巧用知识串联，突破难点 ——《探索搜索引擎中的信息管理》教学设计

巧用知识串联，突破难点 ——《探索搜索引擎中的信息管理》教学设计
南京师范大学附属中学 彭鹏

 教学难点像一座座山，是我们教学中无法回避的问题，总是需要我们进行巧妙的设计才能突破的。例如在进行《信息技术基础》和《网络技术应用》模块的教学中，搜索引擎的工作原理和数据库的使用这两个难点就是如此。在传统的教学中往往是孤立的对待这两个内容，但我在教学中发现，如果将这两个知识点加以串联，反而能够更好的突破难点，取得很好的教学效果。
 一、知识分析与问题的引出
 搜索引擎的使用对学生来说并不陌生。但其原理，仅靠书本上的几句话，或是老师的简单讲解对于专门选修《网络技术应用》的学生来说，很难深入领会。若仅仅介绍其皮毛，不作具体分析，不免有种“食之无味，弃之可惜”之感，但若要详细来讲，又很难在短时间内讲清，常常有些难以下手。
 而数据库的使用，因为在讲解必修的数据管理或是网络的动态网页时，都是必需要涉及的内容，其中又牵涉到数据库的使用、简单的简表操作和数据表的一般操作等知识。我们教学中往往偏重于知识技能的训练，又缺乏了系统的思考。
 这样看来孤立的对待他们，都不能很好解决教学难点，能不能和在一起呢？毕竟这两块知识点其实是有着密切的关系的。搜索引擎说到底，就是提供了检索服务，而其关键就是后台的关键词和网页信息的对照表，而这张表就是存储在服务器上数据库中的一张数据表。如果把搜索引擎看成数据库的外在显示和查询界面；同时模拟一个数据库用于存储搜索引擎后台的海量数据会不会能够一举突破这两个难点呢？学生能够模拟出数据表结构吗？我们能不能通过创设这样的教学情境，来引导学生加以探索，进而展开教学呢？本论文由论文格式网整理,转载请注明来源www.lwgsw.com,更多论文,请点论文格式范文查看
二、教学环节设计
 新课程的课堂重视从学生的感受或体验出发，引导学生发现问题，激发起学生探究欲望之后，展开学习和研究。而这两部分知识点的串联教学，也正是采用了这种方式。
 我们以探索搜索引擎奥秘入手，带领学生研究他们熟悉的搜索引擎的搜索结果，教师提出一组问题：你认为搜索引擎是如何管理这些海量的数据呢？其后台的信息若用表格的形式展示，你能设计出来吗？如果你是搜索引擎公司的技术人员，你需要如何处理？
 学生在思考和探索的环境下进一步分析搜索结果的页面，发现了一系列需要记录的项目，而这些正是搜索引擎后台的数据表中需要存储的信息，这样数据表的基本结构就出来了，教师再介绍数据库中的基本知识（如建表、填充数据等）就水到渠成了。
 为了更好的利用这两者的串连作用，我们再设计一个体验环节来加深学生感受。让一名学生作为搜索引擎的后台管理员，向全班同学提供“搜索”服务。当其他学生说出关键词后，这名学生指出应怎样从数据表中获取数据。这里，教师可以适当地补充“筛选”、“查询”等基本操作。一方面比较了Excel这样的电子表格软件与数据库操作的区别之外，同时也更明确了数据库管理信息的巨大优势（通过一条查询语句）。这时教师再引导学生思考书本上的搜索引擎的工作原理就毫不费力了。
 最后教师甚至可以展示一个简单的动态网页（用于从本数据库中查询数据，并显示出来），实际演示我们设计的数据库如何提供服务的，也实现了整堂课地首尾呼应，还为后面动态网页的设计打下基础。
 当然，如果学生能力较高，我们还可以加深教学的内容，将数据表的规范化也纳入进来。从简单的单表中的冗余信息分析入手（网页信息、关键词），将其拆分成三张表，即关键词信息表、网页信息表、关键词网页对照表。这样能更加清晰的暴露出搜索引擎的工作核心：根据关键词和网页的对照关系，提供搜索结果。再加上之前的信息搜集和最后的动态网页信息呈现两个环节完整的实现了搜索的服务，这样搜索引擎原理的讲解和分析也更加透彻了。
 
