《Java程序设计》课程教学大纲 一、课程概况 课程代码：04451100 课程名称：Java程序设计 课程学分：3.5 课程学时：56（理论学时：28；实验（实践）学时：28) 课程性质：考查 开课部门：信息科学与工程学院 建议修读学期：04 建议先修课程：计算机导论 适用专业（方向）：计算机科学与技术、物联网、网络工程 二、课程地位、作用与任务 《Java程序设计》是计算机科学与技术专业、物联网专业和网络工程专业的一门重要的 专业基础课。课程在人才培养方案中对本专业毕业生在以下4个方面起了重要的支撑作用： (1)具有扎实的程序设计语言基础知识；（2)针对问题需求，能进行软件设计并实现：(3) 能查阅文献，定义问题并进行问题分析；(4)能使用软件设计与开发工具。该课程的特点是 理论性与实践性紧密结合。课程的主要任务是使学生理解面向对象程序设计的基本概念，培 养学生面向对象的基本编程思想和方法，掌握Java面向对象程序设计语言的基本语法、常 用类和Java编程中的重要技术，培养良好的编程习惯，具有初步的Java应用程序开发能力。 三、课程目标 （一)教学目标 Java程序设计具体要求达到的特定教学目标包括： 1.教学目标1.掌握Java程序设计基本语法；熟悉使用字符串、时间、数字以及日期等常用 的工具类；了解Java面向对象程序设计语言的三大特性；熟悉Java异常体系并能掌握异常 处理和自定义方法；掌握集合框架的层次结构以及泛型的使用；学会输入输出流的继承关系 并能使用I/O流对磁盘文件进行读写操作；掌握Java多线程编程；熟悉JFC Swing可视化组 件的使用；掌握基于TCP/UDP的Socket网络编程方法。（指标点1.2） 2.教学目标2.应用面向对象的三大特性解决和分析问题，学会根据问题描述分析设计类； 应用集合实现基本信息在内存中的存储、查询、排序、新增、修改和删除；应用O流和 Fl对象实现基本信息在磁盘中的存储、查询、排序、新增、修改和删除；应用多线程加深 对多线程、多进程状态切换、同步与互斥的理解；应用Socket网络编程深入理解异地计算 机进程间通信的客户服务器模式。（指标点2.2) 18
18 《Java 程序设计》课程教学大纲 一、课程概况 课程代码：04451100 课程名称：Java 程序设计 课程学分：3.5 课程学时：56（理论学时：28；实验（实践）学时：28） 课程性质：考查 开课部门：信息科学与工程学院 建议修读学期：04 建议先修课程：计算机导论 适用专业（方向）：计算机科学与技术、物联网、网络工程 二、课程地位、作用与任务 《Java 程序设计》是计算机科学与技术专业、物联网专业和网络工程专业的一门重要的 专业基础课。课程在人才培养方案中对本专业毕业生在以下 4 个方面起了重要的支撑作用： （1）具有扎实的程序设计语言基础知识；（2）针对问题需求，能进行软件设计并实现；（3） 能查阅文献，定义问题并进行问题分析；（4）能使用软件设计与开发工具。该课程的特点是 理论性与实践性紧密结合。课程的主要任务是使学生理解面向对象程序设计的基本概念，培 养学生面向对象的基本编程思想和方法，掌握 Java 面向对象程序设计语言的基本语法、常 用类和 Java 编程中的重要技术，培养良好的编程习惯，具有初步的 Java 应用程序开发能力。 三、课程目标 （一）教学目标 Java 程序设计具体要求达到的特定教学目标包括： 1.教学目标 1. 掌握 Java 程序设计基本语法；熟悉使用字符串、时间、数字以及日期等常用 的工具类；了解 Java 面向对象程序设计语言的三大特性；熟悉 Java 异常体系并能掌握异常 处理和自定义方法；掌握集合框架的层次结构以及泛型的使用；学会输入输出流的继承关系 并能使用 I/O 流对磁盘文件进行读写操作；掌握 Java 多线程编程；熟悉 JFC Swing 可视化组 件的使用；掌握基于 TCP/UDP 的 Socket 网络编程方法。（指标点 1.2） 2.教学目标 2. 应用面向对象的三大特性解决和分析问题，学会根据问题描述分析设计类； 应用集合实现基本信息在内存中的存储、查询、排序、新增、修改和删除；应用 I/O 流和 File 对象实现基本信息在磁盘中的存储、查询、排序、新增、修改和删除；应用多线程加深 对多线程、多进程状态切换、同步与互斥的理解；应用 Socket 网络编程深入理解异地计算 机进程间通信的客户服务器模式。（指标点 2.2）
