SECUNDAIR ONDERWIJS - pedago.rago.bepedago.rago.be/pbddoc/lrplso/0203/2002-315.pdf · • kunnen...

SECUNDAIR ONDERWIJS

Onderwijsvorm: TSO

Graad: derde graad

Jaar: eerste en tweede leerjaar

Studiegebied: Mechanica – elektriciteit

FUNDAMENTEEL GEDEELTE

Optie(s): Industriële wetenschappen

Vak(ken): AV Informatica 1 lt/w

Vakkencode: IT-x

Leerplannummer: 2002/315 (nieuw) Nummer Inspectie: 2002/273//1/G/SG/1/III/ /D/

TSO – 3e graad – Optie: Industriële wetenschappen AV Informatica (1ste leerjaar: 1 lestijd per week – 2de leerjaar: 1 lestijd per week) 1

INHOUD

Beginsituatie ....................................................................................................................................................................... 2

Algemene doelstellingen.................................................................................................................................................... 2

Leerplandoelstellingen en leerinhouden ........................................................................................................................... 3

Deel 1 – Ontwerp en implementatie.................................................................................................................................. 3

Deel 2 – Relationele databanken ...................................................................................................................................... 4

Pedagogisch-didactische wenken..................................................................................................................................... 5

Minimale materiële vereisten............................................................................................................................................. 6

Evaluatie ............................................................................................................................................................................. 7

Bibliografie .......................................................................................................................................................................... 8


BEGINSITUATIE De leerlingen hebben al een grondige voorkennis van Informatica uit de tweede graad. Wat het methodisch oplossen van problemen betreft weten ze dat ze de ontwerpfase en de implementatiefase strikt moeten scheiden.

De ICT-vaardigheden worden opgebouwd vanaf het basisonderwijs en verder ontwikkeld in de 1ste en de 2de graad van het SO. Bovendien wordt meer en meer ICT geïntegreerd in de andere vakken van het onderwijs. Op die manier zijn de leerlingen al in contact gekomen met de voornaamste toepassingspakketten.

ALGEMENE DOELSTELLINGEN

• Leren oplossen van problemen volgens een gestructureerde en gefaseerde aanpak.

• De methode van stapsgewijze verfijning kennen en kunnen toepassen.

• De gegevensstructuren grondig kunnen beredeneren.

• De verschillende controlestructuren kennen en kunnen gebruiken.

• Complexe problemen kunnen oplossen door gebruik te maken van een gestructureerd ontwerp.

• Een complexe databank kunnen ontwerpen gebruik makend van de normalisatieregels.

• Aandacht hebben voor het belang van de analyse, meer bepaald voor het ontwerp van datastructuren.

• Het kunnen werken in groepsverband.

• Ontwikkeling van attitudes zoals zin voor efficiëntie, doorzettingsvermogen en overdraagbaarheid van oplossingstechnieken (waardoor ook minder vertrouwde problemen zelfstandig kunnen opgelost worden).


LEERPLANDOELSTELLINGEN EN LEERINHOUDEN De gecursiveerde doelstellingen en leerinhouden zijn te beschouwen als uitbreiding en hoeven dus niet verplicht behandeld te worden.

DEEL 1: ONTWERP EN IMPLEMENTATIE

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen

LEERINHOUDEN

1 • weten wat de top-down methode inhoudt; • kunnen de verschillende stappen toepassen bij het

oplossen van (deel)problemen; • weten dat er bij elke stap specifieke technieken

horen;

1 Te volgen stappen bij het oplossen van een probleem

1.1 Probleemstelling formuleren 1.2 Oplossingsscenario bedenken 1.3 Gegevensstructuur beredeneren 1.4 Controlestructuur beredeneren 1.5 Implementatie 1.6 Verdere verfijning

2 • weten dat data moeten gegroepeerd worden en

kennen daartoe de nodige structuren; • kunnen van deze structuren enkele essentiële

kenmerken opsommen; • kennen de verschillende datatypes en kunnen die

gebruiken; • kunnen het onderscheid maken tussen enkelvoudige

en samengestelde types en kunnen die toepassen; • kennen de rol van de bestandsvariabele bij het

wegschrijven/teruglezen van bestanden op schijf;

2 Datastructuren 2.1 Enkelvoudige datastructuren 2.1.1 Numerieke types 2.1.2 Alfanumerieke types 2.1.3 Logisch type 2.1.4 Deelinterval type 2.1.5 Opsomtype 2.2 Samengestelde datastructuren 2.2.1 Strings 2.2.2 Rijen en tabellen 2.2.3 Records 2.2.4 Verzameling 2.2.5 Stapel en wachtrij 2.2.6 Bestanden 2.2.7 Dynamische structuren

