信息技术选修4数据管理技术(教案).doc
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1.1感受数据管理技术的应用
【教学目标】
l认识数据、数据管理、数据管理技术的概念。
l通过实例调查，了解数据库在多媒体和网络方面的应用方法于应用价值，能描述数据库应用系统信息资源管理中的应用。
l了解数据管理技术的产生发展历史，了解数据管理技术在各个阶段的应用与影响。
l激发学习数据管理技术的兴趣，体现信息技术的文化内涵。
【教学重点】
l数据、数据管理、数据管理技术的概念。
l通过实例调查，了解数据库在多媒体和网络方面的应用方法于应用价值，能描述数据库应用系统信息资源管理中的应用。
【教学难点】
l把握数据的概念
l描述不同数据管理技术的应用特点
l了解数据库在多媒体和网络方面的应用方法与应用价值。
【教学对象】
在《信息技术基础》中，学生已经学习了信息资源管理的相关只是。
学生对与信息资源管理的方法、各种方法的特点、数据库应用系统管理数据的优势、数据库的一些基本概念都有了一个初步的感性认识。
在人之发展方面，学生的逻辑思维和抽象思维能力都有较大的进步，起归纳和总结能力也有了一定程度上的发展。
【教学策略】教师讲授与学生自主学习、协作探究相结合。
【教学环境】网络教室。
【教学过程】
教师活动
学生活动
活动目的
教师：
同学们，某市为了激发学生学习信息技术的兴趣，打算举办一次“中小学信息技术大赛”。
在组织的过程中，由很多数据资料，比如，参赛选手的信息、参赛学校的信息、作品的信息等，需要处理。
你们愿不愿意用在《信息技术基础》课中学习到数据资源管理知识帮助他们管理这些数据资料呢？
在开始解决问题之前，请同学们回答两个问题：
（1）有哪几种常见的信息资源管理的方法？
（2）使用数据库管理信息的优势？
教师：
（总结和纠正学生的回答）
教师：
同学们都回答得很好。
现在让我们回到刚才提到的问题。
为了解决这个问题，我们必须对大赛的举办过程有个基本的了解。
一般来说，大赛由这样几个过程：
大赛活动流程
报名
评比
排名次
确定获奖等级
公布结果
查看选手资料
教师：
由哪些同学愿意帮助我确定在每个步骤中需要做些什么事情？
（教师和学生经过共同讨论得到下表：
）
大赛活动流程
数据管理流程
报名
评比
排名次
确定获奖等级
公布结果
查看选手资料
保存报名资料
保存参赛作品
整理报名清单
保存评比成绩
成绩排序
记录获奖等级
打印获奖名单
取出选手资料
教师：
现在，我们清楚了大赛的活动流程，及每个步骤中需要处理的事项，下面，请同学们两人一组讨论填写下面的表：
大赛活动流程
数据管理流程
数据管理办法
报名
评比
排名次
确定获奖等级
公布结果
查看选手资料
保存报名资料
保存参赛作品
整理报名清单
保存评比成绩
成绩排序
记录获奖等级
打印获奖名单
取出选手资料
（教师全场巡视学生填表情况，解答学生的问题）
教师：
我看同学们都基本已经能够填写完了。
下面，我请一个小组的同学来填写这个表，其他同学如果由不同意见，可以提出修改意见。
（经讨论修改得如下表）
大赛活动流程
数据管理流程
数据管理办法
报名
评比
排名次
确定获奖等级
公布结果
查看选手资料
保存报名资料
保存参赛作品
整理报名清单
保存评比成绩
成绩排序
记录获奖等级
打印获奖名单
取出选手资料
Windows文件管理
Excel软件等
Excel软件等
Excel软件等
Excel软件等
Excel软件等
文件管理、
Excel管理等
教师：
