《JAVA程序設計A》教學大綱

《JAVA程序設計A》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08140111課程性質：專業(yè)選修課學分：4學分學時：64學時（理論48學時，實驗16學時）先修課程：信息處理技術、C程序設計后續(xù)課程：JavaWeb編程適用專業(yè)：數據科學與大數據技術開課單位：計算機科學與技術學院一、課程說明《JAVA程序設計A》是數據科學與大數據技術專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程從Java語言著手，系統(tǒng)闡述面向對象程序設計的編程思想，是學習后續(xù)程序設計和軟件開發(fā)等編程課程的基礎和紐帶。其內容主要包括面向對象程序設計思想與特性、Java程序概述、Java編程基礎、面向對象中的繼承、多態(tài)、接口、異常處理等概念、集合、文件與I/O流、JDBC數據庫操作、多線程與網絡編程等。通過本課程的學習，使學生學會使用Java語言編寫應用程序，并能熟練地進行程序的調試和維護，為學生從事軟件開發(fā)解決實際問題奠定良好基礎。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1:掌握面向對象的編程思想，熟練掌握Java語言的運行機制、基礎知識和語法，深入理解Java語言中抽象、封裝、繼承、多態(tài)、接口、內部類、異常處理機制等面向對象程序設計特性，并掌握Java語言中集合、文件與I/O流、JDBC、多線程和網絡編程等的使用。掌握運用面向對象程序設計技術解決實際問題的方法和技能，為軟件開發(fā)打下扎實的編程基礎。課程目標2：培養(yǎng)學生面向對象程序設計的思維能力，學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，能基于Java語言、運用面向對象程序設計思想編寫簡單應用程序，選擇和應用不同開發(fā)環(huán)境和工具進行開發(fā)和實現(xiàn)，并能正確、熟練地進行程序的調試和維護，具備規(guī)范化、標準化的代碼編寫習慣，具備從事軟件開發(fā)的基礎能力以通過開發(fā)軟件來解決社會需求中的一些實際應用問題。課程目標3：具有較強的自我更新知識和技能的能力，能緊跟面向對象程序設計和Java語言的前沿動態(tài)。具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)、能獨立思考和運用軟件來解決問題，具備軟件開發(fā)崗位職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，具備良好的溝通能力、團隊協(xié)作精神和抗壓能力以及終生學習意識。三、課程目標與畢業(yè)要求《面向對象程序設計》課程教學目標對數據科學與大數據技術專業(yè)畢業(yè)要求支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度3.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠針對大數據應用相關領域的復雜工程問題設計整體項目解決方案，掌握項目開發(fā)全周期、全流程的基本設計/開發(fā)方法和技術，完成項目的軟硬件設計、仿真、實現(xiàn)、運行和維護等。課程目標1:掌握面向對象的編程思想，熟練掌握Java語言的運行機制、基礎知識和語法，深入理解Java語言中抽象、封裝、繼承、多態(tài)、接口、內部類、異常處理機制等面向對象程序設計特性，并掌握Java語言中集合、文件與I/O流、JDBC、多線程和網絡編程等的使用。掌握運用面向對象程序設計技術解決實際問題的方法和技能，為軟件開發(fā)打下扎實的編程基礎。M4.研究4.2能夠基于科學原理并采用科學方法對數據科學與大數據技術領域相關問題選擇研究路線，并設計實驗方案。課程目標2：培養(yǎng)學生面向對象程序設計的思維能力，學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，能基于Java語言、運用面向對象程序設計思想編寫簡單應用程序，選擇和應用不同開發(fā)環(huán)境和工具進行開發(fā)和實現(xiàn)，并能正確、熟練地進行程序的調試和維護，具備規(guī)范化、標準化的代碼編寫習慣，具備從事軟件開發(fā)的基礎能力以通過開發(fā)軟件來解決社會需求中的一些實際應用問題。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇與使用恰當的技術、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具，對數據科學與大數據技術領域復雜工程問題進行預測與模擬。課程目標2：培養(yǎng)學生面向對象程序設計的思維能力，學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，能基于Java語言、運用面向對象程序設計思想編寫簡單應用程序，選擇和應用不同開發(fā)環(huán)境和工具進行開發(fā)和實現(xiàn)，并能正確、熟練地進行程序的調試和維護，具備規(guī)范化、標準化的代碼編寫習慣，具備從事軟件開發(fā)的基礎能力以通過開發(fā)軟件來解決社會需求中的一些實際應用問題。