《JAVA程序设计》课程教学大纲

《JAVA程序设计》教学大纲课程名称：Java程序设计英文名称：JavaProgramDesign课程编号：2352学分：2总学时/课内实践学时：32/16课程性质：选修课程开课单位：信息与电气工程学院适应对象：数据科学与大数据技术专业课程简介《Java程序设计》是数据科学与大数据技术专业的一门专业方向拓展课，以面向对象和跨平台为主要特色，它促进了互联网的快速发展，奠定了其在程序开发中的地位，近三十年来市场占有率一直位列前三。通过本课程的教学，深化学生面向对象的编程设计思想和新一代程序设计的逻辑思维方式，为Web和Andriod开发打下基础，同时对C、C++语言起到固强作用。课程内容主要为Java语言基本语法、类设计、窗口界面设计与事件处理、多线程、输入输出流与网络编程、数据库应用等。教学方式为机房教学，边教边练，综合案例贯穿整个课程。并以职业道德培育为着力点，加强大国工匠精神和三观教育，激发学生为行业、为社会、为国家担当使命。考核方式包括考勤、平时作业、上机实践和期末笔试。课程目标1.强化科学伦理教育和道德教育，注重科学思维方法训练和科学精神培养，提高学生分析问题和解决问题的的能力，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2.了解Java语言的主要特点、执行过程和基本程序结构，掌握Java语言的基本语法和常用数学类、字符串类的使用方法，具备对一般问题的基本编程能力。3.理解面向对象编程的核心概念和三大特征，掌握窗口界面设计和事件处理的方法，具备较复杂问题的基本编程能力。4.掌握JDBC数据库编程技术，分析问题和解决问题的能力得到显著提高，具备较复杂问题的编程能力。5.熟悉输入、输出流，网络编程和多线程的基本方法。具备对特定问题的基本编程能力。三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对数据科学与大数据技术专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标12345毕业要求3：设计/开发解决方案能力：能够设计出大数据应用领域的复杂工程问题的解决方案，具有数据采集、处理、分析、挖掘的能力，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等多维度协同发展因素。3-2能够针对大数据特定的任务需求，完成大数据系统、模块的设计与开发；●●3-3能够综合利用数据科学与大数据技术的专业知识和新技术，在针对复杂工程问题的系统设计中体现创新意识；●●●●3-4在大数据系统设计和开发中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等制约因素。●●●毕业要求5：使用现代工具能力：能够针对大数据应用领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代信息技术工具，包括对大数据应用领域的复杂工程问题的预测与仿真，并能够理解其局限性。5-2能熟练运用文献检索工具获取大数据应用领域理论与技术的最新进展以及资源；●●5-3具备使用大数据平台以及软件对复杂工程问题进行仿真的能力，理解其使用要求、运用范围和局限性。●●课程教学安排课程共有12项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1Java发展史与开发环境奉献精神1122基本语法及数组、字符串应用1123类、对象与封装2244继承与多态2245Swing界面设计工匠精神2246事件处理机制1127异常处理机制1128集合类1129数据库技术创新精神、团队精神22410多线程机制11211IO输入输出流11212网络编程112合计161632教学安排1.Java发展史与开发环境教学要求：了解Java语言的产生、发展历史和主要特点，理解Java的工作原理，熟悉开发环境，掌握第一个Java程序的写法。教学内容：(1)Java语言的产生、发展历史和主要特点。(2)Java语言的安装注意事项和工作原理，展示bin目录，解读编译和解释程序，提出虚拟机和字节码的概念。(3)开发平台及环境搭建，掌握Java集成开发环境Eclipse的使用。(4)建立第一个Java应用程序，解读程序各部分的含义，引出Java程序结构的一般规律构成。重点：Java的工作原理及跨平台的实现；第一个Java程序的写法。难点：Java的工作原理、虚拟机的概念。思政元素：通过讲解程序开发的魅力，深化努力完成学业是学生的首要任务，热爱生活，热爱编程，脱离游戏，用优异成绩回报社会和家庭，培养学生弘扬奉献精神，激发学生爱国爱家情怀。2.基本语法及数组、字符串应用教学要求：掌握Java语言的标识符、基本数据类型，深入掌握Java语言变量的应用。了解Java语言的运算符。熟练掌握Java语言主要流程控制语句的使用。熟练掌握一维数组应用。熟练掌握字符串的常用方法。教学内容：(1)Java语言的标识符、基本数据类型、注释方式。(2)变量定义及作用域。(3)主要流程控制语句。(4)一维数组。(5)字符串。重点：变量定义及作用域；一维数组；字符串。难点：一维数组；字符串。3.类、对象与封装教学要求：理解类、对象的概念与关系，掌握类设计的一般规律，理解类中访问控制符的作用，掌握静态字段和静态方法。深入掌握构造方法的作用和定义。熟练掌握类的封装。教学内容：(1)面向对象的四大核心概念，理解类与对象的关系。(2)类的定义。(3)类中的访问控制符、静态字符和静态方法。