从填表的情况看，同学们大都使用了Windows文件系统的资源管理方式和Excel软件管理方式。
可见，同学们，我们在以前的学习中知道数据库管理数据有很多优势，为什么不用数据库管理呢？
在我们的课本中对这三种方式都作了一个介绍。
请同学们按照课本和本教材的光盘去体验这三种数据库管理数据资源的优势。
我们刚才体验了三种不同的数据资源分类方式。
那么，同学们，有谁能够帮我回答什么是数据？
什么是数据管理？
什么是数据管理技术？
关于这三个概念，在书本上有讲述。
请同学们自行阅读这三个概念。
阅读后回答问题。
现在，我邀请几个同学来说说这三个概念。
在复述过程中，请你把教材合上，用自己的语言来表达。
教师：
其实，在我们的生活中，在很多时候，我们都要用到数据管理技术。
比如，图书管理、银行、汽车票联网售票系统等。
使用数据管理技术，方便了我们的生活，提高了工作效率和质量。
同学们仔细观察以下，还可以发现一个规律，就是，数据密集型应用的领域。
这种数据密集型应用通常这样的特点：
（参考教材P5）
课后作业：
访问，思考：
如果要管理全校所有的同学的姓名、性别、年龄等信息资料，应该用什么方法管理？
学生回答……
学生回答……
学生回答……
让学生互相讨论填表。
学生回答，并修改结果。
学生自主操作光盘资料体验三种数据管理方式。
学生阅读课本
学生回答
设置贴近学生生活的事例，激发学生学习兴趣。
回顾以前学习的知识，复习、巩固旧知识，过渡到新知识的学习。
教师和学生共同确定需处理的事情，让学生参与其中，既培养了学生的兴趣，也培养了学生对生活的归纳、总结、提炼的能力。
由于这个任务相对较难，如果没有同学间的参与讨论，学生的回答质量比较难保证。
与同桌讨论既符合学生在课堂活动范围内的实际，避免了因合作人员太多，导致了部分学生作壁上观的现象，也能够培养学生的合作意识和交流、沟通能力。
一个小组的意见，并不能代表全部同学的意见，鼓励学生发表不同意见。
提高学生的参与意识。
通过比较，加深学生对数据库管理的优势认识。
养成学生的自主阅读课本的习惯，二不是只听教师讲。
让学生用自己的语言复述概念，可以加加深学生对概念的理解与记忆。
1.2了解数据管理技术的变迁
【教学目标】
l了解数据管理技术的产生发展历史，了解数据管理技术在各个阶段的作用与影响。
l让学生体会到数据管理技术是在不断满足新的数据管理应用要求、不断在原来的基础上寻求突破与创新的过程中向前发展的，激发学习数据管理技术的兴趣，体现信息技术的文化内涵。
l通过对不同阶段的数据管理技术的比较分析，总结数据库系统管理数据的特点，进一步明确本课程的研究内容和学习目标。
【教学重点】
l能说出数据管理技术的产生发展历史，了解数据管理技术三个发展阶段的历史背景、应用特点和技术问题。
l理解数据库、数据库管理系统的基本概念和作用。
【教学难点】
l理解数据管理技术关于数据独立性、数据冗余、数据安全行和完整行、数据结构化等的基本概念。
【教学策略】教师讲授与学生自主学习相结合
【教学环境】网络教室。
【教学过程】
学习环节
教学活动
学生活动
设计意图
问题引入
（10分钟）
教师：
“在上一节讨论的数据库应用例子中，你是否担心这些数据在管理时出问题？
”
教师：
“其实如果系统管理不好很容易出问题的，以银行取款或借阅图书为例，你认为通常什么地方容易出问题，会出现什么问题？
”
教师：
“在实际应用时是不允许在数据管理中出错的，如何避免出错就要看技术了”,接着教师讲述“阿波罗登月计划与数据管理”的故事。
教师：
“＇从阿波罗登月＇故事中，同学们有什么感受？
