Giáo án Tin học 11 · Chung, Khoa học máy tính và Tin học ứng dụng

Tin họcLớp 11Phần 4. Chủ đề 4. Giới thiệu các hệ cơ sở dữ liệu · Chung

Giáo án Bài 11. Cơ sở dữ liệu

Kế hoạch bài dạy theo mẫu Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH · 1 tiết (45 phút)

Tải Word (.docx) Bài học trên Học liệu

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Nêu được khái niệm cơ sở dữ liệu là tập dữ liệu có tổ chức, liên quan và phục vụ khai thác, không phải một tệp dữ liệu bất kì.
Giải thích được vai trò của các yêu cầu nhất quán, toàn vẹn, bảo mật và hạn chế dư thừa dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.
Giải thích được ý nghĩa của tính độc lập dữ liệu: có thể thay đổi cách lưu trữ mà không buộc mọi ứng dụng phải thay đổi tương ứng.
Vận dụng được quy trình thiết kế nguyên tắc toàn vẹn gồm xác định mã duy nhất, nêu tham chiếu giữa bảng, đặt điều kiện giá trị không âm và chọn quyền truy cập theo vai trò cho bộ bảng thư viện mẫu.

2. Năng lực

a) Năng lực chung

Tự chủ và tự học: HS chủ động đọc dữ liệu mẫu, tự kiểm tra đáp án trắc nghiệm và tự rút ra quy trình thiết kế ràng buộc từ phiếu học tập.
Giao tiếp và hợp tác: HS thảo luận theo cặp và nhóm 4 để thống nhất phương án, trình bày kết quả và nhận xét phương án của nhóm bạn.
Giải quyết vấn đề và sáng tạo: HS phát hiện lỗi trong dữ liệu (tham chiếu không tồn tại, ngày âm, mã trùng), đề xuất cách sửa có căn cứ và đề xuất ràng buộc cho tình huống mới.

b) Năng lực đặc thù

NLa - Sử dụng và quản lí các phương tiện công nghệ thông tin và truyền thông: HS sử dụng máy tính hoặc thiết bị di động để truy cập học liệu số NeoEdu và làm bài tập tương tác về cơ sở dữ liệu.
NLb - Ứng xử phù hợp trong môi trường số: HS nhận biết không dùng dữ liệu cá nhân thật khi thực hành, chỉ dùng dữ liệu mẫu giả định và tôn trọng quyền riêng tư của người đọc trong tình huống thư viện.
NLc - Giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông: HS dùng bảng dữ liệu mẫu và học liệu số để kiểm tra điều kiện toàn vẹn, phát hiện bản ghi mồ côi và đề xuất cách xử lí.
NLd - Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong học và tự học: HS tra cứu bài giảng, ví dụ và bài tập tương tác trên trang bài học NeoEdu để ôn lại kiến thức sau giờ học.
NLe - Hợp tác trong môi trường số: HS cùng nhóm rà soát phương án thiết kế ràng buộc, chia sẻ kết quả với nhóm khác qua màn hình hoặc bảng phụ.

3. Phẩm chất

Trung thực: HS ghi nhận đúng kết quả kiểm tra của nhóm, không sửa dữ liệu mẫu để cho qua điều kiện toàn vẹn và thừa nhận khi phương án của mình còn thiếu sót.
Trách nhiệm: HS hoàn thành đúng phần việc được giao trong nhóm và có ý thức bảo mật khi thiết kế quyền truy cập, không để người đọc sửa dữ liệu của nhân viên.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

1. Giáo viên

Máy tính và máy chiếu hoặc màn hình tivi để trình chiếu dữ liệu mẫu ba bảng DocGia, Sach, Muon.
Bảng phụ hoặc slide ghi dữ liệu mẫu: DocGia(MaDG, Ten) gồm (1, An), (2, Bình); Sach(MaSach, Tua) gồm (11, Vườn cây), (12, Bầu trời); Muon(MaMuon, MaDG, MaSach, SoNgay) gồm (101, 1, 11, 7), (102, 2, 12, 5), (103, 1, 12, 3). Tất cả tên và giao dịch là giả định.
Phiếu học tập số 1 đã in đủ cho các nhóm.
Học liệu số NeoEdu: trang bài học có bài giảng, ví dụ và bài tập tương tác tại neoedu.vn/learn/11/informatics/bai-11-co-so-du-lieu (dùng ở hoạt động Luyện tập để HS kiểm tra nhanh đáp án).

