《程序设计》课程教学大纲

1、程序设计课程教学大纲一、课程概况所属专业:数学与应用数学开课单位：数学计算机科学学院课程类型:方向选修课程课程代码:07491280开课学期:5学分：4学时：51+34核心课程:否拟使用教材： 温秀梅,祁爱华. Java程序设计教程. 清华大学出版社. 2014.09国内(外)现有教材：1.耿祥义. Java 2实用教程(第四版). 清华大学出版社出版社.2012.092.朱福喜. 面向对象与Java程序设计. 清华大学出版社出版社.2015.07学习参考资料1. 施珺、纪兆辉编著. Java语言实验与课程设计指导. 南京大学出版社. 2010年第1版2. Bruce Eckel著. Java

2、编程思想. 机械工业出版社. 2007年第4版3. 印旻. Java语言与面向对象程序设计. 清华大学出版社. 2008.09二、课程描述Java语言是当前最为流行的程序设计语言之一，诸多优秀的特性使其成为被业界广泛认可和采用的编程工具。Java作为一种跨平台的程序语言，其版本涵盖的范围较广，从定位于嵌入式系统应用的J2ME到定位于客户端程序应用的J2SE，及至定位于企业服务器端程序应用的J2EE，Java均完整地提供了相关的解决方案。本课程是数学与应用数学专业方向选修课程，通过本课程的教学，帮助学生掌握面向对象的编程设计思想和Java的基本语法、常用技术，并能运用Java技术和基本开发工具M

3、yEclipse进行程序设计。课程的主要内容包括Java开发环境的搭建及其运行机制、基本语法、面向对象的思想、多线程、常用API、集合、IO、GUI、Java数据库编程、Java网络编程和Eclipse开发工具使用等。三、课程目标本课程强调面向对象的思维方法的训练，通过Java面向对象程序设计课程的学习，让学生了解面向对象的基本概念，培养学生使用面向对象程序设计思想和“计算机思维”方式进行计算机编程，将Java语言作为一种思维工具解决处理现实问题。启发学生的创新意识，提高学生在程序设计过程中分析问题和解决问题的能力，使学生的理论知识和实践技能得到共同发展。（一）知识目标通过本课程的学习，应使学

4、生全面了解面向对象方法的发展状态，掌握Java程序设计的基础知识，理解与对象的基本概念、定义，理解利用类来解决实际问题的方法，理解并掌握类的封装、继承、多态等特性的实质及实现方法，掌握Java基础类的使用方法，Java异常处理，Java图形用户界面设计，I/O系统，多线程编程，多媒体编程和网络编程基本知识等。（二）能力目标通过本课程的学习,培养学生以下能力：（1）独立获取知识的能力逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解与面向对象程序设计方法与开发技术相关的教材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。（2）科学观察和思维的能力

5、运用课程学习的基本理论和基本观点，通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对所涉问题有一定深度的理解，能判断研究结果的合理性。（3）分析问题和解决问题的能力根据实际问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的逻辑实体模型，并用形式语言和程序设计语言进行描述，运用所学的面向对象程序设计研究方法进行问题分析和研究。（三）素质目标通过本课程学习,培养学生以下素质：（1）求实精神培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。（2）创新意识引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望，

6、以及敢于向旧观念挑战的精神。（3）科学美感引导学生认识面向对象程序设计所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。四、教学要求本课程采用多媒体教学，综合习题课，课堂讨论，作业，上机实习等形式的一体化教学方法，每次课开始教师先讲解本次课程语法理论及涉及的例程，然后让学生在上机课进行模仿编程。实验教学要求学生通过实验能够对课堂讲授内容进行验证、设计或综合运用，从而进一点加深知识的理解与掌握。在课程设计、实习环节中，以软件工程方法分析实际应用项目，指导学生进行实际应用项目开发

7、。本课程要求学生掌握JAVA程序语言基本概念，学会使用Java类库中的类编写图形用户界面（GUI）程序，掌握Java中的异常处理、多线程、输入输出流、JDBC和SOCKET通信技术并熟练地用于编程。五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核方式及要求为：出勤率占10%，点到不少于5次，缺席3次以上（含3次），按无成绩计算；随堂测验1次，其中测验1次，成绩按20%折算后计入总成绩；课程作业6次，按批改成绩10%折算后计入总成绩；教师随堂检查学生课堂笔记记录情况并打分，按10%计入总成绩；期末考试为闭卷考试占总成绩的60%。六、课程内容第一章Java概述（授课时间：第五学期第一周）教学目标

