《JAVA程序設(shè)計(jì)A》教學(xué)大綱

《JAVA程序設(shè)計(jì)A》教學(xué)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(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：4學(xué)分學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）先修課程：信息處理技術(shù)、C程序設(shè)計(jì)后續(xù)課程：JavaWeb編程適用專業(yè)：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)課單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說(shuō)明《JAVA程序設(shè)計(jì)A》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程從Java語(yǔ)言著手，系統(tǒng)闡述面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的編程思想，是學(xué)習(xí)后續(xù)程序設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)等編程課程的基礎(chǔ)和紐帶。其內(nèi)容主要包括面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想與特性、Java程序概述、Java編程基礎(chǔ)、面向?qū)ο笾械睦^承、多態(tài)、接口、異常處理等概念、集合、文件與I/O流、JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)操作、多線程與網(wǎng)絡(luò)編程等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用Java語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序，并能熟練地進(jìn)行程序的調(diào)試和維護(hù)，為學(xué)生從事軟件開(kāi)發(fā)解決實(shí)際問(wèn)題奠定良好基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1:掌握面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄炀氄莆認(rèn)ava語(yǔ)言的運(yùn)行機(jī)制、基礎(chǔ)知識(shí)和語(yǔ)法，深入理解Java語(yǔ)言中抽象、封裝、繼承、多態(tài)、接口、內(nèi)部類、異常處理機(jī)制等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)特性，并掌握J(rèn)ava語(yǔ)言中集合、文件與I/O流、JDBC、多線程和網(wǎng)絡(luò)編程等的使用。掌握運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的方法和技能，為軟件開(kāi)發(fā)打下扎實(shí)的編程基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思維能力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，能基于Java語(yǔ)言、運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想編寫(xiě)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序，選擇和應(yīng)用不同開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，并能正確、熟練地進(jìn)行程序的調(diào)試和維護(hù)，具備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的代碼編寫(xiě)習(xí)慣，具備從事軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力以通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件來(lái)解決社會(huì)需求中的一些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。課程目標(biāo)3：具有較強(qiáng)的自我更新知識(shí)和技能的能力，能緊跟面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和Java語(yǔ)言的前沿動(dòng)態(tài)。具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)、能獨(dú)立思考和運(yùn)用軟件來(lái)解決問(wèn)題，具備軟件開(kāi)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(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和抗壓能力以及終生學(xué)習(xí)意識(shí)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.2能夠針對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題設(shè)計(jì)整體項(xiàng)目解決方案，掌握項(xiàng)目開(kāi)發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，完成項(xiàng)目的軟硬件設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行和維護(hù)等。課程目標(biāo)1:掌握面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄炀氄莆認(rèn)ava語(yǔ)言的運(yùn)行機(jī)制、基礎(chǔ)知識(shí)和語(yǔ)法，深入理解Java語(yǔ)言中抽象、封裝、繼承、多態(tài)、接口、內(nèi)部類、異常處理機(jī)制等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)特性，并掌握J(rèn)ava語(yǔ)言中集合、文件與I/O流、JDBC、多線程和網(wǎng)絡(luò)編程等的使用。掌握運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的方法和技能，為軟件開(kāi)發(fā)打下扎實(shí)的編程基礎(chǔ)。