搭建腳手架，化難為易學(xué)數(shù)據(jù)庫

周法龍

摘 要：數(shù)據(jù)庫知識(shí)是高中學(xué)生非常難以理解的一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，本文基于高一《利用數(shù)據(jù)庫管理大量信息》一課，利用擬人、類比等方法從學(xué)生實(shí)際生活入手搭建腳手架，將抽象的數(shù)據(jù)庫形象化，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的基本概念，在此基礎(chǔ)上理解表與表之間的關(guān)聯(lián)，理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原則，體驗(yàn)用數(shù)據(jù)庫管理大量信息的優(yōu)勢，為學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的技術(shù)思想與方法拋磚引玉，使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生興趣，并為學(xué)生將來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理做知識(shí)和思想的準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；數(shù)據(jù)庫；管理信息

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2016）05-159-03

一、引言

建構(gòu)主義認(rèn)為：知識(shí)不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。在學(xué)習(xí)過程中幫助學(xué)生建構(gòu)意義就是要幫助學(xué)生對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到較深刻的理解。獲得知識(shí)的多少取決于學(xué)習(xí)者根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)去建構(gòu)有關(guān)知識(shí)的意義的能力，而不取決于學(xué)習(xí)者記憶和背誦教師講授內(nèi)容的能力。在教學(xué)中為了突破難點(diǎn)，教師往往需要在關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行“腳手架”，搭建腳手架作為一種有效支柱，在攻克知識(shí)難點(diǎn)中起到了重要的作用。

《利用數(shù)據(jù)庫管理大量信息》這節(jié)課的內(nèi)容是教育科學(xué)出版社高中教材《信息技術(shù)基礎(chǔ)（必修）》第七章“信息資源管理”第三節(jié)內(nèi)容。學(xué)習(xí)對(duì)象是高一的學(xué)生，盡管他們信息技術(shù)水平參差不齊，但是對(duì)信息技術(shù)學(xué)習(xí)都有著較濃厚的興趣，渴望知道計(jì)算機(jī)是如何解決問題的。通過電子表格軟件Excel的學(xué)習(xí)，學(xué)生在理解數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)、用二維表格形式來組織和管理數(shù)據(jù)方面應(yīng)該不存在什么困難。學(xué)生已經(jīng)初步感受過利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、管理大量數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)高效檢索的優(yōu)勢，而真正的數(shù)據(jù)庫卻并沒有接觸過，因此，對(duì)于數(shù)據(jù)庫到底是什么、數(shù)據(jù)庫是怎么形成的、數(shù)據(jù)庫是如何管理數(shù)據(jù)的等充滿好奇，這些疑問正好可以通過本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)得以解決。

二、“搭建腳手架”教學(xué)模式

對(duì)學(xué)生來說數(shù)據(jù)庫是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，如何搭建好腳手架，使學(xué)生能突破難點(diǎn)？本節(jié)課通過擬人、類比的方法將學(xué)生日常生活中的熟知對(duì)比數(shù)據(jù)庫，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的基本概念，在此基礎(chǔ)上理解表與表之間的關(guān)聯(lián)，理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原則，體驗(yàn)用數(shù)據(jù)庫管理大量信息的優(yōu)勢，為學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的技術(shù)思想與方法拋磚引玉，為將來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理技術(shù)作知識(shí)和思想上的準(zhǔn)備。

1、課堂教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能

比較人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫管理三種信息資源管理的特點(diǎn)。認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫的的基本結(jié)構(gòu)，理解“字段”“記錄”“數(shù)據(jù)表”“數(shù)據(jù)庫”之間的關(guān)系。了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，理解“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫”三者之間的層次關(guān)系。了解數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)的技術(shù)思想與方法。

（2）過程與方法

學(xué)生通過對(duì)簡單數(shù)據(jù)庫的解剖分析，掌握基本概念，理解表與表之間的關(guān)聯(lián)，體驗(yàn)數(shù)據(jù)庫管理大量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，了解使用數(shù)據(jù)庫管理信息的基本思想與方法。

（3）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

學(xué)生通過使用數(shù)據(jù)庫，體驗(yàn)有效管理數(shù)據(jù)的重要性，形成科學(xué)管理信息的意識(shí)；通過觀看《大數(shù)據(jù)時(shí)代》短片，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的興趣，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)庫的龐大功能，養(yǎng)成良好的數(shù)據(jù)管理意識(shí)。

