《Java技术及其应用》教案.docx
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《Java技术及其应用》教案
安徽大学本科教学课程教案
课程代码：
ZX36015
课程名称：
Java技术及其应用
授课专业：
软件工程
**** ***
职称/学位：
副教授/博士
开课时间：
二○一六至二○一七学年第二学期
第 1 次课程教学方案
周次
1
课时数
4
教学章节
第1章Java概述
1.1Java的历史
1.2Java语言白皮书
1.3Java产品分类
1.4JavaSE
1.5Java源程序结构
1.6第一个Java应用程序
第2章初识类和对象
2.1一个例子
2.2再看一个例子
2.3类和对象的关系
目标要求
掌握JAVA语言的历史、Java产品分类、Java核心JDK和目前最新版本、Java的应用分类，了解Java的开发工具及其运行环境，掌握Java程序的特点、基本构成，及其与C++语言的不同，熟悉JavaApplication编辑、编译和运行；了解面向对象编程技术原理及其与面向过程编程技术的区别；掌握类和对象的概念及其相互关系。
重点难点
掌握Java程序的特点；类和对象的概念
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
程序设计：
按要求完成：
（1）定义一个Person类，具有成员变量：
String类型的name，boolean类型的sex，成员方法：
setName（），getName（），setSex（），getSex（）。
（2）定义一个测试类Test，具有main方法，输出Person的name和sex。
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 1 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
学习Java应该具有C语言及计算机基础知识。
Java来源于Sun公司的Green计划项目，讲述历史，开始Java的介绍。
讲
授
内
容
1.1Java的历史
Java语言出现的背景WWW需要动态的可交互的功能
Java语言的深远影响：
解决不同平台移植，一处编程，处处运行。
1.2Java语言白皮书
Java是一种简单的、面向对象的、分布式的、解释的、鲁棒的、安全的、体系结构中立的、可移植的、高性能的、多线程的、动态的语言。
1.3Java产品分类
（1）JavaSE
（2）JavaEE
（3）JavaME
1.4JavaSE
Bin下包含主要内容
1.5Java源程序结构
与C/C++在源程序结构方面的区别
1.6第一个Java应用程序
Java开发环境的安装与设置；简单java程序的编写，编译与运行
第2章初识类和对象
2.1一个例子
以矩形类为例引入类和对象的概念
2.2再看一个例子
以圆类为例深入了解类和对象的概念
2.3类和对象的关系
类是Java语言中的一种数据类型，与整型int、单精度浮点型float、双精度浮点型double等一样都是来限定数据的类型的。
归
纳
总
结
Java是一种面向对象的、跨平台的语言，理解类和对象，用面向对象的思想去编写Java程序。
第 2 次课程教学方案
周次
3
课时数
4
教学章节
第2章初识类和对象
2.4类的定义
2.5类的使用
2.6Java应用程序的基本结构
2.7从命令行窗口输入、输出数据
第3章基本语法
3.1标识符
3.2保留字
3.3数据类型
3.4基本数据类型的级别与数据转换
3.5运算符
3.6控制语句
目标要求
了解Java类和对象的定义使用方法、熟悉Java应用程序的结构，以及输入输出方式；掌握Java基本语法
重点难点
Java应用程序基本结构，与C/C++不同的语法结构
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
一个数如果恰好等于它的因子之和，这个数就称为“完数”。
编写一个应用程序求1000之内的所有完数。
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 2 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
上节课关于矩形类、圆类的抽象设计，引入类和对象的定义、使用。
讲
授
内
容
第2章初识类和对象
2.4类的定义
关键字class
2.5类的使用
new分配空间，再调用构造方法。
2.6Java应用程序的基本结构
2.7从命令行窗口输入、输出数据
介绍Scanner类实现键盘输入、print、printf实现屏幕输出
第3章基本语法
3.1标识符
Java语言规定标识符由字母、下划线、美元符号和数字组成，并且第一个字符不能是数字字符。
3.2保留字
53个保留字
3.3数据类型
整型、实型、布尔型、字符型，重点讲述占位个数
3.4基本数据类型的级别与数据转换
低级向高级转换自动转换、高级向低级转换需要强制类型转换
3.5运算符
运算符/%++--===+=-=等的运算规则
