巧用知識串聯，突破難點 ——《探索搜索引擎中的信息管理》教學設計
南京師范大學附屬中學 彭鵬

 教學難點像一座座山，是我們教學中無法回避的問題，總是需要我們進行巧妙的設計才能突破的。例如在進行《信息技術基礎》和《網絡技術應用》模塊的教學中，搜索引擎的工作原理和數據庫的使用這兩個難點就是如此。在傳統的教學中往往是孤立的對待這兩個內容，但我在教學中發現，如果將這兩個知識點加以串聯，反而能夠更好的突破難點，取得很好的教學效果。
 一、知識分析與問題的引出
 搜索引擎的使用對學生來說并不陌生。但其原理，僅靠書本上的幾句話，或是老師的簡單講解對于專門選修《網絡技術應用》的學生來說，很難深入領會。若僅僅介紹其皮毛，不作具體分析，不免有種“食之無味，棄之可惜”之感，但若要詳細來講，又很難在短時間內講清，常常有些難以下手。
 而數據庫的使用，因為在講解必修的數據管理或是網絡的動態網頁時，都是必需要涉及的內容，其中又牽涉到數據庫的使用、簡單的簡表操作和數據表的一般操作等知識。我們教學中往往偏重于知識技能的訓練，又缺乏了系統的思考。
 這樣看來孤立的對待他們，都不能很好解決教學難點，能不能和在一起呢？畢竟這兩塊知識點其實是有著密切的關系的。搜索引擎說到底，就是提供了檢索服務，而其關鍵就是后臺的關鍵詞和網頁信息的對照表，而這張表就是存儲在服務器上數據庫中的一張數據表。如果把搜索引擎看成數據庫的外在顯示和查詢界面；同時模擬一個數據庫用于存儲搜索引擎后臺的海量數據會不會能夠一舉突破這兩個難點呢？學生能夠模擬出數據表結構嗎？我們能不能通過創設這樣的教學情境，來引導學生加以探索，進而展開教學呢？本論文由論文格式網整理,轉載請注明來源m.donglienglish.cn,更多論文,請點論文格式范文查看
二、教學環節設計
 新課程的課堂重視從學生的感受或體驗出發，引導學生發現問題，激發起學生探究欲望之后，展開學習和研究。而這兩部分知識點的串聯教學，也正是采用了這種方式。
 我們以探索搜索引擎奧秘入手，帶領學生研究他們熟悉的搜索引擎的搜索結果，教師提出一組問題：你認為搜索引擎是如何管理這些海量的數據呢？其后臺的信息若用表格的形式展示，你能設計出來嗎？如果你是搜索引擎公司的技術人員，你需要如何處理？
 學生在思考和探索的環境下進一步分析搜索結果的頁面，發現了一系列需要記錄的項目，而這些正是搜索引擎后臺的數據表中需要存儲的信息，這樣數據表的基本結構就出來了，教師再介紹數據庫中的基本知識（如建表、填充數據等）就水到渠成了。
 為了更好的利用這兩者的串連作用，我們再設計一個體驗環節來加深學生感受。讓一名學生作為搜索引擎的后臺管理員，向全班同學提供“搜索”服務。當其他學生說出關鍵詞后，這名學生指出應怎樣從數據表中獲取數據。這里，教師可以適當地補充“篩選”、“查詢”等基本操作。一方面比較了Excel這樣的電子表格軟件與數據庫操作的區別之外，同時也更明確了數據庫管理信息的巨大優勢（通過一條查詢語句）。這時教師再引導學生思考書本上的搜索引擎的工作原理就毫不費力了。
 最后教師甚至可以展示一個簡單的動態網頁（用于從本數據庫中查詢數據，并顯示出來），實際演示我們設計的數據庫如何提供服務的，也實現了整堂課地首尾呼應，還為后面動態網頁的設計打下基礎。
 當然，如果學生能力較高，我們還可以加深教學的內容，將數據表的規范化也納入進來。從簡單的單表中的冗余信息分析入手（網頁信息、關鍵詞），將其拆分成三張表，即關鍵詞信息表、網頁信息表、關鍵詞網頁對照表。這樣能更加清晰的暴露出搜索引擎的工作核心：根據關鍵詞和網頁的對照關系，提供搜索結果。再加上之前的信息搜集和最后的動態網頁信息呈現兩個環節完整的實現了搜索的服務，這樣搜索引擎原理的講解和分析也更加透徹了。
 