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)：理解數(shù)據(jù)庫的概念和結(jié)構(gòu)是本節(jié)的重點(diǎn)，是學(xué)生能在數(shù)據(jù)庫中熟練操作的必要條件和基礎(chǔ)。

本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)。理解數(shù)據(jù)庫為什么要設(shè)計(jì)成多個(gè)表而不用一個(gè)表，數(shù)據(jù)庫中表的關(guān)聯(lián)，比較抽象，不容易理解。解決這個(gè)難點(diǎn)采用的建構(gòu)的方法，通過“家庭關(guān)系”類比來幫助學(xué)生理解。通過讓學(xué)生在Excel中操作把多個(gè)表合并為一個(gè)表后觀察數(shù)據(jù)，解決任務(wù)幫助學(xué)生理解為何要設(shè)計(jì)多個(gè)表，再通過比較歸納得出Excel中的表之間是沒有關(guān)聯(lián)的，而Access 中的表是關(guān)聯(lián)的，關(guān)聯(lián)后的優(yōu)點(diǎn)來幫助學(xué)生理解利用數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢。

2、“搭建腳手架”教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路

對(duì)于從沒與數(shù)據(jù)庫謀面的學(xué)生來說，即使每天都在跟數(shù)據(jù)庫打交道，如：用校園一卡通就餐，借書等，也很難主動(dòng)地把這些應(yīng)用跟數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來，所以，本課的教學(xué)設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)就是要讓學(xué)生感性地、直觀地來認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，并通過親自動(dòng)手操作來初步了解數(shù)據(jù)庫是如何進(jìn)行組織和管理數(shù)據(jù)的。用貼近學(xué)生生活的事例引入，學(xué)生剛剛參加過運(yùn)動(dòng)會(huì)，運(yùn)動(dòng)會(huì)從報(bào)名到成績處理都采用數(shù)據(jù)管理，讓學(xué)生感到驚訝，運(yùn)動(dòng)會(huì)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用有關(guān)；展示學(xué)生在餐廳吃飯刷卡系統(tǒng)，在學(xué)生公寓簽到管理系統(tǒng)，讓學(xué)生更加驚訝：吃飯、睡覺都用到了數(shù)據(jù)庫，使學(xué)生深切感受到數(shù)據(jù)庫已經(jīng)在身邊無處不在了，讓學(xué)生將生活中的事例遷移到課堂中來。感覺到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫是迫切的事，不學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫就要OUT了。

（1）類比引入，搭建基礎(chǔ)。用Excel作比較，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)。以“家庭成員表”作類比，幫助理解表與表之間的關(guān)聯(lián)。同時(shí)用“實(shí)戰(zhàn)任務(wù)”鞏固對(duì)表與表之間關(guān)聯(lián)的理解。用“嘗試探究”釋去學(xué)生心中的疑惑，理解數(shù)據(jù)庫的本質(zhì)。整堂課學(xué)生都在原來知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在親身體驗(yàn)中獲得新知，讓他們感覺原來數(shù)據(jù)庫這么神秘深?yuàn)W的內(nèi)容學(xué)習(xí)來也不是那么困難。

通過“修選課的難題”引入體驗(yàn)操作，高一將要進(jìn)入選修階段的學(xué)習(xí)，統(tǒng)計(jì)各位同學(xué)的選修情況，強(qiáng)調(diào)高一年級(jí)的大量的人數(shù)，共有30多門的選修課，每個(gè)人可以選多門，可以產(chǎn)生天量的組合數(shù)據(jù)，這樣的難題，讓學(xué)生體驗(yàn)通過網(wǎng)絡(luò)版“學(xué)生選科管理系統(tǒng)”來解決。學(xué)生體驗(yàn)結(jié)束后提問：這種方法與前面你們提到人式管理、文件管理相比有何特點(diǎn)？這些大量的輸入的信息在哪？從而引出本節(jié)課的課題：利用數(shù)據(jù)庫管理大量信息。

學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)版“學(xué)生選科管理系統(tǒng)”，添加自己的個(gè)人信息，為自己設(shè)置選修課程。等大家設(shè)置好后再利用系統(tǒng)的查詢功能查找選修“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”這個(gè)項(xiàng)目的有哪些同學(xué)？以體驗(yàn)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的方便性。

通過創(chuàng)設(shè)這樣貼近學(xué)生生活的情境，搭建學(xué)習(xí)腳手架，讓學(xué)生參與進(jìn)來，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)濃厚氣氛，從學(xué)生即將面臨的選科問題入手，引出數(shù)據(jù)庫的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生體會(huì)信息技術(shù)手段給選科帶來的便利，對(duì)其背后的技術(shù)支持充滿了好奇，以此激發(fā)學(xué)生求知欲，揭開數(shù)據(jù)庫管理神秘面紗。