3 • weten welke controlestructuren in een bepaald geval

moeten gebruikt worden en waarom; • kunnen deze voorstellen met een aangepast schema

of in pseudo-code; • kunnen de verschillende controlestructuren

implementeren;

3 Controlestructuren 3.1 Sequentie 3.2 Selecties 3.3 Iteraties



LEERINHOUDEN

4 • zien in dat heel wat problemen varianten zijn van

eenzelfde basisprobleem; • kennen de kenmerken van een goed deelprobleem; • kennen het onderscheid tussen een procedure en

een functie en het gebruik van beide; • kunnen het parametermechanisme toepassen; • kunnen een bibliotheekmodule herkennen; • kennen de voordelen van bibliotheekmodules;

4 Deelproblemen 4.1 Kenmerken van een goed deelprobleem 4.2 Procedures 4.3 Functies 4.4 Parametermechanisme 4.5 Bibliotheken

5 • kunnen een sorteeralgoritme uitleggen en

implementeren; • kunnen een element in een (on)gesorteerde rij

opzoeken; • weten het verschil tussen sorteren en indexeren • bezitten noties i.v.m. efficiëntie van algoritmen

5 Algoritmen 5.1 Sorteeralgoritmen 5.2 Zoekalgoritmen 5.3 Indexeren van een bestand 5.4 Soundex

6 • begrijpen het belang van modules; • kunnen het importeren uit een module toepassen op

eenvoudige voorbeelden; • kunnen een eenvoudige module implementeren

6 Modulair ontwerp 6.1 Interface en implementatiedeel 6.2 Initialisatiedeel

DEEL 2: RELATIONELE DATABANKEN


LEERINHOUDEN

1 • hebben inzicht in de samenstelling van een tabel; • kunnen tabellen creëren met hun eigenschappen; • kunnen een overzicht geven van de operatoren,

expressies en functies in analogie met de gekende begrippen uit een programmeeromgeving;

1 Basisbegrippen 1.1 Organisatie: veld, record, tabel en databank 1.2 Tabel: eigenschappen 1.3 Operatoren, expressies en functies

2 • kunnen een conceptueel gegevensmodel opstellen; • zien het verband in tussen de begrippen entiteit,

attributen en relaties en hun technische realisaties in tabellen, velden en foreign keys;

• kunnen het ontwerp visualiseren; • kunnen aantonen dat een ‘correct’ opgesteld ERD

voldoet aan de 3 normaalnormen van Codd; • kunnen een technisch ontwerp implementeren;

2 Relationele databanken 2.1 Basisbegrippen (soorten relaties, sleutels) 2.2 Conceptueel gegevensmodel (ERD) 2.3 Technisch ontwerp (definitie tabellen,

sleutels en relaties) 2.4 Normalisatie (eerste 3 vormen van Codd) 2.5 Implementatie



LEERINHOUDEN

3 • kunnen een eenvoudig rapport ontwerpen met behulp

van een basis aan objecten; • kunnen expressies en functies in rapporten gebruiken; • kunnen logische groepsonderbrekingen aanbrengen; • kunnen etiketten ontwerpen;

3 Rapporten 3.1 Ontwerp en gebruik wizard 3.2 Expressies en functies 3.3 Groeperen en sorteren 3.4 Etiketten


PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN

1 Verdeling van de beschikbare lestijden (1u/week) Ten behoeve van de beginnende leraar wordt hierna een mogelijke verdeling opgegeven van de beschikbare lestijden over de verschillende onderdelen van het leerplan.

leerinhoud 1ste jaar 2de jaar

Ontwerp en implementatie 20 14

Modulair ontwerp 3

Relationele databanken 8

Vrij te kiezen 5

TOTAAL 25 25

Gelet op het feit dat het leerplan een graadleerplan is en dat enige vrijheidsgraden werden ingebouwd op het vlak van het aantal lestijden dat aan elk van de onderdelen besteed wordt, zal de leraar nauwkeurig het jaarplan dienen op te stellen.

De uitbreidingselementen kunnen aan bod komen in functie van het gekozen aantal lestijden, het niveau, de belangstelling en de voorkennis van de leerlingen.

Het leerplan kan slechts met het beschikbare aantal uur afgewerkt worden indien

• de leerlingen in grote mate aan zelfstudie doen (zelfwerkzaamheid van de leerlingen moet absoluut gestimuleerd worden);

• huiswerk voldoende aan bod komt.