3教学目标3.建立面向对象设计和分析的概念，能使用面向对象的思想根据特定问题域分 析类及其关系，并设计类层次结构，与面向过程程序设计方法对比以做出两种方法优势和不 足的判定。（指标点2.2，指标点3.2，指标点5.1) 4.教学目标4.掌握错误异常处理方法，能够调试和跟踪程序执行。（指标点1.2，指标点3.2) 5.教学目标5.综合面向对象分析设计思想，Java基本语法、集合框架、I/O流与文件、多线 程、Socket网络编程等相关知识，能使用Java程序设计语言分析和解决问题，培养学生综 合应用知识的能力。（指标点3.1，指标点3.2，指标点5.1） (二)本课程支撑的半业要求 1.本课程支撑的毕业要求：（毕业要求1、2、3、5）（毕业要求见2018版人才培养方案) 2.本课程支撑的指标点：指标点1.2、2.2、3.1、3.2、5.1 (1)指标点1.2：具有扎实的工程基础知识和专业基本理论知识。 (2)指标点22：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，通过查阅科技文献，分 析复杂工程中遇到的问题。 (3)指标点3.1：针对复杂工程问题需求，能准确设定系统目标和要求，定义软件功能、概 念和体系结构；设计过程能以用户为中心，从用户体验角度进行软、硬件系统设计。 (4)指标点3.2：使用特定软件工具正确进行系统建模，设计过程划分科学合理，确保目标 达成的可能性，能按概念设计、概要设计、详细设计进行软件系统设计。 (5)指标点5.1：能选择与使用恰当的技术、资源、现代工程与信息技术工具定义与描述一 般工程问题。 (三)课程教学目标与毕业要求对应表 《Java程序设计》课程教学目标与半业要求的对应表 课程名称：Java程序设计 任课教师：段林涛 课程性质：专业必修 课程学分：3.5 课程支撑的半业要求 课程目标、达成途径、评价依据 毕业要求1： 教学目标：培养学生掌握扎实的Java程序设计语言基本 1.2:具有扎实的工程基础知识和 语法、面向对象程序设计的基本理论知识。 专业基本理论知识 达成途径：通过掌握Java语言的数据类型、表达式与控 制语句、常用类、面向对象特性，训练学生综合运用Java 基础语法知识，解决一般面向对象问题。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。 半业要求2： 教学目标：掌握错误异常处理方法，能够调试和跟踪程 22:能够运用数理、自然科学和 序执行，培养学生利用基础理论知识和工具分析和解决 工程科学的基本原理，通过查阅 项目编码实现过程中的问题。 科技文献，分析复杂工程中遇到 达成途径：Java异常机制包含受检查和不受检查两种异 的问题。 常类型，为开发人员提供异常处理方法，利用Eclipse IDE 集成调试器可以分析程序设计过程中的错误位置。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。 毕业要求3： 教学目标：培养学生利用基础理论知识分析工程问题的 19
