1、程序設計課程教學大綱一、課程概況所屬專業:數學與應用數學開課單位：數學計算機科學學院課程類型:方向選修課程課程代碼:07491280開課學期:5學分：4學時：51+34核心課程:否擬使用教材： 溫秀梅,祁愛華. Java程序設計教程. 清華大學出版社. 2014.09國內(外)現有教材：1.耿祥義. Java 2實用教程(第四版). 清華大學出版社出版社.2012.092.朱福喜. 面向對象與Java程序設計. 清華大學出版社出版社.2015.07學習參考資料1. 施珺、紀兆輝編著. Java語言實驗與課程設計指導. 南京大學出版社. 2010年第1版2. Bruce Eckel著. Java

2、編程思想. 機械工業出版社. 2007年第4版3. 印旻. Java語言與面向對象程序設計. 清華大學出版社. 2008.09二、課程描述Java語言是當前最為流行的程序設計語言之一，諸多優秀的特性使其成為被業界廣泛認可和采用的編程工具。Java作為一種跨平臺的程序語言，其版本涵蓋的范圍較廣，從定位于嵌入式系統應用的J2ME到定位于客戶端程序應用的J2SE，及至定位于企業服務器端程序應用的J2EE，Java均完整地提供了相關的解決方案。本課程是數學與應用數學專業方向選修課程，通過本課程的教學，幫助學生掌握面向對象的編程設計思想和Java的基本語法、常用技術，并能運用Java技術和基本開發工具M

3、yEclipse進行程序設計。課程的主要內容包括Java開發環境的搭建及其運行機制、基本語法、面向對象的思想、多線程、常用API、集合、IO、GUI、Java數據庫編程、Java網絡編程和Eclipse開發工具使用等。三、課程目標本課程強調面向對象的思維方法的訓練，通過Java面向對象程序設計課程的學習，讓學生了解面向對象的基本概念，培養學生使用面向對象程序設計思想和“計算機思維”方式進行計算機編程，將Java語言作為一種思維工具解決處理現實問題。啟發學生的創新意識，提高學生在程序設計過程中分析問題和解決問題的能力，使學生的理論知識和實踐技能得到共同發展。（一）知識目標通過本課程的學習，應使學

4、生全面了解面向對象方法的發展狀態，掌握Java程序設計的基礎知識，理解與對象的基本概念、定義，理解利用類來解決實際問題的方法，理解并掌握類的封裝、繼承、多態等特性的實質及實現方法，掌握Java基礎類的使用方法，Java異常處理，Java圖形用戶界面設計，I/O系統，多線程編程，多媒體編程和網絡編程基本知識等。（二）能力目標通過本課程的學習,培養學生以下能力：（1）獨立獲取知識的能力逐步掌握科學的學習方法，閱讀并理解與面向對象程序設計方法與開發技術相關的教材、參考書和科技文獻，不斷地擴展知識面，增強獨立思考的能力，更新知識結構；能夠寫出條理清晰的讀書筆記、小結或小論文。（2）科學觀察和思維的能力

5、運用課程學習的基本理論和基本觀點，通過觀察、分析、綜合、演繹、歸納、科學抽象、類比聯想、實驗等方法培養學生發現問題和提出問題的能力，并對所涉問題有一定深度的理解，能判斷研究結果的合理性。（3）分析問題和解決問題的能力根據實際問題的特征、性質以及實際情況，抓住主要矛盾，進行合理的簡化，建立相應的邏輯實體模型，并用形式語言和程序設計語言進行描述，運用所學的面向對象程序設計研究方法進行問題分析和研究。（三）素質目標通過本課程學習,培養學生以下素質：（1）求實精神培養學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態度和刻苦鉆研的作風。（2）創新意識引導學生樹立科學的世界觀，激發學生的求知熱情、探索精神、創新欲望，

6、以及敢于向舊觀念挑戰的精神。（3）科學美感引導學生認識面向對象程序設計所具有的明快簡潔、均衡對稱、奇異相對、和諧統一等美學特征，培養學生的科學審美觀，使學生學會用美學的觀點欣賞和發掘科學的內在規律，逐步增強認識和掌握自然科學規律的自主能力。四、教學要求本課程采用多媒體教學，綜合習題課，課堂討論，作業，上機實習等形式的一體化教學方法，每次課開始教師先講解本次課程語法理論及涉及的例程，然后讓學生在上機課進行模仿編程。實驗教學要求學生通過實驗能夠對課堂講授內容進行驗證、設計或綜合運用，從而進一點加深知識的理解與掌握。在課程設計、實習環節中，以軟件工程方法分析實際應用項目，指導學生進行實際應用項目開發