”（数据管理技术在科学应用研究方面具有重大影响和作用，同时也说明社会应用需求的产生推动了技术的进步，数据管理技术历程本身也说明了这一点。
）
教师：
“事实上，数据管理技术的发展与很多因素有关，数据管理技术是怎么发展起来的？
经历了哪些阶段？
请同学们根据教材及老师提供的资料进行分组学习。
”
学生自由回答
提问个别学生回答。
提问部分学生回答。
用问题抓住学生的注意。
选择学生熟悉的应用情境发问让其积极思考。
通过讲述重大历史事件的故事，使问题更加感性化，启发学生从故事中总结道理。
并为进一步的学习作铺垫。
让学生带着问题自然进入本节内容的学习。
合作探究
（15分钟）
分小组合作探究下列问题，并填写“数据管理技术三个阶段的比较”表。
背景情况怎么样（软硬件条件，当时应用需求）？
通过什么工具进行数据管理？
数据管理达到了怎样的水平？
存在什么问题？
学生按邻近座位搭配分为4人小组，组长协调，先每人10分钟完成一个或以上阶段的背景及特点分析，然后用5分钟组内交流。
以表格的形式作引导，提供给学生探究学习的线索。
学生除了运用教材资源外，还可以通过学习其他资源回答问题，如教师提供的补充资料或网站资源、因特网资源等。
归纳总结
（5分钟）
教师根据对学生学习过程的观察，有目的地提问部分学习小组回答问题，引导全班同学一起进行归纳总结。
教师可对照自己的参考解答（表作是适当的引导或补充）
各学习小组举手申请发言，小组代表发言时，组内其他同学可以给予提示但不可以完全代替其回答。
选到的小组由组长或其他组任意指定一位代表发言，交流合作学习的效果，发言这成绩记做小组成绩。
深入释疑
（10分钟）
教师对数据管理技术各发展阶段的数据管理特征作进一步的归纳和总结，重点解决学生对这些概念术语的困惑，强化数据库、数据库管理系统等基本概念，以及数据库系统的特点。
学生在教师启发下用自己的语言进行总结。
突出重点，解决难点。
拓展实践
（5分钟）
要求学生完成教材中“实践”——从网上搜集数据库技术发展过程中的一些重要事件及数据库技术的发展趋势。
学生上网搜索，并把搜到的资料下载整理提交到学习网站上供交流。
提供学生拓展学习的空间和实践，也为学习第五章作铺垫。
1.3认识关系数据库
【教学目标】
l掌握关系数据库中的库、表、字段、记录等的概念，理解“关系”所表达的含义。
l进一步认识关系数据库的管理思想。
【教学重点】
l掌握关系数据库中的库、表、字段、记录等的概念，理解“关系”所表达的含义。
l进一步认识关系数据库的管理思想。
【教学难点】
l理解“关系”所表达的含义。
【教学方法】教师引领，独立思考，小组讨论
【教学环境】一般情况下普通教室就可以，有条件的话网络教室，有利于为学生提供丰富的网上学习资源。
【教学过程】
学习环节
教学活动
学生活动
设计意图
创设情景，引出问题
教师：
“以我们学校的图书馆为例，如果让在座的同学来尝试着管理，你们会怎么样管理呢？
同学们先考虑一下，我想请几位同学来发表你们的看法。
”
提问学生，并鼓励学生主动发表看法。
先不告诉学生答案，让学生尽量发表意见，但学生七嘴八舌往往没有清晰的思路和严格的描述，教师可以引导学生从数据信息如何保存、数据信息如何使用管理两个方面来梳理。
形成一个初步方案。
教师：
“数据的保存牵涉到数据结构问题，数据使用管理牵涉到数据操纵问题，这两个都是数据库技术的核心问题。
当数据量比较大的时候，人工管理的办法就比较麻烦，所以，当数据量很大时，一般采用关系数据库来进行管理。
”
教师：
“那么，如果使用关系数据库来进行管理。
时如何表示和保存这些数据的呢？