2. Học sinh

Vở ghi, bút, bút chì.
Máy tính hoặc điện thoại có kết nối internet để truy cập trang bài học NeoEdu (nếu có; nếu không có, GV đọc và chiếu đề bài tập).
Bảng nhỏ hoặc giấy A4 để nhóm trình bày phương án.

III. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Mở đầu · 5 phút

Nhận diện lỗi khi ghi chép thông tin mượn sách

a) Mục tiêu

Xác định vấn đề: vì sao cần tổ chức dữ liệu thành cơ sở dữ liệu và cần các quy tắc kiểm soát dữ liệu thay vì ghi chép rời rạc.

b) Nội dung

GV đưa ra tình huống: thư viện trường ghi phiếu mượn sách trên nhiều tờ giấy rời, mỗi người thủ thư tự đặt mã sách và mã độc giả theo ý mình. GV hỏi HS: Nếu tiếp tục làm như vậy, những lỗi nào có thể xảy ra? Mỗi HS suy nghĩ 1 phút, sau đó nêu 1 ví dụ cụ thể.

c) Sản phẩm

HS nêu được ít nhất 2 loại lỗi, ví dụ: hai phiếu mượn cùng một mã phiếu; một phiếu ghi mã độc giả không có trong danh sách; số ngày mượn ghi âm; cùng một thông tin nhưng hai nơi ghi khác nhau. Từ đó HS hiểu cần có tập dữ liệu có tổ chức và quy tắc kiểm soát.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV trình chiếu tình huống thư viện và đặt câu hỏi: Nếu ghi phiếu mượn sách rời rạc, những lỗi nào có thể xảy ra? Cho HS 1 phút suy nghĩ cá nhân.
Học sinh
HS đọc tình huống, suy nghĩ cá nhân và ghi nhanh 1 ý ra vở.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV quan sát, gợi ý nếu HS bí: Nếu hai người cùng ghi phiếu thì có thể trùng mã không? Ngày mượn ghi sai thì xử lí thế nào?
Học sinh
HS trao đổi nhanh với bạn cùng bàn và hoàn thiện ví dụ của mình.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 đến 3 HS trả lời và ghi các ý lên bảng.
Học sinh
HS trả lời dự kiến: Phiếu trùng mã nên không biết đó là giao dịch nào; ghi mã độc giả không tồn tại nên không biết ai mượn; số ngày mượn âm là vô lí.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV nhận xét và dẫn vào bài: Để tránh các lỗi trên, cần tổ chức dữ liệu thành cơ sở dữ liệu có quy tắc. Hôm nay chúng ta tìm hiểu cơ sở dữ liệu là gì và nguyên tắc toàn vẹn.
Học sinh
HS ghi tên bài vào vở và xác định mục tiêu của tiết học.

Hoạt động 2.1: Hình thành kiến thức mới · 10 phút

Khái niệm và đặc trưng của cơ sở dữ liệu

a) Mục tiêu

Nêu được khái niệm cơ sở dữ liệu và các đặc trưng cơ bản: nhất quán, toàn vẹn, bảo mật, hạn chế dư thừa, độc lập dữ liệu.

b) Nội dung

Theo cặp đôi, HS quan sát dữ liệu mẫu của ba bảng DocGia, Sach, Muon trên màn hình. Nhiệm vụ: (1) Đếm số bản ghi của từng bảng. (2) Chỉ ra cột nào trong bảng Muon liên kết với bảng DocGia và bảng Sach. (3) Giải thích vì sao ba bảng này được gọi là một tập dữ liệu có tổ chức, liên quan và phục vụ khai thác, khác với một tệp bất kì. (4) Nêu ý nghĩa của tính độc lập dữ liệu trong tình huống thư viện.

