《Java编程技术基础》教学大纲

《Java编程技术基础》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06151291课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论24学时，实验8学时）先修课程：C程序设计B等后续课程：无适用专业：医学信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《Java编程技术基础》是面向医学信息工程专业的一门专业选修课。本课程主要讲授Java语言中面向对象编程、多线程处理等内容，培养学生面向对象的软件设计思想，使学生能够运用Java工具解决处理医学信息领域的现实问题，启发学生的创新意识，提高学生在程序设计过程中的分析和解决问题的能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1:掌握面向对象编程思想与相关Java编程技术，掌握Java常用API与编程组件，能够针对需求进行程序的设计与实现。课程目标2:能够在一般程序和中小型系统开发中运用基本算法、基本组件和常用设计模式，并尝试多种解决问题的思路与方案，培养自身创新意识，提升分析问题和解决问题的综合能力。课程目标3：培养学生规范编码和良好的程序设计风格、培养良好职业素质和职业道德、培养团队协作和和谐的沟通能力。让学生在学好医学信息领域专业知识的同时坚定理想信念，不断增强科技强国的使命感和责任感，培养学生精益求精的工匠精神和创新精神。三、课程目标与毕业要求《Java编程技术基础》课程教学目标对医学信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.2能够应用数学、自然科学基本原理，对复杂医学信息工程问题进行表述。课程目标2:能够在一般程序和中小型系统开发中运用基本算法、基本组件和常用设计模式，并尝试多种解决问题的思路与方案，培养自身创新意识，提升分析问题和解决问题的综合能力。M3.设计/开发解决方案3.2能够根据要求对复杂医学信息工程问题给出解决方案，设计开发实现特定功能的设备、仪器和单元（部件）。课程目标1：掌握面向对象编程思想与相关Java编程技术，掌握Java常用API与编程组件，能够针对需求进行程序的设计与实现。H6.工程与社会6.2能够认识和评价医学信息产品、技术的开发和应用及复杂医学信息工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。课程目标3：培养学生规范编码和良好的程序设计风格、培养良好职业素质和职业道德、培养团队协作和和谐的沟通能力。让学生在学好医学信息领域专业知识的同时坚定理想信念，不断增强科技强国的使命感和责任感，培养学生精益求精的工匠精神和创新精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验(上机)学时对应的课程目标1.Java概论1.1Java的发展历史；1.2Java的基本概念、原理；1.3JDK的安装、配置方法；1.4Java的工作原理。教学要求：能够安装JDK，配置开发环境和常用的外围设备；理解Java程序的工作原理；了解Java的发展简史。重点：Java虚拟机的概念；Java运行环境设置和开发工具的使用。难点:程序的编写、调制和运行；工具包的使用21、32.Java基本语法2.1简单数据类型；2.2运算符和表达式；2.3控制语句：if，switch，for，while，do；2.4一维数组和二维数组。教学要求：掌握Java的基本数据类型、运算符和表达式的使用和优先级、流程控制语句、数组的使用方法、Java的标识符、定义和使用变量和常量。重点：运算符与表达式、流程控制语句、数组。难点：流程控制语句、数组。421、2、33.面向对象编程3.1面向对象的基本概念；3.2对象与类；3.3继承与多态；3.4构造方法3.5接口和包3.6异常处理教学要求：理解面向对象程序设计的基本概念、特性。理解接口、包的作用和用法。掌握类与对象的关系。掌握类和对象的定义及使用。掌握方法、构造函数的概念，掌握Java对异常的处理机制。重点：类与对象的使用、构造函数的使用、区别方法重载和方法覆盖。掌握多态、构造方法的继承和重载、接口的实现和异常处理的方法。难点：对接口、包作用的理解。821、2、34.图形用户界面4.1图形用户界面概述；4.2常用的容器和组件；4.3事件处理概述；4.4布局管理器。教学要求：掌握图形用户界面实现的基本原理和方法、掌握Java语言中图形用户界面程序的编写，掌握基本图形的绘制方法。重点：事件处理机制和布局管理器的使用。难点：事件处理和事件适配器的使用。421、2、35.输入与输出5.1I/O流概述；5.2字节流；5.3字符流。5.4文件处理教学要求：了解流的概念。理解基本的I/O对象。掌握I/O的处理、字节流的处理、字符流的处理。重点：使用文件流对文件的操作。难点：不同情况下使用适当的字符输入流。21、2、36.线程6.1多线程的基本概念6.2线程的使用方法。6.3多线程同步教学要求：了解多线程的优先级和执行机制。理解线程与多线程的概念。理解线程同步的方法。掌握Java中多线程的两种创建方法（继承Thread类与实现Runable接口）。重点：掌握线程的实现方法。难点：掌握线程的同步实现方法。21、2、37.网络编程7.1网络编程的基本概念：网络协议、IP地址、端口、URL等7.2URL类与InetAddress类的使用。7.3基于连接的套接字通信方式。教学要求：掌握Java网络编程的基本原理与方法。重点：URL、端口等基本概念；套接字通信方式。难点：使用套接字通信方式编程。221、2、3合计2482.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.Java基本语法实验内容：熟悉JDK开发环境、使用条件语句、循环语句、数组编写程序；实验要求：掌握Java语句书写规范；掌握if、switch、for语句；一维数组的概念、定义和使用21、32.面向对象实验内容：类的继承、封装、多态、接口。实验要求：掌握类的继承的基本特征、封装的方法、接口的应用。理解多态。21、2、33.图形用户界面实验内容：Socket编程实验要求：掌握组件的使用和事件处理机制、输入输出21、2、34.网络编程实验内容：URL类与InetAddress类的使用，基于连接的套接字通信方式。