7、。本課程要求學生掌握JAVA程序語言基本概念，學會使用Java類庫中的類編寫圖形用戶界面（GUI）程序，掌握Java中的異常處理、多線程、輸入輸出流、JDBC和SOCKET通信技術并熟練地用于編程。五、考核方式及要求為實現課程教學目標，本門課程考核方式及要求為：出勤率占10%，點到不少于5次，缺席3次以上（含3次），按無成績計算；隨堂測驗1次，其中測驗1次，成績按20%折算后計入總成績；課程作業6次，按批改成績10%折算后計入總成績；教師隨堂檢查學生課堂筆記記錄情況并打分，按10%計入總成績；期末考試為閉卷考試占總成績的60%。六、課程內容第一章Java概述（授課時間：第五學期第一周）教學目標

8、：要求學生了解Java語言及其相關特性、掌握JDK的安裝以及環境變量的配置。掌握Eclipse啟動、Eclipse進行程序開發和Eclipse程序調試，了解Eclipse安裝和使用Eclipse導出導入jar文件。教學重點：JDK的安裝、環境變量的配置。教學難點：Java運行機制。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于2學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：Java語言的特點Java開發環境的搭建環境變量的配置Java的運行機制Eclipse的安裝與啟動；使用Eclipse導出導入jar文件學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：安裝并使用Eclipse

9、，熟悉Java程序編寫、執行流程。第二章 Java語言基礎（授課時間：第五學期第二周）教學目標：要求學生掌握Java的基本語法、掌握Java中常量和變量的使用、掌握Java流程控制語句的使用。教學重點：Java變量、選擇結構語句、循環結構語句。教學難點：選擇結構語句、循環結構語句。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于3學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：Java代碼的基本格式、Java代碼的注釋、Java代碼的標識符、Java代碼的關鍵字、Java代碼的常量變量的定義、變量的數據類型、變量的類型轉換、變量的作用域算術運算符、賦值運算符、比較運算符、邏

10、輯運算符、位運算符及優先級if語句、switch語句、while語句、do while語句for循環語句、循環嵌套、跳轉語句學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材本章練習題13并在下周課前提交。第三章 類和對象（授課時間：第五學期第三、四、五周）教學目標：要求學生理解面向對象的程序設計思想，掌握類的設計、對象的創建、類的封裝、構造方法的定義及其重載、this和static關鍵字的使用以及包的定義和使用類等基本語法定義，了解垃圾回收機制、內部類、文檔注釋的使用。教學重點：類的定義、對象的創建、類的封裝、構造方法的定義和重載、this和static關鍵字的使用、單例設計模式。教學難點：類

11、與對象的創建和使用、構造方法重載的規則、this關鍵字和static關鍵字的使用、包的定義與引用。學 時：課堂教學9學時，課外自主學習時間不少于6學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：面向對象的概念、類與對象、類的定義、對象的創建與使用類的設計、類的封裝、構造方法的定義和重載、this關鍵字 垃圾回收、靜態變量、靜態方法、靜態代碼塊實例變量、實例方法和類變量、類方法包的聲明與使用、import語句、給Java應用打包、訪問控制內部類和匿名類學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材本章練習題3-5并在下周課前提交。第四章 數組、字符串和向量（授課時間：第五

12、學期第六周）教學目標：掌握數組創建、初始化和使用的方法；掌握字符串的創建和使用方法；了解向量的基本概念。教學重點：數組的概念、創建、初始化，字符串類的使用方法。 教學難點：動態數組的創建、使用，字符串操作函數的理解與使用。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于2學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：一維數組的定義、初始化、引用二維數組的定義、初始化、引用字符串類String的使用方法字符串類StringBuffer類的使用方法向量的基本概念、定義方法學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成本章練習題3，并在下周課前提交。第五章 繼承性和多態性（授課時

13、間：第五學期第七、八周）教學目標：要求學生理解面向對象的繼承和多態的概念，掌握類的繼承、方法重寫、super關鍵字、final關鍵字、抽象類和接口以及多態， 教學重點：類的繼承、final關鍵字、多態、接口和抽象類使用。教學難點：類的繼承、final關鍵字、多態和異常處理。學 時：課堂教學6學時，課外自主學習時間不少于2學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：繼承的概念、基類、派生類、super關鍵字、protected關鍵字、final關鍵字方法的多態性, 方法重寫抽象類、接口、多態、對象的類型轉換學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材本章練習題1、2