c) Sản phẩm

Kết quả HS cần đạt: DocGia có 2 bản ghi, Sach có 2 bản ghi, Muon có 3 bản ghi. Bảng Muon có cột MaDG liên kết với DocGia và cột MaSach liên kết với Sach. Khái niệm: Cơ sở dữ liệu là tập dữ liệu có tổ chức, liên quan và phục vụ khai thác; cần nhất quán, toàn vẹn, bảo mật và hạn chế dư thừa. Tính độc lập dữ liệu: có thể thay một số cách lưu trữ mà không buộc mọi ứng dụng đổi tương ứng.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV chiếu ba bảng dữ liệu mẫu và nêu 4 nhiệm vụ. Yêu cầu HS làm việc theo cặp trong 4 phút, sau đó chia sẻ.
Học sinh
HS nhận nhiệm vụ, đọc dữ liệu trên màn hình và ghi kết quả ra vở.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV đi quanh lớp, hỏi: Cột MaDG trong bảng Muon có giá trị nào? Giá trị đó có xuất hiện trong bảng DocGia không? Nếu chỉ có một tệp ghi ba bảng này lẫn lộn thì khó khai thác ở chỗ nào?
Học sinh
HS đối chiếu: MaDG trong Muon là 1, 2, 1 đều có trong DocGia; MaSach trong Muon là 11, 12, 12 đều có trong Sach. Trả lời dự kiến: Khó tra cứu, khó biết giao dịch thuộc ai và sách nào.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 cặp trình bày kết quả đếm bản ghi và chỉ ra các cột liên kết. Các cặp khác nhận xét.
Học sinh
HS trình bày: DocGia 2 bản ghi, Sach 2 bản ghi, Muon 3 bản ghi; cột liên kết là MaDG và MaSach. Trả lời dự kiến về tệp bất kì: Chỉ là dãy dữ liệu chưa có cấu trúc và quan hệ, không dễ khai thác.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt khái niệm cơ sở dữ liệu và năm đặc trưng cần nhớ, nhấn mạnh: CSDL không chỉ là một tệp bất kì; phải xét cấu trúc và mục tiêu sử dụng. Giải thích tính độc lập dữ liệu bằng ví dụ thư viện đổi cách lưu trữ nhưng phần mềm tra cứu vẫn dùng được.
Học sinh
HS ghi khái niệm và các đặc trưng vào vở, đối chiếu với kết quả của cặp mình.

Hoạt động 2.2: Hình thành kiến thức mới · 12 phút

Thiết kế nguyên tắc toàn vẹn cho bộ bảng thư viện

a) Mục tiêu

Vận dụng được quy trình gồm xác định mã duy nhất, nêu tham chiếu giữa bảng, đặt điều kiện ngày không âm và chọn quyền truy cập theo vai trò.

b) Nội dung

Nhóm 4 HS (kỹ thuật khăn trải bàn: mỗi HS viết ý kiến vào một ô riêng, sau đó thống nhất ý chung ở ô giữa) hoàn thành Phiếu học tập số 1. Quy trình: Xác định mã duy nhất → Nêu tham chiếu giữa bảng → Đặt điều kiện ngày không âm → Chọn quyền truy cập theo vai trò. Với mỗi bước, nhóm ghi rõ cột nào áp dụng và lí do.

c) Sản phẩm

Kết quả cần đạt: Mỗi MaDG, MaSach, MaMuon là duy nhất trong bảng của nó. Muon.MaDG phải có trong DocGia; Muon.MaSach phải có trong Sach. SoNgay phải lớn hơn hoặc bằng 0. Nhân viên được cập nhật dữ liệu; người đọc chỉ được xem phần được phép. Không dùng dữ liệu cá nhân thật trong bài tập.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV phát Phiếu học tập số 1 và yêu cầu nhóm làm trong 6 phút theo quy trình bốn bước. GV nhắc HS chỉ dùng dữ liệu mẫu đã cho.
Học sinh
HS nhận phiếu, phân công: một bạn đọc dữ liệu, một bạn ghi, hai bạn kiểm tra điều kiện.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV đi kiểm tra từng nhóm, hỏi: Nếu thêm bản ghi Muon có MaDG là 9 thì điều gì xảy ra? Vì sao SoNgay=-2 không hợp lệ? Ai được phép sửa bảng Muon?
Học sinh
HS trả lời dự kiến: MaDG=9 không có trong DocGia nên là bản ghi mồ côi; SoNgay=-2 vi phạm điều kiện không âm; nhân viên được cập nhật, người đọc chỉ xem.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 nhóm trình bày bằng khăn trải bàn, các nhóm khác nhận xét về tính đầy đủ và tính đúng.
Học sinh
HS trình bày bốn nguyên tắc, nêu ví dụ lỗi và cách sửa; các nhóm góp ý bổ sung.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt bốn nguyên tắc: mã duy nhất, tham chiếu, điều kiện giá trị, quyền truy cập; nhấn mạnh tính nhất quán, toàn vẹn và bảo mật hỗ trợ nhau. Lưu ý: khi gặp mã không tồn tại phải xác minh và sửa có căn cứ, không tạo người giả để qua kiểm tra.
Học sinh
HS hoàn thiện phiếu theo nhận xét của GV và ghi bốn nguyên tắc vào vở.

