Технологическая карта учебного занятия

ОП.08 Основы проектирования баз данных — Занятие 12: Практическое занятие №4: проектирование реляционной БД

Паспорт учебного занятия

Дисциплина ОП.08 Основы проектирования баз данных
Специальность 09.02.06 Сетевое и системное администрирование
Тематический раздел Тема 2. Взаимосвязи в моделях и реляционный подход к построению моделей (§2.2 с.7 программы)
Тема занятия Практическое занятие №4: проектирование реляционной БД (Занятие №12)
Регламент времени 2 академических часа (80 минут основной / 60 минут сокращенный)
Используемые педагогические технологии Технология проблемного обучения, информационно-коммуникационные технологии, развивающее обучение, метод кейсов
Цель занятия Сформировать практические навыки сквозного физического проектирования реляционной базы данных: нормализация предметных отношений до 3NF/BCNF, устранение транзитивных зависимостей, генерация DDL-скриптов с ограничениями целостности (PK, FK, UNIQUE, NOT NULL, CHECK) и валидация схемы репрезентативным набором тестовых кортежей.
Дидактические средства Интерактивная презентация (15 слайдов, мем Little Bobby Tables), интерактивный рабочий лист студента zanyatie.html (4 комплексных варианта), закрытая критериальная рубрика преподавателя .rubrika.md
Формируемые компетенции ОК 01 (выбор способов решения профессиональных задач), ОК 02 (использование ИКТ), ПК 1.1–ПК 1.5 (проектирование структур баз данных, разработка модулей программного обеспечения, обеспечение целостности данных)

Поминутная структура занятия — Основной регламент (80 минут)

Этап и время Цель этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов Компетенции
Этап 1
Организационный и мотивационный
5 мин (00:00–00:05)
Организация внимания, формулирование проблемной ситуации, постановка цели Приветствует студентов, фиксирует явку. Демонстрирует проблемный кейс: изменение оклада должности в ненормализованной таблице сотрудников (риск рассинхронизации 500 записей). Ставит цель занятия: сквозное проектирование реляционной БД в 3NF с защитой целостности на уровне ядра СУБД. Готовят рабочие места, открывают рабочие листы zanyatie.html. Анализируют кейс, отвечают на вопрос о последствиях аномалии обновления (Update Anomaly). ОК 01, ОК 02
Этап 2
Теоретический экспресс-инструктаж
15 мин (00:05–00:20)
Актуализация математического аппарата 3NF, BCNF и синтаксиса ANSI SQL DDL Демонстрирует презентацию (слайды 1–9). Разбирает транзитивную зависимость $X \to Y \to Z$, критерий Заньоло-Кодда для 3NF и строгость формы Бойса-Кодда (BCNF). Объясняет топологический порядок создания таблиц (DAG зависимостей) и опасности «слепого CASCADE». Слушают объяснение, фиксируют разницу между 3NF и BCNF в конспекте. Анализируют граф зависимостей, формулируют условия декомпозиции без потерь по теореме Хита. ОК 01, ПК 1.1
Этап 3
Демонстрация эталонного кейса
10 мин (00:20–00:30)
Наглядный показ алгоритма перехода от ТЗ к DDL и тестовым данным Демонстрирует на экране разложение таблицы: вынос сущности должности, объявление первичного ключа и внешнего ключа с правилом ON DELETE RESTRICT, наложение ограничения CHECK (salary >= 19242), вставку 2 тестовых записей. Показывает, как СУБД блокирует ошибочную вставку. Следят за логикой преобразования схемы, соотносят действия преподавателя со структурой рабочего листа, задают уточняющие вопросы по синтаксису DDL. ОК 02, ПК 1.2
Этап 4
Самостоятельная практическая работа
35 мин (00:30–01:05)
Индивидуальное проектирование реляционной схемы по 4 вариантам Распределяет студентов по 4 отраслевым вариантам (Отдел кадров, Аптечный склад, Учебный центр, СТО). Проводит индивидуальный тьюторинг: контролирует устранение транзитивности, топологию DDL, выбор типов (NUMERIC vs FLOAT) и состав тестовых кортежей. Самостоятельно выполняют проектирование в zanyatie.html: выявляют ФЗ, строят 3NF схему из 3–4 таблиц, пишут DDL CREATE TABLE со всеми ограничениями, формируют 5 кортежей INSERT INTO, отвечают на вопросы самопроверки. ОК 01, ОК 02, ПК 1.1, ПК 1.2, ПК 1.5
Этап 5
Экспертная верификация и разбор ошибок
10 мин (01:05–01:15)
Коррекция типовых архитектурных ошибок, разбор крайних случаев Организует фронтальный разбор типовых ошибок: оставление оклада в сотрудниках, CASCADE на справочниках, нарушение порядка CREATE/INSERT. Демонстрирует слайд 15 с культовым веб-комиксом Bobby Tables (xkcd #327), объясняя риски пренебрежения целостностью. Сверяют свои решения с эталонами, выявляют и исправляют неточности в скриптах, анализируют юмористический слайд и формулируют правила защиты данных. ОК 01, ПК 1.5
Этап 6
Подведение итогов, рефлексия, ДЗ
5 мин (01:15–01:20)
Оценивание по критериальной рубрике, рефлексия, инструктаж по резервному заданию Выставляет баллы по 4-балльной шкале рубрики. Напоминает о сохранении работы в PDF/распечатке. Разъясняет статус резервного дистанционного задания (domashnee_zadanie.html) для пропустивших пару студентов. Сохраняют данные в локальном хранилище и генерируют отчетную копию. Осуществляют самооценку по критериальной рубрике. ОК 01, ОК 09