(4)构造方法。(5)类的封装。重点：四大核心概念；类的定义；静态字段和静态方法；构造方法；类的封装。难点：类的设计；构造方法；类的封装。4.继承与多态教学要求：了解继承的概念，掌握类继承的实现方法。理解多态性的两个体现。理解抽象类、接口的概念和二者之间的区别。掌握抽象类的定义。掌握接口的用法。教学内容：(1)类的继承方式；方法覆盖和重载。(2)类多态性的概念和功能，多态性在面向对象程序中的作用。(3)抽象类的概念和定义，抽象类的使用。(4)接口的概念和定义，接口的使用。重点：类的继承；抽象类的使用；接口的使用。难点：方法继承和重载；对象多态。5.Swing界面设计教学要求：了解图形用户界面的概念，掌握图形用户界面设计的方法，掌握常用Swing组件的用法，掌握常用的边界、流式和网格布局。教学内容：(1)图形用户界面设计思路。(2)常用Swing组件的用法。(3)常用的三种布局管理器。重点：常用Swing组件的用法；边界、流式和网格布局。难点：常用Swing组件的用法。思政元素：通过界面设计案例，深化工匠精神和认真做事的品格，激发学生为行业、为社会、为国家担当使命。6.事件处理机制教学要求：理解并掌握Java的事件处理机制和方法。教学内容：(1)事件处理机制的原理。(2)监听器分类及其常用方法。(3)事件处理程序的四种写法，即采用内部类、已经存在的类、适配器类、注册与方法调用于一体的匿名类等四种程序写法。重点：事件处理机制的原理；事件处理程序的四种写法。难点：事件处理机制的原理。7.异常处理机制教学要求：理解Java语言异常处理机制，了解异常类的继承关系，掌握异常处理程序的三种情况，掌握自定义异常类的设计。教学内容：(1)异常处理机制的原理，异常类继承关系。(2)异常处理程序的三种情况，捕获try-catch-finally、方法声明throws与强制抛出throw。(3)自定义异常类。重点：异常处理程序的三种情况；自定义异常类。难点：自定义异常类。8.集合类教学要求：了解集合类List、Set、Map的继承关系和其主要特点，掌握List集合类的用法。教学内容：(1)集合类List、Set、Map的继承关系和其主要特点。(2)List集合类的用法。重点：List集合类的用法。难点：List集合类的用法。9.数据库技术教学要求：掌握数据库连接JDBC技术，掌握数据库增删改查的基本操作方法，理解MVC和面向接口的编程思想。教学内容：(1)JDBC技术。(2)数据库增删改查的基本操作方法。(3)MVC和面向接口编程思想的应用。重点：JDBC技术；数据库增删改查的基本操作方法。难点：JDBC技术；数据库增删改查的基本操作方法。思政元素：通过数据库操作案例，启发学生探索新知识的好奇心和挑战精神，以及承受挫折的坚强意志和沟通合作的团队精神，舍我其谁的责任担当和造福人类的济世精神。10.多线程机制教学要求：理解多线程机制的原理，掌握多线程的一般实现方法，掌握通过同步锁实现多线程资源共享。教学内容：(1)多线程机制的原理。(2)多线程的一般实现方法。(3)同步锁实现多线程资源共享。重点：多线程的一般实现方法；同步锁实现多线程资源共享。难点：同步锁实现多线程资源共享。11.IO输入输出流教学要求：了解输入输出流的继承关系和分类，掌握各种输入输出流的一般用法。教学内容：(1)输入输出流的继承关系和分类。(2)各种输入输出流的一般用法。重点：各种输入输出流的一般用法。难点：各种输入输出流的一般用法。12.网络编程教学要求：了解网络编程的工作过程，掌握TCP网络编程的实现方法，了解UDP网络编程的实现方法。教学内容：(1)网络编程的工作过程。(2)TCP网络编程的实现方法。(3)UDP网络编程的实现方法。重点：TCP网络编程的实现方法。难点：TCP网络编程的实现方法。课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1上机Java开发环境，1学时理解Java开发环境、掌握第一个Java程序的写法2上机Java基本语法，1学时掌握数据类型和变量的使用，掌握条件、循环语句的使用。掌握一维数组和字符串的用法。3上机类的设计，2学时理解类的设计规律，掌握构造方法的定义和静态方法、字段的使用。掌握采用封装原则进行类的设计。4上机继承与多态，2学时理解类的继承，掌握方法覆盖和重载，理解多态。掌握抽象类、接口的设计和应用。5上机Swing界面设计，2学时掌握基本组件的使用，掌握边界、流式和网格布局的使用。6上机事件处理机制，1学时掌握事件处理程序的四种写法。7上机异常处理机制，1学时掌握try{}catch{}语句、自定义异常类。8上机集合类，1学时掌握List类的使用。9上机数据库技术，2学时掌握JDBC技术。掌握数据库的增删改查操作流程。10上机多线程机制，1学时掌握使用Thread类和Runnable接口实现多线程。11上机IO输入输出流，1学时掌握基本字符流和字节流的使用方法。12上机网络编程，1学时掌握TCP网络编程方法。课程考核与评价表4：成绩评定方式表考核环节分值考核/评价细则平时考勤与作业15考勤+作业得分再按15%计入总成绩。考勤占50%：随机抽取4次考勤，每缺少一次扣10分，最高100分，最低60分；作业占50%。上机测试20期末上机测试成绩的20%计入总成绩。如果上机测试没法进行时，以随机一次上机报告成绩代替上机测试成绩。期末考试65笔试闭卷得分再按65%计入总成绩。组卷：单项选择20题20分，填空20题20分，简答题3个12分，语法基础编程题10分，类与对象编程题10分，数据库编程题13分，界面与事件处理编程题15分。合计100课程学习资源1