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Sommario

·        Premessa

·        Contenuti

·        Prerequisiti

·        Obiettivi specifici

·        Mezzi - Spazi - Tempi

·        Metodi

·        Verifica e Valutazione

·        Recupero

·        Esempio di test di verifica

Premessa

L’Unità Didattica (U.D.) che programmerò sarà “Il modello relazionale” che fa parte del modulo “Le Basi Dati” da realizzare nel I° quadrimestre di una V classe di un Istituto Commerciale.

Il modulo è composta da tre Unità Didattiche:

Ø      Descrizione dei Dati e architettura della base Dati

Ø      Il modello relazionale.

Ø      Progettazione di un Data Base relazionale utilizzando un DBMS

 

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Contenuti

I contenuti previsti dall’U.D. “Il modello relazionale” sono:

·        Descrizione del modello relazionale

·        Normalizzazione delle relazioni

·        Operazioni sulle tabelle relazionali

·        Passaggio da uno schema E-R ad uno schema relazionale

 

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Prerequisiti

·        Sapere cosa è una base dati e un DBMS

·        Conoscere il modello Entità-Relazioni

·        Saper applicare il modello Entità-Relazioni per rappresentare un insieme di dati

·        Conoscere i vari modelli di descrizione dei dati

 

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Obiettivi specifici

Obiettivi cognitivi

·        Conoscere gli elementi del modello relazionale

·        Conoscere le tre forme normali di una relazione

Obiettivi operativi

·        Strutturare i dati in uno schema E-R

·        Applicare gli operatori dell’algebra relazionale per poter ottenere le informazioni desiderate

·        Costruire uno schema relazionale a partire da uno schema E-R

 

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Mezzi – Spazi - Tempi

Mezzi

·        Libro di testo

·        Dispense riguardanti argomenti mancanti o poco approfonditi

Spazi

·        Aula

Tempi

·        7 ore

 

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Metodi e tecniche di insegnamento

Riporto brevemente, a titolo esemplificativo, alcune delle modalità e scansioni che utilizzerò nell’U.D. di cui si è scritto sopra. Dopo aver ripreso il concetto di rappresentazione del mondo esterno attraverso il modello E-R, inizierò a parlare del modello relazionale precisando subito che questo modello, a differenza di quello E-R, è un modello logico, cioè tiene conto sia dell’esigenza di modellare facilmente la realtà sia di disporre di un’implementazione efficiente (rappresentano la modalità con cui i DBMS vedono e gestiscono i dati). Il modello relazionale si basa sul concetto matematico di relazione tra insiemi. Darò le definizioni di relazione, di campi e di record; a questo punto farò una puntualizzazione sul termine relazione intesa come tabella e relazione intesa come associazione tra entità. Quindi mostrerò un esempio di tabella relazionale.

Successivamente darò le definizioni molto importanti di identificatore (o chiave candidata), di chiave primaria e di chiave straniera. Attraverso un esempio farò vedere che in una tabella ci possono essere più di una chiave candidata e farò osservare che in una tabella esiste almeno una chiave candidata poiché al limite si può considerare come chiave l’insieme di tutti i campi (non possono infatti esistere record uguali).

Dopo aver dato la definizione di chiave primaria e chiave straniera parlerò del concetto di relazione tra tabelle. Due valori sono confrontabili solo se appartengono allo stesso dominio. Con un esempio farò vedere che tramite l’uguaglianza tra chiave primaria di una tabella e chiave secondaria di un’altra si realizza un’associazione.

Se il numero di campi di una chiave straniera è elevato è spesso conveniente introdurre un nuovo campo nella tabella di partenza (ad esempio un codice) facendolo diventare la nuova chiave. Terminerò la lezione sul primo contenuto dando le definizioni di grado e di cardinalità di una tabella.

Nella II lezione parlerò di un concetto importante: la normalizzazione.