3.6控制语句
if语句、if-else语句、if-elseif-else语句、switch语句、循环语句for、while、do-while、与循环有关的语句、return语句，重点强调增强的for循环
归
纳
总
结
Java语言在基本语法上与C/C++非常相似，重点掌握不同之处，便于同学们快速掌握Java语言。
第 3 次课程教学方案
周次
5
课时数
4
教学章节
第4章类和对象
4.1方法重载
4.2变量作用域
4.3构造方法
4.4Java内存管理
4.5参数传递
4.7类成员和实例成员
4.8包
目标要求
掌握Java面向对象中方法重载的含义和具体使用方法、变量的作用域生存期、构造方法的声明和使用、Java程序运行过程中内存管理、传值与传地址的区别、类成员和实例成员的差异、包的由来和定义、使用
重点难点
Java内存管理
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
设计一个三角形类Triangle，它包括：
（1）成员变量：
a，b，c（分别表示三边）;
（2）两个重载的构造方法
（a）不带参数：
默认a=b=c=1;
（b）带3个参数：
分别给三边赋值
（3）成员方法：
getPerimeter（）获得周长
getArea（）获得面积
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 3 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
面向对象是Java最重要的特性，这一次课主要讲授Java面向对象的诸多特性。
讲
授
内
容
第4章类和对象
4.1方法重载
方法重载即指多个方法可以享有相同的名字，但是这些方法的参数必须不同，或者是参数个数不同，或者是参数类型不同。
返回类型不能作为区分方法重载的标准。
4.2变量作用域
类的成员变量的作用域在整个类定义体内；方法的参数变量、局部变量的作用域都在方法体内。
举例说明。
4.3构造方法
何时使用构造方法、为什么使用构造方法、如何定义和使用构造方法。
4.4Java内存管理
栈、堆、方法区在Java程序运行过程中存储数据的过程，了解内存管理情况。
4.5参数传递
在了解Java内存管理之后，以内存情况的差异来区分所谓的传值和传地址。
4.7类成员和实例成员
Static修改的成员为类成员，属于类，其与实例成员的差异，以例题以及内存管理方面分别介绍。
4.8包
以例题的形式介绍包的存在的意义，如何定义包，使用包。
归
纳
总
结
方法重载是多态性的体现，以后还会学习到方法重写。
学会Java内存管理，更好地理解传值、传地址的差异，以及类成员和实例成员的区别，让我们在使用时得心应手。
第 4 次课程教学方案
周次
7
课时数
4
教学章节
第4章类和对象
4.9import语句
4.10访问权限
4.11基本数据类型的包装类
第5章子类与继承
5.1子类的定义
5.2子类的继承性
5.3成员变量的隐藏和方法重写
5.4super关键字
5.5面向对象的多态性
目标要求
了解import的目的、使用，熟悉public、protected、private访问权限修改的区别、认识基本数据类型的包装类；重点掌握子类的继承性、方法重写的方式、多态性的表现、super父类声明
重点难点
方法重写体现的多态性、super的作用
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
构造一个分数类Fraction，执行分数运算。
要求：
（1）用整型数表示类的private成员变量：
x和y；
（2）提供构造方法，将分子存入x，分母存入y；
（3）提供两个分数相加、相减、相乘、相除的运算方法；
（4）以a/b的形式以及浮点数的形式打印Fraction数；（可以不考虑约减）
（5）编写主控程序运行分数运算。
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 4 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
出几道练习题复习前续课程。
讲
授
内
容
第4章类和对象
4.9import语句
为了能使用不在同一包中的其他类，需要使用import语句来引入所需要的类。
import语句的语法格式如下：
importpackage1[.package2].（classname|*）;
4.10访问权限
1、private：
同类。
类中限定为private的成员变量和方法只能被这个类本身的方法访问，不能在类外通过名字来访问。
但是访问保护是控制在类的级别上，同一个类的不同对象可以访问对方的私有成员。
2、default：
同类，同包。
类中不使用任何访问权限修饰符修饰的成员变量和方法可以被这个类本身和同一个包中的类所访问。
3、protected：
同类，同包，子类（不一定要同包）。
类中限定为protected的成员变量和方法可以被这个类本身，他的子类（包括同一个包中以及不同包中的子类）以及同一个包中所有其他的类访问。
