第3章数据管理3.1数据库与数据管理 教案（表格式） -高中教学同步《信息技术数据管理与分析》（人教-中图版2019）
文档属性
| 名称 | 第3章数据管理3.1数据库与数据管理 教案（表格式） -高中教学同步《信息技术数据管理与分析》（人教-中图版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 28.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教中图版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2024-07-20 21:55:00 | ||
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文档简介
《信息技术-数据管理与分析》教案
课 题 第3章数据管理3.1数据库与数据管理 课 型 班课 课 时 1
授课班级 高一1班
学习目标 理解数据库和数据库管理系统的基本概念，并了解其重要性。 掌握确定数据库基本功能的方法，包括需求分析、设计数据概念模型、转换关系模型以及创建和维护数据库。 学习如何建立概念数据模型，包括实体、属性和实体间的联系的概念，并能够绘制E-R图来描述信息世界的概念数据模型。 理解实体、属性以及实体间联系的具体含义，并能够在实际例子中识别和应用这些概念。 学会优化E-R图，通过消除冗余的数据和联系，确保概念数据模型的最优设计。 通过“学生专业规划”数据库项目，应用所学知识进行实际操作，从需求分析到E-R图的优化，加深对数据库设计与管理过程的理解。
学习重难点 教学重点 数据库和数据库管理系统的基本概念：强调数据库作为一个有组织、可共享的数据集合的重要性，以及数据库管理系统在数据访问、存取、维护、管理和控制中的作用。 确定数据库的基本功能：通过需求分析开始，到设计数据概念模型、转换关系模型、创建和维护数据库的过程，特别是如何根据用户需求确定并细化数据库功能。 建立概念数据模型（E-R图）：强调概念数据模型在数据库设计过程中的地位，包括实体、属性以及实体间的联系的识别和定义，以及如何使用E-R图来描述这些元素。 教学难点 从现实世界到信息世界的抽象过程：学生可能难以理解将复杂的现实世界问题抽象为数据库中的概念模型的过程，尤其是初步接触这一概念的学生。 实体间联系的理解和应用：一对一、一对多、多对多的联系在实际应用中的识别和图形表示（使用E-R图），这需要较强的抽象思维能力和图形理解能力。 E-R图的优化：识别和消除初步E-R图中的冗余数据和联系，以实现数据模型的最优化，对于初学者来说是一个较难的环节。这不仅需要对基本概念有深刻的理解，还需要能够批判性地分析和改进模型。
教学方法 讲授法：通过教师的讲解来介绍数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能以及概念数据模型的建立。这种方法适用于传递基础理论和知识点，帮助学生构建知识框架。 案例分析法：通过具体的实例（如“学生专业规划”数据库）来展示如何从需求分析到E-R图的优化设计数据库。案例分析有助于学生理解理论在实践中的应用，增强学习的兴趣和实际解决问题的能力。 图形教学法：使用E-R图来表示实体、属性以及实体间的联系，利用直观的图形帮助学生更好地理解和记忆抽象的概念。图形教学法能够促进学生的视觉记忆，使复杂的信息变得易于理解。 互动讨论法：在介绍概念数据模型优化的过程中，教师可能会引导学生讨论为什么需要进行优化，以及如何进行优化，这种互动式的讨论可以促进学生的批判性思维和问题解决能力。此外，互动讨论也有助于学生之间的观点交流，增加学习的深度。 任务驱动法：本节课可能会设计一些实际操作任务，如让学生根据给定的场景建立一个简单的数据库E-R图，通过实践操作加深对数据库设计理论的理解。任务驱动法能够增强学生的实践操作能力和自主学习能力。
