Дисциплина: ОП.08 Основы проектирования баз данных (СПО 09.02.07 / 09.02.06)
Тема рабочей программы (§2.2 с.7): Тема 2. Взаимосвязи в моделях и реляционный подход к построению моделей — Практическое занятие №2: нормализация реляционной БД
Продолжительность: 2 академических часа (основной регламент: 80 минут, сокращенный регламент: 60 минут)
Оцениваемый индивидуальный продукт: Заполненный индивидуальный интерактивный рабочий лист студента (zanyatie.html) по одному из 4 вариантов с выведенными функциональными зависимостями (FD), декомпозицией универсального отношения до 2НФ без потерь (Lossless-Join) и доказательством отсутствия аномалий манипулирования по 4-балльной критериальной шкале.
Оснащение занятия: Персональные компьютеры с установленным современным веб-браузером, комплект локальных автономных веб-материалов занятия, мультимедийный проектор, аудиторная маркерная доска.
| Этап и время | Дидактическая задача | Деятельность преподавателя | Деятельность обучающихся | Форма контроля и результат |
|---|---|---|---|---|
| 1. Организационный момент и мотивация 7 минут |
Включение в учебную деятельность, постановка инженерной проблемы избыточности и аномалий. | Приветствует студентов, фиксирует явку. Задает проблемный кейс: «Представьте интернет-магазин, где все данные хранятся в одной гигантской таблице Excel. Что произойдет, если поставщик изменит юридический адрес? А если покупатель удалит единственный заказ с уникальным товаром?». Оглашает тему и критериальную 4-балльную шкалу. | Включаются в диалог, выдвигают гипотезы о рассинхронизации данных при обновлении, невозможности внесения записей без заказов и безвозвратной утрате каталога товаров. | Фронтальная эвристическая беседа. Готовность к математическому анализу функциональных зависимостей. |
| 2. Теоретический инструктаж и разбор эталона 23 минуты |
Формирование фундаментальных умений нормализации: теория Кодда, FD (X → Y), 1НФ и 2НФ. | Демонстрирует слайды 1–14 презентации. Разъясняет три классические аномалии (вставки, удаления, обновления), формулу функциональной зависимости $X \rightarrow Y$, сущность детерминанта. Раскрывает различие между полной и частичной зависимостью. Показывает эталонную декомпозицию универсальной таблицы заказов в 2НФ без потерь (Lossless-Join) с выделением таблиц Orders, Products, Order_Items. | Слушают объяснение преподавателя, конспектируют формулы функциональных зависимостей, фиксируют правила приведения к 1НФ (атомарность) и 2НФ (устранение частичных зависимостей от составного ключа). Задают уточняющие вопросы. | Текущий контроль понимания через экспресс-опрос по выявлению детерминантов и частичных зависимостей на модельных кортежах. |
| 3. Практическая работа по вариантам 35 минут |
Индивидуальная декомпозиция универсального отношения до 2НФ по вариантам. | Инструктирует по работе с интерактивным листом (zanyatie.html). Распределяет 4 предметных варианта (Оптовые поставки, Регистрация пациентов, Успеваемость студентов, Путевой лист автоколонны). Проводит непрерывный мониторинг, направляет рассуждения студентов, предотвращает потерю внешних ключей при декомпозиции. |
Самостоятельно на ПК заполняют интерактивный рабочий лист: определяют составной первичный ключ, выводят формулы всех нетривиальных FD, классифицируют зависимости на полные и частичные, проводят разбиение на 3 связанные таблицы 2НФ (с указанием PK и FK), доказывают ликвидацию аномалий и сохраняют данные в localStorage. | Индивидуальный заполненный бланк практической работы в интерактивном листе zanyatie.html. |
| 4. Экспертный разбор типичных ошибок 10 минут |