处在不同包中的子类可以访问父类中限定为protected的成员。
4、public：
所有。
类中限定为public的成员变量和方法可以被所有的类访问。
4.11基本数据类型的包装类
在java.lang包中提供了基本数据类型byte、int、short、long、float、double、char、boolean对应的包装器类型Byte、Int、Short、Long、Float、Double、Character、Boolean，每个包装器类型都提供了对应的XXXValue（）方法返回该对象含有的基本数据类型的值，其中XXX代表对应的基本数据类型。
比如Integer对象调用intValue（）方法返回该对象含有的int型数据。
第5章子类与继承
5.1子类的定义
extends关键字
5.2子类的继承性
子类对父类成员的继承性会根据父类成员的访问权限有所不同。
（1）若子类和父类在同一个包内，子类可以继承父类中访问权限设定为public、protected、default的成员变量和方法。
（2）若子类和父类不在同一个包内，子类可以继承父类中访问权限设定为public、protected的成员变量和方法。
5.3成员变量的隐藏和方法重写
方法重写：
子类方法与父类方法同名，且参数个数类型一致，返回类型相同或是子类；方法重载：
方法名相同，参数个数或类型不同，返回类型相同。
5.4super关键字
当子类新定义的成员变量与从父类继承而来的成员变量同名时，继承而来的成员变量被隐藏，子类不能直接使用这些被隐藏的变量，如果想使用，则需要使用super关键字；当子类新定义的成员方法与从父类继承而来的成员方法同名、同参数，且返回类型相同或是子类时，继承而来的成员方法被隐藏，如果想使用，则需要使用super关键字。
当子类从父类继承而来的成员被隐藏时，可以由super负责调用从父类继承而来的成员。
（1）访问从父类继承而来却被隐藏的成员变量，如：
super.variable
（2）调用从父类继承而来却被重写的成员方法，如：
super.Method（[paramlist]）;
（3）调用父类的构造函数，如:
super（[paramlist]）;
5.5面向对象的多态性
多态性分为静态多态性和动态多态性，分别表现为方法重载和方法重写。
（1）方法重载
方法名相同，根据参数个数或类型不同，在编译阶段决定执行不同的方法。
（2）方法重写
方法名相同，参数相同，在运行阶段决定执行不同的方法。
动态多态性得以实现的一个前提条件为：
将子类创建的对象实体的引用赋值给声明为父类的对象。
归
纳
总
结
理解方法重写、区分方法重载，深刻认识Java的多态性。
第 5 次课程教学方案
周次
9
课时数
4
教学章节
第5章类和对象
5.6final关键字
5.7abstract关键字
5.8面向抽象编程
5.9接口
5.10面向接口编程
5.11abstract与接口类的区别
5.12内部类和匿名类
目标要求
理解面向抽象编程与面向接口编程；学会final关键字、abstract关键字的实用，了解内部类和匿名类的存在
重点难点
理解面向抽象编程与面向接口编程
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
按下面的要求完成程序设计，体会接口的多态性。
（1）设计一个接口A，其中有一个抽象的intf（inta,intb）方法。
（2）设计一个类B，实现接口A，重写f（）方法，返回a+b。
（3）设计一个类C，实现接口A，重写f（）方法，返回a*b。
（4）写一个测试类InterfaceTest，将B类实例赋值给接口变量A，调用f（）方法，再将C类实例赋值给接口变量A，调用f（）方法，体会接口回调的含义。
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 5 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
何为上转型对象，该对象的存在是多态性得以实现的根本，它在面向抽象编程以及面向接口编程中都起到重要的作用。
讲
授
内
容
第5章类和对象
5.6final关键字
final关键字可以修饰类、成员变量和方法中的局部变量。
（1）final修饰变量，变量就变成了常量，常量需要设初值，且以后不可以再变化。
（2）final修饰方法，方法就不能再重写；
（3）final修饰类，类就不能被继承，即不能再有子类。
5.7abstract关键字
用abstract关键字可以修饰类或修饰方法。
（1）用abstract修饰类，类成为抽象类。
如：
abstractclass类名{
成员变量;
成员方法;//可以是抽象的或非抽象的
}
通常不能实例化一个抽象类，即不能用关键字new生成抽象类的实例。
（2）用abstract修饰方法，类成为抽象方法。
如：
abstract返回类型方法名（参数列表）;
抽象方法只需声明，无需实现。
抽象方法需要被重写。
注意：
（1）抽象类中可以包含抽象方法，为所有子类定义一个统一的接口，但并不是必须的；
（2）一旦某个类中包含抽象方法，则这个类必须声明为抽象类。