19 3.教学目标 3. 建立面向对象设计和分析的概念，能使用面向对象的思想根据特定问题域分 析类及其关系，并设计类层次结构，与面向过程程序设计方法对比以做出两种方法优势和不 足的判定。（指标点 2.2，指标点 3.2，指标点 5.1） 4.教学目标 4. 掌握错误异常处理方法，能够调试和跟踪程序执行。（指标点 1.2，指标点 3.2） 5.教学目标 5. 综合面向对象分析设计思想，Java 基本语法、集合框架、I/O 流与文件、多线 程、Socket 网络编程等相关知识，能使用 Java 程序设计语言分析和解决问题，培养学生综 合应用知识的能力。（指标点.3.1，指标点 3.2，指标点 5.1） （二）本课程支撑的毕业要求 1. 本课程支撑的毕业要求：（毕业要求 1、2、3、5）（毕业要求见 2018 版人才培养方案） 2. 本课程支撑的指标点：指标点 1.2、2.2、3.1、3.2、5.1 （1）指标点 1.2：具有扎实的工程基础知识和专业基本理论知识。 （2）指标点 2.2：能够运用数理、自然科学和工程科学的基本原理，通过查阅科技文献，分 析复杂工程中遇到的问题。 （3）指标点 3.1：针对复杂工程问题需求，能准确设定系统目标和要求，定义软件功能、概 念和体系结构；设计过程能以用户为中心，从用户体验角度进行软、硬件系统设计。 （4）指标点 3.2：使用特定软件工具正确进行系统建模，设计过程划分科学合理，确保目标 达成的可能性，能按概念设计、概要设计、详细设计进行软件系统设计。 （5）指标点 5.1：能选择与使用恰当的技术、资源、现代工程与信息技术工具定义与描述一 般工程问题。 （三）课程教学目标与毕业要求对应表 《Java 程序设计》课程教学目标与毕业要求的对应表 课程名称：Java 程序设计 任课教师：段林涛 课程性质：专业必修 课程学分：3.5 课程支撑的毕业要求 课程目标、达成途径、评价依据 毕业要求 1： 1.2：具有扎实的工程基础知识和 专业基本理论知识 教学目标：培养学生掌握扎实的 Java 程序设计语言基本 语法、面向对象程序设计的基本理论知识。 达成途径：通过掌握 Java 语言的数据类型、表达式与控 制语句、常用类、面向对象特性，训练学生综合运用 Java 基础语法知识，解决一般面向对象问题。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。 毕业要求 2： 2.2：能够运用数理、自然科学和 工程科学的基本原理，通过查阅 科技文献，分析复杂工程中遇到 的问题。 教学目标：掌握错误异常处理方法，能够调试和跟踪程 序执行，培养学生利用基础理论知识和工具分析和解决 项目编码实现过程中的问题。 达成途径：Java 异常机制包含受检查和不受检查两种异 常类型，为开发人员提供异常处理方法，利用 Eclipse IDE 集成调试器可以分析程序设计过程中的错误位置。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试。 毕业要求 3： 教学目标：培养学生利用基础理论知识分析工程问题的
3.1:针对复杂工程问题需求，能 能力。 准确设定系统目标和要求，定义 达成途径：数组能存储多个同种类型元素的线性存储结 软件功能、概念和体系结构；设 构。利用数组可实现对基本数据信息进行查询、增加， 计过程能以用户为中心，从用户 修改和删除等基本操作。 体验角度进行软、硬件系统设计。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 毕业要求3： 教学目标：建立面向对象设计和分析的概念，能使用面 3.2:使用特定软件工具正确进行 向对象的思想根据特定问题域分析类及其关系，并设计 系统建模，设计过程划分科学合 类层次结构，与面向过程程序设计方法对比以做出两种 理，确保目标达成的可能性，能 方法优势和不足的判定。 按概念设计、概要设计、详细设 达成途径：掌握面向对象特性，理解类图，类关系图的 计进行软件系统设计。 绘制方法，使用UML建模工具、Visio绘图工具。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 半业要求5： 教学目标：综合面向对象分析设计思想，Java基本语法、 5.1:能选择与使用恰当的技术、 集合框架、I/O流与文件、多线程、Socket网络编程等相 资源、现代工程与信息技术工具 关知识，能使用Java程序设计语言分析和解决问题，培 定义与描述一般工程问题。 