2 Keuze van de software Het implementatiemiddel is in principe vrij te kiezen, maar vermits er vanuit de 2de graad een redelijke voorkennis is van Pascal, is deze taal aan te bevelen. Een alternatieve keuze is Delphi, Java of JavaScript. In principe zouden de leerinhouden eveneens met Visual Basic kunnen behandeld worden, maar dan moet er streng over gewaakt worden dat de methodische top-down en procedurele aanpak behouden blijft.

Er wordt aanbevolen om te opteren voor Borland Pascal for Windows 7.0 (waarvoor er klaslicenties bestaan). Een andere keuze is TMT Pascal die gratis bruikbaar is (TMT Pascal MS-DOS 3.50 SP build 2.52 zie www.tmt.com).

Voor het gedeelte databanken is het aan te bevelen een pakket te kiezen dat de visuele voorstelling van de relaties tussen de tabellen toelaat (Access, Filemaker, Paradox).

3 Ontwerp en implementatie De klemtoon ligt op de probleemoplossende vaardigheid (en niet op het aanleren van de programmeertaal) die vnl. aan bod komt in het ontwerp en de beschrijving van datastructuren en algoritmen. Dit houdt o.a. in dat niet zozeer de uiteindelijke realisatie van het product belangrijk is, maar wel de analyse van het probleem en het ontwerp van de oplossing.

Bij het maken van de oefeningen moet de nadruk gelegd worden op het taalonafhankelijk leren oplossen van problemen. De implementatie in de door de leerkracht gekozen taal dient ter controle van de oplossing, eerder dan op het aanleren en uit het hoofd leren van de syntax van die taal.

Er moet voldoende aandacht uitgaan naar de opmaak (indentatie, hoofd/kleine letters, witruimte, stijl,…) van de programmateksten. De modeloplossingen van de leerkracht vervullen hier een voorbeeldfunctie.


De leerkracht moet ernaar streven om niet te dikwijls wiskundige voorbeelden te gebruiken, maar in tegendeel oefeningen te kiezen uit de belangstellingssfeer van de leerlingen.

De implementatie van algoritmen is optioneel (bijv. verwisselen van 2 elementen van een rij, een rij omkeren, sorteren met bubble sort of swap sort, minimum en maximum van een rij bepalen, sequentieel zoeken, binair zoeken). Scholen die het profiel van de studierichting eerder naar het programmeren toe wensen te versterken, kunnen deze onderwerpen natuurlijk wel uitgebreid aan bod laten komen.

Alle aspecten uit het leerplan moeten worden geïntroduceerd aan de hand van goedgekozen uitgewerkte voorbeelden (probleemgevallen, cases).

De methodische aanpak is dwingend. Er wordt gebruik gemaakt van de methode van de stapsgewijze verfijning (eerst worden alle deelproblemen van eenzelfde niveau verfijnd, vooraleer men afdaalt naar een lager niveau).

De leerlingen moeten ervaren dat de gegevensstructuur grondig wordt beredeneerd via het opstellen van een objectentabel, dat de controlestructuren worden opgebouwd door beredenering en voorstelling ervan op een schematische wijze (de schematechniek is vrij, het gebruik van pseudo-code alleen is eveneens toegestaan).

Er wordt veel belang gehecht aan de datastructuren. Zo zal de onderlinge samenhang van objecten van verschillende modules nadrukkelijk aan bod komen. Het gebruik van geschikte metaforen zal de verstaanbaarheid ten goede komen.

Basisprincipes bij de implementatie zijn: geen gebruik van globale variabelen, het gebruik van procedures met parameters, geen nesten van procedures en/of functies. Dit houdt in dat elk deelprobleem (module) eigen constanten en variabelen heeft (lokale objecten).

Vanaf de aanvang wordt gebruik gemaakt van deelproblemen die, met het oog op de herbruikbaarheid ervan, zo algemeen mogelijk worden ontwikkeld.

Tot slot wordt sterk aanbevolen gebruik te maken van het materiaal van de nascholing van 1995 en 2001.

4 Databanken Bij dit onderdeel moet de nadruk liggen op de analyse van een relationele databank bestaande uit meerdere tabellen. Dit betekent dat van elk probleem een grondige analyse dient gemaakt te worden, vooraleer de concrete invoering op de computer wordt aangevat.

De leraar moet uiteraard starten met de basisprincipes en -mogelijkheden van het pakket, maar al vlug moeten enkele toepassingen (of cases) de bovenhand krijgen. De mogelijkheden van het pakket worden slechts besproken wanneer de toepassing dit verantwoordt.