課程目標3：具有較強的自我更新知識和技能的能力，能緊跟面向對象程序設計和Java語言的前沿動態(tài)。具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)、能獨立思考和運用軟件來解決問題，具備軟件開發(fā)崗位職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，具備良好的溝通能力、團隊協(xié)作精神和抗壓能力以及終生學習意識。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時實驗學時對應的課程目標1.Java概論1.1Java的發(fā)展歷史1.2Java的基本概念、原理1.3JDK的安裝、配置方法1.4Java的工作原理教學要求：能夠安裝JDK，配置開發(fā)環(huán)境和常用的外圍設備；理解Java程序的工作原理；了解Java的發(fā)展簡史。重點：Java虛擬機的概念；Java運行環(huán)境設置和開發(fā)工具的使用。難點:程序的編寫、調制和運行；工具包的使用4212.Java基本語法2.1簡單數據類型；2.2運算符和表達式；2.3控制語句：if，switch，for，while，do2.4一維數組和二維數組教學要求：掌握Java的基本數據類型、運算符和表達式的使用和優(yōu)先級、流程控制語句、數組的使用方法、Java的標識符、定義和使用變量和常量。重點：運算符與表達式、流程控制語句、數組。難點：流程控制語句、數組。421、23.面向對象編程3.1面向對象的基本概念3.2對象與類3.3繼承與多態(tài)3.4構造方法3.5接口和包3.6異常處理教學要求：理解面向對象程序設計的基本概念、特性。理解接口、包的作用和用法。掌握類與對象的關系。掌握類和對象的定義及使用。掌握方法、構造函數的概念，掌握Java對異常的處理機制。重點：類與對象的使用、構造函數的使用、區(qū)別方法重載和方法覆蓋。掌握多態(tài)、構造方法的繼承和重載、接口的實現(xiàn)和異常處理的方法。難點：對接口、包作用的理解。1641、2、34.圖形用戶界面4.1圖形用戶界面概述4.2常用的容器和組件4.3事件處理概述4.4布局管理器教學要求：掌握圖形用戶界面實現(xiàn)的基本原理和方法、掌握Java語言中圖形用戶界面程序的編寫，掌握基本圖形的繪制方法。重點：常用GUI標準組件的使用。難點：Java事件處理和事件適配器的使用。641、2、35.輸入與輸出5.1I/O流概述5.2字節(jié)流5.3字符流5.4文件處理教學要求：了解流的概念。理解基本的I/O對象。掌握I/O的處理、字節(jié)流的處理、字符流的處理。重點：使用文件流對文件的操作。難點：不同情況下使用適當的字符輸入流。61、2、36.線程6.1多線程的基本概念6.2線程的使用方法6.3多線程同步教學要求：了解多線程的優(yōu)先級和執(zhí)行機制。理解線程與多線程的概念。理解線程同步的方法。掌握Java中多線程的兩種創(chuàng)建方法（繼承Thread類與實現(xiàn)Runable接口）。重點：掌握線程的實現(xiàn)方法。難點：掌握線程的同步實現(xiàn)方法。41、2、37.集合7.1集合的基本概念7.2Collection接口7.3List接口7.4Set接口7.5Set接口教學要求：了解集合的概念，掌握集合遍歷方法和Iterator迭代器的使用。掌握Collections工具類的使用，Lambda表達式。重點：ArrayList、LinkedList、Iterator遍歷、HashSet、TreeSet、Map遍歷。難點：Lambdda表達式。41、2、38.網絡編程8.1網絡編程的基本概念：網絡協(xié)議、IP地址、端口、URL等8.2URL類與InetAddress類的使用。8.3基于連接的套接字通信方式。教學要求：掌握Java網絡編程的基本原理與方法。重點：URL、端口等基本概念；套接字通信方式。難點：使用套接字通信方式編程。221、2、39.JDBC9.1JDBC概述9.2JDBCAPI基本內容和使用9.3JDBC編程教學要求：理解JDBC、數據源、JDBC類的概念。理解JDBC與MySQL等數據庫的連接機制。掌握JDBCAPI訪問網絡數據庫的應用技術。重點：JDBCAPI訪問網絡數據庫的應用技術。難點：API函數應用。221、2、3合計48162.實驗部分實驗部分的教學內容、基本要求與學時分配見表3。表3實驗項目、實驗內容與學時實驗項目實驗內容和要求實驗學時對應的課程目標1.Java基本語法實驗內容：熟悉JDK開發(fā)環(huán)境、使用條件語句、循環(huán)語句、數組編寫程序；實驗要求：掌握Java語句書寫規(guī)范；掌握if、switch、for語句；一維數組的概念、定義和使用41、22.面向對象實驗內容：類的繼承、封裝、多態(tài)、接口。