La normalizzazione è quel procedimento che trasforma successivamente le relazioni di partenza suddividendole in altre più piccole aventi lo stesso contenuto di informazione. Sono stati definiti diversi gradi di normalizzazione (5 secondo alcuni testi) anche se normalmente si ritiene accettabile uno schema relazionale in cui tutte le relazioni sono in terza forma normale. Attraverso un esempio esporrò le tre forme normali e i passaggi di normalizzazione. Consideriamo la seguente relazione:

Una relazione è in prima forma normale se non ci sono campi ripetitivi. Nel nostro esempio, l’insieme dei campi evidenziati in grigio, si ripetono per ogni prodotto ordinato (nello stesso Ordine). Normalizzando in prima forma normale avremo (i campi sottolineati sono le chiavi delle tabelle):

Una relazione è in seconda forma normale se non ci sono campi che non dipendono da tutta la chiave. Nel nostro caso sia il campo “Nome_Prodotto” sia “Prezzo” della tabella DETTAGLIO ORDINE non dipendono dalla chiave “N_Ordine+Cod_Prodotto”. Normalizzando in seconda forma avremo:

Una relazione è in terza forma normale se non ci sono campi che non dipendono da quelli non identificatori. Nel nostro caso i campi “Nome_Cliente” e “Indirizzo_Cliente” della tabella ORDINE dipendono dal campo (non identificatore) “Cod_Cliente”. Normalizzando in terza forma avremo:

Nella II lezione parlerò delle operazioni che si possono fare con le tabelle del modello relazionale. Il risultato di ogni operazione è un insieme di record e quindi dal punto di vista logico una nuova tabella.

Unione: può avvenire tra due tabelle compatibili (cioè con lo stesso numero di campi, e questi devono avere lo stesso dominio). Il risultato dell’unione è l’insieme di tutte le occorrenze delle due tabelle esclusi i duplicati (fig. 1)

Intersezione: può avvenire tra due tabelle compatibili. Il risultato dell’intersezione è una tabella che contiene solo le occorrenze che sono presenti in entrambe le tabelle (fig. 2)

Differenza: può avvenire tra due tabelle compatibili. Il risultato della differenza è una tabella che contiene le occorrenze che sono presenti solo nella prima tabella ma non nella seconda.

Prodotto cartesiano: per prodotto cartesiano si intende l’insieme di ogni possibile combinazione di righe di due tabelle. In genere è un insieme molto ampio, e generalmente non tutte le combinazioni hanno significato.

Selezione: la selezione si applica ad una tabella, e dà come risultato l’insieme dei record che rispettano certe condizioni (fig. 3)

Proiezione: applicata ad una singola tabella, il risultato è una tabella con lo stesso numero di occorrenze, ma con solo alcuni degli attributi. (fig. 4)

Join: si effettua tra due tabelle che hanno un attributo in comune (cioè con lo stesso dominio). E’ un sottoinsieme del prodotto cartesiano a cui è stato applicato una clausola di selezione sull’uguaglianza degli attributi (fig. 5).

Queste operazioni a seconda dei linguaggi e dei sistemi vengono tradotte in modo differente; oltre a queste operazioni in genere vengono fornite anche altre funzionalità come operazioni di somma, media e così via. Un linguaggio ormai definito come standard e supportato da tutti i principali DBMS relazionali in commercio è l’SQL (Structured Query Language).

Nella IV lezione parlerò di come si passa da uno schema descritto con il modello Entità Relazione ad uno schema relazionale. Prima di iniziare gli dirò che quello che andremo a vedere rappresenta una fase della progettazione di un data base, argomento di cui ci occuperemo nella unità didattica successiva.

Il primo passo da compiere è quello di definire le entità, gli attributi e le chiavi. Ogni entità dello schema E-R verrà convertito in una o più tabelle in base agli attributi. In particolare se non esistono ripetizioni verrà creata una sola tabella composta da tutti gli attributi dell’entità, e la cui chiave sarà la stessa dell’entità. Gli aggregati di attributi (gruppi) vengono convertiti in tanti campi quanti sono gli attributi componenti.

Gli attributi ripetuti vengono trasformati in un entità separata; il legame con l’entità di origine si ha attraverso la chiave dell’entità di origine migrata nella nuova tabella (la chiave straniera CF_Padre dell’esempio).

