《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》課程教學大綱

《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》教學大綱一、課程概述課程名稱面向?qū)ο蟪绦蛟O計英文名稱Object-OreintedProgramming課程性質(zhì)專業(yè)必修課課程代碼22125014總學時64學時理論32學時+實驗32學時學分3.0開課學期第二學期先修課程程序設計基礎(chǔ)適用專業(yè)網(wǎng)絡工程開課單位計算機與電氣工程學院二、課程簡介面向?qū)ο蟪绦蛟O計是網(wǎng)絡工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程是在面向過程程序設計基礎(chǔ)上介紹另一種面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法，該程序設計方法是以認識論為基礎(chǔ)，盡可能模擬人類習慣的思維方式，用對象來理解和分析問題空間，使開發(fā)軟件的方法與過程盡可能接近人類認識世界、解決問題的思維方法與過程，使描述問題的問題空間與實現(xiàn)解法的解空間在結(jié)構(gòu)上盡可能一致。本課程以高級程序設計語言Java為載體主要介紹面向?qū)ο蠓椒?、Java基礎(chǔ)、類和對象，繼承、多態(tài)、異常和輸入輸出流等，使學生能深刻理解和領(lǐng)會面向?qū)ο蟪绦蛟O計的思想和方法，類的封裝性、繼承性和多態(tài)性與程序的安全性、結(jié)構(gòu)性和靈活多樣性之間的關(guān)系，并為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。三、學習目標課程目標1:能夠理解符合人類思維習慣的面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本思想和方法，并能使用面向?qū)ο蟪绦蛟O計思維和方法對問題中的所有對象所具有的屬性和行為進行分析，然后根據(jù)對象的共性和個性進行類的劃分，并用類圖進行描述，具備基于面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法的應用系統(tǒng)分析和計算思維能力。（支撐畢業(yè)要求2.2）課程目標2:熟知并能運用面向?qū)ο驤ava語言程序的基本語法知識，并能夠?qū)σ研枨蠓治龅墓こ虇栴}的進行設計實施方案、編寫代碼、調(diào)試運行，并對運行結(jié)果進行分析評價，從而得要需要的模擬或求解，使學生具備系統(tǒng)設計和開發(fā)能力。（支撐畢業(yè)要求2.3）課程目標3:能夠?qū)碗s規(guī)模工程問題使用的面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法進行分析、比較，選擇最優(yōu)線路，設計實施方案并編碼實現(xiàn)，從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和綜合應用能力。（支撐畢業(yè)要求3.1）課程目標4:能夠熟練搭建Java運行環(huán)境，并能在Java環(huán)境中熟練的編輯、編譯、運行和調(diào)試Java程序，且能夠熟練使用常用的Java庫中的資源，提高開發(fā)效率，從而培養(yǎng)學生現(xiàn)代工具的使用能力。（支撐畢業(yè)要求5.3）四、學習目標對畢業(yè)要求指標點的支撐表4-1學習目標對畢業(yè)要求指標點的支撐畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點學習目標12342.問題分析2.2能夠?qū)④浖こ讨械南嚓P(guān)知識和數(shù)學模型用于推演、分析軟件工程領(lǐng)域的復雜工程問題；H2.問題分析2.3在需求分析基礎(chǔ)上實現(xiàn)單元模塊或算法設計，并測試正確性，能根據(jù)結(jié)果進行評價；H3.系統(tǒng)設計/開發(fā)解決方案3.1能夠針對軟件工程領(lǐng)域的復雜工程問題，根據(jù)對象特征，選擇研究路線，設計實驗方案；M5.現(xiàn)代工具使用5.3知曉軟件工程領(lǐng)域的常用設計工具、開發(fā)工具、測試工具以及信息檢索工具。