14、并在下周課前提交。第六章 異常處理（授課時間：第五學期第九周）教學目標：了解什么是異常、異常的處理方式、自定義異常，理解Java語言的異常處理機制，掌握異常處理方法，學會try、catch、finally等關鍵字的使用。 教學重點：異常處理機制，異常捕獲、異常拋出。教學難點：異常處理機制的理解學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于1學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：異常處理的基礎知識異常類的分類與層次Java異常處理機制異常的捕獲與處理，異常類的創建，自定義異常類學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第6章練習題1并在下周課前提交。第七章

15、圖形用戶界面（授課時間：第五學期第十、十一周）教學目標：要求學生了解GUI開發的相關原理和技巧，掌握AWT組件、Swing組件使用方法，時間處理機制和常用組件事件處理方法，布局管理器、圖形與繪圖的使用等。教學重點：事件處理、布局管理器、Swing組件的使用教學難點：事件處理、布局管理器、Swing組件的使用學 時：課堂教學6學時，課外自主學習時間不少于4學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：GUI概述、圖形與繪圖，顏色、字體設置事件處理機制、事件適配器、監聽事件，窗體事件、鼠標事件、鍵盤事件和動作事件按鈕、文本框、單選按鈕、組合框、類別、菜單、對話框、工具欄、表

16、格等組件的使用方法FlowLayout、BorderLayout、GridLayout等布局管理器的概念及使用方法學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第381頁練習題6.16.3并在下周課前提交。第八章 文件、流和輸入/輸出技術（授課時間：第五學期第十二周）教學目標：要求學生掌握字節流、字符流、轉換流和File類，了解IO中幾個比較重要流以外的其它IO流、RandomAccesseFile和字符編碼。教學重點：字節流、字符流、轉換流和File類教學難點：字節流、字符流、其它IO流、轉換流和File類。本章中內容均有一定的難度，涉及的流種類較繁雜，理清各種流之間的關系及其各個流的作用

17、，將有助于理解和記憶，需引導學生結合代碼學習。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于2學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：字節流、字節流讀寫文件、文件的拷貝、字節流的緩沖區、裝飾設計模式、字節緩沖流字符流、字符流，ObjectInputStream和ObjectOutputStream、DataInputStream和DatOutputStream、PrintStream、標準輸入輸出流過濾流，流的串接，管道流File類、FileInputStream類、FileOutputStream類，隨機讀寫文件RandomAccessFile類，FileRea

18、der類、FileWriter類，與讀/寫二進制文件、讀/寫文本文件對象序列化，對象流學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第8章練習題2、3并在下周課前提交。第九章 Java的Applet編程（授課時間：第五學期第十三周）教學目標：通過對本章的學習，要求學生了解Applet基本概念和Applet生命周期。理解Applet與瀏覽器之間的關系與交互過程。掌握Applet類的功能和主要使用方法。教學重點：Applet生命周期理解，Applet嵌入Web網頁方法，Applet之間的通信。教學難點：Applet嵌入Web頁的方法。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于1學時教學方法：

19、教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：了解Java Applet的基本概念、生命周期和運行原理掌握Applet類及Applet程序的編寫與編譯Applet嵌入Web網頁，熟悉Applet聲音、圖像、動畫等媒體內容的顯示/播放方法了解Applet頁面間的通信和Applet的安全限制學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第9章練習題1并在下周課前提交。第十章 多媒體與多線程（授課時間：第五學期第十四周）教學目標：要求學生掌握Java圖形繪制、圖像的創建、加載和顯示；熟悉進程、線程的概念，掌握線程創建的兩種方式，線程的生命周期中的五種狀態以及五種狀態之間的轉換，了解線程的調

20、度，線程的安全和同步以及多線程之間的通信。教學重點：圖像的創建、加載；多線程的概念、線程的生命周期及狀態轉換、線程的生命周期、多線程通信。教學難點：線程的生命周期、線程的安全和同步、線程的生命周期及狀態轉換。學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于2學時。教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：Java 圖形繪制，圖像的創建、加載和顯示；音頻的加載和播放線程概念、線程的創建線程的生命周期、狀態轉換線程的調度，多線程同步、多線程通信動畫的創建與顯示學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第十章練習題12并在下周課前提交。第十一章 利用JDBC訪問數據庫（授課

21、時間：第五學期第十五周）教學目標：通過對本章的學習，要求學生理解JDBC的基本概念和原理，掌握JDBC的主要接口和核心類，熟練JDBC程序編寫的一般步驟。教學重點：通過JDBC訪問數據庫教學難點：通過JDBC訪問數據庫學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于4學時教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：理解JDBC的基本概念和原理了解JDBC的類型及其使用熟悉JDBC主要的接口和核心類熟悉JDBC進行數據庫操作的步驟學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第11章練習題12并在下周課前提交。第十二章 Java網絡程序設計（授課時間：第五學期第十六、十七周）