”
学生思考，自主发表意见。
教学开始时，通过一个学生比较熟悉的应用实例创设一个问题情景，比如学校图书管理，让学生考虑如何来进行。
讲授新知，启发探究
教师：
“关系数据库中时通过最常见的二维表来表示数据的。
为了更好的描述二维表，我们需要用到记录、字段、域、关键字、键、关系模式等术语，这些术语在我们教材上也有说明。
这些术语以后还会用到，是不需要死记硬背的。
”
教师：
“如我们的教材所示，这就是一个二维表格。
除了对“书人”、“图书”这样的实体数据可以通过“借书人信息表”、“图书登记表”等二维表格来表示之外，对这两个实体之间的相互联系如“借阅”也同样可以用二维表格方便地记录。
这样的二维表格看起来没有什么特别的，但在关系数据库中能够成为关系的二维表格是有条件的。
”
引导学生阅读教材，需要哪些条件，探究一下为什么需要这些条件，如果没有这些条件会给数据管理带来什么问题。
总结：
在关系数据库中的二维表，需要满足什么条件？
学生阅读教材，小组讨论探究问题。
学生跟随教师一起，总结在关系数据库中的二维表，需要满足的条件。
这个问题的讨论不是为了给学生整理出一个标准答案，关键是要让学生领会到这些田间的限制是为了让计算机系统不够更好的管理和使用数据。
此处的难点是而维表中的关键字可能不只一个字段，而是两个字段的组合。
进一步拓展开来，还有没有多个字段的呢？
完全由可能，关键看怎样才能唯一标识一条记录。
交流总结，提升认识
教师：
“老师已经提供了部分关于关系数据库资料，同学们可以结合教材内容来阅读——也可以自己上网搜索相关的信息资源。
结合自己的体会，总结自己对关系数据库的认识。
”
引导学生总结对关系数据库的认识。
从三个方面思考，一是关系数据库如何表示数据，有何特点和优势；二是关系数据库如何实现对数据的管理；三是目前有哪些比较知名的关系数据库。
可以先在小组内总结，再全班总结。
学生阅读材料，可以用教师提供的，也可以自主上网搜索、查阅相关信息资源。
实践应用，加深体验
让学生运用本节课所学的知识，设计一个日常应用的关系数据库，如通讯管理，写出关系模式并标明关键字。
学生运用本节课所学的知识，设计一个日常应用的关系数据库
让学生把所学知识运用到实践当中，从而达到学习的最终目的。
2.1认识关系数据库
【教学目标】
l通过该实例分析，介绍了数据的收集与分类方法；
l介绍了客观事物的抽象过程，从而引出人们描述客观事物的三个世界：
现实世界、信息世界和机器世界，以及三个世界中用来描述客观事物的术语；同时还介绍了信息世界中实体集之间的三种联系；
l介绍了从现实世界到信息世界抽象出来的数据模型的基本概念，以及用E-R实体联系模型来对现实世界的事物进行概念化、抽象化描述的基本步骤和方法
【教学重点】
l了解人们认识客观事物的三个世界：
现实世界、信息世界和机器世界的基本术语及其含义，以及客观事物的抽象方法。
l掌握三个世界中用来描述客观事物的术语，及信息世界中实体之间的三种联系。
l掌握利用E-R实体联系模型来抽象描述事物的基本步骤和方法。
【教学难点】
l根据实际情况，经过数据的收集和分类，从大量的现实数据中确定出实体及其属性，判别实体之间的联系，从而确定客观事物的概念模型。
l在构建概念模型时，如何通过实体—联系模型（E-R图）准确地描述现实世界中的数据及其联系，即各个实体的属性及实体之间的联系。
【教学方法】教师引领，独立思考，小组讨论
【教学环境】一般情况下普通教室就可以，有条件的话网络教室，有利于为学生提供丰富的网上学习资源。
【教学环境】
课程引入：
