е.К. Хеннер в своих работах по методике преподавания информатики подчёркивают, что углубленный курс отличается от базового тем, что более глубоко рассматриваются принципы хранения, передачи и автоматической обработки данных, ставится задача выйти на уровень понимания происходящих процессов, а не только поверхностного знакомства с ними [13]. Принципиальным отличием углубленного курса является его профессионально ориентированный характер: в рамках углубленного уровня обеспечивается целенаправленная подготовка обучающихся к продолжению образования по специальностям, связанным с цифровыми технологиями, – программной инженерией, информационной безопасностью, большими данными и машинным обучением, искусственным интеллектом, робототехникой.
Содержание обучения информатике в 11 классе на углубленном уровне структурировано по трём крупным содержательно-методическим линиям (СМЛ): основы информатики, алгоритмы и программирование, информационно-коммуникационные технологии. К моменту изучения материала 11 класса обучающиеся уже владеют базовыми навыками программирования, понимают основные принципы работы с информационными системами и обладают опытом решения прикладных задач средствами информационных технологий. Важная задача изучения этих содержательных линий в углубленном курсе – переход на новый уровень понимания и получение систематических знаний, необходимых для самостоятельного решения задач, в том числе и тех, которые в самом курсе не рассматривались.
В соответствии с федеральной рабочей программой, в 11 классе содержание учебного предмета «Информатика» раскрывается по четырём тематическим разделам [22]. Раздел «Теоретические основы информатики» включает теоретические подходы к оценке количества информации, алгоритмы сжатия данных, системы и их компоненты, модели и моделирование, графы, деревья, средства искусственного интеллекта и нейронные сети. Раздел «Алгоритмы и программирование» посвящён формализации понятия алгоритма, оценке сложности вычислений, структурам данных (стеки, очереди, словари), алгоритмам на графах, объектно-ориентированному программированию и динамическому программированию. Раздел «Информационные технологии» охватывает этапы компьютерно-математического моделирования, вероятностные модели, табличные (реляционные) базы данных, интернет-приложения, работу с графическими редакторами и трёхмерной графикой. Раздел «Цифровая грамотность» продолжает и углубляет знания об информационной безопасности, сетевых протоколах и правовых аспектах использования информационных технологий.
Особое место в структуре 11 класса занимает раздел, связанный с базами данных. Согласно федеральной рабочей программе, обучающиеся изучают табличные (реляционные) базы данных: представление сведений об однотипных объектах, поля, записи, ключ таблицы; работу с готовой базой данных, поиск, сортировку и фильтрацию данных; запросы на выборку данных, запросы с параметрами, вычисляемые поля в запросах. Кроме того, изучаются многотабличные базы данных: типы связей между таблицами, внешний ключ, целостность базы данных, запросы к многотабличным базам данных. Тема логически связана с разделом компьютерного моделирования, поскольку проектирование баз данных является частным случаем информационного моделирования предметной области.
Образовательные результаты освоения углублённого курса информатики в 11 классе структурированы по трём направлениям в соответствии с ФГОС СОО.
Личностные результаты отражают готовность и способность обучающихся руководствоваться сформированной внутренней позицией личности, системой ценностных ориентаций, соответствующих традиционным ценностям российского общества. В области гражданского воспитания предполагается осознание своих конституционных прав и обязанностей, соблюдение основополагающих норм информационного права и информационной безопасности. В области ценности научного познания формируется мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки, достижениям научно-технического прогресса и общественной практики, за счёт понимания роли информационных ресурсов, информационных процессов и информационных технологий в условиях цифровой трансформации многих сфер жизни. В области трудового воспитания развивается интерес к сферам профессиональной деятельности, связанным с информатикой, программированием и информационными технологиями, умение совершать осознанный выбор будущей профессии и реализовывать собственные жизненные планы, готовность к образованию и самообразованию на протяжении всей жизни.
Метапредметные результаты предусматривают формирование универсальных учебных действий: познавательных, коммуникативных, регулятивных. В рамках познавательных УУД обучающиеся овладевают базовыми логическими действиями: самостоятельно формулировать и актуализировать проблему, устанавливать существенный признак для сравнения, классификации и обобщения, выявлять закономерности и противоречия в рассматриваемых явлениях. Важнейшим метапредметным результатом выступает умение интегрировать знания из разных предметных областей, выдвигать новые идеи, предлагать оригинальные подходы и решения. В области работы с информацией предполагается владение навыками получения информации из источников разных типов, самостоятельный поиск, анализ, систематизация и интерпретация информации различных видов и форм представления. С.А. Бешенков и Е.А. Ракитина отмечают, что именно метапредметные результаты являются ключевым показателем эффективности изучения информатики, поскольку они свидетельствуют о способности обучающегося применять усвоенные знания и умения в различных, в том числе нестандартных ситуациях [1].
Коммуникативные УУД предполагают осуществление коммуникации во всех сферах жизни, умение аргументированно вести диалог, развёрнуто и логично излагать свою точку зрения с использованием языковых средств, работать в команде. Регулятивные УУД характеризуются самостоятельным осуществлением познавательной деятельности, способностью к самоорганизации, самоконтролю и оценке приобретённого опыта. Как подчёркивается в исследованиях, регулятивные универсальные учебные действия приобретают особое значение при углублённом изучении информатики, поскольку сложность учебного материала и высокий темп его