M4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題選擇研究路線，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思維能力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，能基于Java語(yǔ)言、運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想編寫(xiě)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序，選擇和應(yīng)用不同開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，并能正確、熟練地進(jìn)行程序的調(diào)試和維護(hù)，具備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的代碼編寫(xiě)習(xí)慣，具備從事軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力以通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件來(lái)解決社會(huì)需求中的一些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬。課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思維能力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，能基于Java語(yǔ)言、運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想編寫(xiě)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序，選擇和應(yīng)用不同開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，并能正確、熟練地進(jìn)行程序的調(diào)試和維護(hù)，具備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的代碼編寫(xiě)習(xí)慣，具備從事軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力以通過(guò)開(kāi)發(fā)軟件來(lái)解決社會(huì)需求中的一些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。課程目標(biāo)3：具有較強(qiáng)的自我更新知識(shí)和技能的能力，能緊跟面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和Java語(yǔ)言的前沿動(dòng)態(tài)。具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)、能獨(dú)立思考和運(yùn)用軟件來(lái)解決問(wèn)題，具備軟件開(kāi)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(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和抗壓能力以及終生學(xué)習(xí)意識(shí)。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)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(xué)要求：能夠安裝JDK，配置開(kāi)發(fā)環(huán)境和常用的外圍設(shè)備；理解Java程序的工作原理；了解Java的發(fā)展簡(jiǎn)史。重點(diǎn)：Java虛擬機(jī)的概念；Java運(yùn)行環(huán)境設(shè)置和開(kāi)發(fā)工具的使用。難點(diǎn):程序的編寫(xiě)、調(diào)制和運(yùn)行；工具包的使用4212.Java基本語(yǔ)法2.1簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型；2.2運(yùn)算符和表達(dá)式；2.3控制語(yǔ)句：if，switch，for，while，do2.4一維數(shù)組和二維數(shù)組教學(xué)要求：掌握J(rèn)ava的基本數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式的使用和優(yōu)先級(jí)、流程控制語(yǔ)句、數(shù)組的使用方法、Java的標(biāo)識(shí)符、定義和使用變量和常量。重點(diǎn)：運(yùn)算符與表達(dá)式、流程控制語(yǔ)句、數(shù)組。難點(diǎn)：流程控制語(yǔ)句、數(shù)組。421、23.面向?qū)ο缶幊?.1面向?qū)ο蟮幕靖拍?.2對(duì)象與類3.3繼承與多態(tài)3.4構(gòu)造方法3.5接口和包3.6異常處理教學(xué)要求：理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念、特性。理解接口、包的作用和用法。掌握類與對(duì)象的關(guān)系。掌握類和對(duì)象的定義及使用。掌握方法、構(gòu)造函數(shù)的概念，掌握J(rèn)ava對(duì)異常的處理機(jī)制。重點(diǎn)：類與對(duì)象的使用、構(gòu)造函數(shù)的使用、區(qū)別方法重載和方法覆蓋。掌握多態(tài)、構(gòu)造方法的繼承和重載、接口的實(shí)現(xiàn)和異常處理的方法。難點(diǎn)：對(duì)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(xué)要求：掌握?qǐng)D形用戶界面實(shí)現(xiàn)的基本原理和方法、掌握J(rèn)ava語(yǔ)言中圖形用戶界面程序的編寫(xiě)，掌握基本圖形的繪制方法。重點(diǎn)：常用GUI標(biāo)準(zhǔn)組件的使用。難點(diǎn)：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(xué)要求：了解流的概念。理解基本的I/O對(duì)象。掌握I/O的處理、字節(jié)流的處理、字符流的處理。重點(diǎn)：使用文件流對(duì)文件的操作。難點(diǎn)：不同情況下使用適當(dāng)?shù)淖址斎肓鳌?1、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(xué)要求：了解多線程的優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行機(jī)制。理解線程與多線程的概念。理解線程同步的方法。掌握J(rèn)ava中多線程的兩種創(chuàng)建方法（繼承Thread類與實(shí)現(xiàn)Runable接口）。重點(diǎn)：掌握線程的實(shí)現(xiàn)方法。難點(diǎn)：掌握線程的同步實(shí)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(xué)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(dá)式。重點(diǎn)：ArrayList、LinkedList、Iterator遍歷、HashSet、TreeSet、Map遍歷。難點(diǎn)：Lambdda表達(dá)式。41、2、38.網(wǎng)絡(luò)編程8.1網(wǎng)絡(luò)編程的基本概念：網(wǎng)絡(luò)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(xué)要求：掌握J(rèn)ava網(wǎng)絡(luò)編程的基本原理與方法。重點(diǎn)：URL、端口等基本概念；套接字通信方式。難點(diǎn)：使用套接字通信方式編程。