Анализ инженерных девиаций, закрепление теоремы Хита и проверка целостности. | Разбирает на доске характерные ошибки: потеря внешнего ключа в дочерней таблице (разрыв связности Lossless-Join), путаница детерминанта и зависимого поля (Количество → Артикул), преждевременная попытка ликвидации транзитивных зависимостей на этапе 2НФ. Демонстрирует слайд 15 (культовый мем xkcd про Little Bobby Tables) как наглядную иллюстрацию рисков неструктурированных плоских данных. |
Анализируют свои решения, сопоставляют полученные схемы со свойствами декомпозиции без потерь данных, вносят корректировки в формулировки ключей и функциональных зависимостей. | Сравнительный анализ решений, устранение коллизий в проектируемых реляционных структурах. |
| 5. Итог занятия, рефлексия и ДЗ 5 минут |
Обобщение результатов, выставление академических оценок, инструктаж по резервному ДЗ. | Подводит итоги занятия, оценивает активность студентов по 4-балльной шкале (4 б. — «5», 3 б. — «4», 2 б. — «3»), дает инструктаж по сохранению работы и разъясняет регламент резервного дистанционного задания (domashnee_zadanie.html). |
Осуществляют рефлексию (отмечают пункты чек-листа самопроверки), сохраняют итоговый вариант в локальном хранилище, фиксируют информацию о домашнем задании. | Итоговая ведомость оценок, заполненный чек-лист рефлексии. |
| Этап и время | Дидактическая задача | Деятельность преподавателя | Деятельность обучающихся | Форма контроля и результат |
|---|---|---|---|---|
| 1. Организационный момент и мотивация 5 минут |
Быстрое погружение в тему, постановка проблемы аномалий модификации. | Приветствует обучающихся, отмечает явку, формулирует экспресс-кейс аномалии удаления в плоской таблице. Оглашает тему занятия и критериальную матрицу (4 балла). | Мобилизуют внимание, включаются в анализ рисков рассинхронизации данных при денормализации. | Фронтальный опрос. |
| 2. Теоретический инструктаж и разбор эталона 15 минут |
Компактное изложение сути функциональных зависимостей, 1НФ и 2НФ на сквозном кейсе. | Демонстрирует ключевые слайды презентации (слайды 1–11). Концентрирует внимание на алгоритме выявления частичных зависимостей от составного первичного ключа и правиле выноса проекций без потерь. | Фиксируют схему выноса частичных зависимостей в отдельные таблицы, конспектируют формулу естественного соединения декомпозированных отношений. | Экспресс-опрос по определению частичной функциональной зависимости. |
| 3. Практическая работа по вариантам 28 минут |
Самостоятельное выполнение нормализации универсального отношения в интерактивном листе. | Контролирует индивидуальную работу студентов в zanyatie.html по 4 вариантам. Оказывает точечную консультационную помощь при выделении составных ключей и построении схем 2НФ. |
Индивидуально выполняют шаги нормализации: определяют составной ключ, выписывают FD, устраняют частичные зависимости, формируют 3 таблицы 2НФ с внешними ключами. | Промежуточный контроль сохраненных данных в zanyatie.html. |
| 4. Экспертный разбор типичных ошибок 8 минут |
Оперативный разбор типичных ошибок и демонстрация мем-слайда xkcd. | Проводит фронтальный экспресс-разбор типичной ошибки потери связующего внешнего ключа в дочерней таблице. Демонстрирует слайд 15 (мем xkcd Bobby Tables). | Проверяют свои решения на наличие внешних ключей, исключают разрыв реляционных связей. | Самоконтроль и коррекция схем отношений. |
| 5. Итог занятия, рефлексия и ДЗ 4 минут |
Обобщение, выставление оценок, инструктаж по резервному ДЗ. | Кратко резюмирует итоги, выставляет академические баллы, информирует о резервном домашнем задании (domashnee_zadanie.html). |
Фиксируют оценку, завершают сохранение бланка в браузере, отмечают пункты самопроверки. | Итоговая аттестация за занятие. |