8、：要求学生了解Java语言及其相关特性、掌握JDK的安装以及环境变量的配置。掌握Eclipse启动、Eclipse进行程序开发和Eclipse程序调试，了解Eclipse安装和使用Eclipse导出导入jar文件。教学重点：JDK的安装、环境变量的配置。教学难点：Java运行机制。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：Java语言的特点Java开发环境的搭建环境变量的配置Java的运行机制Eclipse的安装与启动；使用Eclipse导出导入jar文件学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：安装并使用Eclipse

9、，熟悉Java程序编写、执行流程。第二章 Java语言基础（授课时间：第五学期第二周）教学目标：要求学生掌握Java的基本语法、掌握Java中常量和变量的使用、掌握Java流程控制语句的使用。教学重点：Java变量、选择结构语句、循环结构语句。教学难点：选择结构语句、循环结构语句。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于3学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：Java代码的基本格式、Java代码的注释、Java代码的标识符、Java代码的关键字、Java代码的常量变量的定义、变量的数据类型、变量的类型转换、变量的作用域算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻

10、辑运算符、位运算符及优先级if语句、switch语句、while语句、do while语句for循环语句、循环嵌套、跳转语句学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材本章练习题13并在下周课前提交。第三章 类和对象（授课时间：第五学期第三、四、五周）教学目标：要求学生理解面向对象的程序设计思想，掌握类的设计、对象的创建、类的封装、构造方法的定义及其重载、this和static关键字的使用以及包的定义和使用类等基本语法定义，了解垃圾回收机制、内部类、文档注释的使用。教学重点：类的定义、对象的创建、类的封装、构造方法的定义和重载、this和static关键字的使用、单例设计模式。教学难点：类

11、与对象的创建和使用、构造方法重载的规则、this关键字和static关键字的使用、包的定义与引用。学 时：课堂教学9学时，课外自主学习时间不少于6学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：面向对象的概念、类与对象、类的定义、对象的创建与使用类的设计、类的封装、构造方法的定义和重载、this关键字 垃圾回收、静态变量、静态方法、静态代码块实例变量、实例方法和类变量、类方法包的声明与使用、import语句、给Java应用打包、访问控制内部类和匿名类学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材本章练习题3-5并在下周课前提交。第四章 数组、字符串和向量（授课时间：第五

12、学期第六周）教学目标：掌握数组创建、初始化和使用的方法；掌握字符串的创建和使用方法；了解向量的基本概念。教学重点：数组的概念、创建、初始化，字符串类的使用方法。 教学难点：动态数组的创建、使用，字符串操作函数的理解与使用。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：一维数组的定义、初始化、引用二维数组的定义、初始化、引用字符串类String的使用方法字符串类StringBuffer类的使用方法向量的基本概念、定义方法学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成本章练习题3，并在下周课前提交。第五章 继承性和多态性（授课时

13、间：第五学期第七、八周）教学目标：要求学生理解面向对象的继承和多态的概念，掌握类的继承、方法重写、super关键字、final关键字、抽象类和接口以及多态， 教学重点：类的继承、final关键字、多态、接口和抽象类使用。教学难点：类的继承、final关键字、多态和异常处理。学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于2学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：继承的概念、基类、派生类、super关键字、protected关键字、final关键字方法的多态性, 方法重写抽象类、接口、多态、对象的类型转换学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材本章练习题1、2

14、并在下周课前提交。第六章 异常处理（授课时间：第五学期第九周）教学目标：了解什么是异常、异常的处理方式、自定义异常，理解Java语言的异常处理机制，掌握异常处理方法，学会try、catch、finally等关键字的使用。 教学重点：异常处理机制，异常捕获、异常抛出。教学难点：异常处理机制的理解学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于1学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：异常处理的基础知识异常类的分类与层次Java异常处理机制异常的捕获与处理，异常类的创建，自定义异常类学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第6章练习题1并在下周课前提交。第七章

