必修2 信息系统与社会3.1 信息系统的设计教学设计

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项目目标分析
由学校图书馆引入学校图书管理信息系统的设计，分析建立图书馆管理信息系统是否可行，明确图书管理信息系统的功能需求，并且概要设计学校图书管理系统。
通过图书管理信息系统的可行性分析和功能的概要设计，进而引申出信息系统的生命周期，明确信息系统的生命周期阶段及阶段之间的关系。
通过图书管理信息系统的开发流程引出快速原型模式，了解快速原型模式的基本过程和特点。
通过前面信息系统的生命周期的介绍，引出瀑布模型，明确瀑布模型的基本过程与特点。
项目内容分析
项目主要围绕“设计学校图书管理信息系统”展开学习，首先通过“制订学校图书管理信息系统开发方案”和“概要设计学校图书管理信息系统”两个任务的设置，分别探讨了可行性分析、需求分析和功能的概要设计三个问题；然后由信息系统的设计引申出信息系统的生命周期；最后由管理信息系统的开发引出快速原型模型和瀑布模型。
可行性分析是通过列举图书管理信息系统可能给教师、学生带来的便利以及为此花费的人力、物力和财力，从社会、技术和经济三个方面来探讨是否有必要建立图书管理信息系统。
需求分析是通过课前考察图书馆来明确图书管理信息系统的功能，绘制图书管理信息系统功能层次图，探讨图书管理信息系统各模块的功能。
概要设计是通过设计“学生登录”界面和模块功能，明确如何对一个简单的功能模块进行概要设计。
项目教学建议
项目教学2课时完成。
第一课时是“制订学校图书管理信息系统开发方案”和“概要设计学校图书管理信息系统”两个任务内容，通过探讨、绘制图书管理信息系统功能层次图、设计登录界面等方式，让学生学会对信息系统进行可行性分析和功能的概要设计。
第二课时主要是信息系统的生命周期、快速原型模型和瀑布模型三个内容。教师通过分析图书管理信息系统的开发，并以图表的方式呈现，让学生更直观地理解这三个内容。
【教学案例】
第一课时
课程导入
师：同学们去图书馆借过书吗？
师：如果同学们想看一本书，但又找不到这本书的位置在哪？怎么办？
师：找图书管理员通过图书管理信息系统查找书即可，那么图书信息管理系统又是如何设计的呢？我们今天一起来探索一下。
师：首先，我们应该先制订图书管理信息系统的开发方案，然后再对图书管理信息系统进行概要设计，这也就是我们这堂课的两个主要任务。
二、制订学校图书管理信息系统开发方案
活动1：分析建立学校图书管理信息系统是否可行
师：如何制订图书管理信息系统的开发方案呢？我们应该先分析建立学校图书管理信息系统是否可行。那么，什么是可行性分析呢？
生：发表自己对可行性分析的看法。
师：可行性分析是在项目投资决策前，对拟建项目进行全面的社会、技术、经济分析与论证，并对其做出可行或不可行评价的一种科学方法。它主要从社会、技术和经济三个方面对信息系统进行可行性分析。
（1）在社会层面上，主要考虑政策、法律、道德、制度等因素，其中最重要的是运行环境可行性和法律可行性。
（2）在技术层面，主要包括以下四个方面：
①在限定条件下，功能目标是否能达到；
②利用现有技术，性能目标是否能达到；
③对开发人员数量和质量的要求，并说明是否能满足；
④在规定的期限内，开发是否能完成。
在经济层面，要比较成本和效益，判断该项目是否值得开发。
师：了解了什么是可行性分析，请同学们完成活动1——完善“图书管理信息系统可行性分析表”。
生：完成活动1。
图书管理信息系统可行性分析表
活动2：分析学校图书管理信息系统的功能需求
师：分析完图书管理信息系统的可行性，如果决定要开发图书管理信息系统，设计者就一定要对客户做需求分析，进而明确该系统需要具备哪些功能。课前同学们考察了图书馆，接下来回答活动2中的两个问题。
（1）学校的图书管理信息系统软件应该为谁服务？借阅图书的对象是谁？
（2）学校的图书管理信息系统软件应该具备哪些功能？
生：回答问题。
师：了解了图书管理信息系统的功能，我们要学会绘制图书管理信息系统软件的功能层次图，如下图所示。
仔细观察该图，回答以下几个问题：
(1)设计上有哪些不完善的地方？
(2)哪些模块是负责图书入库的？这些模块与“借阅管理”“归还管理”等模块是什么关系？
(3)信息系统要采集信息，一定会产生数据，那么这些数据存储在什么地方能让系统方便地找到呢？
生：回答问题
三、概要设计学校图书管理信息系统
师：完成了信息系统的需求分析后，我们就可以进行任务二——概要设计学校图书管理信息系统。那么，什么是概要设计呢？概要设计是将用户目标与需求转换成具体的功能界面设计方案的重要阶段，它需要对软件系统的设计进行考虑，包括系统的基本处理流程、系统的组织结构、模块划分、功能分配、运行设计等。开发者根据需求分析报告的要求编写概要设计报告。
活动1：设计“学生登录”界面
师：这里我们以“学生登录”模块功能为例，对其进行概要设计。首先，同学们按要求完成任务二下的活动一，设计“学生登录”界面。
生：活动1：完成如下图所示的“学生登录”界面的设计。
活动2：概要设计“学生登录”模块的功能
师：设计好“学生登录”界面后，写出“登录模块”的大致功能。我们主要把它分为三个功能：（1）学号、密码输入功能设计；（2）“登录”判断功能设计；（3）异常反馈功能设计。接下来，我们逐一来看一下。
（1）学号、密码输入功能设计。
