项目2 设计学生信息管理数据库-2-任务2-4、任务2-5、任务2-6

《达梦数据库原理及应用》课程教案适用专业：计算机应用技术、软件技术、大数据技术等计算机类专业授课对象：高职一年级学生课程类型：专业基础课先修课程：计算机基础、程序设计基础一、教案基本信息项目内容章节项目2设计学生信息管理数据库-数据库的逻辑设计、物理设计、数据库实施、运行和维护授课课时2课时（90分钟）授课形式理论讲授+案例分析+分组实操教学目标1.知识目标：-掌握E-R图向关系模式的转换规则；-理解关系模式规范化（1NF/2NF/3NF）；-掌握数据库物理设计的核心方法；-了解数据库实施与运行维护的关键步骤。2.能力目标：-能将E-R图转换为合理的关系模式并完成3NF规范化；-能设计基础的数据库物理结构（索引、存储方案）；-能模拟完成小型数据库的数据入库与试运行。3.素养目标：-强化规则意识与严谨思维；-提升问题排查与团队协作能力；-树立“全生命周期”的技术责任观。教学重难点重点：-E-R图转关系模式的规则；-3NF规范化方法；-数据库物理设计的核心策略；-数据入库与试运行流程。难点：-多对多联系及多元联系的转换；-物理结构优化（索引/聚簇设计）；-试运行故障处理。教学资源多媒体课件、达梦数据库、案例素材（学生信息管理系统E-R图及数据表）等。思政融入1.规则意识：通过转换规则、规范化标准，类比职业规范与法律法规，强调“守规则是技术可靠的前提”；2.责任担当：通过数据库运行维护的核心职责，传递“技术落地需兼顾安全与长效”的职业态度；3.协作精神：分组实训中强化“分工配合、高效协同”的团队理念。二、教学过程设计（一）课前导入（5分钟）案例衔接回顾上节课成果：“我们已完成学生信息管理系统的需求分析与全局E-R图设计，但这份E-R图无法直接在达梦数据库中使用，如何将其转化为可执行的表结构？数据库存储在设备上需如何优化？系统上线后如何保障稳定运行？”引出本节课核心--数据库设计的“落地与保障”环节。问题引导：提问学生：“如果直接将E-R图中的实体和联系随意建表，可能会出现什么问题？（数据冗余、更新异常）”“数据库存在大量查询操作时，如何提高检索速度？”激发学生对逻辑设计、物理设计的探究兴趣。复习衔接：回顾E-R图三要素（实体、属性、联系）、函数依赖基本概念，为关系模式转换与规范化铺垫基础。（二）理论讲授（55分钟）【知识点1】：数据库逻辑设计-E-R图向关系模式的转换规则：实体转换：每个实体对应一个关系模式，实体属性为关系属性，实体键为关系主键；1:1联系转换：在任意一端实体的关系模式中加入另一端的主键及联系属性；1:n联系转换：在n端实体的关系模式中加入1端的主键及联系属性；m:n联系转换：单独建立关系模式，属性为两端实体主键及联系属性，主键为两端主键组合；多元联系转换：单独建立关系模式，属性为所有关联实体的主键及联系属性。-关系模式规范化：函数依赖：核心依赖关系（完全依赖、部分依赖、传递依赖）；范式标准：1NF（属性不可再分）、2NF（消除部分依赖）、3NF（消除传递依赖）；规范化方法：通过模式分解消除冗余与异常（如将含传递依赖的关系拆分为多个3NF关系）。-关系模式的评价与改进：对照需求检查功能完整性，通过合并/分解优化性能。【案例演示】以“学生-课程-教师”E-R图为例，演示转换过程：实体转换：学生（学号，姓名，性别）、课程（课程号，课程名）、教师（教师号，姓名）；m:n联系“选修”转换：选修（学号，课程号，成绩）；规范化示例：将含传递依赖的“学生（学号，姓名，系名，系主任）”拆分为“学生（学号，姓名，系名）”和“系（系名，系主任）”，满足3NF。【知识点2】：物理设计-存取方法选择：索引方法：为查询频繁的属性（如学号、课程号）建立索引，避免过度建索引影响更新效率；聚簇方法：将同一聚簇键（如系名）的元组集中存储，提升关联查询速度，注意聚簇键需相对稳定；哈希方法：适用于等值查询场景，需结合数据量稳定性选择。-存储结构设计：数据存放位置：表与索引分盘存储、日志文件独立存放、高频访问数据存高速设备；系统配置：调整数据库管理系统的存储分配参数（如块大小、缓存大小），适配应用场景。-物理结构评价：权衡存取时间、存储空间利用率与维护代价，不满足需求则回溯调整。【案例解读】以学生信息管理系统为例，说明物理设计方案：为“学生”表的“学号”建立唯一索引，为“选修”表的“课程号”建立普通索引；对“系”表按“系名”建立聚簇，提升“按系查询学生”的效率；将数据库表与日志文件分别存储在不同磁盘，避免I/O冲突。【知识点3】：数据库的实施、运行与维护-数据库实施：数据载入：抽取源数据→转换格式→校验清洗→入库（分批导入，先小批量调试）；应用程序调试：同步编写与调试数据操作程序；数据库试运行：测试功能完整性、性能指标，调整配置参数。-数据库运行与维护：核心工作：数据转储与故障恢复（制定定期转储计划）；安全与完整性控制：更新用户权限、调整完整性约束；性能监督与优化：分析存取日志、调整索引/存储结构；数据库重组织与重构造：修复存储碎片、适配需求变更。（三）分组练习（20分钟）1.任务布置分组（每组3-4人），完成以下任务：任务1：完成强化训练2.1。2.过程指导教师巡视各组，针对学生遇到的问题进行个性化指导；鼓励小组内成员互相讨论、协作解决问题。3.成果展示选取2-3组的实训结果进行展示，点评优缺点，强调E-R图转关系模式的规则及其运用。（四）课堂小结与作业布置（10分钟）1.课堂小结（5分钟）回顾本节课核心内容：E