（2）深入探討，夯實(shí)結(jié)構(gòu)。體驗(yàn)之后，趁熱打鐵引入什么是數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部究竟是什么樣子的，數(shù)據(jù)庫又是怎樣發(fā)揮它的強(qiáng)大功能的。通過形象地介紹說明，數(shù)據(jù)庫是存入數(shù)據(jù)的倉庫，只不過這個(gè)倉庫是“建”在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的，而且數(shù)據(jù)需要按一定格式來存放。

緊接著引入數(shù)據(jù)庫的管理員——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，常用的有：Visual Foxpro 、Microsoft Access、SQL、DB2、Oracle等等，強(qiáng)調(diào)說明這些管理員全是老外，還沒有我們中國的管理員，激發(fā)學(xué)生立志為國爭光的遠(yuǎn)大志向。之后，初識(shí)今天的美女管理員Access，以擬人的手法介紹可以讓學(xué)生感覺很容貼近生活，能更快地接受，演示操作使用Access打開文件，選取“打開已有文件”，打開桌面上的“學(xué)生選修課程數(shù)據(jù)庫.mdb”，簡單介紹Access的界面的幾塊內(nèi)容：窗口菜單、創(chuàng)建方法和已有對(duì)象列表、數(shù)據(jù)庫組件選項(xiàng)卡等，揭開了Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的面紗。

打開由數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換成的Excel表格，和打開的數(shù)據(jù)庫作對(duì)比（如圖1所示），數(shù)據(jù)庫表和電子表格中工作表實(shí)際上都是由行與列構(gòu)成的關(guān)系表，數(shù)據(jù)庫中每一行就是一條具體的記錄，每一列就是一個(gè)字段，也就是說電子表格中的行（除了第一行以外）相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫表中的記錄，列相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫表中的字段，若干條記錄組成數(shù)據(jù)庫表，多個(gè)相關(guān)的表組成數(shù)據(jù)庫。因此，可以說數(shù)據(jù)庫與電子表格在結(jié)構(gòu)上沒有太大的區(qū)別 。

Access和Office軟件是不同的，打開Access，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它分成了不同的對(duì)象，有表、查詢、窗體等，每個(gè)對(duì)象又對(duì)應(yīng)了不同的操作功能項(xiàng)。表是數(shù)據(jù)庫中一個(gè)非常重要的內(nèi)容，是其他項(xiàng)目的基礎(chǔ)，它是直接存放數(shù)據(jù)的集合。

引導(dǎo)學(xué)生通過Access和Excel進(jìn)行比較，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)，由Excel 中的行、列、工作表、工作簿自然地引出Access中的記錄、字段、字段名、字段值、數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)庫等基本概念，并理清它們之間的關(guān)系。進(jìn)一步體驗(yàn)二維關(guān)系表格儲(chǔ)存和表達(dá)信息的特點(diǎn)

展示“爺爺一家”與“我的一家”“外公一家”三個(gè)家庭成員表（如圖2所示），提問：這三個(gè)家庭之間是怎么聯(lián)系起來的？再展示剛才數(shù)據(jù)庫中的三張表“課程信息表”“課程選修信息表”“學(xué)生信息表”讓學(xué)生觀察后分析，再提問：這三張表又是如何關(guān)聯(lián)起來的？學(xué)生理解了“表的關(guān)聯(lián)”之后，教師演示并分析后臺(tái)數(shù)據(jù)庫是如何解決任務(wù)的過程：查詢 “學(xué)生選科管理系統(tǒng)”的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和從這個(gè)庫中導(dǎo)出的Excel文件復(fù)制到自己的機(jī)器中，以學(xué)生自己原有的Excel中的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)對(duì)外部信息進(jìn)行主動(dòng)地選擇、加工和處理，從而獲得Access中相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)比和遷移加深對(duì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的理解。

通過現(xiàn)實(shí)家庭的“關(guān)系”讓學(xué)生理解表的“關(guān)聯(lián)”。經(jīng)過這樣的類比，進(jìn)行有效的知識(shí)遷移，學(xué)生容易接受，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)各個(gè)表之間的關(guān)系，從而突破本節(jié)課的難點(diǎn)。