Hoạt động 3: Luyện tập · 12 phút

Kiểm tra nhanh và xử lí tình huống

a) Mục tiêu

Củng cố khái niệm cơ sở dữ liệu và các nguyên tắc toàn vẹn qua bài tập trắc nghiệm, đúng sai, ghép đôi và tình huống có lỗi.

b) Nội dung

HS làm các bài tập sau trên trang bài học NeoEdu hoặc trên phiếu do GV chiếu, dùng cùng dữ liệu mẫu (không dùng dữ liệu thật): (1) Tính toàn vẹn liên quan gì? A. Dữ liệu tuân quy tắc/ràng buộc; B. Chỉ bảng hiển thị theo một thứ tự; C. Chỉ tệp có dung lượng lớn; D. Chỉ người dùng thấy được mọi bảng. (2) Hai bản ghi độc lập có cùng khóa chính vẫn được xem hợp lệ: Đúng hay Sai? (3) Bảng DocGia mẫu có mấy bản ghi? (4) Dữ liệu mẫu có thể dùng để học mà không thu dữ liệu riêng: Đúng hay Sai? (5) Ghép: Nhất quán, Toàn vẹn, Bảo mật với các mô tả tương ứng. (6) SoNgay=-2 có hợp lệ theo đề không? A. Không; B. Có luôn; C. Chỉ khi An; D. Chỉ khi sách 12. (7) Nếu có lượt mượn MaDG=9 nhưng DocGia chỉ có 1 và 2, vấn đề gì và xử lí thế nào?

c) Sản phẩm

Đáp án: (1) A - Quy tắc giữ ý nghĩa hợp lệ. (2) Sai - Khóa chính phải duy nhất. (3) 2 bản ghi (An và Bình). (4) Đúng - Dữ liệu mẫu giúp giảm rủi ro, không cần thu dữ liệu riêng. (5) Nhất quán - các dữ liệu không mâu thuẫn; Toàn vẹn - tuân ràng buộc; Bảo mật - truy cập theo quyền. (6) A - Vi phạm SoNgay \ge 0. (7) Vấn đề là tham chiếu không tồn tại gây bản ghi mồ côi; cần xác minh người đọc, thêm hợp lệ trước hoặc sửa mã sau khi đối chiếu, không tạo người giả để qua kiểm tra. Điểm chấm câu tình huống: nhận lỗi 0,5; sửa có căn cứ 0,5.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV nêu yêu cầu: làm lần lượt 7 câu trong 5 phút, sau đó đối chiếu đáp án theo cặp. Nếu lớp có thiết bị, HS mở bài tập tương tác trên NeoEdu.
Học sinh
HS mở học liệu hoặc nhìn bảng, chuẩn bị giấy để ghi đáp án.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV theo dõi, hỏi thêm: Vì sao câu 2 là sai? Tại sao câu 7 không được tạo người đọc giả để qua kiểm tra?
Học sinh
HS làm bài, đối chiếu với bạn cùng bàn và giải thích lí do cho từng đáp án.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời một số HS đọc đáp án và giải thích, yêu cầu cả lớp giơ tay đồng ý hoặc phản biện.
Học sinh
HS trả lời dự kiến: câu 1 chọn A; câu 2 là Sai vì khóa chính phải duy nhất; câu 6 chọn A vì SoNgay âm vi phạm điều kiện.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt đáp án, nhấn mạnh lỗi tham chiếu và cách xử lí có căn cứ; nhắc HS trung thực khi kiểm tra dữ liệu.
Học sinh
HS sửa lại bài làm (nếu sai) và ghi chú cách xử lí vào vở.

Hoạt động 4: Vận dụng · 6 phút

Thiết kế ràng buộc cho danh sách mượn đồ dùng lớp học

a) Mục tiêu

Vận dụng quy trình thiết kế nguyên tắc toàn vẹn vào tình huống thực tế mới, có dữ liệu giả định và có thể giao về nhà.

b) Nội dung

Giả sử lớp có danh sách mượn đồ dùng học tập gồm bảng HocSinh(MaHS, Ten) và bảng MuonDo(MaMuon, MaHS, TenDo, SoNgay). HS tự đặt 3 dữ liệu mẫu giả định, sau đó trả lời: (1) Mã nào cần duy nhất? (2) Cột nào là tham chiếu và tham chiếu tới đâu? (3) Điều kiện giá trị nào cần đặt cho SoNgay? (4) Ai được cập nhật và ai chỉ được xem?