①学号、密码必须是数据库中已经设置好的学号和密码。
②密码用“*”显示，密码长度不超过20个字符，超过以后限制输入。
（2）“登录”判断功能设计。
师：思考一下，这里应该分为几种情况？每种情况会显示什么结果？
生：回答问题。
师：准确来说，应该分为三种情况：
①如果登录者输入的信息正确，则直接进入“浏览信息”界面；
②如果学号输入错误，则显示“用户不存在，请重新输入！”，如下图所示；
③如果密码输入错误，则显示“密码错误，请重新输入！”
（3）异常反馈功能设计。
如果系统不能连接数据库，显示“检查能否连接服务器或者能否连接数据库”。
师：学生登录后，如果发现自己的密码存在安全隐患，系统允许学生修改自己的密码。同样，我们也应该对“修改密码”界面进行设计。
活动3：概要设计“修改密码”模块
师：设计完“修改密码”的界面后，我们应该对其进行功能设计。我们应该明确用户只能修改自己的密码，而且原密码和新密码的长度均不得超过20个字符，超过以后限制输入。最重要的是要设计“确定”功能。
师：我们一起来填一下空格。
①判断原密码是否与计算机存储的密码一致。如果不一致，则显示“原密码输入错误，请重新输入！”
②判断新密码是否与再输一次新密码一致，如果不一致，则显示“密码输入不一致，请重新输入！”
③如果正确存储新密码，则显示“修改成功！”
四、小结
可行性分析：社会可行性、技术可行性和经济可行性。
需求分析：绘制信息系统的功能层次图。
概要分析：将用户目标与需求转换成具体的功能界面设计。
作业
为什么可行性分析要放在系统设计之前？
绘制完善后的图书管理信息系统的功能层次图。
在设计“学生登录”界面的“登录”判断功能时：
①如果登录者输入的信息正确，则直接进入“浏览信息”界面；
②如果 ，则显示“用户不存在，请重新输入！”
③如果密码输入错误，则显示 。
第二课时
知识回顾
师：上节课，我们对图书管理信息系统进行了可行性分析、需求分析和某一模块功能的概要分析。在完成概要设计后，接着要做什么呢？
生：发表自己的看法。
二、信息系统的生命周期
师：很好！有同学已经说出答案了，要进行详细设计，然后进行编码实现、测试，并进行使用和维护。我们把一个信息系统的研制，从问题的提出开始，经过开发、使用、维护、修订，直至最后终止使用而被另一个信息系统所取代的过程称为信息系统的生命周期。信息系统的生命周期可以被划分为几个阶段呢？同学们填一下流程图。
问题定义
可行性研究与计划
需求分析
详细设计
编码实现
运行与维护
生：填流程图。
师：同学们要特别注意相邻的阶段相互联系又相互区别，每个阶段都以前一阶段的工作成果为基础。
三、快速原型模型
师：通过前面的学习，我们已经了解如何开发一个信息系统。前面的学校图书管理信息系统的开发，采用的方法是先快速、粗略地设计一个系统模型，然后交给用户即学校进行审核或评估，再根据学校提出的修改意见和需求进一步修改、完善系统；之后，将修改过的系统再交给学校评估，如此循环反复，最终形成一个确定的系统。这种开发模型被称为快速原型模型。它的基本过程如下图所示。
观察快速原型模型的基本过程，思考以下两个问题：
（1）如果不能完全确定用户的需求，能否使用快速原型模型？
（2）采用快速原型模型设计信息系统的优势有哪些？缺点是什么？
生：思考回答问题。
师：归纳快速原型模型的优缺点。
四、瀑布模型
师：对管理信息系统，还可以根据信息系统的生命周期划分的不同阶段进行开发，规定了自上而下、相互衔接的固定次序，如同瀑布一般，逐级下落。这种开发模型被称之为瀑布模型。它的开发过程如下图所示：
可行性研究
问题定义
需求分析
概要设计
详细设计
编码
测试
运行与维护
计划
开发
运行

师：仔细观察瀑布模型，思考以下两个问题：
（1）在瀑布模型中，如果在“测试”阶段发现“需求分析”出错，会造成什么结果？
（2）采用瀑布模型设计信息系统的优势有哪些？缺点是什么？
生：思考并回答问题。
师：归纳瀑布模型的优缺点。
五、小结
回顾信息系统的生命周期的概念与阶段
回顾快速原型模型的过程与特点
回顾瀑布原型模型的过程与特点
六、作业
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
①一个信息系统的研制从问题的提出开始，经过开发、测试，直至使用的过程称为信息系统的生命周期。( )
②快速模型采用自上向下、相互衔接的固定次序。（ ）
2.举例分析瀑布模型和快速模型的特点及适用范围。
带来的便利
花费的人力、物力和财力
工作高效，减少工作人员的劳动强度（如有助于抛弃原来手工登记目录卡片、书卡等操作）
购买硬件设备（如相关的计算机、传感设备、无线设备等）
可24小时工作，查询方便
系统运行、维护的成本
快速原型模型的优点
快速原型模型的缺点
直观形象，容易被接受
没有严格的开发文档，维护困难
可减少由于信息系统需求不明确带来的开发风险
快速建立起来的系统结构加上连续的修改可能会导致产品质量低下
及时暴露问题，及时反馈
难以对系统的开发过程进行控制
开发周期短，成本低
瀑布模型的优点
瀑布模型的缺点
定义清楚，应用广泛
在开始时就需要知道大多数需求
采用规范化的开发方法
不便于适应需求的变化
严格规定每个阶段提交的文档
在项目接近完成前，产品不能投入使用
易于理解
可运行的软件交给用户之前，用户只能通过文档来了解产品
便于计划和管理
开发周期长，见效慢