《認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫管理》教學(xué)設(shè)計(jì)姚佳俊

曹恒來

學(xué)習(xí)者分析

本課的學(xué)習(xí)對(duì)象是高一年級(jí)的學(xué)生。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了Excel電子表格的相關(guān)概念和基本操作技能，了解了電子表格在生活中的應(yīng)用。同時(shí)，學(xué)生在使用手機(jī)或平板電腦等信息技術(shù)工具時(shí)，對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)有一定的感性認(rèn)識(shí)，但對(duì)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)原理了解不多，理解也不夠深入。

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本課是教育科學(xué)出版社出版的《信息技術(shù)基礎(chǔ)》（必修）第七章“信息資源管理”第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容通過對(duì)數(shù)據(jù)庫的剖析，理清了表、記錄、字段等基本概念及關(guān)系數(shù)據(jù)庫中“關(guān)系”的本質(zhì)與內(nèi)涵，為進(jìn)一步應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實(shí)際問題提供了思想和方法基礎(chǔ)。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：了解數(shù)據(jù)庫中表、字段、記錄等基本概念，掌握數(shù)據(jù)庫中的表間關(guān)系及其作用，理清數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念及其層級(jí)關(guān)系。

過程與方法目標(biāo)：通過數(shù)據(jù)庫查詢、管理數(shù)據(jù)記錄等操作，體會(huì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)管理的基本過程。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：感受利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、管理大量數(shù)據(jù)和高效檢索的優(yōu)勢(shì)，認(rèn)識(shí)有效管理數(shù)據(jù)的重要性，形成科學(xué)有效的數(shù)據(jù)管理意識(shí)。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫中表、記錄、字段的相關(guān)概念，數(shù)據(jù)庫中的表間關(guān)系及其作用。

難點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫中的表間關(guān)系及其作用。

教學(xué)過程

1.感受數(shù)據(jù)庫管理

活動(dòng)1：成績查詢。

①一位學(xué)生演示在“學(xué)生信息.xls”工作簿中查詢“張子笑”參加考試的科目及考試成績，其他學(xué)生認(rèn)真觀察，并思考。

②教師演示在“學(xué)生信息.mdb”文件中查詢“張子笑”參加考試的科目及考試成績。

通過實(shí)踐，學(xué)生發(fā)現(xiàn)要在Excel工作簿中查“張子笑”同學(xué)的成績。首先，要到“學(xué)生信息”工作表中查詢“張子笑”的學(xué)號(hào)；其次，根據(jù)學(xué)號(hào)在“考試信息”表中查詢各門課程的課程號(hào)及對(duì)應(yīng)的考試成績；最后，到“課程信息表”中查詢課程號(hào)所對(duì)應(yīng)的課程名稱。在此過程中，經(jīng)歷了三次查詢，每次查詢都要根據(jù)上一次的查詢結(jié)果到新工作表中進(jìn)行再次查詢，這樣的工作完全由人工來完成。

而Access數(shù)據(jù)庫可以通過在多張表中選擇不同的字段，自動(dòng)生成一張查詢信息表，從中可以直接看到“張子笑”同學(xué)參加的考試科目及其成績。

師：Excel中的工作表是相對(duì)獨(dú)立的，表與表之間沒有任何聯(lián)系；而Access中通過數(shù)據(jù)表的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，多張數(shù)據(jù)表可以聯(lián)接在一起，可以作為一個(gè)整體進(jìn)行查詢。

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生操作和教師演示相對(duì)比的方式，引出課題。這樣的引入方式，既可以幫助學(xué)生復(fù)習(xí)Excel電子表格的相關(guān)概念，還可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)Access數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表不是單獨(dú)存在的，它們之間是有關(guān)聯(lián)的。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其主動(dòng)學(xué)習(xí)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫的組成

借助“學(xué)生信息.mdb”文件，教師可以方便地管理在校學(xué)生信息。那么，Access數(shù)據(jù)庫和前面使用的Excel工作簿有什么區(qū)別呢？

活動(dòng)2：認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫的組成。

觀察“學(xué)生信息.mdb”和“學(xué)生信息.xls”文件（如圖1），比較兩者的異同。

從外觀上看，“學(xué)生信息.xls”由三張工作表構(gòu)成，“學(xué)生信息.mdb”由三張數(shù)據(jù)表構(gòu)成，且都是由行列構(gòu)成的二維表組成。