M五、教學內(nèi)容、實施方法和手段表5-1理論教學內(nèi)容與進度要求教學章節(jié)小節(jié)內(nèi)容要求具體要求學生成果學習目標學時一、Java概述(1)Java概述認知Java技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展Java語言的特點Java開發(fā)和執(zhí)行環(huán)境能夠安裝好JDK和Eclipse并配置好學習目標11學時(2)Java程序的結(jié)構(gòu)認知Java程序的基本結(jié)構(gòu)Java程序的編輯。編譯和運行Java程序的輸入輸出能夠掌握Java程序的基本結(jié)構(gòu)并成功調(diào)試學習目標12學時二、Java語言基礎(chǔ)(1)Java基礎(chǔ)認知1.變量和數(shù)據(jù)類型2.運算符與表達式3.控制語句能夠在Java開發(fā)環(huán)境下編寫簡單的Java風格的程序。學習目標12學時(2)字符串理解1.字符串對象創(chuàng)建2.字符串常見操作。3.串常量和串變量4.StringBuffer的使用能夠在Java程序中靈活使用字符串的各種操作學習目標11學時(3)數(shù)組認知1.一維數(shù)組創(chuàng)建和引用2.二維數(shù)組創(chuàng)建和應用3.常見的數(shù)組處理方法。4.數(shù)組的應用能夠在Java程序中應用數(shù)組來解決問題學習目標22學時三、面向?qū)ο蟪绦蛟O計基礎(chǔ)面向?qū)ο蟪绦蛟O計概述及基本特征認知1.面向?qū)ο蟪绦蛟O計概述2.類與對象3.面向?qū)ο蟪绦蛟O計基本特征能夠明白面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本特征能夠在Java程序中對待處理問題中的對象具有的屬性和行為進行正確的描述、訪問和運算學習目標22學時四、類與對象(1)類定義和對象創(chuàng)建認知1.類的定義2.對象創(chuàng)建和成員訪問3.構(gòu)造方法4.包的使用能夠定義類中的成員屬性和成員方法，能夠利用構(gòu)造方法創(chuàng)建對象并訪問對象的成員。學習目標22學時(2)非訪問控制符分析1.static變量和static方法2.final修飾符3.abstract修飾符能夠靈活運用static屬性和方法，知道使用終極類和抽象類的情況。學習目標22學時五、繼承與多態(tài)(1)繼承性認知1.繼承概述2.子類的定義3.構(gòu)造方法的重載和繼承4.父類對象和子類對象的賦值和轉(zhuǎn)化能夠使用繼承機制實現(xiàn)在已有類基礎(chǔ)上派生新類描述，并能創(chuàng)建派生類對象，引用對象成員學習目標22學時(2)多態(tài)性分析1.多態(tài)性的概述2.抽象類3.接口4.多態(tài)性應用能夠運用面向?qū)ο蟮某绦蛟O計方法中的多態(tài)性解決現(xiàn)實中多個具有繼承關(guān)系的類中具有相同的功能但各自具有不同的實現(xiàn)的問題。學習目標3,42學時(3)利用抽象類、接口和Object類實現(xiàn)多態(tài)分析1.使用抽象類實現(xiàn)多態(tài)2.使用接口實現(xiàn)多態(tài)3.用Object數(shù)組實現(xiàn)多態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)變量的多態(tài)和有不同的實現(xiàn)的問題。學習目標22學時六、圖形用戶界面(1)圖形用戶界面基礎(chǔ)認知1.圖形用戶界面概述2.基本的圖形用戶界面程序能夠知道什么是圖形用戶界面及其形成過程。學習目標22學時(2)布局管理和事件處理理解1.常用的布局管理器及其特征2.基本事件3.事件處理過程能夠使用布局管理器布局界面，能夠使界面上的組件響應事件。學習目標3,42學時(3)GUI組件的使用認知1.JButton按鈕與JList列表框2.JTextArea文本域3.JMenuBar和JMenu菜單欄與主菜單4.JDialog對話框能夠使用Java常用的GUI組件構(gòu)建界面學習目標3,42學時七、輸入輸出流和文件(1)輸入輸出流綜合1.流的定義與分類2.輸入流和輸出流的使用3.字節(jié)流和字符流的使用能夠熟練運用常用的I/O流進行程序的輸入輸出。學習目標32學時(2)文件綜合1.文件定義與分類2.文件屬性獲取3.文件內(nèi)容的讀寫能夠運用File類的方法獲取文件屬性，能夠運用時輸入輸出流讀寫文件內(nèi)容。學習目標32學時八、異常處理異常處理理解1.異常和錯誤2.運行時異常和非運行時異常3.異常的2種處理方法能夠運用異常處理增強程序的健壯性。