Поминутная структура занятия — Сокращенный регламент (60 минут)

Этап и время Цель этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов Компетенции
Этап 1
Оргмомент и постановка проблемы
3 мин (00:00–00:03)
Быстрая мобилизация внимания, постановка практической задачи Кратко приветствует студентов, отмечает присутствующих. Сразу формулирует инженерную задачу: устранение транзитивности $X \to Y \to Z$ и разработка DDL с ограничениями. Включаются в работу, открывают рабочий лист zanyatie.html, выбирают назначенный вариант. ОК 01, ОК 02
Этап 2
Компактный инструктаж по 3NF и DDL
12 мин (00:03–00:15)
Интенсивная актуализация ключевых правил проектирования Показывает ключевые слайды презентации (3NF, BCNF, DAG зависимостей, шаблон CREATE TABLE). Акцентирует внимание на правиле: справочник создается раньше дочерней таблицы; внешний ключ — строго ON DELETE RESTRICT. Фиксируют алгоритм декомпозиции, проверяют готовность к физическому проектированию структуры таблиц. ОК 01, ПК 1.1
Этап 3
Самостоятельная практическая работа
32 мин (00:15–00:47)
Выполнение комплексного задания по вариантам в рабочем листе Курирует выполнение работы, оказывает адресную помощь отстающим студентам, проверяет отсутствие транзитивных связей в спецификациях таблиц. Проектируют 3–4 таблицы в 3NF, пишут DDL-скрипт с ключами и предикатами CHECK, формируют тестовый пакет из 5 кортежей, отвечают на вопросы самопроверки. ОК 01, ОК 02, ПК 1.1, ПК 1.2, ПК 1.5
Этап 4
Фронтальный экспресс-разбор ошибок
8 мин (00:47–00:55)
Оперативная коррекция типичных дефектов в DDL-скриптах Разбирает 2 ключевые ошибки: забытый UNIQUE на бизнес-ключ и синтаксис каскадного удаления. Показывает мем Bobby Tables как напоминание о цене ошибок в БД. Корректируют свои скрипты, проверяют корректность логики ограничений и связей. ОК 01, ПК 1.5
Этап 5
Рефлексия, фиксация результатов
5 мин (00:55–01:00)
Критериальная оценка, сохранение данных, завершение пары Фиксирует баллы по критериям рубрики, дает рекомендации по резервному заданию для пропустивших занятие. Сохраняют рабочий лист в localStorage, подготавливают файл к отправке преподавателю. ОК 01, ОК 09

Спецификация практических вариантов занятия

Вариант 1: Отдел кадров предприятия Таблицы: departments, positions, employees, appointment_orders. Дидактический фокус: вынос базового оклада из сотрудников в справочник должностей (устранение транзитивности emp_id → pos_id → base_salary). DDL + 5 тестовых записей.
Вариант 2: Аптечный склад Таблицы: manufacturers, medicines, batches, sales_invoices. Дидактический фокус: устранение транзитивности страны производителя через таблицу производителей. Валидация сроков годности (CHECK expiry_date > manufacture_date).
Вариант 3: Учебный центр доп. образования Таблицы: courses, study_groups, students, payments. Дидактический фокус: нормализация до 3NF, вынос стоимости и часов курса, каскадный контроль статуса оплаты (CHECK payment_amount > 0).
Вариант 4: Станция техобслуживания (СТО) Таблицы: clients, vehicles, repair_orders, work_items. Дидактический фокус: устранение транзитивных зависимостей данных владельца через связку Автомобиль → Клиент. Проверка связности кортежей и ограничений пробега/стоимости.

Учебно-материальное обеспечение занятия