通过第一章的“信息技术大赛管理系统”的演示，请同学们思考管理系统是怎样开发出来的呢，数据库究竟是怎样构建的呢？
老师：
它的构建需要经历四个基本过程：
1、数据的收集与分类；
2、建立实体—联系模型；
3、将E-R图转换为关系数据模型；
4、创建数据库。
一、数据的收集与分类
要想建立数据库，首先要根据具体的应用需求，收集相关的信息，获得原始数据，然后对这些数据进行分析与归纳。
1、数据的收集
数据收集，就是利用外部设备，将时间上或空间上分散的数据收集起来的过程。
2、数据的分类
对于已经收集好的、建立数据库的各种信息，我们都是按照数据的基本特征进行分类存放的。
通常的方法是将数据按照人、事、物来进行分类存放，作为最基本的数据。
任务1：
以4人小组为单位，为中小学信息技术大赛设计一张报名表，研究需要收集哪些数据信息？
经过分析，我们可以将构建“中小学信息技术大赛”数据库需要的数据分为三类：
（1）有关参赛选手的信息，如：
参赛选手的姓名、性别、学校名称、电子邮箱等；
（2）有关参赛作品的信息，如：
作品名称、作品类别、作品大小等；
（3）有关参赛学校的信息，如：
学校名称、地址、联系电话、电子邮箱等。
任务2：
报名材料提供了哪些方面的数据信息？
你是怎么进行划分的？
最后，“中小学信息技术大赛”数据库所需的基本数据分为三类：
（1）有关参赛选手的信息，如：
选手编号、姓名、性别、学校名称、学段、电子邮箱、备注；
（2）有关参赛作品的信息，如：
作品编号、作品名称、作品类别、作品链接、作品大小、备注；
（3）有关参赛学校的信息，如：
学校名称、地址、联系电话、电子邮箱、备注。
二、数据的抽象过程
问题一：
请把教材中“数据的抽象描述”部分出现的名词术语找出来，用自己的语言说说这些术语用在什么场合，有何含义？
问题二：
划分三个世界有何意义？
现实世界
信息世界（概念模型）
机器世界（数据模型）
用户的观点
机器的观点
问题三：
你认为在信息世界阶段，应该从哪几方面入手分析事物或数据的？
需要从这几方面入手：
1、判别用户的应用涉及到哪几类事物（实体集）；
2、这些事物（实体）有何特征（属性），
3、哪些特征（属性）是能够把不同事物个体（实体）区分开来、即唯一标识具体某个事物（实体）的，
4、不同类事物（实体集）间存在什么样的联系。
个体
特征
总体
事物及其联系
实体
属性
实体集
概念模型
记录
字段
文件
数据模型
问题四：
两个实体集之间存在多少种联系？
请举例说明。
班主任
班级
担任
1
1
n
图书
读者
借阅
m
日期
学生
班级
所在
n
1
一对一联系一对多联系多对多联系
实体间的三种关系
经过分析和综合，可以得出“中小学信息技术大赛”数据库管理的E-R图，如图所示。
n
1
1
所在
参赛
nm
作品得分
获奖等级
参赛选手
选手编号
姓名
性别
学段
电子邮箱
参赛作品
作品链接
作品大小
作品编号
作品名称
作品类别
参赛学校
地址
联系电话
电子邮箱
学校名称
“中小学信息技术大赛”数据库管理的E-R图
2.2建立关系数据模型
【教学目标】
l学习把E-R图表示出来的概念模型，转化成关系数据模型的方法；
l学习数据库领域中最常用的其他数据模型：
层次模型和网状模型。
【教学重点】
l掌握从E-R模型到关系数据模型的转换方法。
通常将E-R模型转换成关系数据模型，可以分两步进行：
一是将每个实体集转换成一个二维表，二是将实体集之间的联系转换为一个二维表。
l理解并掌握层次和网状数据模型的基本概念，并掌握其基本特点。
【学习方法】
