信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理：用戶登錄功能及查詢功能設(shè)計(jì)

李秀美

● 教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課是教科版新教材必修二《信息系統(tǒng)與社會(huì)》第3單元“信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)”第3.4節(jié)《信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理》第一課時(shí)。本項(xiàng)目主要包含“用戶登錄功能設(shè)計(jì)”和“自動(dòng)查詢借閱記錄功能設(shè)計(jì)”兩個(gè)活動(dòng)任務(wù)。

● 教學(xué)目標(biāo)

針對(duì)給定的任務(wù)進(jìn)行需求分析，明確需要解決的關(guān)鍵問題，運(yùn)用算法解決問題;能夠描述信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理流程;理解信息系統(tǒng)通過程序?qū)嵤┳詣?dòng)化數(shù)據(jù)處理的方式。

掌握使用條件查詢語句設(shè)計(jì)查詢功能的方法。

通過對(duì)用戶登錄的驗(yàn)證使學(xué)生形成數(shù)據(jù)安全防護(hù)意識(shí)。

● 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：體驗(yàn)通過Python編程實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的整個(gè)流程。

難點(diǎn)：用算法描述問題，用編程語言實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)。

● 教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入

師：信息系統(tǒng)為了信息安全往往需要進(jìn)行用戶登錄，請(qǐng)結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行登錄過程的交流。

（1）針對(duì)QQ登錄過程，寫出你的操作步驟及系統(tǒng)提示：

①輸入錯(cuò)誤的用戶名：

②輸入錯(cuò)誤的密碼：

③輸入正確的用戶名和密碼：

教師提出問題：系統(tǒng)的錯(cuò)誤提示在人性化方面有什么缺陷嗎？請(qǐng)思考如何改進(jìn)使系統(tǒng)具有更智能的提示功能？

（2）學(xué)生進(jìn)行交流，準(zhǔn)備代表發(fā)言進(jìn)行闡述。

設(shè)計(jì)意圖：選取QQ這款經(jīng)典社交軟件，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的環(huán)境，寓教于樂，引起共鳴，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.啟發(fā)思考，分析問題

（1）師生共同分析問題。

師：實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)更人性化的提示功能：登錄信息系統(tǒng)時(shí)，要做到針對(duì)用戶輸入的用戶名和密碼給出相應(yīng)的錯(cuò)誤提示。具體分析如下：如果輸入的用戶名和密碼合法，則成功登錄系統(tǒng);如果輸入的用戶名正確而密碼錯(cuò)誤，則提示密碼錯(cuò)誤;如果輸入的用戶名不正確，則提示用戶名不存在。

教師提問：以上分析中判斷用戶名和密碼是否正確的依據(jù)是什么？

（2）教師引導(dǎo)學(xué)生回答。

師：用戶登錄信息系統(tǒng)時(shí)，輸入的用戶名和密碼是否與數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在的用戶信息相匹配。

設(shè)計(jì)意圖：通過QQ登錄提示這一現(xiàn)實(shí)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題，從自然語言描述的現(xiàn)實(shí)問題中抽取出計(jì)算機(jī)能夠解決的問題。

3.設(shè)計(jì)算法，思維訓(xùn)練

任務(wù)1：設(shè)計(jì)用戶登錄流程。

（1）自主學(xué)習(xí)，完成圖書管理信息系統(tǒng)的用戶登錄流程圖，如右圖所示。

（2）教師分析流程圖，分析基本的算法思想，引導(dǎo)學(xué)生用偽代碼來表達(dá)算法。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)于高中生來說，對(duì)本項(xiàng)目程序的理解有一定的難度。針對(duì)教學(xué)中的這個(gè)難點(diǎn)問題，教師引導(dǎo)學(xué)生用更接近自然語言的偽代碼來分析問題解決的過程，訓(xùn)練學(xué)生的思維，為下一步理解程序、編寫程序做好準(zhǔn)備。

4.實(shí)戰(zhàn)演練，編程實(shí)現(xiàn)

任務(wù)2：編寫用戶登錄判斷程序。

（1）教師演示程序運(yùn)行效果，與前面分析的算法流程建立聯(lián)系。

（2）將程序?qū)崿F(xiàn)過程分成四個(gè)部分：獲取用戶輸入信息、從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)、判斷用戶并輸出提示，釋放服務(wù)器資源。

教師帶領(lǐng)學(xué)生逐句分析程序代碼，幫助學(xué)生理解程序代碼的含義，說明查詢命令Select的Where條件以及位于django.shortcuts模塊中名為render_to_response（）函數(shù)的功能及用法。

（3）學(xué)生打開教學(xué)資源中的“views.py”文件，調(diào)試運(yùn)行程序，觀察運(yùn)行結(jié)果。

嘗試修改程序?qū)崿F(xiàn)用戶成功登錄系統(tǒng)后跳轉(zhuǎn)到show.html頁面，并給出成功登錄提示（如：歡迎用戶名登錄圖書管理系統(tǒng)?。。?/p>