In het vak AV Informatica (in tegenstelling tot TV Toegepaste informatica) is het niet de bedoeling om het softwarepakket aan te leren of de traditionele onderwerpen als queries, formulieren, SQL, ... uitvoerig te behandelen. De klemtoon ligt op de wetenschappelijke algemeen vormende aspecten.

Het softwarepakket dient in eerste instantie om de uitgedachte oplossing te testen. Uiteraard mogen hiertoe met behulp van de wizard korte queries of rapporten gemaakt worden.

In de meest optimale situatie worden niet een na een de hoofdstukken van het leerplan behandeld, maar worden projecten of thema’s behandeld waarin die onderwerpen geïntegreerd worden.

De leraar moet er in elk geval over waken om zo weinig mogelijk korte betekenisloze oefeningen te maken.

MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN Het basisprincipe houdt in dat elk lesuur er per leerling één computer aanwezig is.

Wat de software betreft moeten de toestellen uitgerust zijn met compiler zoals die de gekozen taal ondersteunt.

Het is vanzelfsprekend dat de school beschikt over legale versies van de te gebruiken software.

De toestellen moeten zo opgesteld staan dat er naast de computer nog voldoende ruimte is voor een boek of schrift. Tevens moeten volgende ergonomische eisen vervuld zijn: het scherm moet van goede kwaliteit (stabiel beeld zonder reflecties) en verstelbaar zijn, voor het toetsenbord moet er voldoende ruimte zijn voor de polsen.

Tevens is het aangewezen dat de school geabonneerd is op een aantal vaktijdschriften en dat er in de mediatheek een aantal basiswerken over informatica aanwezig zijn.


Leerlingen moeten vanaf het begin gestimuleerd worden om een PC aan te schaffen (spaarplan opstellen, informatie geven over de aankoop van tweedehandse toestellen, enz.). Indien er leerlingen zijn die hierbij problemen hebben, moeten zij maximale faciliteiten krijgen om op school (binnen en buiten de normale lestijden) te kunnen oefenen.

De vakgroep zal zich regelmatig beraden over de keuze en het gebruik van cursussen en handboeken.

Op het gebied van veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: Codex, ARAB, AREI, Vlarem. Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t. de uitrusting en inrichting van de lokalen (bijv. moet de bekabeling veilig weggeborgen zijn), de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel. Zij schrijven voor dat duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn, dat alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct te kunnen toepassen.

EVALUATIE 1 Kwaliteitscriteria Zoals alle meetapparatuur, moet het evaluatie-instrument aan bepaalde kwaliteitscriteria voldoen.

Het lijkt vanzelfsprekend dat er een sterke overeenkomst moet bestaan tussen de onderwezen doelstellingen en de opgaven, maar toch is dit niet altijd het geval. Vooral wanneer de evaluatie pas op het einde van een periode opgesteld wordt, wijken de opgaven nogal eens af van wat er tijdens de lessen gerealiseerd werd.

Vermits in het vak Informatica vooral vaardigheden getest worden, moeten bij voorkeur de kennisinhouden beschikbaar gesteld worden. Het is dus aan te bevelen om zowel bij toetsen als bij examens het systeem van “open boek” te hanteren. Het efficiënt kunnen gebruiken van hulpmiddelen (o.a. de helpfunctie) is immers een vaardigheid die de leerlingen in hun latere werkomgeving permanent zullen nodig hebben.

Elke opgave moet communicatief eenduidig zijn (slechts voor één interpretatie vatbaar, goed afgebakend en met zo weinig mogelijk kettingopdrachten). Indien de leerling bij een complexe oefening plots niet verder kan, moet de leraar hulp bieden.

Verschillende onderdelen van het leerplan lenen zich goed tot het stellen van meerkeuzevragen. Het opstellen ervan moet zeer zorgvuldig gebeuren zoniet wordt het toetsresultaat te sterk beïnvloed door de leesvaardigheid en algemene intelligentie van de leerling.

Het spreekt vanzelf dat de leerlingen op toetsen en examens enkel te maken krijgen met opgaven waaraan ze zich min of meer verwachten.

Hoe groter het aantal vragen, hoe groter de betrouwbaarheid van het resultaat. Verschillende soorten vragen die bij de doelstellingen passen en gerangschikt zijn in bijv. stijgende moeilijkheidsgraad, motiveert de leerlingen.