221、2、39.JDBC9.1JDBC概述9.2JDBCAPI基本內(nèi)容和使用9.3JDBC編程教學(xué)要求：理解JDBC、數(shù)據(jù)源、JDBC類的概念。理解JDBC與MySQL等數(shù)據(jù)庫(kù)的連接機(jī)制。掌握J(rèn)DBCAPI訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用技術(shù)。重點(diǎn)：JDBCAPI訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用技術(shù)。難點(diǎn)：API函數(shù)應(yīng)用。221、2、3合計(jì)48162.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.Java基本語(yǔ)法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉JDK開(kāi)發(fā)環(huán)境、使用條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句、數(shù)組編寫(xiě)程序；實(shí)驗(yàn)要求：掌握J(rèn)ava語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)規(guī)范；掌握if、switch、for語(yǔ)句；一維數(shù)組的概念、定義和使用41、22.面向?qū)ο髮?shí)驗(yàn)內(nèi)容：類的繼承、封裝、多態(tài)、接口。實(shí)驗(yàn)要求：掌握類的繼承的基本特征、封裝的方法、接口的應(yīng)用。理解多態(tài)。41、23.圖形用戶界面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：圖形用戶界面組件的使用。實(shí)驗(yàn)要求：掌握容器與組件的使用，事件對(duì)象和事件處理機(jī)制。41、2、34.網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(shí)驗(yàn)要求：了解Java的線程、URL、Socket通信機(jī)制、加載數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)和連接數(shù)據(jù)庫(kù)的Java程序。41、2、3合計(jì)16五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將教學(xué)中設(shè)計(jì)的每個(gè)任務(wù)和項(xiàng)目案例結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，從而達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)，采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)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(chǔ)案例教程（第2版）[M].北京：人民郵電出版社，2021.（2）宋晏，楊國(guó)興主編.Java程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019.（3）何受倩，吳道君等主編.Java程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社中國(guó)鐵道出版社，2020.2.參考書(shū)（1）耿祥義.Java程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)((第2版)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021.（2）王愛(ài)國(guó).Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì).[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2020.（3）教育部考試中心.全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)教程——Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(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(yǔ)言的在線導(dǎo)熱實(shí)驗(yàn)虛擬仿真軟件開(kāi)發(fā)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2022,41(2):106-111.（3）朱向陽(yáng).基于Java的一體化加工自動(dòng)歸檔平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].華北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,44(2):106-113+120.（4）鄧小鴻,拜亞萌,黃斌等.一種可檢測(cè)Java程序盜版的動(dòng)態(tài)胎記技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010,46(17):69-71+84.（5）劉嘉華,萬(wàn)明,周晨.基于雙向LSTM的Java開(kāi)源軟件漏洞檢測(cè)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2020,37(12):322-327.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）Java教程｜菜鳥(niǎo)教程網(wǎng)站[EB/OL].[2013-2023]/java/java-tutorial.html（2）廖雪峰．廖雪峰的官方網(wǎng)站[EB/OL].(2019-01-01)[2022-09-01]/wiki/1252599548343744（3）甲骨文中國(guó)Oracle提供的技術(shù)資源[EB/OL]./cn/technical-resources/七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)20（1）根據(jù)課堂出勤情況、課程視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)等情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?082作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?42實(shí)驗(yàn)10（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√442期末考核60（1）期末測(cè)試成績(jī)100分，以測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核Java的基本語(yǔ)法、面向?qū)ο?、線程、集合、圖形界面等內(nèi)容。（3）測(cè)試題型為：程序設(shè)計(jì)、程序改錯(cuò)題等?！獭獭?0255合計(jì)：100分484111八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)