設(shè)計(jì)意圖：在理解算法的基礎(chǔ)上，如何讓計(jì)算機(jī)來完成任務(wù)，需要用程序設(shè)計(jì)語言來實(shí)現(xiàn)。此處只給學(xué)生提供了實(shí)現(xiàn)用戶登錄驗(yàn)證功能的代碼，其中，重點(diǎn)是讓學(xué)生理解實(shí)現(xiàn)用戶登錄驗(yàn)證功能的核心代碼，培養(yǎng)學(xué)生使用用戶權(quán)限保護(hù)數(shù)據(jù)的安全意識(shí)。登錄成功后實(shí)現(xiàn)頁面跳轉(zhuǎn)建立信息系統(tǒng)之間的聯(lián)系，起到承上啟下的作用。

5.學(xué)以致用，自我提升

任務(wù)3：根據(jù)用戶登錄信息自動(dòng)查詢借閱信息。

（1）教師提出問題：信息系統(tǒng)除了驗(yàn)證登錄用戶的合法性，更重要的是為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。應(yīng)用程序是如何接收用戶信息的？如何利用這些關(guān)鍵信息實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)查詢?cè)撚脩舻膱D書借閱記錄呢？

（2）教師講授Session會(huì)話的功能和用法、Django的模板代碼標(biāo)簽。

（3）小組合作探究：嘗試設(shè)計(jì)算法流程、補(bǔ)充程序代碼，調(diào)試運(yùn)行。

（4）用戶登錄驗(yàn)證成功后，教師引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)庫中查詢?cè)撚脩舻慕栝営涗洸⒅苯釉趕how.html頁面顯示。在大部分學(xué)生能夠理解這種最簡單的實(shí)現(xiàn)方法后，教師再引導(dǎo)學(xué)生編寫自定義函數(shù)完成頁面之間的數(shù)據(jù)傳遞。

教師通過巡視，指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察程序調(diào)試過程中的錯(cuò)誤，找出解決問題的辦法。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)是一個(gè)螺旋上升的過程，需要學(xué)生反復(fù)練習(xí)。在小組合作設(shè)計(jì)算法、編寫代碼、調(diào)試運(yùn)行的過程中，學(xué)生可以領(lǐng)會(huì)到計(jì)算機(jī)是如何按照程序一步一步解決問題的，體驗(yàn)指揮計(jì)算機(jī)工作的成就感。該環(huán)節(jié)的任務(wù)由簡入繁，層層遞進(jìn)，這個(gè)過程能夠訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算思維能力。

6.成果展示，總結(jié)交流

小組展示程序運(yùn)行結(jié)果，感受數(shù)據(jù)處理的過程，總結(jié)交流用程序解決問題的收獲。

蒼山點(diǎn)題

信息技術(shù)課程既重信息公民的信息素養(yǎng)，又重科技人才的技能發(fā)展，這是技術(shù)教育的永恒主題。具有時(shí)代性和前瞻性，是技術(shù)課程最重要的特征之一，本期解碼所給出的案例是從傳統(tǒng)的信息倫理向信息社會(huì)建設(shè)發(fā)展教學(xué)，也是從經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)處理向信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理發(fā)展課程，給我們一線教學(xué)一種新的啟迪。

第一篇文章，著眼于建設(shè)信息社會(huì)的良好文明生態(tài)，保護(hù)個(gè)人隱私、促進(jìn)信息公開、加強(qiáng)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)等一系列探究，無不結(jié)合實(shí)際，無不針對(duì)活動(dòng)，對(duì)信息公民素養(yǎng)的培養(yǎng)極具時(shí)代性。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨意踐踏隱私權(quán)、動(dòng)輒發(fā)起群體網(wǎng)絡(luò)暴力、輕易盜取別人成果、侵犯別人版權(quán)等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這些都不利于創(chuàng)新發(fā)展。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生做合格的信息公民，并且主動(dòng)參與良好的信息社會(huì)建設(shè)，這種教育意義深遠(yuǎn)。

第二篇文章，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)為策略，教學(xué)過程中通過項(xiàng)目活動(dòng)，讓學(xué)生能夠聽懂信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的過程，正確理解數(shù)據(jù)處理的原理和思路，經(jīng)歷分析問題、設(shè)計(jì)算法、編程實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行調(diào)試等過程，感受指揮計(jì)算機(jī)解決問題的魅力?？紤]到學(xué)生面對(duì)大量代碼時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，在教學(xué)設(shè)計(jì)中盡可能減少代碼的量，降低代碼的復(fù)雜程度，讓學(xué)生更易于理解數(shù)據(jù)處理流程。另外，建議在此基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，自主編寫程序?qū)崿F(xiàn)更多功能，學(xué)生在編寫程序時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)書寫錯(cuò)誤和語法錯(cuò)誤，這就需要進(jìn)一步強(qiáng)化規(guī)范編程意識(shí)，深度促進(jìn)計(jì)算思維的培育。