养学生综合应用知识的能力。 达成途径：集合框架、文件和数据库存储基本数据，实 现对基本数据信息进行查询、增加，修改和删除等基本 操作。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章Java程序设计概述 自学内容：DK安装目录下的常用工具。 1.5Java语言及其特点 课堂作业： 1.6程序的编译与运行 1.7常见错误 l.Java与C+在语法上的主要区别是什 1.8开发环境搭建 么？ l.9使用Java核心API文档 2.Java语言为什么能实现跨平台执行？ 知识点： 课外作业： l.Java面向对象语言发展简史和主要特点。 1完成本章小结 2.JVM,RE,JDK三者的关系，编译与运行 2.什么是JVM、JRE和JDK?JVM在Java 程序执行过程中的作用是什么？ Java程序的步骤。 3程序设计过程中常见的语法错误和异常。 4.建立Java应用程序开发环境。 5.下载和使用JavaAPI文档。 第二章标识符与数据类型 自学内容：Java字符集 2.1标识符 课堂作业： 2.2Java基本数据类型 2.3引用数据类型 1.基本数据类型与引用数据类型比较相等 2.4类型转换 的区别是什么？ 2.5类和对象的初步介绍 2.强制类型转换的语法格式是什么？ 3.常量和变量的定义是什么？ 20
20 3.1：针对复杂工程问题需求，能 准确设定系统目标和要求，定义 软件功能、概念和体系结构；设 计过程能以用户为中心，从用户 体验角度进行软、硬件系统设计。 能力。 达成途径：数组能存储多个同种类型元素的线性存储结 构。利用数组可实现对基本数据信息进行查询、增加， 修改和删除等基本操作。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 毕业要求 3： 3.2：使用特定软件工具正确进行 系统建模，设计过程划分科学合 理，确保目标达成的可能性，能 按概念设计、概要设计、详细设 计进行软件系统设计。 教学目标：建立面向对象设计和分析的概念，能使用面 向对象的思想根据特定问题域分析类及其关系，并设计 类层次结构，与面向过程程序设计方法对比以做出两种 方法优势和不足的判定。 达成途径：掌握面向对象特性，理解类图，类关系图的 绘制方法，使用 UML 建模工具、Visio 绘图工具。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 毕业要求 5： 5.1：能选择与使用恰当的技术、 资源、现代工程与信息技术工具 定义与描述一般工程问题。 教学目标：综合面向对象分析设计思想，Java 基本语法、 集合框架、I/O 流与文件、多线程、Socket 网络编程等相 关知识，能使用 Java 程序设计语言分析和解决问题，培 养学生综合应用知识的能力。 达成途径：集合框架、文件和数据库存储基本数据，实 现对基本数据信息进行查询、增加，修改和删除等基本 操作。 评价依据：课堂提问、实验、作业和考试 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章 Java 程序设计概述 1.5 Java 语言及其特点 1.6 程序的编译与运行 1.7 常见错误 1.8 开发环境搭建 1.9 使用 Java 核心 API 文档 知识点： 1. Java 面向对象语言发展简史和主要特点。 2. JVM，JRE,JDK 三者的关系，编译与运行 Java 程序的步骤。 3.程序设计过程中常见的语法错误和异常。 4. 建立 Java 应用程序开发环境。 5. 下载和使用 Java API 文档。 自学内容：JDK 安装目录下的常用工具。 课堂作业： 1.Java 与 C++在语法上的主要区别是什 么？ 2.Java 语言为什么能实现跨平台执行？ 课外作业： 1.完成本章小结 2.什么是 JVM、JRE 和 JDK？JVM 在 Java 程序执行过程中的作用是什么？ 第二章 标识符与数据类型 2.1 标识符 2.2 Java 基本数据类型 2.3 引用数据类型 2.4 类型转换 2.5 类和对象的初步介绍 自学内容：Java 字符集 课堂作业： 1.基本数据类型与引用数据类型比较相等 的区别是什么？ 2.强制类型转换的语法格式是什么？ 3.常量和变量的定义是什么？