MySql与Java连接。实验要求：了解Java的线程、URL、Socket通信机制、加载数据库驱动和连接数据库的Java程序。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。在教学中注重培养学生的学习兴趣，将教学中设计的每个任务和项目案例结合，提高学生应用知识的能力，从而达到教学效果的最优化。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生面向对象程序设计的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）千锋教育著.《Java程序设计基础与实战》，北京.人民邮电出版社，2022.08；（2）马世霞.《Java程序设计》.北京.机械工业出版社，2022.08；2.参考书：（1）（美）凯·S.霍斯特曼（CayS.Horstmann）Java核心技术（第11版）.北京.人民邮电出版社.2020.02（2）王爱国.Java面向对象程序设计.北京.机械工业出版社.2020.08（3）李兴华马云涛著.《第一行代码Java》.北京.人民邮电出版社.2017.6（4）（美）StruartReges，MartyStepp.Java程序设计教程（原书第3版）.北京.机械工业出版社.2015.03（5）教育部考试中心.《全国计算机等级考试二级教程——Java语言程序设计(2021年版)》.北京.高等教育出版社.2020.113.期刊：（1）孙昌爱,耿宁,代贺鹏等.CMuJava:一个面向Java程序并发变异体生成系统[J].软件学报,2022,33(02):397-409.DOI:10.13328/ki.jos.006137.（2）兰武,戴晓强,朱延栓等.采用Java的水下遥控机器人监控系统[J].软件导刊,2022,21(03):145-149.（3）张小娜.基于Java语言的伪造图像识别检测算法[J].单片机与嵌入式系统应用,2021,21(10):49-53.（4）JinchangZ,YimingL,JieC.OceanicPlateauFormationImpliedbyOntongJavaPlateau,KerguelenPlateauandShatskyRise[J].JournalofOceanUniversityofChina,2020,19(02):351-360.（5）CUID,FANL,CHENS,etal.Towardscharacterizingbugfixesthroughdependency-levelchangesinApacheJavaopensourceprojects[J].ScienceChina(InformationSciences),2022,65(07):102-120.4.网络资源：（1）/java/java-tutorial.html（2）/wiki/1252599548343744（3）CSDN，/（4）51CTO，/七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442实验20（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1010作业10（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442期末考核60（1）考核成绩100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核独立运用编程语言知识及开发平台对小应用程序的代码设计与开发。（3）考试题型为：大作业（包含开发环境、功能阐述，代码实现与分析，运行效果,改进与展望，共五部分）。√√√252510合计：100分434314八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末大作业考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业考核成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业考核成绩为100分（权重60%），大作业中包含开发环境、功能阐述，代码实现与分析，运行效果,改进与展望，共五部分；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末大作业考核分值分配与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现25无旷课，笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。有一次旷课，笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。有两次旷课，笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。有三次旷课，上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。超过三次旷课，上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业25作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业1次，准确率大于70%.不交作业2次，准确率大于60%.不交作业3次及以上，准确率小于60%。实验50实验预习认真，能够熟练掌握方法与步骤，实验操作过程熟练、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果详实、结论清晰、讨论合理实验前有预习，能够掌握方法与步骤，实验操作过程正确、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果正确、讨论适当实验前有预习，基本能够掌握方法与步骤，实验操作过程基本正确、无协作，实验结果基本正确，讨论一般实验前有预习，不能掌握方法与步骤，实验操作过程基本正确，无协作，实验结果基本正确，无讨论没有预习，不能完成实验；实验操作步骤有误；实验结果不正确，没有分析讨论。3.考核评分标准考核方式考核标准分值100≥x≥9090>x≥8080>x≥