Un esempio di quanto detto è rappresentato nella seguente figura:

Più complessa risulta essere la traduzione delle associazioni in cui si effettueranno scelte diverse in base al tipo di associazione e al previsto uso che se ne potrà fare. In particolare si potranno risolvere facendo migrare la chiave dei una delle due entità nell’altra (creando così una chiave straniera), o creando una tabella ausiliaria composta dalle chiavi delle due entità e dagli eventuali attributi.

L’associazioni M:N si risolvono creando una tabella ausiliaria in cui vengono inserite le chiavi delle due entità con gli eventuali attributi dell’associazione.

Le associazioni 1:N si risolvono facendo migrare la chiave della entità con caratteristica ‘1’ nell’altra relazione. Nell’esempio, poiché una persona può possedere più auto, ma un’auto può essere posseduta da una sola persona, si farà migrare la chiave di PERSONA nella relazione AUTO. Questa diventerà chiave straniera permettendo così il collegamento logico.

Le associazioni 1:1 si risolvono facendo migrare la chiave di una delle due entità nell’altra, in base alle modalità con cui si pensa verranno utilizzate. Se ad esempio vi sono le entità MARITO e MOGLIE, la scelta potrà essere di far migrare il codice fiscale della MOGLIE nella relazione MARITO se le richieste di informazioni sulla moglie sono subordinate a quelle sul marito (cioè prima accedo alla tabella MARITO e poi alla tabella MOGLIE, partendo dal suo codice fiscale presente nella tabella MARITO).

 

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Verifica e Valutazione

La fase di valutazione dell’apprendimento è strettamente legata alle fasi di verifica. La valutazione sarà di due tipi: formativa e sommativa.

La valutazione formativa avrà lo scopo di osservare, rilevare, verificare le attività degli allievi per porgere gli aiuti ed i sostegni necessari al conseguimento degli obiettivi o per variare gli interventi, così da renderli commisurati alla possibilità dei singoli. Utilizzerò uno strumento di osservazione del processo di apprendimento dei singoli alunni attraverso una tabella basata sulla griglia di valutazione decisa nel consiglio di classe, dove nelle colonne verranno indicati gli obiettivi dell’U.D. e nelle righe il cognome e nome degli alunni.

Riporto un esempio della griglia di osservazione per la seguente U.D.

L’efficacia dell’intervento didattico, quindi, sarà costantemente monitorata attraverso domande frequenti, esercizi svolti alla lavagna e in gruppo, controllo quotidiano dei compiti svolti a casa, test strutturati e interrogazioni.

Nel caso gli obiettivi specifici, in particolare quelli operativi, non risultassero adeguatamente raggiunti da un numero elevato di alunni elaborerò opportune attività di recupero. Queste saranno realizzate principalmente mediante lavori di gruppo allo scopo di raggiungere una maggiore efficacia operativa e una più profonda comprensione dei problemi. Formerò dei gruppi eterogenei in quanto la finalità del lavoro di gruppo, nel caso dell’attività di recupero, è l’apprendimento attraverso il confronto con gli altri.

La valutazione sommativa avverrà al termine della Unità Didattica; questa sarà utile per dare un giudizio complessivo che terrà conto dell’iter formativo e della maturazione realmente acquisita da ogni singolo alunno, sia in riferimento alle competenze disciplinari acquisite che alle capacità di analisi e di elaborazione conquistate. Gli strumenti per la verifica sommativa saranno:

Ø      Interrogazione;

Ø      Verifica scritta di tipo tradizionale.

In accordo con quanto deciso nel consiglio di classe, ho deciso di attenermi di massima per la verifica sommativa ad una suddivisione della classe in cinque fasce o livelli di conoscenze ed abilità: una fascia di Ottimo che comprende i voti nove/otto; una di Discreto per il voto sette; una di Sufficiente per il voto sei; una di Insufficiente per il cinque; una di Gravemente Insufficiente che comprende i voti quattro/tre.

 

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Prova strutturata

 

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