學(xué)生打開“學(xué)生選科.mdb”這個(gè)數(shù)據(jù)庫中原來已經(jīng)建立好的“查詢”，觀察這個(gè)表，通過教師引導(dǎo)明確，“查詢”的字段來自很多互相之間有“關(guān)系”的表，這些字段組合成一個(gè)新的數(shù)據(jù)表視圖，但它并不存儲(chǔ)任何的數(shù)據(jù)。

學(xué)生試著在Access中改變?cè)瓉頂?shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)查詢中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)變化。由于學(xué)生開始對(duì)數(shù)據(jù)庫的使用比較生疏，所以教師需要先演示，讓學(xué)生初步了解數(shù)據(jù)庫的使用，排序和篩選操作跟Excel中基本相似，學(xué)生學(xué)習(xí)起來沒多大困難。在刪除操作時(shí)，提醒學(xué)生注意在一個(gè)表中刪除信息會(huì)造成信息的不完整和不安全以及重復(fù)的麻煩。指出在實(shí)際使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時(shí)，并不是簡單地使用這個(gè)表或那個(gè)表中的數(shù)據(jù)，而常常是將有“關(guān)系”的很多表中的數(shù)據(jù)一起調(diào)出使用，有時(shí)還要把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的計(jì)算以后才能使用。如果再建立一個(gè)新表，把要用到的數(shù)據(jù)拷貝到新表中，并把需要計(jì)算的數(shù)據(jù)都計(jì)算好，再填入新表中，就顯得太麻煩了，用“查詢”對(duì)象可以很輕松地解決這個(gè)問題。

學(xué)生理解當(dāng)改變Access“表”中的數(shù)據(jù)時(shí)，“查詢”中的數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生改變。計(jì)算的工作也可以交給它來自動(dòng)地完成，完全將用戶從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，充分體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)越性。體會(huì)為什么不用Excel文件管理而要到數(shù)據(jù)庫管理？特別是在管理大量信息時(shí)。進(jìn)一步理解Access表中的數(shù)據(jù)是有關(guān)聯(lián)的，這也是Access數(shù)據(jù)庫管理比Excel文件管理的優(yōu)勢所在。

比較人工管理、文件管理和數(shù)據(jù)庫管理方式的特點(diǎn)和適用范圍。并引導(dǎo)學(xué)生思考生活中還有哪些跟數(shù)據(jù)庫有關(guān)的應(yīng)用。通過學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的了解，讓他們切身感受到數(shù)據(jù)庫的廣泛應(yīng)用，理解數(shù)據(jù)不僅僅是數(shù)字，還包括文字、圖表、圖象、聲音等，再次激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的興趣。

通過閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容使學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有更深層次的理解，同時(shí)搞清楚“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)”“數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”以及“數(shù)據(jù)庫”三者之間的關(guān)系，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生邊看書邊操作的自學(xué)習(xí)慣。

以貨物的提取為例了解它們之間的關(guān)系（圖3所示），通過這樣的類比，可以讓學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)三者之間的規(guī)律，數(shù)據(jù)庫是存放數(shù)據(jù)的地方，而數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)是指用編程工具編寫的可以用來訪問數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)之間還不能直接訪問，還需要有一個(gè)“管理員”，這就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)的各種請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作，然后把操作結(jié)果返回給數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)。這樣，三者就構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的層次關(guān)系。有了這樣的層次關(guān)系，數(shù)據(jù)庫管理員或用戶可以方便的對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、添加、刪除、修改等操作。

三、結(jié)語

經(jīng)過這樣處理，本節(jié)課的基本內(nèi)容已經(jīng)學(xué)習(xí)結(jié)束，但是感覺還是有些缺憾，那就是缺少一個(gè)好的總結(jié)，本節(jié)課的總結(jié)是觀看短視頻《大數(shù)據(jù)時(shí)代》，通過視頻中展現(xiàn)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用的震撼效果，給學(xué)生留下難忘的印象，為學(xué)生以后學(xué)習(xí)使用數(shù)據(jù)庫作一個(gè)美好的鋪墊。

本節(jié)課在教學(xué)中為了突破難點(diǎn)，在關(guān)鍵點(diǎn)通過擬人、類比等方法為學(xué)生搭建了“腳手架”，以學(xué)生生活常識(shí)來建構(gòu)新知，這種將學(xué)生最近發(fā)展區(qū)建構(gòu)作為一種有效支柱，在攻克知識(shí)難點(diǎn)中起到了重要的作用，幫助教師突破教學(xué)的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)難點(diǎn)的理解和重點(diǎn)的深入認(rèn)識(shí)，并為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)興趣打下基礎(chǔ)。

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