知识点： 课外作业： 1完成本章小结 1.标识符命名规范，保留关键字 2.实例化对象的时候new关键字的作用是 2.八种基本数据类型、存储长度、数据范围 什么？ 3.引用数据类型初始化、赋值、比较大小 4.基本数据类型与引用数据类型的类型转换 5.类的定义与实例化 第三章表达式和流程控制语句 自学内容：JDK1.5后的for语句的新语法 3.1运算符与表达式 3.2位运算符 课堂作业： 3.3选择结构 1.绘制选择结构和循环结构的流程图 3.4循环结构 2.提取一个字节指定位置的数据，设置一 知识点： 个字节中指定位置的值。 1.算式运算表达式、关系表达式、逻辑表达式， 3.返回三个整型数的最大值和最小值 条件表达式 课外作业： 2左移、右移、与、或、非 1.完成本章小结 3.if语句 2.绘制金字塔 4.switch语句 3.计算1累计到100的和 5.for循环语句 6.while、do while循环语句 7.break、continue子句 第四章数组和字符串 自学内容：阅读vector源码，熟悉向量实现 4.1数组 数据存储的原理以及实现线程安全的方法。 4.2 Vector类 4.3字符串类型 课堂作业： 知识点： 1返回数组元素的最大最小值 1.一维数组、二维数组 2.对数组按增序或降序排序 2.向量的存储结构 3.向量的关键方法 3.使用Vector存储和处理学生信息 4.字符串常量、字符串引用类型变量的使用 5.字符串对象的常用方法 课外作业： 1完成本章小结 2.创建矩阵类完成矩阵相关操作 第五章面向对象高级特性 自学内容：几种内部类的实例化 5.1面向对象特性 5.2抽象类 课堂作业： 5.3内部类 1形状类的面积和周长计算 5.4重载与覆盖 5.5接口 2.员工类的工资计算 知识点： 3.匿名内部类实现接口 1.一维数组、二维数组 2.向量的存储结构 4.接口实例训练 3.向量的关键方法 课外作业： 4.字符串常量、字符串引用类型变量的使用 21
21 知识点： 1. 标识符命名规范，保留关键字 2. 八种基本数据类型、存储长度、数据范围 3. 引用数据类型初始化、赋值、比较大小 4. 基本数据类型与引用数据类型的类型转换 5. 类的定义与实例化 课外作业： 1.完成本章小结 2.实例化对象的时候 new 关键字的作用是 什么？ 第三章 表达式和流程控制语句 3.1 运算符与表达式 3.2 位运算符 3.3 选择结构 3.4 循环结构 知识点： 1.算式运算表达式、关系表达式、逻辑表达式， 条件表达式 2.左移、右移、与、或、非 3.if 语句 4.switch 语句 5.for 循环语句 6.while、do while 循环语句 7.break、continue 子句 自学内容：JDK 1.5 后的 for 语句的新语法 课堂作业： 1. 绘制选择结构和循环结构的流程图 2. 提取一个字节指定位置的数据，设置一 个字节中指定位置的值。 3.返回三个整型数的最大值和最小值 课外作业： 1.完成本章小结 2.绘制金字塔 3.计算 1 累计到 100 的和 第四章 数组和字符串 4.1 数组 4.2 Vector 类 4.3 字符串类型 知识点： 1. 一维数组、二维数组 2. 向量的存储结构 3. 向量的关键方法 4. 字符串常量、字符串引用类型变量的使用 5. 字符串对象的常用方法 自学内容：阅读 vector 源码，熟悉向量实现 数据存储的原理以及实现线程安全的方法。 课堂作业： 1.返回数组元素的最大最小值 2.对数组按增序或降序排序 3.使用 Vector 存储和处理学生信息 课外作业： 1.完成本章小结 2.创建矩阵类完成矩阵相关操作 第五章 面向对象高级特性 5.1 面向对象特性 5.2 抽象类 5.3 内部类 5.4 重载与覆盖 5.5 接口 知识点： 1. 一维数组、二维数组 2. 向量的存储结构 3. 向量的关键方法 4. 字符串常量、字符串引用类型变量的使用 自学内容：几种内部类的实例化 课堂作业： 1.形状类的面积和周长计算 2.员工类的工资计算 3.匿名内部类实现接口 4.接口实例训练 课外作业：