學習目標2,42學時表5-2實驗教學內(nèi)容與進度要求序號實驗項目實驗內(nèi)容實驗類型學時必做/選做學習目標1Java初體驗JDK的安裝與配置；Eclipse的安裝；熟悉實驗操作平臺驗證性2學時必做學習目標12Java的基本程序結(jié)構(gòu)熟悉Java的基本程序結(jié)構(gòu)、環(huán)境配置、編寫求素數(shù)的算法設計性2學時必做學習目標23數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式編寫處理不同類型數(shù)據(jù)和表達式的程序設計性2學時必做學習目標24Java程序控制語句練習編寫使用不同選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設計性2學時必做學習目標15一維數(shù)組和二維數(shù)組的使用Java中的數(shù)組聲明、創(chuàng)建、初始化與使用設計性2學時必做學習目標26方法方法的定義與調(diào)用方法設計性2學時必做學習目標27字符串類及其他常用類的應用編寫一個系統(tǒng)類、包裝類、字符串類、緩沖字符串程序驗證性2學時必做學習目標18類與對象類聲明和類成員的實現(xiàn)；類對象創(chuàng)建；對象成員的引用；驗證性2學時必做學習目標19類的繼承與多態(tài)編寫體現(xiàn)類的繼承性(成員變量,成員方法,成員變量隱藏)及體現(xiàn)類的多態(tài)性(成員方法重載,構(gòu)造方法重載)的程序設計性2學時必做學習目標210抽象類與接口編寫抽象類或接口程序并放到不同的包中設計性2學時必做學習目標211類的封裝、繼承和多態(tài)綜合編寫包括類的封裝、繼承和多態(tài)，涉及到大部分面向?qū)ο笾R點的程序綜合性2學時必做學習目標212圖形界面編程在JFrame容器中添加面板容器，并分別在JFrame容器、面板容器中添加組件并使用不同的布局管理方式設計性2學時必做學習目標3,413事件處理為圖形界面添加事件處理，通過鼠標和鍵盤執(zhí)行不同操作設計性2學時必做學習目標114輸入輸出流編程編寫文本界面從外部文件中讀取多種類型數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)保存到外部文件中的程序設計性2學時必做學習目標3,415異常處理編寫包含有多種異常處理方法的異常處理程序設計性2學時必做學習目標216綜合程序設計編寫將前面全部知識點融合在一起的程序綜合性2學時必做學習目標3,4表5-3課程實施方法和手段序號采用方法和手段具體目標1講授法：主要用于課堂多媒體教學,通過敘述、描繪、解釋、推論來傳遞信息,傳授知識,闡明概念引導學生分析和認識問題2討論法：主要用于課外指導和課堂教學,針對學生提出的問題,通過討論或辯論,各抒己見。使學生獲得知識或鞏固知識,培養(yǎng)學生的口頭表達能力、分析問題能力和歸納總結(jié)能力3練習法：主要用于在線平臺的課堂測驗和課后作業(yè),通過指導和提出有針對性的問題,。使學生鞏固知識,運用知識，培養(yǎng)學生的書面表達能力以及運用知識解決問題的能力。4任務驅(qū)動法：主要用于作業(yè),通過給學生布置探究性的學習任務,讓學生掌握查閱資料、整理知識體系。使學生掌握整理知識體系的基本方法，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生獨立探索及合作精神六、課程思政表6-1課程思政內(nèi)容課程思政教學內(nèi)容=1\*GB3①遵循規(guī)律：遵循科學的規(guī)律、遵守規(guī)則。=2\*GB3②集體榮譽感：熱愛集體、關(guān)心集體、自覺地為集體盡義務、做貢獻、爭榮譽的道德情感。=3\*GB3③傳承美德：傳承中華文化弘揚傳統(tǒng)美德。表6-2課程思政具體案例序號所屬章節(jié)/案例名稱案例教學目標思政元素1第3章第1講面向?qū)ο蟪绦蛟O計概述能夠明白面向?qū)ο蟪绦蛟O計中什么是類和什么是對象。遵循規(guī)律：通過面向?qū)ο笾械念惡蛯ο蟾拍畹闹v解對客觀世界中的事物共性和個性抽象的結(jié)果。讓學生明白客觀世界的事物總是存在著相互獨立，有存在著千絲萬縷的聯(lián)系，要善于發(fā)現(xiàn)規(guī)律遵循規(guī)律。2第4章第2講類的聲明能夠用類的聲明和類成員的實現(xiàn)以及類對象的創(chuàng)建，對客觀世界中類和對象進行描述。集體榮譽感：通過類是不同類型數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)操作的組合，它們是一個整體,從而引出不同的學生組合在一起構(gòu)成一個整體,進而培養(yǎng)學生的團隊意識和集體榮譽感。