 三、教學實踐
1、教材分析：
 我校教學中，將《必修》教材和《網絡技術應用》選修教材進行了重組，對應上述教學內容，這部分的教學順序是：搜索引擎原理、動態網頁、數據庫技術，所以我在進行教學實踐時，將重點落在了數據庫的操作上，兼顧復習鞏固其他知識點。
 “數據庫的操作”內容，出自必修模塊《信息技術基礎》中的第三單元“科學管理信息”的第三節《構建數據表》；是在學生比較和討論信息的管理方法，并對數據表（單表）有了一定的認識之后，帶領學生一起進行真實數據庫的設計和構建的教學過程；是對之前所學的數據庫知識進行整合，在分析問題、科學歸納的基礎上，研究數據結構化的過程，了解數據庫的設計思想，培養學生使用數據庫技術管理信息能力的一個重要內容。
2、學情分析：
 學生已經對數據庫管理信息的優點有了一定的感性認識，并掌握了數據表中的一些常用術語，如記錄、字段、表，并能夠利用查詢的方式進行數據的查看和更新等。
 特別是現在的學生已經能夠充分利用搜索引擎，來完成信息的獲取，但對于搜索引擎后臺的信息管理思想并不十分清晰。借助構建數據庫的練習，可以幫助學生理解搜索引擎的原理和后臺管理的思想，更好的體會數據庫管理的優勢所在。
 我校的學生基礎較好，學習研究的能力也比較強，具備了分析數據表規范化問題的能力。
3、教材處理：
 中圖版的教材中是采用了提取“評書”中人物特征作為建立數據庫的實例，與當前學生的生活實際有一定的距離。而搜索引擎的使用則是學生的日常操作，但學生一般缺少進一步的研究和挖掘。利用學生日常生活中的實例進行新知識的教學更加有利于知識的建構，學生探索精神的培養。因此本課中由搜索引擎的結果出發，分析可能的信息管理方式，進而主動構建一個簡化的搜索引擎數據庫。帶領學生從外而內的思考如何利用數據庫技術管理海量的數據，在設計制作的過程中，體驗數據庫管理信息的基本思想，提升學科思維品質。
4、確定教學目標
 知識與技能：
  鞏固搜索引擎原理的知識。
 初步掌握數據分析的方法，了解使用數據庫管理信息的基本思想與方法
 掌握幾種主要的數據類型，如文本型、數字型、日期/時間型、自動編號等，并能夠定義合適的屬性
 能夠使用ACCESS軟件建立簡單的數據庫和數據表
 了解數據冗余的處理方法，體會關系數據庫的特點
 過程與方法：
 感受數據結構化的過程，了解結構化的方法
  了解使用數據庫管理信息的基本思想和方法
 情感態度與價值觀：
  在數據分析的過程中，感受軟件開發設計的嚴謹與科學，提升信息素養。
 在數據庫設計的過程中，體驗有效管理數據的重要性，形成科學管理信息的意識。
5、教學重難點：
 重點：數據類型的確定、數據表的建立與數據的添加、搜索引擎原理分析
 難點：數據的規范化、搜索引擎原理分析

 四、教學流程圖：

 五、教學反思與感悟：
 學生在思考和討論中研究問題，在分析研究中完成新知識的建構。在問題抽絲剝繭的不斷的分析和深入的探索中，逐步接近問題的真相，進而完善軟件的設計，從中了解數據庫設計的過程和數據庫規范化的方法，培養學科的思維品質，提升學生的信息素養。
 學生在課堂上積極參與思考和研究，認真完成練習，新知識和技能的學習，伴隨著問題的逐步解決而鞏固下來，思維的方法和研究的過程對學生的引導意義也很重要，部分學生下課后還在繼續研究之后優化和完善方法，收到了很好的教學效果。
 在主線任務“搜索引擎數據庫”之外，也允許學生進行個性化的問題設計保證了各層次的學生和不同興趣需要的學生均能有積極的學習熱情。也將具體知識的講授，演變為方法的培養，思維方式的鍛煉，對學生的學科素養的培養起到較好的作用。