课前准备 教学材料的准备： 整理并更新相关教学PPT，确保内容涵盖数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能、以及概念数据模型的建立等关键知识点。 准备E-R图示例，包括优化前后的版本，以直观展示数据模型的构建与优化过程。 案例与实例的准备： 设计或更新“学生专业规划”数据库的案例，包括其需求分析、概念模型设计、关系模型转换等，以实际例子引导学生理解理论应用。 收集一些其他数据库设计与管理的实际案例，以便在教学中进行比较和讨论。 教学工具与环境的检查： 确保教室的计算机、投影仪等教学设备运行正常，特别是需要演示的数据库软件或绘图工具。 准备好在线资源或教学平台的访问，以便在课堂上快速获取或展示网络资源。 互动与讨论素材的准备： 制定针对重点和难点的讨论问题，如数据库系统的选择理由、数据模型优化的标准等，以促进学生思考和交流。 准备小组讨论的题目与指导策略，鼓励学生通过合作学习深化对数据库设计的理解。 评估与反馈的设计： 设计或更新课堂小测验、作业题目及评价标准，确保能够有效评估学生对教学内容的掌握程度。 准备课后反馈问卷或开放式问题，收集学生对教学方法、教学内容的意见，不断调整和优化教学策略。
教学媒体 讲授PPT：教师使用的教学PPT详细介绍了数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能以及概念数据模型的建立。PPT中包含了关键知识点的解释、图表示例（如E-R图）、以及相关案例分析，如“学生专业规划”数据库的设计过程。 实体联系图（E-R图）：课程中使用E-R图来直观展示实体、属性以及实体间的联系，帮助学生更好地理解和记忆数据模型的概念。E-R图通过图形化的方式呈现了数据结构，包括优化前后的版本对比，以指导学生如何对数据模型进行优化。 教学视频或动画：可能使用了教学视频或动画来演示数据库系统的工作原理、数据库管理系统的操作界面以及数据库设计的过程。视频和动画能够动态地展现信息，有助于学生更直观地理解抽象的概念。 实例数据集：提供实际的数据集例子，如图书资料管理数据库的案例，让学生亲自操作和分析，从而实践课堂上学到的知识，加深对数据库设计和管理流程的理解。 互动讨论工具：使用课堂响应系统或在线论坛等互动工具，促进学生之间以及师生之间的交流与讨论。这些工具可以帮助教师实时收集学生反馈，调整教学节奏和内容，同时也鼓励学生积极参与课堂活动。 作业和测验平台：布置和批改作业、测验所使用的在线平台，用于课后巩固和评估学生对数据库设计理论的掌握情况。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一： 创设情境 生成问题 通过一个引人入胜的故事或案例（如学校图书馆的图书管理）来介绍数据库系统的必要性和实际应用。 提出引导性问题，让学生思考在没有数据库系统的情况下，图书管理员是如何管理图书的，以及这种方式可能存在的问题。 分组讨论图书馆管理的现状与问题，每组需要提出至少两个管理上的难题。 分享讨论结果，并提出可能的解决方案。 利用实际情境激发学生的学习兴趣，并自然引入数据库的概念及其应用背景。
活动二： 调动思维 探究新知 讲解数据库和数据库管理系统的基本概念，使用PPT展示关键知识点。 引导学生分析“学生专业规划”数据库的案例，提问如何将实际需求转化为数据库的功能。 听讲并记录关键概念，例如数据结构、有组织的、可共享的数据集合等。 小组合作，根据“学生专业规划”案例，初步列出数据库应具备的基本功能。 通过讲授和案例分析相结合的方式，帮助学生从理论到实践逐步理解数据库的概念及其应用。
活动三： 调动思维 探究新知 继续深入讲解如何通过需求分析确定数据库功能，使用E-R图来可视化数据模型。 示范如何根据“学生专业规划”数据库的需求，绘制简单的E-R图。 学习如何根据实际需求进行数据概念模型的设计。 尝试绘制简单的E-R图，表示“学生”，“专业”，“大学”三个实体及其之间的关系。 通过实际操作和练习，加深学生对概念数据模型及E-R图的理解和应用能力。
