达梦数据库原理及应用-教案 项目2 设计学生信息管理数据库

《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-了解数据库设计、需求分析、概念设计授课课时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：-掌握数据库设计的6个阶段；-理解需求分析的任务、方法与步骤；-掌握E-R图的三要素（实体、属性、联系）及局部E-R图设计方法。2.能力目标：-能独立完成简单系统的需求分析；-能识别实体、属性与联系，绘制局部E-R图；-能初步处理E-R图中的简单冲突。3.素养目标：-培养规范化设计意识；-树立严谨的技术文档编写习惯；-提升团队协作、需求沟通能力。教学重难点重点：-数据库设计流程；-需求分析的核心方法；-E-R图的绘制方法；难点：-实体与属性的区分；-多对多联系的识别；-局部E-R图的抽象与绘制。教学资源多媒体课件、案例素材（学生信息管理系统需求文档）、E-R图绘制工具（Visio、DrawIO）等。思政融入1.将数据库设计的“规范化规则”类比社会生活中的法律准则、职业规范，传递“不以规矩，不能成方圆”的处事原则；实训点评时，对严格遵循E-R图绘制规则的小组给予肯定，强调“专业工作中的‘守规矩’就是职业素养的体现”。2.E-R图的抽象与优化需要逻辑清晰、层层递进，引导学生在学习和工作中摒弃浮躁、精益求精；3.在实训任务中强调团队协作、规范操作，培养严谨的职业素养。二、教学过程设计（一）课前导入（5分钟）案例引入展示情景：“某职业院校计划开发一套学生信息管理系统，需存储学生基本信息、成绩、住宿等数据，支持查询、统计功能。如果直接创建数据表，可能会出现数据混乱、查询困难等问题，如何科学地设计数据库？”引出本节课核心——数据库设计的规范化流程。问题引导：提问学生：“你认为设计一个数据库前，需要先做什么？如何知道要存储哪些数据？数据之间有什么关联？”激发学生思考，自然过渡到数据库设计的核心阶段。复习衔接：回顾关系数据库基本概念（实体、属性、联系），为概念设计阶段的E-R图学习铺垫基础。（二）理论讲授（55分钟）【知识点1】：数据库设计的6个阶段-6个阶段：需求分析阶段→概念设计阶段→逻辑设计阶段→物理设计阶段→数据库实施阶段→数据库运行和维护阶段；-各个设计阶段的主要任务；-案例解析：以“学生信息管理系统”为例，说明每个阶段的具体工作：如需求分析阶段收集学生、系部、课程等数据需求；概念设计阶段抽象出实体及联系。【知识点2】：需求分析-需求分析的任务与目标：收集数据需求、处理需求、安全性与完整性需求，明确“存储什么数据、如何使用数据、数据约束是什么”。-需求调查的步骤：调查组织机构→调查业务活动→明确系统要求→确定系统边界。-常用调查方法：跟班作业、开调查会、问卷调查、查阅记录等（结合学生信息管理系统案例，说明每种方法的应用场景）。【知识点3】：概念设计-概念设计的核心：将需求抽象为概念模型（E-R图），独立于具体数据库管理系统。-E-R图三要素：实体：用矩形表示（如“学生”“课程”），标注实体名；属性：用椭圆形表示（如“学号”“课程名”），通过线段连接实体；联系：用菱形表示（如“选修”“讲授”），标注联系类型（1:1、1:n、m:n）。-实体与属性的区分原则：属性不可再分，且不与其他实体存在联系（举例：“系”在简单场景中是“学生”的属性，需记录系主任时则成为实体）。-局部E-R图设计步骤：抽取局部应用→识别实体与属性→确定联系类型→绘制局部E-R图。【知识点4】：信息世界核心术语解析：-实体：可区分的事物（如“张三”“数据库原理课程”）；-属性：描述实体的特征（如学生的学号、姓名）；-键：唯一标识实体的属性（如学号）；-域：属性的取值范围（如性别域为“男/女”）；-联系：实体间的关联，分1:1（班级与班长）、1:n（部门与职工）、m:n（学生与课程）三类。【案例分析】：以“学生-课程-教师”为例，绘制局部E-R图：实体：学生（学号、姓名、性别）、课程（课程号、课程名）、教师（教师号、姓名、职称）；联系：学生与课程（m:n，选修）、教师与课程（m:n，讲授）；标注属性与联系类型，讲解多对多联系的表示方法。（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：设计一个图书馆数据库，此数据库记录了每个借阅者的基本信息，包括读者号、姓名、地址、性别、年龄、单位，还记录了每本书的书号、书名、作者、出版社。对于每本被借出的书，该数据库记录了读者号、借出日期、应还日期。要求画出E-R图。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图的绘制方法。（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：数据库设计6阶段、需求分析的方法、E-R图三要素与绘制步骤、全局E-R图的合并与优化。2.作业布置（5分钟）1）复习本节课知识点，完成教材习题中关于E-R图设计的题目。三、教学反思1.学生对E-R图中实体与属性的区分是否存在困难？是否需要补充更多实例练习？2.分组实训中，学生的分工协作是否高效？需求分析的完整性是否达标？《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