c) Sản phẩm

Sản phẩm là một bảng ngắn gồm 4 dòng: mã duy nhất (MaHS, MaMuon); tham chiếu (MuonDo.MaHS phải có trong HocSinh); điều kiện giá trị (SoNgay \ge 0); quyền truy cập (giáo viên chủ nhiệm cập nhật, học sinh chỉ xem phần của mình). Dữ liệu mẫu phải là giả định, không dùng tên thật của bạn bè.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV nêu tình huống và yêu cầu HS hoàn thành bảng 4 dòng trong 3 phút, sau đó 1 HS trình bày miệng.
Học sinh
HS đọc tình huống, tự ghi vào vở hoặc giấy nhỏ.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV hỏi: Nếu có bản ghi MaHS không tồn tại thì xử lí thế nào? Ai là người sửa dữ liệu khi phát hiện sai?
Học sinh
HS trả lời dự kiến: xác minh, sửa mã sau khi đối chiếu, không thêm học sinh giả; người có thẩm quyền cập nhật là giáo viên chủ nhiệm.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 đến 3 HS trình bày, các bạn khác bổ sung.
Học sinh
HS trình bày bảng 4 dòng và giải thích lí do cho từng điều kiện.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV nhận xét và nhấn mạnh: Quy trình bốn bước áp dụng được cho nhiều tình huống; nhất quán, toàn vẹn và bảo mật phải đi cùng nhau. Giao bài tập về nhà.
Học sinh
HS ghi nhận và hoàn thiện bảng nếu chưa đầy đủ.

Phiếu học tập

Phiếu học tập số 1

Dữ liệu mẫu (giả định): DocGia(MaDG, Ten) gồm (1, An), (2, Bình); Sach(MaSach, Tua) gồm (11, Vườn cây), (12, Bầu trời); Muon(MaMuon, MaDG, MaSach, SoNgay) gồm (101, 1, 11, 7), (102, 2, 12, 5), (103, 1, 12, 3).

Nhiệm vụ: Hoàn thành bảng theo quy trình bốn bước.

Bước 1: Xác định mã duy nhất. Ghi mã nào phải duy nhất trong mỗi bảng: MaDG, MaSach, MaMuon. Lí do.
Bước 2: Nêu tham chiếu giữa bảng. Muon.MaDG tham chiếu tới bảng nào? Muon.MaSach tham chiếu tới bảng nào? Điều gì xảy ra nếu MaDG=9 không có trong DocGia?
Bước 3: Đặt điều kiện ngày không âm. Viết điều kiện cho SoNgay. Vì sao SoNgay=-2 không hợp lệ?
Bước 4: Chọn quyền truy cập theo vai trò. Ai được cập nhật dữ liệu? Ai chỉ được xem phần được phép?

Lưu ý: Không dùng dữ liệu cá nhân thật. Khi phát hiện lỗi, nêu rõ lỗi và cách sửa có căn cứ.

Đáp án tham khảo:

Mã duy nhất: MaDG, MaSach, MaMuon.
Tham chiếu: Muon.MaDG phải có trong DocGia; Muon.MaSach phải có trong Sach.
Điều kiện: SoNgay \ge 0.
Quyền: Nhân viên cập nhật; người đọc chỉ xem phần được phép.

Hướng dẫn về nhà

Hoàn thiện bảng 4 dòng thiết kế ràng buộc cho danh sách mượn đồ dùng lớp học (tình huống ở hoạt động vận dụng), với ít nhất 3 dòng dữ liệu mẫu giả định.
Ôn lại khái niệm cơ sở dữ liệu và năm đặc trưng: nhất quán, toàn vẹn, bảo mật, hạn chế dư thừa, độc lập dữ liệu; tự làm lại bài tập trắc nghiệm trên trang bài học NeoEdu (neoedu.vn/learn/11/informatics/bai-11-co-so-du-lieu) để kiểm tra đáp án.
Viết 3 đến 5 dòng nêu lí do vì sao không dùng dữ liệu cá nhân thật khi thực hành cơ sở dữ liệu ở trường.

Giáo án do NeoEdu soạn với sự hỗ trợ của AI, dựa trên nội dung bài học trên Học liệu. Thầy cô nên đọc lại và điều chỉnh cho phù hợp với học sinh của mình; bản Word để sửa trực tiếp.