郎波java-知识体系化教学

主要内容计算思维能力培养与计算机编程语言课程知识体系及其重要性Java知识体系的构建思路基于Java知识体系的教学方法探讨结束语23推进人类科学发展的思维方式人类科学发展的三大支柱理论科学实验科学计算科学人们认识和改造世界的三种思维方式理论思维实验思维计算思维计算思维的含义卡内基·梅隆大学的周以真(Jeannette

M.Wing)教授在《Communications

ofthe

ACM》上

了关于计算思维（ComputationalThinking）的文章计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为计算思维的

是基于计算模型（环境）和约束的问题求解4计算思维的本质特征计算机学科的研究领域涉及的基本模型、硬件系统以及面向应用的技术与工程方法，其共同特征是基于特定计算环境的问题求解计算机科学基础理论研究——基于抽象环境的问题求解计算机硬件体系的设计与研究——指令级的问题求解程序设计——语言级的问题求解系统

设计与应用

设计——系统级的问题求解计算思维的本质特征是基于不同层次计算环境的问题求解计算思维能力的培养是

工程专业人才培养的重要任务5计算思维中的问题求解过程计算思维中的问题求解方法，是把实际问题转化为计算机可以解决的问题，进而用计算机的方法解决问题问题分析，搞清楚问题问题的抽象描述，问题表示，即建立模型解决方案的构造，问题求解，即设计算法算法的计算机实现，即编程实现问题的延伸与推广问题分析问题表示与建模问题解决方案构造算法实现问题推广6程序设计语言与问题求解程序设计语言是计算思维方法利用计算机解决问题的最终实施者程序设计语言是在保证语法和语义正确的前提下，准确表达算法的实现过程语法确保程序设计语言的精确形式化描述语义确保程序设计语言的明确含义程序设计语言对算法实现的质量，直接影响了问题求解的质量问题分析问题表示与建模问题解决方案构造算法实现问题推广78程序设计语言的构成程序设计语言由一组能表示某种范型的特征集合构成每个特征有严格的定义，且可以在机器上实现。程序员灵活运用这些特征表达所需要的任何计算程序设计语言的设计目标，包括模型能力、语义清晰、实用性、方便性、简单性、安全性、可移植性、高效等9程序设计语言的知识性在满足设计目标下，语言的每种特征都有独立的实现机制，这些特征及其实现机制构成了语言的基本内容，并且只有很好掌握这些内容，才能编写灵活高效的程序程序设计语言的知识，是由描述特征和机制的基本概念、基本思想或基本原理组成，知识具有结构10主要内容计算思维能力培养与计算机编程语言课程知识体系及其重要性JAVA知识体系的构建思路基于知识体系的教学方法探讨结束语的学习理论教育心理学家认为，学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构学习就是认知结构的组织和重新组织。知识的学习就是在学生的头脑中形成一定的知识结构这种知识结构是由学科知识中的基本概念、基本思想或原理组成的11知识体系学生的知识学习要掌理学科的知识结构，而知识结构则主要是由基本概念和基本原理构成的知识结构就是知识体系“体系”，《辞海》（第六版）中的定义是：若干有关事物互相联系、互相制约而构成的一个整体“知识体系”，是各种知识之间建立起的规范化的、系统的、相互联系又相互制约的结构1213课程的知识体系专业（课程）知识体系同一专业不同课程门类按照门类顺序排列，排列顺序决定了学生通过学习将获得怎样的知识结构。是育人活动的指导思想，是培养目标的具体化和依托，它规定了培养目标的实施方案课程知识体系是把某门课程的学习内容按照一定的规律和方法所建立的课程知识框架是课程所属专业知识体系的子集掌握课程知识体系的必要性学习学科基本结构（知识体系）的必要性使得学科更容易理解，使学生更好的应用知识解决问题将知识与完整的结构联在一起，便于知识的基本结构中的基本原理和观念，是进行迁移学习的途径能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的间隙，便于学生建立完整的知识体系是产生创新的基础。人的创新性思想观点的产生与已有的知识、观念和知识的结构形式有关。1415知识体系化教学方法教师依据课程知识体系主体脉络，为学生组织知识内容，确定呈现知识的最佳顺序教学中引导和激发学生进入主体脉络下的分支，参与分支下知识获得与知识结构的构建过程，从而建立完整知识体系，提升学生的学习能力16主要内容计算思维能力培养与计算机编程语言课程知识体系及其重要性JAVA知识体系的构建思路基于知识体系的教学方法探讨结束语Java

知识体系度知识体系程序设计语言一般特征面

象特征程序设计语言独有特征面象方法论程序设计语言独有特征程序设计语言一般特征17JAVA的一般语言特征基本语言特征：数据类型和基本数据处理+数据输入/输出+用户界面数据类型和基本数据处理——标识符，数据类型，表象特征，高级特征，异常处理达式，语句，面I/OAWT与Swing应用支持特征Applet线程JAVA网络程序设计JDBC18JAVA面

象特征Java对面

象方法论的支持及其实现机制OOP基本概念对象、类、消息封装、继承、多态象特征JAVA

面类与对象继承与多态抽象类与接口19JAVA独有特征以面

象特征为基础，突出特有的性质简单性与安全性机制——与C++相比分布式——APPLET可移植性——体系结构中立，半编译半解释多线程动态性20Java语言课程知识体系（1）绪论面 象程序设计基本概念Java语言基础Java面 象特性Java高级特征异常处理输入/输出基于Swing的图形化用户界面Applet基础与高级编程线程Java网络程序设计JDBC技术JavaEE入门（数+I/O+GUI）基据本处