活动四： 巩固练习 素质提升 分配数据库设计任务，让学生基于“学生专业规划”场景，独立完成一个简单的数据库设计项目。 提供反馈，讨论学生设计中的优点与待改进之处。 独立或小组合作，完成一个包括需求分析、概念模型设计、E-R图绘制的小型数据库设计任务。 展示设计成果，参与互评和讨论。 通过实际项目操作，让学生综合运用所学知识，增强实践能力和团队协作能力。
课堂小结 作业布置 在今天的课程中，我们深入了解了数据库和数据库管理系统（DBMS）的基本概念以及它们在数据存储和管理方面的重要性。我们探讨了如何根据用户需求确定数据库的基本功能，学习了如何建立数据概念模型并将其应用于数据库设计中。通过“学生专业规划”案例，同学们掌握了将实际需求转化为数据模型的方法，包括绘制和优化E-R图。这些知识为同学们未来进行数据库设计提供了重要的理论支持和实际操作指南。 作业布置： 概念回顾题：请简要阐述以下术语——数据库、数据库管理系统、数据概念模型、E-R图，并举例说明它们如何应用于“学生专业规划”数据库的设计中。 实践应用题：设想你需要为一个图书馆设计一个数据库系统，该系统需要管理图书信息和借阅者信息等。请根据今天所学内容完成以下任务： 列出该数据库系统应具备的五个基本功能。 基于这些功能，设计一个初步的E-R图，标明实体、属性以及实体间的基本联系。 思考题：为什么在设计数据库时需要对概念模型进行优化？请结合自己的理解，简要描述优化过程中可能考虑的因素。
板书设计 第3章 数据管理 3.1 数据库与数据管理 3.1.1 数据库与数据库管理系统 - 数据库定义：数据存储和管理的“仓库”，长期、有组织、可共享的数据集合。 - 数据库管理系统(DBMS)：软件，负责数据的访问、存取、维护、管理和控制。 3.1.2 确定数据库的基本功能 - 需求分析：明确用户管理数据的需求。 - 设计数据概念模型：将用户需求转化为概念模型。 - 转换为关系模型：将概念模型转化为关系模型。 - 创建和运行数据库：使用DBMS建立并维护数据库。 例子：图书管理数据库 - 功能预设：根据调研用户需求（如读者的要求）确定。 项目学习：学生专业规划数据库 - 基本功能：如图3.1.3所示。 3.1.3 建立概念数据模型 - 概念模型：描述信息世界的概念化结构，独立于具体DBMS。 E-R图（实体联系图） - 实体：现实世界中的对象或概念（如学生、教师）。 - 属性：实体的特性（如教师编号、姓名）。 - 联系：实体间的关系（一对一、一对多、多对多）。 E—R图优化 - 减少冗余数据，优化实体和联系。 例子：学生专业规划数据库 - 初始E—R图：图3.1.7 - 优化后的E—R图：图3.1.8
教学反思 在本章的教学过程中，我深刻体会到了数据库与数据库管理系统（DBMS）基础知识对于学生理解数据管理重要性的关键作用。通过详细解释数据库的定义及其在数据存储和管理中的作用，学生们能够更加清楚地认识到数据库技术的价值和应用范围。此外，通过分析数据库管理系统的功能，学生们开始理解数据库系统如何辅助我们高效、有序地处理大量数据。 在教学“确定数据库的基本功能”这一部分时，我采用了逐步引导的方式，首先讲解了数据需求分析的重要性，并结合具体实例，如图书资料管理和学生专业规划数据库，来阐述从用户需求到数据库功能设定的转化过程。这不仅帮助学生理解数据库设计的实际应用，也激发了他们通过技术解决实际问题的兴趣。 课堂上，我还重点介绍了概念数据模型的建立和E-R图的绘制方法。通过实体、属性和联系的具体定义以及互动式的示例讲解，学生们能够初步掌握如何将现实世界的数据抽象为信息世界的模型。这部分内容是数据库设计的核心，也是学生们反馈较为困难的部分。因此，我意识到在未来的教学中需要更加注重对概念模型理论与实践操作的结合，可能会增加更多的案例分析和实际操作练习，以便学生能更深刻地理解和应用这些知识。 最后，对E—R图进行优化的讨论，让学生了解到数据库设计是一个迭代和优化的过程，需要根据实际需求不断调整和完善。通过分析初始E—R图和优化后的E—R图，学生们认识到了数据库设计中考虑数据冗余和联系的必要性。 总之，本次课程的教学使我认识到，在数据库基础教学中，应重视理论与实践的结合，通过案例分析、实际操作等多种教学方法，提高学生的参与度和理解深度。同时，加强对数据库设计流程和思维方法的训练，有助于学生在未来的学习和工作中更好地应用数据库技术。