 三、教学实践
1、教材分析：
 我校教学中，将《必修》教材和《网络技术应用》选修教材进行了重组，对应上述教学内容，这部分的教学顺序是：搜索引擎原理、动态网页、数据库技术，所以我在进行教学实践时，将重点落在了数据库的操作上，兼顾复习巩固其他知识点。
 “数据库的操作”内容，出自必修模块《信息技术基础》中的第三单元“科学管理信息”的第三节《构建数据表》；是在学生比较和讨论信息的管理方法，并对数据表（单表）有了一定的认识之后，带领学生一起进行真实数据库的设计和构建的教学过程；是对之前所学的数据库知识进行整合，在分析问题、科学归纳的基础上，研究数据结构化的过程，了解数据库的设计思想，培养学生使用数据库技术管理信息能力的一个重要内容。
2、学情分析：
 学生已经对数据库管理信息的优点有了一定的感性认识，并掌握了数据表中的一些常用术语，如记录、字段、表，并能够利用查询的方式进行数据的查看和更新等。
 特别是现在的学生已经能够充分利用搜索引擎，来完成信息的获取，但对于搜索引擎后台的信息管理思想并不十分清晰。借助构建数据库的练习，可以帮助学生理解搜索引擎的原理和后台管理的思想，更好的体会数据库管理的优势所在。
 我校的学生基础较好，学习研究的能力也比较强，具备了分析数据表规范化问题的能力。
3、教材处理：
 中图版的教材中是采用了提取“评书”中人物特征作为建立数据库的实例，与当前学生的生活实际有一定的距离。而搜索引擎的使用则是学生的日常操作，但学生一般缺少进一步的研究和挖掘。利用学生日常生活中的实例进行新知识的教学更加有利于知识的建构，学生探索精神的培养。因此本课中由搜索引擎的结果出发，分析可能的信息管理方式，进而主动构建一个简化的搜索引擎数据库。带领学生从外而内的思考如何利用数据库技术管理海量的数据，在设计制作的过程中，体验数据库管理信息的基本思想，提升学科思维品质。
4、确定教学目标
 知识与技能：
  巩固搜索引擎原理的知识。
 初步掌握数据分析的方法，了解使用数据库管理信息的基本思想与方法
 掌握几种主要的数据类型，如文本型、数字型、日期/时间型、自动编号等，并能够定义合适的属性
 能够使用ACCESS软件建立简单的数据库和数据表
 了解数据冗余的处理方法，体会关系数据库的特点
 过程与方法：
 感受数据结构化的过程，了解结构化的方法
  了解使用数据库管理信息的基本思想和方法
 情感态度与价值观：
  在数据分析的过程中，感受软件开发设计的严谨与科学，提升信息素养。
 在数据库设计的过程中，体验有效管理数据的重要性，形成科学管理信息的意识。
5、教学重难点：
 重点：数据类型的确定、数据表的建立与数据的添加、搜索引擎原理分析
 难点：数据的规范化、搜索引擎原理分析

 四、教学流程图：

 五、教学反思与感悟：
 学生在思考和讨论中研究问题，在分析研究中完成新知识的建构。在问题抽丝剥茧的不断的分析和深入的探索中，逐步接近问题的真相，进而完善软件的设计，从中了解数据库设计的过程和数据库规范化的方法，培养学科的思维品质，提升学生的信息素养。
 学生在课堂上积极参与思考和研究，认真完成练习，新知识和技能的学习，伴随着问题的逐步解决而巩固下来，思维的方法和研究的过程对学生的引导意义也很重要，部分学生下课后还在继续研究之后优化和完善方法，收到了很好的教学效果。
 在主线任务“搜索引擎数据库”之外，也允许学生进行个性化的问题设计保证了各层次的学生和不同兴趣需要的学生均能有积极的学习热情。也将具体知识的讲授，演变为方法的培养，思维方式的锻炼，对学生的学科素养的培养起到较好的作用。