15、图形用户界面（授课时间：第五学期第十、十一周）教学目标：要求学生了解GUI开发的相关原理和技巧，掌握AWT组件、Swing组件使用方法，时间处理机制和常用组件事件处理方法，布局管理器、图形与绘图的使用等。教学重点：事件处理、布局管理器、Swing组件的使用教学难点：事件处理、布局管理器、Swing组件的使用学 时：课堂教学6学时，课外自主学习时间不少于4学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：GUI概述、图形与绘图，颜色、字体设置事件处理机制、事件适配器、监听事件，窗体事件、鼠标事件、键盘事件和动作事件按钮、文本框、单选按钮、组合框、类别、菜单、对话框、工具栏、表

16、格等组件的使用方法FlowLayout、BorderLayout、GridLayout等布局管理器的概念及使用方法学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第381页练习题6.16.3并在下周课前提交。第八章 文件、流和输入/输出技术（授课时间：第五学期第十二周）教学目标：要求学生掌握字节流、字符流、转换流和File类，了解IO中几个比较重要流以外的其它IO流、RandomAccesseFile和字符编码。教学重点：字节流、字符流、转换流和File类教学难点：字节流、字符流、其它IO流、转换流和File类。本章中内容均有一定的难度，涉及的流种类较繁杂，理清各种流之间的关系及其各个流的作用

17、，将有助于理解和记忆，需引导学生结合代码学习。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：字节流、字节流读写文件、文件的拷贝、字节流的缓冲区、装饰设计模式、字节缓冲流字符流、字符流，ObjectInputStream和ObjectOutputStream、DataInputStream和DatOutputStream、PrintStream、标准输入输出流过滤流，流的串接，管道流File类、FileInputStream类、FileOutputStream类，随机读写文件RandomAccessFile类，FileRea

18、der类、FileWriter类，与读/写二进制文件、读/写文本文件对象序列化，对象流学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第8章练习题2、3并在下周课前提交。第九章 Java的Applet编程（授课时间：第五学期第十三周）教学目标：通过对本章的学习，要求学生了解Applet基本概念和Applet生命周期。理解Applet与浏览器之间的关系与交互过程。掌握Applet类的功能和主要使用方法。教学重点：Applet生命周期理解，Applet嵌入Web网页方法，Applet之间的通信。教学难点：Applet嵌入Web页的方法。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于1学时教学方法：

19、教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：了解Java Applet的基本概念、生命周期和运行原理掌握Applet类及Applet程序的编写与编译Applet嵌入Web网页，熟悉Applet声音、图像、动画等媒体内容的显示/播放方法了解Applet页面间的通信和Applet的安全限制学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第9章练习题1并在下周课前提交。第十章 多媒体与多线程（授课时间：第五学期第十四周）教学目标：要求学生掌握Java图形绘制、图像的创建、加载和显示；熟悉进程、线程的概念，掌握线程创建的两种方式，线程的生命周期中的五种状态以及五种状态之间的转换，了解线程的调

20、度，线程的安全和同步以及多线程之间的通信。教学重点：图像的创建、加载；多线程的概念、线程的生命周期及状态转换、线程的生命周期、多线程通信。教学难点：线程的生命周期、线程的安全和同步、线程的生命周期及状态转换。学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时。教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：Java 图形绘制，图像的创建、加载和显示；音频的加载和播放线程概念、线程的创建线程的生命周期、状态转换线程的调度，多线程同步、多线程通信动画的创建与显示学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第十章练习题12并在下周课前提交。第十一章 利用JDBC访问数据库（授课

21、时间：第五学期第十五周）教学目标：通过对本章的学习，要求学生理解JDBC的基本概念和原理，掌握JDBC的主要接口和核心类，熟练JDBC程序编写的一般步骤。教学重点：通过JDBC访问数据库教学难点：通过JDBC访问数据库学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于4学时教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：理解JDBC的基本概念和原理了解JDBC的类型及其使用熟悉JDBC主要的接口和核心类熟悉JDBC进行数据库操作的步骤学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第11章练习题12并在下周课前提交。第十二章 Java网络程序设计（授课时间：第五学期第十六、十七周）