（3）如果子类继承抽象类，可以重写父类中的抽象方法，也可以继承抽象方法，此时子类也是抽象的。
5.8面向抽象编程
面向抽象编程即为设计一个类时，不让该类面向具体的类，而是面向抽象类。
面向抽象编程的核心思想：
将abstract类声明的对象作为其子类的上转型对象，利用它调用子类重写的方法。
举例说明。
5.9接口
接口的定义、使用、接口回调、多态性。
5.10面向接口编程
接口只关心操作，但不关心这些操作的具体实现细节，可以使我们把主要精力放在程序的设计上，而不必拘泥于细节的实现。
也就是说，可以通过在接口中声明若干个抽象方法，表明这些方法的重要性，方法体的内容细节由实现接口的类去完成。
使用接口进行程序设计的核心思想是使用接口回调，即接口变量存放实现该接口的类的对象的引用，从而接口变量可以回调类实现的接口方法。
5.11abstract与接口类的区别
接口和abstract类的比较如下：
（1）abstract类和接口都可以有abstract方法。
（2）接口中只可以有常量，不能有变量；而abstract类中既可以有常量也可以有变量。
（3）abstract类中也可以有非abstract方法，接口不可以。
5.12内部类和匿名类
Java支持在一个类中声明另一个类，这样的类称作内部类，而包括内部类的类称为内部类的外嵌类。
由于内部类只在其外嵌类中使用，因此有时候也可以定义为匿名内部类，即没有类名的内部类，当使用运算符new创建对象时，同时给出类体。
这种匿名内部类只能使用一次，可以简化代码，通常使用在继承或接口的应用场合。
归
纳
总
结
深刻理解面向抽象类、接口编程，简化程序代码，体现Java多态性。
第 6 次课程教学方案
周次
11
课时数
4
教学章节
第6章数组、字符串和枚举
6.1数组
6.7字符串
6.8枚举
第7章异常处理
7.1什么是异常
7.2Java对异常事件的处理方式
7.3异常的分类
目标要求
掌握数组、字符串、枚举的使用方法，使得编程更加自如。
初步了解Java的特色：
异常处理
重点难点
字符串的正则表达式
教学方式
■课堂讲授 □小组活动 □实验演示 □难点答疑 □提问
□作业讲评 □实践教学 □考试测验 □其他活动
媒体资源
□文字教材 ■电子教案 □录像材料 □录音材料 □直播课堂
□CAI课件 □IP课件 □其他资源：
课后作业
要求用户从键盘输入数组长度n（int类型），再从键盘输入n个数组元素（double类型），编写程序对这些数进行排序并输出。
板
书
设
计
安装JDK及Eclipse软件进行实例教学。
第 6 次教学活动设计
教学
环节
内容设计与手段
导
入
新
课
字符串经常需要使用，Java用类来表示，这是其与C/C++的不同。
讲
授
内
容
第6章数组、字符串和枚举
6.1数组
数组的定义、引用、初始化、长度、遍历数组、复制数组、排序与二分查找。
6.7字符串
字符串常量、String类，串与基本数据类型的转换、正则表达式实现字符串的匹配、替换与分解、StringBuffer类
6.8枚举
枚举类型的定义、使用，用for语句或switch语句遍历枚举项。
第7章异常处理
7.1什么是异常
异常，也称例外，是指在程序的运行过程中所发生的异常事件，它中断指令的正常执行。
很多类型的错误都会导致异常事件的产生。
例如，当做除法运算时，除数是一个表达式，经过计算后表达式结果为0，这时候会发生除0溢出的异常事件，使程序无法继续运行；当声明了一个含有3个元素的数组x，引用x[3]就会产生异常事件；当从某个文件读取数据时，如果这个文件被移走了，异常事件也会发生。
7.2Java对异常事件的处理方式
在Java程序的执行过程中，如果出现了异常事件，就会生成一个异常对象。
异常对象指明异常事件的类型以及当异常发生时程序的运行状态等信息。
生成的异常对象将传递给Java虚拟机，这一异常对象的产生和提交过程称为抛弃（throws）异常。
当Java虚拟机得到一个异常对象时，它将会寻找处理这一异常对象的代码。
寻找的过程从生成异常对象的代码块开始，沿着方法的调用栈逐层回溯，直到找到一个方法能够处理这种类型的异常为止，然后Java虚拟机把当前异常对象交给这个方法进行处理。
这一过程称为捕获（catch）异常。
如果Java虚拟机找不到可以捕获异常对象的方法，则Java虚拟机将终止，相应的Java程序也将退出。
7.3异常的分类
运行时异常、非运行时异常
归
纳
总
结
除了了解书本上介绍的一些方法之外，同学们还需要学会查看JavaAPI文档中关于数组、字符串的各类方法，这是程序员需要经常查看的内容。
第 7 次课程教学方案
周次
13
课时数
4
教学章节
第7章异常处理
7.4异常的捕获catch
7.5异常的抛弃throws
7.6异常的生成throw
7.7自定义异常
第8章输入输出流
8.1I/O流层次
8.2字节流和字符流
8.3文件流
目标要求
掌握异常的定义，区分throws和throw两个跟异常相关的关键字，学会自定义异常，以对象的思想看待异常；学习输入输出流，区分字节流、字符流，学会使用文件流读取文件数据
重点难点
异常自定义，文件流的创建
升级会员 