语理言特征—般语言特征应用支持特征面向对象特征独有特征21JAVA

与JAVA技术体系JAVA的特征JAVA虚拟机与运行平台JAVA语言课程知识体系（2）22JAVA语言课程知识体系（3）面 象程序设计方法概述象问题求解的基本思想象程序设计方法的内涵面面对象与类象问题求解方法对象的含义与结构对象之间的互操作类的概念基于类与对象的面封装与数据隐藏继承多态多态的含义晚联编基于服务的面

象程序设计思想23JAVA语言课程知识体系（4）标识符与数据类型Java基本语法标识符基本数据类型复合数据类型类型变量基本类型变量与表达式与语句变量运算符与表达式语句程序流控制while和do

while语句for语句if/else语句switch语句循环跳转语句数组数组的数组的创建与初始化数组数组的24JAVA语言课程知识体系（5）概述Java语言的OOP特性Java中类和对象的基本概念类的定义类的基本结构成员变量、方法方法重载this构造方法控制类类类的使用与特性对象的生命周期对象的创建、使用、清除类的继承与多态类的继承方法的重写（overriding）运行时多态25JAVA语言课程知识体系（6）static类变量/静态变量类方法/静态方法静态初始化程序抽象类抽象类抽象类的作用接口接口接口的定义接口的实现与使用多重继承通过继承扩展接口接口与抽象类包Java中的包包的定义与使用包名与包成员的

位置源文件与类文件的管理泛型与集合类枚举类型包装类与自动装箱和拆箱26JAVA语言课程知识体系（7）异常的概念异常处理方法捕获并处理异常将方法中产生的异常抛出自定义异常类自定义异常类的必要性与原则自定义异常类与Java异常类的融合自定义异常类的定义与使用断言27JAVA语言课程知识体系（8）流式输入/输出流的概念字节流字符流Java流式I/O类概述输入/输出流的套接常用输入/输出流类文件创建File对象File对象随机存取文件RandomAccessFile类概述随机存取文件的创建、操作对象的串行化串行化概念和目的对象串行化的方法构造可串行化对象的类定制串行化串行化中对敏感信息的保护Java

NIO28JAVA语言课程知识体系（9）JavaGUI概述JFC、AWT、Swing简介Swing组件类层次基于Swing的GUI构建方法组件容器布局管理器GUI设计步骤GUI中的事件处理事件处理模型中的三类对象委托方式的事件处理机制事件类与事件处理接口AWT事件处理示例事件适配器基于 类与

类的事件处理Swing组件AWT组件类库概述基本组件组件颜色与字体的定置菜单的创建29JAVA语言课程知识体系（10）Applet基本概念AppletApplet的生命周期概念Applet的类层次结构Applet类API概述Applet的关键方法Applet的显示Applet的编写Applet编写的步骤用户Applet类的定义在HTML页中包含AppletApplet中的图形化用户界面GUI基于AWT组件的Applet用户界面Applet中使用弹出式窗口Applet中的事件处理支持Applet的多显示图像动画制作声音Applet与Application30JAVA语言课程知识体系（11）线程的概念线程Java中的线程模型线程的创建Thread类的构造方法通过实现Runnable接口创建线程通过继承Thread类创建线程创建线程两种方法的比较线程的调度与线程控制线程优先级与线程调度策略线程的基本控制线程同步对象锁及其操作死锁的防治线程间的交互wait()和notify()不建议使用的一些方法线程状态与生命周期31JAVA语言课程知识体系（12）概述网络通信基础Java网络通信的支持机制URL通信机制URL的基本概念URL对象的创建URL的解析从URL直接基于URLConnection的读写Socket通信机制基于Socket的通信机制概述有连接通信方式有连接通信示例数据报通信方式数据报通信示例基于数据报的多播通信32JAVA语言课程知识体系（13）JDBC概述JDBC体系结构JDBC驱动类型JDBC

API基于JDBC的数据库应用开发方法JDBC应用开发的基本方法JDBC的高级特征的使用JDBC

2.0、JDBC

3.0以及JDBC4.0的新特性33JAVA语言课程知识体系（14）Java

EE概述Java

EE的平台技术Java

EE应用编程模型JavaEE的优点Java

EE平台技术组件技术Java

EE中的容器Java

EE平台的服务Java

EE平台的通信技术平台中的角色Java

EE的多层应用模型Java

EE应用模型结构几种典型的J2EE应用模型Java

EE应用的建立Java

EE应用的结构Java

EE应用开发的周期3435主要内容计算思维能力培养与计算机编程语言课程知识体系及其重要性JAVA知识体系的构建思路基于知识体系的教学方法探讨结束语知识体系的理解发展历史实现机理36JAVA的发展历史1991，Sun

成立Green小组，开发了Oak语言;1992.8，Oak与GreenOs、用户接口模块、硬件模块集成为Star

Seven,成功表现高效的小程序代码技术，Green升级为

子公司1994，

，Sun决定将Oak与3W相结合；1995.1，James

Gosling

和Naughton

完成Oak新版与第一个基于Oak的应用程序Web

Runner。Oak

JavaWebRunner

HotJava，支持Java的第二代浏览器1995年秋

，

Netsc Navigator

2.0

32位版中支持Java37JAVA的发展历史与JAVA的特征基于OO技术象应用面面向简单安全可靠面向网络应用分布式可移植（体系结构中立，半编译半解释）高性能（多线程）动态性38