课 题 第3章数据管理3.1数据库与数据管理 课 型 班课 课 时 1
授课班级 高一1班
学习目标 理解数据库和数据库管理系统的基本概念，并了解其重要性。 掌握确定数据库基本功能的方法，包括需求分析、设计数据概念模型、转换关系模型以及创建和维护数据库。 学习如何建立概念数据模型，包括实体、属性和实体间的联系的概念，并能够绘制E-R图来描述信息世界的概念数据模型。 理解实体、属性以及实体间联系的具体含义，并能够在实际例子中识别和应用这些概念。 学会优化E-R图，通过消除冗余的数据和联系，确保概念数据模型的最优设计。 通过“学生专业规划”数据库项目，应用所学知识进行实际操作，从需求分析到E-R图的优化，加深对数据库设计与管理过程的理解。
学习重难点 教学重点 数据库和数据库管理系统的基本概念：强调数据库作为一个有组织、可共享的数据集合的重要性，以及数据库管理系统在数据访问、存取、维护、管理和控制中的作用。 确定数据库的基本功能：通过需求分析开始，到设计数据概念模型、转换关系模型、创建和维护数据库的过程，特别是如何根据用户需求确定并细化数据库功能。 建立概念数据模型（E-R图）：强调概念数据模型在数据库设计过程中的地位，包括实体、属性以及实体间的联系的识别和定义，以及如何使用E-R图来描述这些元素。 教学难点 从现实世界到信息世界的抽象过程：学生可能难以理解将复杂的现实世界问题抽象为数据库中的概念模型的过程，尤其是初步接触这一概念的学生。 实体间联系的理解和应用：一对一、一对多、多对多的联系在实际应用中的识别和图形表示（使用E-R图），这需要较强的抽象思维能力和图形理解能力。 E-R图的优化：识别和消除初步E-R图中的冗余数据和联系，以实现数据模型的最优化，对于初学者来说是一个较难的环节。这不仅需要对基本概念有深刻的理解，还需要能够批判性地分析和改进模型。
教学方法 讲授法：通过教师的讲解来介绍数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能以及概念数据模型的建立。这种方法适用于传递基础理论和知识点，帮助学生构建知识框架。 案例分析法：通过具体的实例（如“学生专业规划”数据库）来展示如何从需求分析到E-R图的优化设计数据库。案例分析有助于学生理解理论在实践中的应用，增强学习的兴趣和实际解决问题的能力。 图形教学法：使用E-R图来表示实体、属性以及实体间的联系，利用直观的图形帮助学生更好地理解和记忆抽象的概念。图形教学法能够促进学生的视觉记忆，使复杂的信息变得易于理解。 互动讨论法：在介绍概念数据模型优化的过程中，教师可能会引导学生讨论为什么需要进行优化，以及如何进行优化，这种互动式的讨论可以促进学生的批判性思维和问题解决能力。此外，互动讨论也有助于学生之间的观点交流，增加学习的深度。 任务驱动法：本节课可能会设计一些实际操作任务，如让学生根据给定的场景建立一个简单的数据库E-R图，通过实践操作加深对数据库设计理论的理解。任务驱动法能够增强学生的实践操作能力和自主学习能力。