附：教學簡案
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
教學導入 提問：如何利用搜索引擎獲取信息？
例如搜索“元旦”的相關信息。 回憶
回答 
 【展示搜索結果網頁。】
回答的很好，說明大家已經能夠非常熟練的使用了。
新的問題：可是有沒有同學分析過搜索結果的組成呢？
【展示關鍵詞為“新年”的頁面】
研究結果：
發現搜索結果的結構和組成相對固定，我們來分析一下，看看由那些部分組成的。 初步完成數據表的建立
 【板書組成結構】
標題 簡介 網址 大小 時間 等  數據的抽象化
 我們今天也來做一回搜索引擎的管理員，看看應該如何管理這些信息，并提供搜索的服務。
搜索引擎歸根到底就是提供信息檢索的功能的，當輸入關鍵詞之后，反饋給我們相應的網頁信息。
作為管理員其實就是提供關鍵詞和網頁信息的對應關系。
那只要再加上“關鍵詞”就行了。
【板書“關鍵詞”，并添加表格線】。
歸根到底搜索引擎的后臺就是這樣的一張表。
【ppt展示填充了數據的表格（圖片）】  
分析設計/提取表結構
 問題：表有了，應該用什么軟件/方式管理來管理這么龐大的數據呢？
引導：信息的三種管理方式：手工/文件/數據庫
      Excel、word、手工還是數據庫的形式
原因：數據量大、與網絡關系密切。 回答 
 我們今天就來學習如何利用數據庫來管理信息。

教師演示操作：
【ACCESS――庫的建立/命名――表的創建――數據的添加】 

觀察
學習 在數據庫中創建表并添加數據
 布置任務：完成學案中的任務1和任務2，設計數據表并添加幾條數據。  
 巡視，發現問題，尋找展示的學生 完成任務1和任務2 
深入分析

數據表的規范化 師生點評：
結構：字段提取不明確，類型設計不合理
數據：發現關鍵詞重復的問題。  
 若將所有與“元旦”的網頁都錄入進去，不是要輸入3千8百多萬次的“元旦”，能不能簡單一點，避免重復錄入的問題？
【展示多條記錄的數據庫界面】
引導：Office軟件中我們可以利用替換進行批量的更改。是怎樣處理的？
那么我們能否在數據庫中錄入的時候，不再錄入“元旦”，而是用一個代號來表示，比如“1”。
行不行？ 
思考
回答 

在交流中探索問題的解決方法。

了解數據庫規范化的意義和方法
 可能的答案：超鏈接、替換功能……  
 數據庫中可專門用一張表進行說明。
【板書：繪制表結構的變化】“單表” 變成了 2張表：增加了“關鍵詞表”
提升：還有沒有什么信息可以這樣簡化啊？ 

回答

討論 
 小結：很多字段都可以，但是是否需要進行簡化有一個原則：看看相互之間有沒有依存關系，若有只需要整體提取出來，如有必要才再進一步簡化。
我們這個任務是：提供搜索功能，只要根據關鍵詞提供網頁信息就行了，所以可將網頁信息單獨處理為一張表就行了。
【板書：修改表結構】進一步變成了三張表：關聯表、關鍵詞表、網址表 思考
研究
總結 
 總結：問題的出現和解決的方法。重點在于依存管理的處理 
 【演示PPT 問題的說明、分析、解決與數據庫的演化過程】  
 【演示如何修改表結構】
布置任務：完成學案中的任務3，完善自己的數據庫設計  
 巡視，發現問題。 完成任務3 
搜索解密

前后臺對比，加深理解 點評學生作品。

一同學做管理員，其他同學提出搜索的需求，
此同學回答數據庫中是如何操作的，數據流是怎樣的。
若遇到，是否還要做調整和修改，可如何處理… 學生展示

解密搜索引擎的原理
總結 本次課我們模擬了搜索引擎系統管理員的工作，深入了解他的工作原理，并且設計了簡單的數據表，但還只能完成最基本的搜索任務，還需要我們繼續研究。