附：教学简案
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学导入 提问：如何利用搜索引擎获取信息？
例如搜索“元旦”的相关信息。 回忆
回答 
 【展示搜索结果网页。】
回答的很好，说明大家已经能够非常熟练的使用了。
新的问题：可是有没有同学分析过搜索结果的组成呢？
【展示关键词为“新年”的页面】
研究结果：
发现搜索结果的结构和组成相对固定，我们来分析一下，看看由那些部分组成的。 初步完成数据表的建立
 【板书组成结构】
标题 简介 网址 大小 时间 等  数据的抽象化
 我们今天也来做一回搜索引擎的管理员，看看应该如何管理这些信息，并提供搜索的服务。
搜索引擎归根到底就是提供信息检索的功能的，当输入关键词之后，反馈给我们相应的网页信息。
作为管理员其实就是提供关键词和网页信息的对应关系。
那只要再加上“关键词”就行了。
【板书“关键词”，并添加表格线】。
归根到底搜索引擎的后台就是这样的一张表。
【ppt展示填充了数据的表格（图片）】  
分析设计/提取表结构
 问题：表有了，应该用什么软件/方式管理来管理这么庞大的数据呢？
引导：信息的三种管理方式：手工/文件/数据库
      Excel、word、手工还是数据库的形式
原因：数据量大、与网络关系密切。 回答 
 我们今天就来学习如何利用数据库来管理信息。

教师演示操作：
【ACCESS――库的建立/命名――表的创建――数据的添加】 

观察
学习 在数据库中创建表并添加数据
 布置任务：完成学案中的任务1和任务2，设计数据表并添加几条数据。  
 巡视，发现问题，寻找展示的学生 完成任务1和任务2 
深入分析

数据表的规范化 师生点评：
结构：字段提取不明确，类型设计不合理
数据：发现关键词重复的问题。  
 若将所有与“元旦”的网页都录入进去，不是要输入3千8百多万次的“元旦”，能不能简单一点，避免重复录入的问题？
【展示多条记录的数据库界面】
引导：Office软件中我们可以利用替换进行批量的更改。是怎样处理的？
那么我们能否在数据库中录入的时候，不再录入“元旦”，而是用一个代号来表示，比如“1”。
行不行？ 
思考
回答 

在交流中探索问题的解决方法。

了解数据库规范化的意义和方法
 可能的答案：超链接、替换功能……  
 数据库中可专门用一张表进行说明。
【板书：绘制表结构的变化】“单表” 变成了 2张表：增加了“关键词表”
提升：还有没有什么信息可以这样简化啊？ 

回答

讨论 
 小结：很多字段都可以，但是是否需要进行简化有一个原则：看看相互之间有没有依存关系，若有只需要整体提取出来，如有必要才再进一步简化。
我们这个任务是：提供搜索功能，只要根据关键词提供网页信息就行了，所以可将网页信息单独处理为一张表就行了。
【板书：修改表结构】进一步变成了三张表：关联表、关键词表、网址表 思考
研究
总结 
 总结：问题的出现和解决的方法。重点在于依存管理的处理 
 【演示PPT 问题的说明、分析、解决与数据库的演化过程】  
 【演示如何修改表结构】
布置任务：完成学案中的任务3，完善自己的数据库设计  
 巡视，发现问题。 完成任务3 
搜索解密

前后台对比，加深理解 点评学生作品。

一同学做管理员，其他同学提出搜索的需求，
此同学回答数据库中是如何操作的，数据流是怎样的。
若遇到，是否还要做调整和修改，可如何处理… 学生展示

解密搜索引擎的原理
总结 本次课我们模拟了搜索引擎系统管理员的工作，深入了解他的工作原理，并且设计了简单的数据表，但还只能完成最基本的搜索任务，还需要我们继续研究。