课前准备 教学材料的准备： 整理并更新相关教学PPT，确保内容涵盖数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能、以及概念数据模型的建立等关键知识点。 准备E-R图示例，包括优化前后的版本，以直观展示数据模型的构建与优化过程。 案例与实例的准备： 设计或更新“学生专业规划”数据库的案例，包括其需求分析、概念模型设计、关系模型转换等，以实际例子引导学生理解理论应用。 收集一些其他数据库设计与管理的实际案例，以便在教学中进行比较和讨论。 教学工具与环境的检查： 确保教室的计算机、投影仪等教学设备运行正常，特别是需要演示的数据库软件或绘图工具。 准备好在线资源或教学平台的访问，以便在课堂上快速获取或展示网络资源。 互动与讨论素材的准备： 制定针对重点和难点的讨论问题，如数据库系统的选择理由、数据模型优化的标准等，以促进学生思考和交流。 准备小组讨论的题目与指导策略，鼓励学生通过合作学习深化对数据库设计的理解。 评估与反馈的设计： 设计或更新课堂小测验、作业题目及评价标准，确保能够有效评估学生对教学内容的掌握程度。 准备课后反馈问卷或开放式问题，收集学生对教学方法、教学内容的意见，不断调整和优化教学策略。
教学媒体 讲授PPT：教师使用的教学PPT详细介绍了数据库与数据库管理系统的基本概念、数据库的基本功能以及概念数据模型的建立。PPT中包含了关键知识点的解释、图表示例（如E-R图）、以及相关案例分析，如“学生专业规划”数据库的设计过程。 实体联系图（E-R图）：课程中使用E-R图来直观展示实体、属性以及实体间的联系，帮助学生更好地理解和记忆数据模型的概念。E-R图通过图形化的方式呈现了数据结构，包括优化前后的版本对比，以指导学生如何对数据模型进行优化。 教学视频或动画：可能使用了教学视频或动画来演示数据库系统的工作原理、数据库管理系统的操作界面以及数据库设计的过程。视频和动画能够动态地展现信息，有助于学生更直观地理解抽象的概念。 实例数据集：提供实际的数据集例子，如图书资料管理数据库的案例，让学生亲自操作和分析，从而实践课堂上学到的知识，加深对数据库设计和管理流程的理解。 互动讨论工具：使用课堂响应系统或在线论坛等互动工具，促进学生之间以及师生之间的交流与讨论。这些工具可以帮助教师实时收集学生反馈，调整教学节奏和内容，同时也鼓励学生积极参与课堂活动。 作业和测验平台：布置和批改作业、测验所使用的在线平台，用于课后巩固和评估学生对数据库设计理论的掌握情况。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一： 创设情境 生成问题 通过一个引人入胜的故事或案例（如学校图书馆的图书管理）来介绍数据库系统的必要性和实际应用。 提出引导性问题，让学生思考在没有数据库系统的情况下，图书管理员是如何管理图书的，以及这种方式可能存在的问题。 分组讨论图书馆管理的现状与问题，每组需要提出至少两个管理上的难题。 分享讨论结果，并提出可能的解决方案。 利用实际情境激发学生的学习兴趣，并自然引入数据库的概念及其应用背景。
活动二： 调动思维 探究新知 讲解数据库和数据库管理系统的基本概念，使用PPT展示关键知识点。 引导学生分析“学生专业规划”数据库的案例，提问如何将实际需求转化为数据库的功能。 听讲并记录关键概念，例如数据结构、有组织的、可共享的数据集合等。 小组合作，根据“学生专业规划”案例，初步列出数据库应具备的基本功能。 通过讲授和案例分析相结合的方式，帮助学生从理论到实践逐步理解数据库的概念及其应用。
活动三： 调动思维 探究新知 继续深入讲解如何通过需求分析确定数据库功能，使用E-R图来可视化数据模型。 示范如何根据“学生专业规划”数据库的需求，绘制简单的E-R图。 学习如何根据实际需求进行数据概念模型的设计。 尝试绘制简单的E-R图，表示“学生”，“专业”，“大学”三个实体及其之间的关系。 通过实际操作和练习，加深学生对概念数据模型及E-R图的理解和应用能力。
活动四： 巩固练习 素质提升 分配数据库设计任务，让学生基于“学生专业规划”场景，独立完成一个简单的数据库设计项目。 提供反馈，讨论学生设计中的优点与待改进之处。 独立或小组合作，完成一个包括需求分析、概念模型设计、E-R图绘制的小型数据库设计任务。 展示设计成果，参与互评和讨论。 通过实际项目操作，让学生综合运用所学知识，增强实践能力和团队协作能力。