22、教學目標：通過對本章的學習，要求學生了解網絡通信協議，TCP/IP協議的特點、熟悉IP地址和端口號的作用、InetAddress對象的使用、掌握UDP和TCP通信方式、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket類的使用。教學重點：TCP/IP協議、UDP和TCP通信 、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket類的使用方法。教學難點：TCP/IP協議、UDP和TCP通信 、ServerSocket、Socket、DatagramPacket、DatagramSocket類的使用方法。

23、學 時：課堂教學3學時，課外自主學習時間不少于2學時教學方法：教師課堂講授為主，使用教學PPT講解演示法。主要內容：網絡通信協議、IP地址和端口號、UDP與TCP協議URL通信，InetAddress類，URL類，URLConnection類TCP Socket通信，ServerSocket、Socket、TCP網絡程序、多線程TCP網絡程序、TCP案例數據報通信學習方法：小組討論、實驗操作。課后作業：完成教材第12章練習題12并在下周課前提交。實驗實驗一： Java基礎（授課時間：第五學期第一、二周）教學目標：熟悉Java程序開發環境NetBeans，學會使用NetBeans編寫、編譯和運行

24、Java源程序，掌握Java基礎語法。主要內容：在NetBeans開發環境下，進行驗證性實驗，熟悉開發環境，了結Java程序結構的特點；按題目要求設計程序，練習Java程序基本的輸入輸出操作，并進行數組練習。學 時：4學時教學方法：演示法/講授/現場指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗二： 類與對象（授課時間：第五學期第三周）教學目標：使用類來封裝對象的屬性和功能；掌握類變量與實例變量，以及類方法與實例方法的區別；掌握package和import語句的使用。主要內容：在NetBeans開發環境中完成程序填空題和程序閱讀分析題，理解并掌握類和對象的定義與使用，掌握類方法與實例方法的使用，掌握pa

25、ckage和import語句的使用；依據題目要求設計程序，練習基本的算法，完成類的定義，創建對象，通過對象成員方法的調用完成問題求解。學 時：2學時教學方法：演示法/講授/現場指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗三： 繼承與多態（授課時間：第五學期第四周）教學目標：掌握類的繼承的實現；掌握Java子類的定義；掌握方法重寫；掌握上轉型對象和多態的實現。主要內容：在 NetBeans 開發環境中完成程序閱讀并分析（即驗證性實驗），理解繼承的含義，理解并掌握上轉型對象的定義和多態的實現；依據題目要求設計程序，練習基本的算法，通過繼承方式和多態的形式解決問題。學 時：2學時教學方法：演示法/講授/現場

26、指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗四： 接口與實現（授課時間：第五學期第五周）教學目標：理解面向對象的程序設計方法；理解接口，設計實現接口的類；掌握接口變量回調接口方法實現多態。主要內容：在NetBeans開發環境中閱讀并分析程序，完成驗證性實驗，理解接口的作用，掌握類實現接口，以及通過接口變量回調接口方法而實現的多態；依據題目要求設計程序，練習基本的算法，通過接口的定義和實現，解決實際問題。學 時：2學時教學方法：演示法/講授/現場指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗五： 異常處理、字符串、時間與數字類（授課時間：第五學期第六周）教學目標：掌握異常處理的方法，學會自定義異常類并使用；掌握S

27、tring類的常用方法；掌握Date類以及Calendar類的常用方法；掌握BigInteger類的常用方法。主要內容：在NetBeans開發環境中閱讀并分析程序，完成驗證性實驗，及其程序填空題，理解Java異常處理的方法，掌握String類、Date類、Calendar類和BigInteger類的常用方法，了解和掌握正則表達式的使用；依據題目要求設計程序，練習基本的算法，編寫異常類并創建對象完成設計要求。學 時：2學時教學方法：演示法/講授/現場指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗六： 圖形用戶界面程序的設計（授課時間：第五學期第七、八周）教學目標：掌握常用Swing組件及其布局管理的使用方法；掌握事件處理的方法。主要內容：在NetBeans開發環境中按照題目所提供的操作步驟，完成驗證性實驗，完成程序填空題，從而理解并掌握常用的Swing組件，以及事件處理的方法。學 時：4學時教學方法：演示法/講授/現場指導實驗類型：驗證性、設計性實驗實驗七： 流與文件（授課時間：第五學期第九、十周）教學目標：理解流的概念，流的劃分；掌握文件描述，順序處理，隨機訪問處理的方法；能夠熟練的使用過濾流；掌