3第5章第2講繼承的實現(xiàn)能夠運用繼承和派生的方法對復雜實際問題進行類的劃分，分析類與類之間的繼承關(guān)系，并使用繼承實現(xiàn)代碼共享。傳承美德：通過對繼承與派生的講解,讓學生知道在編寫程序時可以通過繼承的方式來重復利用原來寫好的代碼,進而告訴學生中華民族有很多的傳統(tǒng)美德是值得我們繼承和發(fā)揚光大的,映射出對中華民族的傳統(tǒng)美德的繼承和弘揚七、考核及成績評定（1）考核方法本課程考核采用平時成績+實驗成績+期末考試的綜合考核方式，即：總成績=平時成績*20%+實驗成績*30%+期末考試成績*50%平時成績分為3部分：課后作業(yè)（5%）、課堂測試（10%）、大作業(yè)（5%）。實驗成績分為2部分：實驗課堂表現(xiàn)及上交程序情況（20%）、實驗報告（10%）各考核方式及權(quán)重占比分配表如表7-1所示。表7-1各考核方式及權(quán)重占比分配表考核方式權(quán)重學習目標考核方式及成績占比Sik(%)分學習目標權(quán)重Pi（%）實驗課表現(xiàn)（1）實驗報告（2）期末考試（3）課堂測試（4）課后作業(yè)（5）大作業(yè)（6）課程目標1352080036課程目標21032523043課程目標352500315課程目標42000226考核方式成績比例合計（%）2010501055100（2）考核內(nèi)容及評價標準=1\*GB3①實驗成績：占總成績的30%。主要考核操作實驗平臺工具的能力、實際編程能力和代碼調(diào)試能力、語言表達與溝通能力、實驗報告撰寫與文字表達能力。實驗考核評價的依據(jù)包括實驗報告、平時實驗完成情況和實驗考試三個部分,其中實驗考試為主,占50%。實驗考試時,教師會現(xiàn)場給出2-3道題目由學生現(xiàn)場編程調(diào)試完成。教師根據(jù)學生完成的速度和正確度給出相應分數(shù):正確完成全部題目者分數(shù)中等,速度快者分數(shù)高,速度慢者分數(shù)低:部分完成或未完成題目者降檔或不及格。評分標準如表7-2所示。表7-2實驗考核方案及評價標準學習目標考核內(nèi)容考核標準優(yōu)秀（90-100分）良好（80-90分）中等（70-80分）及格（60-70分）不及格（60分以下）學習目標11.簡單的Java程序設計；2.方法；3.類與對象；4.面向?qū)ο蟮奶卣鳎?.數(shù)組；設計方案通過并實現(xiàn)，能解決實驗過程中出現(xiàn)的問題；能夠獨立完成報告的撰寫，內(nèi)容全面；能夠詳細記錄實驗過程，對實驗數(shù)據(jù)進行正確分析、討論，并能得到有效結(jié)論。設計方案通過并實現(xiàn)，并能解決實驗過程中出現(xiàn)的部分問題；能夠獨立完成報告的撰寫，內(nèi)容比較全面；實驗過程記錄比較詳細，分析、討論比較得當，并能得到有效結(jié)論。在同學、老師的幫助下設計方案通過并實現(xiàn)；能夠獨立完成報告的撰寫，內(nèi)容基本全面；實驗過程記錄基本詳細，分析、討論基本得當，能夠得到部分有效結(jié)論。在同學、老師的幫助下程序部分設計方案通過并實現(xiàn)；能夠獨立完成報告的撰寫，內(nèi)容不夠全面；實驗過程記錄不夠詳細，分析、討論不夠得當，實驗結(jié)論不夠合理。未做實驗或未交實驗報告學習目標21.static屬性和static方法；2.構(gòu)造方法；3.對象數(shù)組；4.異常；5.類的繼承、封裝和多態(tài)；6.GUI7.文件輸入輸出程序設計學習目標31.類的組合綜合程序設計；2.多態(tài)性綜合程序設計；3.GUI和輸入輸出流綜合設計；=2\*GB3②期末考試成績：占總成績50%。主要對學生學習情況的全面檢查，其內(nèi)容覆蓋各章知識點,主要考核學生的計算思維能力和編程能力，題型主要以程序閱讀、程序設計等綜合應用題。期末考核評價依據(jù)主要是期末考試試卷，采用閉卷形式，考試時間120分鐘，成績采用百分制，卷面成績總分100分，具體考試時間安排在期末考試周由教務處統(tǒng)一通知。=3\*GB3③平時成績：占總成績20%。平時考核貫穿整個學習期間，考核內(nèi)容包括章節(jié)知識點掌握情況,特別是涉及不易在限定時間內(nèi)完成，需要查閱相關(guān)資料，需要考慮非技術(shù)因素，需要考慮對問題的分析與建模能力的內(nèi)容。平時考核評價主要依據(jù)作業(yè)完成情況、課堂測試、小組討論等，有條件的可以依據(jù)在線慕課平臺或在線評測系統(tǒng)等進行成績評定。A、課堂測試：占總成績的10%?