（1）、采用课堂讲述法，教师对“中小学信息技术大赛”关系数据库进行剖析，讲解将E-R模型转换成关系数据模型的方法；
（2）、本节课主要采用问题驱动法教学，把需要学习的知识蕴含再每个问题中，学生回答问题的过程就是知识获取的过程，让学生体会到自己寻找转换方法的乐趣，树立学习的信心。
将小组活动的讨论结果在课堂上进行交流，就存在的问题进行指导。
（3）、充分开展交流研讨活动，在教学活动中教师更要注意引导学生，在讨论交流种把规则总结出来，以此来培养学生的学习兴趣和树立学习信心；
5、教学过程
环节
学习流程
设计意图
（一）
问题1：
为什么要把E-R模型转换成关系数据模型？
因为E-R模型只是数据的概念模型，要应用计算机进行数据管理时，需要把概念模型转换成被机器存储的方式，并把这种存储方式的逻辑结构表示出来，这中描绘机器中数据存储结构的逻辑模型就是数据模型。
让学生了解学习E-R模型转换成关系数据模型的意义。
（二）
问题2：
什么是关系？
如何表示关系数据模型？
关系就是二维表格，也就是说，在关系数据库技术中，是通过二维表的结构形式把数据存储在机器中，并在此基础上实现对数据的各种操作。
表示关系数据模型的目标，就是把经过分析整理后的数据的概念模型转换为若干二维表的形式，以便存储在机器中。
学习关系的概念，以及如何表示关系数据模型。
（三）
问题3：
从E-R模型到关系数据模型需要解决哪些主要问题？
一是把实体转换为二维表，二是把联系转换为二维表，这两个问题解决了，转换的问题就解决了。
总结出：
从E-R模型到关系数据模型最主要的两个步骤。
（四）
问题4：
如何把实体转换为二维表？
列出实体属性和唯一标识实体的关键字，并定义二维表的名字。
让学生掌握实体转换为二维表的方法。
（五）
问题5：
E-R图中“联系”的作用是什么？
通过联系，可以从一个实体集出发寻找到或关联到相连的其他实体，例如，“参赛选手”这个实体通过“参赛”这个联系可以查询到不仅“参赛选手”本身的属性，还可以查询到“参赛作品”相应的属性和“参赛”本身的“作品得分”和“获奖等级”属性。
让学生掌握联系的本质。
（六）
问题6：
如何把联系转换为二维表？
直接转换有何问题？
如何解决？
最简单的方法是，把联系本身转换为一个独立的二维表，该表除了包含联系本身的属性外，同时还包含相联实体中的关键字属性，通过它们把这些实体关联起来。
如果把所有联系都直接转换为一个新的二维表格，会出现表格比较多的情况，数据查询等操作起来就不够方便，有些表格是可以通过合并到实体的二维表格中来精简表格数目的。
学习联系如何转换成二维表。
（七）
问题7是否所有联系都可以合并到实体的二维表格中？
哪些可以？
哪些不可以？
有些联系可以合并到实体的二维表格中。
对于1:
1的联系，可以把联系合并到其中任意一个实体的二维表格中：
即1:
1联系两端的实体，任意选择一端，把另一端实体的关键字添加到这一端实体的二维表格中，如果联系本身有属性，再把联系的属性也添加进去。
对于1:
n联系，则在n端实体的二维表格中添加1端实体的关键字，如果联系本身有属性，再把联系的属性也添加进去。
对于m:
n联系，就不可以合并到实体的二维表格中，否则会出现大量的数据冗余。
只能把联系转换为一个新的二维表格，其属性为两端实体类型的关键字加上联系类型的属性，而新的二维表格本身的关键字为两端实体关键字的组合。
学习联系转换时的方法。
（八）
问题8：
能否总结出E-R图到关系数据模型的转换规
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