5.字符串对象的常用方法 1完成本章小结 2.阅读System.out下的println方法，理解方 法重载的语法特点 3通过形状类面积和周长的计算理解封装、 继承和多态 第六章异常机制 自学内容：受检查与不受检查异常的区别 6.1异常体系结构 6.2常见异常类型 课堂作业： 63异常处理方法 1.Throwable在异常类层次中的位置？ 6.4自定义异常 知识点： 2.如果都采用消极异常处理，最后异常会交 由谁处理？ 1.异常类层次关系 2.主动异常处理 3.自定义异常并实现异常抛出与处理。 3.消极异常处理 4.异常处理中的资源释放 课外作业： 5.定义自己的异常类型 1.完成本章小结 2.列举常见异常类？ 3.说明NullPointerException等异常产生的 条件 第七章集合框架 自学内容：泛型类和泛型方法 7.1常见集合类 7.2泛型 课堂作业： 7.3迭代器 1.集合存储数据的基本操作。 知识点： 2.遍历集合中的元素并输出元素属性。 1,集合接口/类层次关系 2.集合遍历 课外作业： 3.集合工具类 1.完成本章小结 4.集合常用方法 2.什么是泛型，为什么要使用泛型？ 5.泛型 3.如何借助于泛型定义一个线性表 第八章GUI图形界面编程 自学内容：Java GUI绘图功能 8.1AWT,Swing组件 8.2容器 堂作业： 8.3布局管理器 1.集合存储数据的基本操作。 8.4事件与事件监听器 8.5适配器 2.遍历集合中的元素并输出元素属性。 知识点： 课外作业： 1.容器与布局 1完成本章小结 2.事件处理 2.编写一个程序实现计算器的基本功能 3.常用Swing组件 3.编写一个程序实现选择人名，则在文本框 22
22 5. 字符串对象的常用方法 1.完成本章小结 2.阅读 System.out 下的 println 方法，理解方 法重载的语法特点 3.通过形状类面积和周长的计算理解封装、 继承和多态 第六章 异常机制 6.1 异常体系结构 6.2 常见异常类型 6.3 异常处理方法 6.4 自定义异常 知识点： 1.异常类层次关系 2.主动异常处理 3.消极异常处理 4.异常处理中的资源释放 5.定义自己的异常类型 自学内容：受检查与不受检查异常的区别 课堂作业： 1.Throwable 在异常类层次中的位置？ 2.如果都采用消极异常处理，最后异常会交 由谁处理？ 3.自定义异常并实现异常抛出与处理。 课外作业： 1.完成本章小结 2.列举常见异常类？ 3.说明 NullPointerException 等异常产生的 条件 第七章 集合框架 7.1 常见集合类 7.2 泛型 7.3 迭代器 知识点： 1.集合接口/类层次关系 2.集合遍历 3.集合工具类 4.集合常用方法 5.泛型 自学内容：泛型类和泛型方法 课堂作业： 1.集合存储数据的基本操作。 2.遍历集合中的元素并输出元素属性。 课外作业： 1.完成本章小结 2.什么是泛型，为什么要使用泛型？ 3.如何借助于泛型定义一个线性表 第八章 GUI 图形界面编程 8.1 AWT，Swing 组件 8.2 容器 8.3 布局管理器 8.4 事件与事件监听器 8.5 适配器 知识点： 1.容器与布局 2.事件处理 3.常用 Swing 组件 自学内容：Java GUI 绘图功能 课堂作业： 1.集合存储数据的基本操作。 2.遍历集合中的元素并输出元素属性。 课外作业： 1.完成本章小结 2.编写一个程序实现计算器的基本功能 3.编写一个程序实现选择人名，则在文本框