数据库原理及应用教程（第5版）（微课版）章四 数据库设计篇 自学与教学指导

篇章四数据库设计篇混合式教学指导本篇章学习目标【知识层面】概述数据库设计的条件、输入内容和输出内容；列举数据库设计的主要阶段、各阶段的联系和主要关系；理解数据库3种主要设计方法及适用范围；概述需求分析的主要任务以及数据流图的主要图元；列出不规范关系包含的4种异常；理解函数依赖的语义特点以及函数依赖的分类方法；掌握第一范式、第二范式和第三范式的定义以及验证方法；概述概念结构设计的主要任务及E-R图的图元；概述逻辑结构设计的主要任务及关系模式转换规则；概述物理结构设计的主要任务；概述数据库实施运维阶段的主要任务。【能力层面】能够根据业务需要，通过自顶向下方法，绘制分层的数据流图，并可根据数据流图，抽象系统边界涉及的数据字典；能够根据需求分析抽象的数据字典以及规范化理论，构建满足第三范式的关系模式或对现有范式进行分析，对于不满足第三范式的关系模式，可以通过简单的模式分解方法将其转换为第三范式；能够根据业务需要，使用经典E-R图和UML类图绘制业务的局部E-R图、合成全局E-R图并对全局E-R图进行评价和验证；能够根据业务需要，将全局E-R图根据关系模式转换规则，转化为关系模式，并可对关系模式进行优化和规范化验证；能够根据业务需要，选择合适的DBMS，综合运用数据库运维管理和优化方法，开展数据库物理结构设计。【素养层面】能够深刻理解数据库设计各步骤的关系并认同在需求分析后，引入概念结构设计的必要性；能够系统运用E-R设计方法和规范化理论，开展数据库规范化设计；能够认同在实际设计中，不满足规范化要求但满足性能要求的折中设计方案；具备运用各类建模工具辅助开展规范化数据库设计的素质；具备团队协作开发复杂大型数据库系统的团队协作素质；通过思政教学，让学生深刻领会数据库设计在解决疫情防控排查效率过程中的重要意义，深刻感悟国家在疫情防控下的执行能力和防控取得的卓著成果。本篇章学习重点数据库设计主要阶段的输入、输出、主要任务和联系；使用自顶向下方法开展需求分析，获得业务涉及的数据字典；使用E-R设计方法完成数据库概念结构设计；使用关系模式转换规则将E-R图转换为优化后的关系模式；能够运用规范化理论验证关系模式的范式级别；开展数据库物理结构设计、测试、部署和运维实施；数据库建模工具的使用。本篇章学习难点理解引入概念结构设计的必要意义，实际数据库设计中E-R图中常见的错误画法；关系模式转换中，不同类型关系模式最终是否产生新的关系模式；涉及2个以上实体的多对多关系模式的分解和优化方法；验证关系模式的范式等级以及将不规范关系转换为规范关系的分解方法。本篇章学习需具备的前序知识软件工程中面向过程的开发方法；本篇章学习特点本篇章内容属于能力和经验并重型篇章，需要学生不仅能够掌握数据库设计各个阶段的方法、输入输出和主要任务，还能够在实际数据库设计环境中，活学活用E-R图，设计出既满足业务需求，又兼顾范式理论且满足性能要求的关系模式，同时，能够运用流行的数据库建模工具开展高效的数据库建模工作。本篇章混合式学习建议建议将数据库设计概述、数据库设计阶段、需求分析、数据库物理设计、数据库实施及运维等概念相关内容等通过在线教学呈现。混合式主题：主题1：通过复杂业务案例，系统总结数据库设计的各阶段主要任务、输入输出相关关系；主题2：通过复杂业务案例，以分组方式，让学生循序渐进基于E-R图开展协同设计，并开展组间评价和讨论；主题3：通过复杂业务案例，以分组方式，以运维过程中数据的水平增长和垂直增长为讨论主题，引导学生是否可以对转换后的关系模型进行优化；本篇章教学拓展思考对比软件工程中面向过程的系统设计方法，思考数据库结构设计和行为设计的关系，在实际开发中，考虑是否应首先开展数据库设计，还是应先开展行为设计；对比面向对象设计方法，思考基于E-R的设计方法如何与面向对象设计方法结合