Datenchaos Projektwoche - relationale Datenbank mit SQLite

Die Projektwoche steht bevor und die Planung steckt im Datenchaos: Anmeldungen liegen als CSV-Datei vor, Veranstaltungsdaten stammen aus einer JSON-Datei und Raumdaten aus einer XML-Datei. Beim Abgleich fallen typische Probleme auf: doppelte Einträge, fehlende Angaben, verschiedene Datumsformate, abweichende Raumbezeichnungen und fehlerhafte Verweise.

Mit diesem Material bearbeiten die Schülerinnen und Schüler ein realistisches Szenario aus dem Bereich Datenmanagement. Sie lernen Schritt für Schritt, wie aus unstrukturierten und fehlerhaften Rohdaten eine saubere relationale Datenbank entsteht, die anschließend mit SQL ausgewertet werden kann.

Das Material eignet sich besonders für den Informatikunterricht zu den Themen relationale Datenbanken, Datenmodellierung, Datenimport, Datenbereinigung und SQL. Im Mittelpunkt steht nicht nur das Schreiben einzelner SQL-Abfragen, sondern der gesamte Prozess von der Analyse der Ausgangsdaten bis zur auswertbaren Datenbank.

Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten unter anderem folgende Aufgaben:

Datenquellen analysieren:
Sie untersuchen Dateien in den Formaten CSV, JSON und XML, identifizieren Entitäten, Attribute und Beziehungen und dokumentieren konkrete Datenprobleme.

Relationales Datenmodell entwickeln:
Sie entwerfen ein ERM bzw. eERM und leiten daraus ein relationales Datenmodell ab. Dabei berücksichtigen sie Tabellen, Attribute, Primärschlüssel, Fremdschlüssel und geeignete Datentypen.

Datenbank erstellen:
Mit SQLiteStudio erstellen sie eine SQLite-Datenbank und nutzen ein vorgegebenes SQL-Skript zur Anlage der Tabellenstruktur.

Daten importieren:
Die Lernenden setzen sich mit dem Import unterschiedlicher Datenformate auseinander. Sie beachten Fremdschlüsselbeziehungen und nutzen Staging-Tabellen, um fehlerhafte Rohdaten nicht ungeprüft in die finalen Tabellen zu übernehmen.

Daten bereinigen und Regeln dokumentieren:
Sie finden Dubletten, prüfen fehlende oder ungültige Werte, vereinheitlichen Schreibweisen und legen nachvollziehbare Bereinigungsregeln fest. Nicht eindeutig korrigierbare Datensätze werden in einem Fehler- oder Bereinigungsprotokoll dokumentiert.

Daten mit SQL auswerten:
Am Ende formulieren die Schülerinnen und Schüler SQL-Abfragen, um konkrete Fragen zur Projektwoche zu beantworten: Welche Veranstaltungen sind voll? Wo gibt es freie Plätze? Welche Veranstaltungen sind überbucht?

Kompetenzen, die mit dem Material gefördert werden:

• Daten aus verschiedenen Quellen analysieren und strukturieren

• Datenprobleme erkennen und fachlich begründet dokumentieren

• relationale Datenmodelle entwickeln

• Primär- und Fremdschlüssel sinnvoll einsetzen

• Datenbanken mit SQLiteStudio erstellen

• Rohdaten importieren

• Daten bereinigen

• SQL-Abfragen zur Auswertung einer Datenbank formulieren

Enthaltene Materialien:

• Aufgabenstellung als PDF

• Aufgabenstellung als Markdown-Datei

• Aufgabenstellung als JEX-Datei (Joplin)

• README.txt mit weiteren Erläuterungen und didaktischen Hinweisen

• notwendige Rohdaten und Arbeitsdateien

• SQL-Dateien zur Erstellung der Datenbank und der Staging-Tabellen

Benötigte Software:

Empfohlen wird SQLiteStudio. Zusätzlich können ein Texteditor, eine Tabellenkalkulation sowie ein JSON- oder XML-Viewer hilfreich sein. Kommerzielle Software ist nicht erforderlich.

[Diese Kurzbeschreibung wurde mit Unterstützung von KI erstellt]