22、教学目标：通过对本章的学习，要求学生了解网络通信协议，TCP/IP协议的特点、熟悉IP地址和端口号的作用、InetAddress对象的使用、掌握UDP和TCP通信方式、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket类的使用。教学重点：TCP/IP协议、UDP和TCP通信 、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket类的使用方法。教学难点：TCP/IP协议、UDP和TCP通信 、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket类的使用方法。

23、学 时：课堂教学3学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解演示法。主要内容：网络通信协议、IP地址和端口号、UDP与TCP协议URL通信，InetAddress类，URL类，URLConnection类TCP Socket通信，ServerSocket、Socket、TCP网络程序、多线程TCP网络程序、TCP案例数据报通信学习方法：小组讨论、实验操作。课后作业：完成教材第12章练习题12并在下周课前提交。实验实验一： Java基础（授课时间：第五学期第一、二周）教学目标：熟悉Java程序开发环境NetBeans，学会使用NetBeans编写、编译和运行

24、Java源程序，掌握Java基础语法。主要内容：在NetBeans开发环境下，进行验证性实验，熟悉开发环境，了结Java程序结构的特点；按题目要求设计程序，练习Java程序基本的输入输出操作，并进行数组练习。学 时：4学时教学方法：演示法/讲授/现场指导实验类型：验证性、设计性实验实验二： 类与对象（授课时间：第五学期第三周）教学目标：使用类来封装对象的属性和功能；掌握类变量与实例变量，以及类方法与实例方法的区别；掌握package和import语句的使用。主要内容：在NetBeans开发环境中完成程序填空题和程序阅读分析题，理解并掌握类和对象的定义与使用，掌握类方法与实例方法的使用，掌握pa

25、ckage和import语句的使用；依据题目要求设计程序，练习基本的算法，完成类的定义，创建对象，通过对象成员方法的调用完成问题求解。学 时：2学时教学方法：演示法/讲授/现场指导实验类型：验证性、设计性实验实验三： 继承与多态（授课时间：第五学期第四周）教学目标：掌握类的继承的实现；掌握Java子类的定义；掌握方法重写；掌握上转型对象和多态的实现。主要内容：在 NetBeans 开发环境中完成程序阅读并分析（即验证性实验），理解继承的含义，理解并掌握上转型对象的定义和多态的实现；依据题目要求设计程序，练习基本的算法，通过继承方式和多态的形式解决问题。学 时：2学时教学方法：演示法/讲授/现场

26、指导实验类型：验证性、设计性实验实验四： 接口与实现（授课时间：第五学期第五周）教学目标：理解面向对象的程序设计方法；理解接口，设计实现接口的类；掌握接口变量回调接口方法实现多态。主要内容：在NetBeans开发环境中阅读并分析程序，完成验证性实验，理解接口的作用，掌握类实现接口，以及通过接口变量回调接口方法而实现的多态；依据题目要求设计程序，练习基本的算法，通过接口的定义和实现，解决实际问题。学 时：2学时教学方法：演示法/讲授/现场指导实验类型：验证性、设计性实验实验五： 异常处理、字符串、时间与数字类（授课时间：第五学期第六周）教学目标：掌握异常处理的方法，学会自定义异常类并使用；掌握S

27、tring类的常用方法；掌握Date类以及Calendar类的常用方法；掌握BigInteger类的常用方法。主要内容：在NetBeans开发环境中阅读并分析程序，完成验证性实验，及其程序填空题，理解Java异常处理的方法，掌握String类、Date类、Calendar类和BigInteger类的常用方法，了解和掌握正则表达式的使用；依据题目要求设计程序，练习基本的算法，编写异常类并创建对象完成设计要求。学 时：2学时教学方法：演示法/讲授/现场指导实验类型：验证性、设计性实验实验六： 图形用户界面程序的设计（授课时间：第五学期第七、八周）教学目标：掌握常用Swing组件及其布局管理的使用方法；掌握事件处理的方法。主要内容：在NetBeans开发环境中按照题目所提供的操作步骤，完成验证性实验，完成程序填空题，从而理解并掌握常用的Swing组件，以及事件处理的方法。学 时：4学时教学方法：演示法/讲授/现场指导实验类型：验证性、设计性实验实验七： 流与文件（授课时间：第五学期第九、十周）教学目标：理解流的概念，流的划分；掌握文件描述，顺序处理，随机访问处理的方法；能够熟练的使用过滤流；掌