课堂小结 作业布置 在今天的课程中，我们深入了解了数据库和数据库管理系统（DBMS）的基本概念以及它们在数据存储和管理方面的重要性。我们探讨了如何根据用户需求确定数据库的基本功能，学习了如何建立数据概念模型并将其应用于数据库设计中。通过“学生专业规划”案例，同学们掌握了将实际需求转化为数据模型的方法，包括绘制和优化E-R图。这些知识为同学们未来进行数据库设计提供了重要的理论支持和实际操作指南。 作业布置： 概念回顾题：请简要阐述以下术语——数据库、数据库管理系统、数据概念模型、E-R图，并举例说明它们如何应用于“学生专业规划”数据库的设计中。 实践应用题：设想你需要为一个图书馆设计一个数据库系统，该系统需要管理图书信息和借阅者信息等。请根据今天所学内容完成以下任务： 列出该数据库系统应具备的五个基本功能。 基于这些功能，设计一个初步的E-R图，标明实体、属性以及实体间的基本联系。 思考题：为什么在设计数据库时需要对概念模型进行优化？请结合自己的理解，简要描述优化过程中可能考虑的因素。
板书设计 第3章 数据管理 3.1 数据库与数据管理 3.1.1 数据库与数据库管理系统 - 数据库定义：数据存储和管理的“仓库”，长期、有组织、可共享的数据集合。 - 数据库管理系统(DBMS)：软件，负责数据的访问、存取、维护、管理和控制。 3.1.2 确定数据库的基本功能 - 需求分析：明确用户管理数据的需求。 - 设计数据概念模型：将用户需求转化为概念模型。 - 转换为关系模型：将概念模型转化为关系模型。 - 创建和运行数据库：使用DBMS建立并维护数据库。 例子：图书管理数据库 - 功能预设：根据调研用户需求（如读者的要求）确定。 项目学习：学生专业规划数据库 - 基本功能：如图3.1.3所示。 3.1.3 建立概念数据模型 - 概念模型：描述信息世界的概念化结构，独立于具体DBMS。 E-R图（实体联系图） - 实体：现实世界中的对象或概念（如学生、教师）。 - 属性：实体的特性（如教师编号、姓名）。 - 联系：实体间的关系（一对一、一对多、多对多）。 E—R图优化 - 减少冗余数据，优化实体和联系。 例子：学生专业规划数据库 - 初始E—R图：图3.1.7 - 优化后的E—R图：图3.1.8
教学反思 在本章的教学过程中，我深刻体会到了数据库与数据库管理系统（DBMS）基础知识对于学生理解数据管理重要性的关键作用。通过详细解释数据库的定义及其在数据存储和管理中的作用，学生们能够更加清楚地认识到数据库技术的价值和应用范围。此外，通过分析数据库管理系统的功能，学生们开始理解数据库系统如何辅助我们高效、有序地处理大量数据。 在教学“确定数据库的基本功能”这一部分时，我采用了逐步引导的方式，首先讲解了数据需求分析的重要性，并结合具体实例，如图书资料管理和学生专业规划数据库，来阐述从用户需求到数据库功能设定的转化过程。这不仅帮助学生理解数据库设计的实际应用，也激发了他们通过技术解决实际问题的兴趣。 课堂上，我还重点介绍了概念数据模型的建立和E-R图的绘制方法。通过实体、属性和联系的具体定义以及互动式的示例讲解，学生们能够初步掌握如何将现实世界的数据抽象为信息世界的模型。这部分内容是数据库设计的核心，也是学生们反馈较为困难的部分。因此，我意识到在未来的教学中需要更加注重对概念模型理论与实践操作的结合，可能会增加更多的案例分析和实际操作练习，以便学生能更深刻地理解和应用这些知识。 最后，对E—R图进行优化的讨论，让学生了解到数据库设计是一个迭代和优化的过程，需要根据实际需求不断调整和完善。通过分析初始E—R图和优化后的E—R图，学生们认识到了数据库设计中考虑数据冗余和联系的必要性。 总之，本次课程的教学使我认识到，在数据库基础教学中，应重视理论与实践的结合，通过案例分析、实际操作等多种教学方法，提高学生的参与度和理解深度。同时，加强对数据库设计流程和思维方法的训练，有助于学生在未来的学习和工作中更好地应用数据库技术。