實驗要求：掌握類的繼承的基本特征、封裝的方法、接口的應用。理解多態(tài)。41、23.圖形用戶界面實驗內容：圖形用戶界面組件的使用。實驗要求：掌握容器與組件的使用，事件對象和事件處理機制。41、2、34.網絡編程、數據庫實驗內容：URL類與InetAddress類的使用，基于連接的套接字通信方式。MySQL與Java連接。實驗要求：了解Java的線程、URL、Socket通信機制、加載數據庫驅動和連接數據庫的Java程序。41、2、3合計16五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論、案例、視頻資源共享、實驗等教學手段完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。在教學中注重培養(yǎng)學生的學習興趣，將教學中設計的每個任務和項目案例結合，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；提高學生應用知識的能力，從而達到教學效果的最優(yōu)化。在實驗教學環(huán)節(jié)中，通過啟發(fā)式教學、討論式教學，采用教師講授和學生動手操作的方法；在實驗中要嚴格遵守實驗紀律，每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。在實驗中培養(yǎng)學生自主學習能力、實際動手能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材（1）黑馬程序員著.Java基礎案例教程（第2版）[M].北京：人民郵電出版社，2021.（2）宋晏，楊國興主編.Java程序設計及應用開發(fā)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2019.（3）何受倩，吳道君等主編.Java程序設計教程[M].北京：中國鐵道出版社中國鐵道出版社，2020.2.參考書（1）耿祥義.Java程序設計基礎((第2版)[M].北京：清華大學出版社，2021.（2）王愛國.Java面向對象程序設計.[M].北京:機械工業(yè)出版社，2020.（3）教育部考試中心.全國計算機等級考試二級教程——Java語言程序設計(2021年版)[M].北京：高等教育出版社，2020.3.期刊（1）GaoYuan.ApplicationofJavaprogramminglanguageincomputersoftwaredevelopment[J].Networksecuritytechnologyandapplication,2021(01):40-42.（2）梁秀俊,劉璐,劉彥豐等.基于Java語言的在線導熱實驗虛擬仿真軟件開發(fā)[J].實驗室研究與探索,2022,41(2):106-111.（3）朱向陽.基于Java的一體化加工自動歸檔平臺設計[J].華北理工大學學報(自然科學版),2022,44(2):106-113+120.（4）鄧小鴻,拜亞萌,黃斌等.一種可檢測Java程序盜版的動態(tài)胎記技術[J].計算機工程與應用，2010,46(17):69-71+84.（5）劉嘉華,萬明,周晨.基于雙向LSTM的Java開源軟件漏洞檢測[J].計算機應用與軟件,2020,37(12):322-327.4.網絡資源：（1）Java教程｜菜鳥教程網站[EB/OL].[2013-2023]/java/java-tutorial.html（2）廖雪峰．廖雪峰的官方網站[EB/OL].(2019-01-01)[2022-09-01]/wiki/1252599548343744（3）甲骨文中國Oracle提供的技術資源[EB/OL]./cn/technical-resources/七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)20（1）根據課堂出勤情況、課程視頻、章節(jié)學習等情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√1082作業(yè)10（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42實驗10（1）根據每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質量單獨評分，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗報告成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√442期末考核60（1）期末測試成績100分，以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核Java的基本語法、面向對象、線程、集合、圖形界面等內容。（3）測試題型為：程序設計、程序改錯題等?！獭獭?0255合計：100分484111八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)