師：數(shù)據(jù)表與電子表格一樣也是一種結(jié)構(gòu)化的信息存儲(chǔ)和表達(dá)方式。如圖2所示，每一列的數(shù)據(jù)稱為一個(gè)“字段”（實(shí)體的屬性特征，如學(xué)生的出生日期）；每一行信息稱作一條“記錄”（用來表示一個(gè)實(shí)體，如每個(gè)學(xué)生的信息）；若干條“記錄”又組成一個(gè)“表”（實(shí)體集，是記錄的集合）。若干張數(shù)據(jù)表組成了數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫就是存放數(shù)據(jù)的倉庫，是計(jì)算機(jī)上有組織的大量數(shù)據(jù)集合。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)比的方式，幫助學(xué)生建立關(guān)于數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)表的認(rèn)知，掌握表、記錄、字段等概念。這樣的方式降低了理解的難度，尊重了學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，可以避免直接講解給學(xué)生帶來“灌輸”“填鴨”的感覺，有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極建構(gòu)知識(shí)體系。

活動(dòng)3：管理學(xué)生記錄。

①刪除記錄：高二（2）班張征同學(xué)本學(xué)期轉(zhuǎn)學(xué)到其他學(xué)校就讀，請(qǐng)分別將Excel工作簿和Access數(shù)據(jù)庫中關(guān)于張征同學(xué)的相關(guān)信息刪除。

②更新記錄：高二（3）班衛(wèi)莉莉同學(xué)（學(xué)號(hào)：990301），因計(jì)劃出國留學(xué)，申請(qǐng)到國際班就讀，學(xué)校教務(wù)處為便于管理，需要將其學(xué)號(hào)由990301更改為990506。請(qǐng)分別將Excel工作簿和Access數(shù)據(jù)庫中關(guān)于衛(wèi)莉莉同學(xué)的學(xué)號(hào)信息進(jìn)行更新。

學(xué)生通過觀察，發(fā)現(xiàn)Excel工作簿中的工作表是相對(duì)獨(dú)立的，而Access的工作表之間可以級(jí)聯(lián)操作。

師：Excel中工作表間的操作不能同步，數(shù)據(jù)管理和維護(hù)需要逐張工作表進(jìn)行，繁瑣且容易出錯(cuò)；而在Access中，對(duì)其中一張數(shù)據(jù)表的修改會(huì)級(jí)聯(lián)到其他數(shù)據(jù)表，從而保證了表間數(shù)據(jù)的一致性，便于數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)。

設(shè)計(jì)意圖：在對(duì)表格進(jìn)行刪除和更新記錄操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)在Excel工作簿中需要分別在各工作表中進(jìn)行操作；而Access“學(xué)生信息”數(shù)據(jù)表中記錄刪除或更新后，“考試信息”表的內(nèi)容相應(yīng)自動(dòng)完成。從而進(jìn)一步感受數(shù)據(jù)庫操作的高效、便捷和低冗余度，同時(shí)數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)性認(rèn)識(shí)得到了加強(qiáng)。

3.理解數(shù)據(jù)庫的本質(zhì)

Access中的數(shù)據(jù)表之間好像可以通電話一樣，當(dāng)一張表的內(nèi)容發(fā)生改變時(shí)，其他的表則會(huì)根據(jù)實(shí)際情況發(fā)生改變。這是如何做到的呢？

活動(dòng)4：認(rèn)識(shí)表間關(guān)系。

①打開關(guān)系視圖，查看學(xué)生信息.mdb數(shù)據(jù)庫文件的關(guān)系（如上頁圖3）。

學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)表之間有一根“電話線”通過相同的字段聯(lián)接兩張表，使得原本獨(dú)立的三張數(shù)據(jù)表形成了一個(gè)整體。我們將數(shù)據(jù)表之間的“線”稱為關(guān)系。endprint

②刪除三張表之間的關(guān)系，嘗試查詢每位學(xué)生的各科目考試成績。

學(xué)生通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)當(dāng)關(guān)系刪除后無法建立字段為“姓名、考試科目、考試成績”的查詢。

4.認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

通過剛才的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到，數(shù)據(jù)庫是由數(shù)據(jù)表構(gòu)成的。但在實(shí)際應(yīng)用中用戶通常不會(huì)直接對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，而是通過數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行檢索、添加或修改信息。

師：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫之間是怎樣的關(guān)系呢？我們通過一個(gè)角色扮演游戲來體會(huì)一下。