；旧厦看握n堂上在授課內(nèi)容結(jié)束之后，可通過在線平臺進行針對本次授課內(nèi)容所涉及到的知識點進行測試，題型一般為單選題、多選題、判斷題和填空題等，學生通過移動端平臺，測試的結(jié)果不僅僅可以檢測學生學習情況，還可以進行課堂考勤。課堂測試考核方案和評價標準如表7-3所示。表7-3課堂測試考核方案和評價標準學習目標考核內(nèi)容評價標準學習目標11.Java中數(shù)據(jù)類型、表達式、輸入輸出；2.方法（默認參數(shù)和方法重載）；3.構(gòu)造方法的特點及使用方法；4.引用的格式和方法；5.類和對象的聲明定義和引用；6.靜態(tài)成員的聲明和使用7.派生類聲明，派生類對象創(chuàng)建；8.抽象類和接口的特點及使用；9.運算符重載；10.Gui組件的使用；題目和答案都在平臺的題庫中，客觀題通過平臺自動評分，主觀題由老師在平臺根據(jù)答案的正確程度手動評分，然后在平臺上發(fā)布學生分數(shù)。學習目標21.方法（默認參數(shù)、引用參數(shù)和重載）執(zhí)行流程分析；2.對象創(chuàng)建和釋放的流程分析；3.派生類對象創(chuàng)建和釋放的流程分析；B、課后作業(yè)：占總成績的5%。課后定期的布置作業(yè)，布置次數(shù)不低于5次，每次作業(yè)的占比均分，根據(jù)學生作業(yè)是否按時上交、是否獨立完成以及作業(yè)完成準確性與可讀性評分。作業(yè)考核方案和評價標準如表7-4所示。表7-4作業(yè)考核方案和評價標準學習目標考核內(nèi)容評價標準優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（60分以下）學習目標11.Java基礎(chǔ)知識；2.動態(tài)內(nèi)存分配與應用；3.靜態(tài)成員；4.方法按時足量提交，90%以上的概念與計算正確，方案合理，書寫清晰、規(guī)范按時足量提交，80%以上的概念與計算正確，方案較合理，書寫比較清晰、規(guī)范缺量提交，70%以上的概念與計算正確，方案基本合理，書寫基本清晰、規(guī)范補交，60%以上的概念與計算正確，方案不夠合理，書寫不夠清晰、規(guī)范不交作業(yè)學習目標21.類和對象問題分析與設計；2.繼承問題的分析與設計3.圖形用戶界面分析與設計；學習目標31.類和對象綜合程序設計應用；2.繼承與派生綜合程序設計應用；3.多態(tài)性綜合程序設計應用4.輸入輸出流與文件綜合程序設計應用C、大作業(yè)：占總成績的5%。大作業(yè)分組進行，每個小組通過文獻查閱，準備素材，共同分析討論，分工合作完成綜合任務，大作業(yè)的評分通過小型答辯完成；匯報小組按照學號輪流方式進行，采用組內(nèi)推薦方式確定具體匯報人。評分按查閱文獻情況、團隊協(xié)作、素材準備、問題分析、現(xiàn)場敘述交流和回答問題情況等進行評價。大作業(yè)考核方案和評價標準如表7-5所示。表7-5大作業(yè)考核方案和評價標準學習目標考核內(nèi)容評價標準考核內(nèi)容比例優(yōu)良中差學習目標21.采用面向?qū)ο蟪绦蛟O計的方法對小型的信息管理系統(tǒng)進行分析，要求描述該系統(tǒng)中所涉及到的對象，這些對象可以劃分成哪些類，每個類的對象包含哪些數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，類和類之間存在什么聯(lián)系。（用文字和圖示來描述）素材準備15%12-159-116-80-5團隊協(xié)作15%12-159-116-80-5問題分析25%21-2514-208-130-7學習目標31.編程實現(xiàn)一個小型的信息管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能實現(xiàn)過程中要求充分利用面向?qū)ο蟪绦蛟O計的封裝性、繼承性和多態(tài)性。要求系統(tǒng)有簡易菜單，界面的功能展示要層次清楚，系統(tǒng)要有一定的交互性和健壯性報告交流25%21-2514-208-130-7問題回答20%16-2011-156-100-5=4\*GB3④按照工程教育認證標準和學校人才培養(yǎng)要求，考核以學生能力是否有效達成為基準。為保障學生課程培養(yǎng)能力的達成，規(guī)定期末考試卷面成績低于45分（不含45分）總評成績一律為不及格。=5\*GB3⑤考核周期為一個學年。為使評價結(jié)果盡快反饋給各個教學環(huán)節(jié)，促使各個教學環(huán)節(jié)盡快改進，保證教學效果的快速提升。⑥考核依據(jù)《計算機與電氣工程學院學習目標