Ten minste ¾ kernvragen op minimum 80% van de punten moeten betrekking hebben op de kennis en vaardigheden die voor de leerstofvooruitgang onmisbaar zijn, die voor het opleidingsprofiel normaal functioneel zijn en die een normale instroomgroep voor ongeveer 65 % correct kan oplossen. De overige vragen zijn dan (moeilijker) differentieervragen.

De analyse van de antwoorden en de resultaten (ook de samenhang van het aantal onvoldoendes met andere vakken) geven aanleiding tot bijsturingen en tot leeradviezen. Toetsen en examen zijn ter inzage van de leerlingen. Knelpunten worden klassikaal besproken.

2 Algoritmisch denken Gezien een foutief ontwerp ook tot een foutieve implementatie leidt, is het niet aangewezen om bij een zelfde probleem tegelijk ontwerp en implementatie te evalueren. Aan de leerling kan een opgelost ontwerp gegeven worden en gevraagd worden de implementatie te maken.

Het verder invullen van een al gedeeltelijk opgestelde implementatie (programmaframe) is soms aan te bevelen. Het zal van het niveau van de klas afhangen wat de inbreng van de leraar en die van de leerlingen hierbij zal zijn. Deze vorm van evaluatie kan zowel schriftelijk als praktisch (op computer) gebeuren.

In de derde graad ligt de klemtoon op het gebruik van de juiste datastructuren, het (her)gebruik van deelproblemen (met de gegevensuitwisseling via parameters) en het algoritmisch denken. De evaluatie zal


bijgevolg op deze deelaspecten toegespitst worden. M.a.w. mogen zo weinig mogelijk taalspecifieke elementen geëvalueerd worden.

3 Databanken Het is aan te bevelen om bij toetsen en examens vooral praktische opdrachten te geven via een klaargemaakt invulformulier of opdrachtenblad. Het is niet nodig om telkens de volledige oefening te evalueren: een belangrijk gedeelte ervan of een nieuw onderdeel van de leerstof kan aldus centraal staan.

Zowel het ontwerp als de implementatie van de databank mogen geëvalueerd worden, maar de klemtoon ligt duidelijk op het ontwerp en zeker niet op de technische snufjes van het pakket.

De evaluatie moet peilen naar het inzicht, de methodische aanpak, efficiëntie en nauwkeurigheid. Deze criteria moeten aan de leerlingen worden meegedeeld.

BIBLIOGRAFIE 1 Ontwerp en implementatie

• ALLAERTS J., GENBRUGGE H., VAN LOOY L., Informatic@ 1 en 2, Novum, Deurne, 2001

• ANDRIESSEN & SMEETS, Programma-ontwikkeling in Pascal, Nijgh en Van Ditmar, 1992, 470 p.

• CONNER D., NIGUIDULA D., VAN DAM A., Object Oriented Programming in Pascal, Addison-Wesley, 1995, 616 p.

• DUNTEMANN J., Programmeren in Borland Pascal, Academic Service, 1994, 822 p.

• KOFFMAN B., Turbo Pascal, Problem solving and program design, Addison-Wesley, 1993, 858 p.

• MAIN M., SAVITCH W., Data Structures and other Objects, Benjamin-Cummings, 1995, 813 p.

• MESMAN J., Pascal en PSD’s, Academic service, 1991

• NAGIN P., IMPALGLIAZZO J., Computer science, A breath first approach with Pascal, Wiley, 1995, 730 p.

• HAREL D., Algorithmics, The Spirit of Computing, Addison-Wesley, 1992, 476 p.

• ROUSSELLE M., Analyse en implementatie 1, De Sikkel, 1995, 198 p.

• ROUSSELLE M., Analyse en implementatie 2, De Sikkel, 1996, 195 p.

2 Databanken

• BORGELIOEN J., CROOS Il., MOESTERMANS K., MYNY J., Wegwijs in ACCESS deel1 en deel 2, WWW-soft, 2000

• FRANS R., ACCESS 2000 (2 delen beginners en gevorderden), Campinia Media

• JACOBS, Een relationele kijk op databases. All Computing, 1992, 27 p.

• KORPERSHOEK I, GROENENDIJK B, Databases en Access 2000, Academic Service 2000

• KROENKE D., Leerboek databases, Academic Service, 1998

SECUNDAIR ONDERWIJS - pedago.rago.bepedago.rago.be/pbddoc/lrplso/0203/2002-315.pdf · • kunnen...

Documents

Transcript of SECUNDAIR ONDERWIJS - pedago.rago.bepedago.rago.be/pbddoc/lrplso/0203/2002-315.pdf · • kunnen...