活動(dòng)5：角色扮演，理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

請(qǐng)兩位同學(xué)分別扮演商場(chǎng)售貨員和顧客，模擬顧客到商場(chǎng)買鞋的場(chǎng)景，當(dāng)商場(chǎng)柜臺(tái)沒有顧客要求的尺碼時(shí)，售貨員需要到倉庫去取。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析皮鞋銷售系統(tǒng)中各角色的作用：顧客，選購皮鞋，根據(jù)需要選擇款式與尺碼；售貨員，為顧客提供查詢等服務(wù)，并根據(jù)顧客的要求到倉庫查找皮鞋，將找到的皮鞋遞給顧客；倉庫，存放皮鞋的倉庫。

師：因此，我們可以將顧客類比為用戶，將售貨員類比為數(shù)據(jù)庫管理員，將倉庫類比為數(shù)據(jù)庫，從而可以看出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該擁有三層層級(jí)關(guān)系。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)組成的一個(gè)有機(jī)的層級(jí)關(guān)系。用戶只能操作數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)并不是直接地相互作用，它們是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來聯(lián)接的。

設(shè)計(jì)意圖：與生活中到商場(chǎng)購物的場(chǎng)景進(jìn)行類比，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用戶是不可以對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行直接操作的，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幫助用戶實(shí)現(xiàn)存取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，將結(jié)果反饋給用戶。這樣聯(lián)系實(shí)際的類比，與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相符合，學(xué)生很容易理解。

5.概括總結(jié)

師：今天這節(jié)課，我們認(rèn)識(shí)了數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，我們身邊的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有很多，如圖書館的圖書管理系統(tǒng)、校園卡管理系統(tǒng)等。無論哪一類數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都是將現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體抽象成為數(shù)字世界的記錄。使用數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)，將使我們的生活更快捷、更方便。

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題“基于活動(dòng)理論的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：D/2015/02/405）研究成果。

點(diǎn) 評(píng)

數(shù)據(jù)庫管理是從社會(huì)大角度和數(shù)據(jù)庫技術(shù)角度出發(fā)，利用數(shù)據(jù)庫管理大量的、復(fù)雜的信息資源。雖然在平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中，學(xué)生接觸到許多數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用實(shí)例，但他們卻不清楚這些就是數(shù)據(jù)庫的管理，利用數(shù)據(jù)庫管理信息資源對(duì)學(xué)生來說更是首次接觸。本課教學(xué)，教師沿著感受數(shù)據(jù)庫管理、認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫的組成、理解數(shù)據(jù)庫本質(zhì)和認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)這條主線而展開。學(xué)生通過各個(gè)遞進(jìn)式活動(dòng)，感受利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、管理大量數(shù)據(jù)和高效檢索的優(yōu)勢(shì)，并最終理解“關(guān)系”這個(gè)數(shù)據(jù)庫管理信息的基本思想和方法。

教師先由Excel中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)逐步遷移到Access數(shù)據(jù)表，從兩個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的共同點(diǎn)——二維表出發(fā)，逐步幫學(xué)生建立起數(shù)據(jù)表、記錄和字段的概念，并在漸次推進(jìn)的活動(dòng)中慢慢發(fā)現(xiàn)兩者的不同，逐步構(gòu)建對(duì)數(shù)據(jù)庫的認(rèn)知。為此，姚老師設(shè)計(jì)了“活動(dòng)3：管理學(xué)生記錄”和“活動(dòng)4：認(rèn)識(shí)表間關(guān)系”兩個(gè)活動(dòng)，活動(dòng)3中教師對(duì)表格進(jìn)行刪除和更新記錄操作時(shí)，Excel工作簿需要分別對(duì)各張工作表進(jìn)行操作，而Access“學(xué)生信息”數(shù)據(jù)表中記錄刪除或更新后，“考試信息”表的內(nèi)容相應(yīng)自動(dòng)完成，從而感知數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表是能夠級(jí)聯(lián)操作的，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)庫是如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行級(jí)聯(lián)管理的，并適時(shí)為學(xué)生呈現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系，認(rèn)識(shí)獨(dú)立的數(shù)據(jù)表可以通過關(guān)系連聯(lián)成一個(gè)整體；然后刪除關(guān)系再進(jìn)行查詢，引導(dǎo)學(xué)生分析查詢失敗的原因，進(jìn)一步理解數(shù)據(jù)庫與電子表格的不同之處——關(guān)系。活動(dòng)5通過角色扮演，與商場(chǎng)購買鞋子的生活實(shí)例進(jìn)行類比，較好地幫助學(xué)生理解了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用戶、數(shù)據(jù)庫管理員的作用，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是聯(lián)接數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，進(jìn)而建構(gòu)起數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層級(jí)關(guān)系。endprint