Java面向對象程序設計教與學

面向對象程序設計（Object Oriented Programming，OOP）主要研究如何從對象的角度出發構建程序單元以及程序開發機制，主要內容包括抽象的技術，類與對象，面向對象編程的基本特徵，包括封裝性、繼承性和多態性。學完該課程，學生能使用面向對象程式語言和採用面向對象思維方法開發大中型應用程式。

一、基本信息

課程代號：9051705

課程名稱：Java面向對象程序設計

英文名稱：Java Object-Oriented Programming

開課專業：計算機科學與技術、軟體工程、物聯網工程

課程性質：專業必修課

課程學時：68學時，其中課內理論34學時，課內實踐34學時。

課程學分：4學分

二、課程性質
面向對象程序設計是計算機科學與技術專業、軟體工程專業以及物聯網工程專業的專業基礎課。該課程主要講授面向對象的程序設計方法和思想。該課程藉助Java作為教學語言，講授面向對象編程的基礎理論和基本思想，培養學生的面向對象思維。課程的總體目標是使學生能夠使用面向對象程式語言開發應用程式，也為學生今後學習Java高級編程、JavaWeb開發和移動開發打下堅實的基礎。
該課程的特點是既有理論基礎，又需要大量實踐。因此在教學中應理論聯繫實際，加強實踐環節的教學。在研究和教學方法上應儘量採用基於問題的方法、案例式方法、討論式方法等多種教學方法。三、總體目標
本課程的總體目標是適應計算機科學與技術、軟體工程以及物聯網工程等專業本科學生培養目標的要求，使學生掌握如何應用面向對象程式語言編寫應用程式、開發基於面向對象的軟體。課程的任務是使學生熟練掌握面向對象編程思想。該課程在培養目標中是屬於專業基礎課程，該課程為後續課程的學習奠定基礎，如後續課程Java Web開發和移動開發等課程都是以該課程作為基礎的，另外也為將來學生學習其他面向對象語言（如C++、C#等）以及其他面向對象技術（面向對象資料庫）等高級課程打下基礎。
四、知識和能力標準
1. 初步掌握的技能初步掌握使用面向對象技術分析和設計應用程式，初步掌握面向對象分析和設計方法。從軟體的復用性，培養學生初步具備模塊化思維能力。
2.熟練掌握的技能

 

熟練掌握Java面向對象程序設計的語言基本語法，基本方法包括軟體抽象方法、面向對象分析方法，基本思想包括繼承性、封裝性、多態性，抽象類以及接口的設計思想。

   

3.精通的技能

    

精通Java程序設計語言的使用。本課程以Java語言為例講解面向對象編程方法，因此要求學生精通Java語言的語法規則，精通使用Java語言編寫應用程式，精通Java語言支持的各種面向對象特徵及在程序中的使用。

五、教學設計
如何安排教學內容的大致思路：（1）學生自學和教師精講結合。在課前安排學生自學有關內容，學生在對應學習內容有了一定認識後，教師選擇已混點、易錯點、易忽略點重點講解。（2）採用問題驅動法、任務驅動以及小組協作等現代教學方法。在教學中儘可能採用多種教學方法，開拓學生思路，提高教學效率。（3）理論與實踐相結合。本課程實踐性強，因此通過大量的實例、案例分析、小項目等加深對課程內容的理解和掌握。（4）實踐環節包括課內實踐和課外實踐。教師指定有關題目，要求學生在課內和課外完成。（5）學生分成小組。通過小組集體完成一些項目，培養學生的團隊精神和協作能力，使學生體會團隊的力量。
3.教學計劃安排
課內教學內容、時間安排、具體章節如下表所示。

周次

講

授

學

時

數

實驗教學學時

數

課堂訓練學時數

計劃教學內容

備註

教學內容摘要

（章節名稱、講述的內容提要，課堂討論的題目等）

實驗、習題及其它

第1周

 

2

 

2

1.1  Java起源與發展       

1.2  Java平臺與開發環境       

1.3  Java程序基本結構   

1.5  Eclipse集成開發環境

第1章

實訓任務：

2,4,6

習題：

1.1,

1.3

第2周

 

2

 

2

2.1  簡單程序的開發   

2.2  數據類型   

2.3  運算符       

2.4  數據類型轉換

第2章

實訓任務：

1,2,3

習題：

2.1,

2.3

第3周

2

 

2

3.1  選  擇   

3.2  循  環   

3.3  示例學習

第3章

實訓任務：

1,3,5

習題：

3.2,

3.10

第4周

 

2

2

4.1  面向對象概述       

4.2  為對象定義類       

4.3  方法設計

第4章

實訓任務：

1,2

習題：

4.1,

4.2

第5周

 

2

 

2

4.4  靜態變量和靜態方法   

4.5  對象初始化和清除       

4.6  包與類的導入

實訓任務：

3,4

習題：

4.5,

4.6

第6周

 

2

2

5.1  創建和使用數組

5.2  Arrays類

5.3  二維數組

第5章

實訓任務：

1,2,4

習題：

5.7,

5.16

第7周

 

2

 

2

6.1  String類

6.2  格式化輸出       

6.3  StringBuilder和StringBuffer類

第6章

實訓任務：

1,2,3

習題：

6.4,

6.5

第8周

 

2

2

7.1  類的繼承   

7.2  封裝性與訪問修飾符   

第7章

實訓任務：

1,2

習題：

7.1,

7.2

第9周

 

2

 

2

7.4  抽象類       

7.5  對象轉換與多態

實訓任務：

3

習題：

7.5

第10周

 

2

 

2

8.1  Object：終極父類       

8.2  Math類  

第8章

實訓任務：

1,2

習題：

8.1,

8.2

第11周

 

2

2

8.3  基本類型包裝類   

8.4  日期-時間API

第8章

實訓任務：

3,4

習題：

8.6,

8.7

第12周

 

2

 

2

9.1  內部類       

9.2  枚舉類型   

9.3  註解類型

第9章

實訓任務：

1,2,3

習題：

9.1,

9.6

第13周

 

2

2

10.1  接  口   

10.2  靜態方法和默認方法

第10章

實訓任務：

1,2

習題：

10.1,

10.2

第14周

 

2

 

2

10.3  接口示例   

10.4  Lambda表達式   

第10章

實訓任務：

3,4

習題：

10.5,

10.9

第15周

 

2

2

11.1  泛型介紹   

11.3  List接口及實現類       

11.4  Set接口及實現類   

第11章

實訓任務：

1,2

習題：

11.1,

11.2

第16周

 

2

 

2

11.5  Queue接口及實現類       

11.6  Map接口及實現類   

11.7  Collections類

第11章

實訓任務：

3,4,5

習題：

11.4,

11.10

第17周

 

2

2

12.1  異常與異常類       

12.2  異常處理   

12.3  自定義異常類       

第12章

實訓任務：

1,2,3

習題：

12.1,

12.5

第18周

複習考試

 

六、教學建議
本課程是理論和實踐緊密聯繫的一門課程，因此建議教師在精講理論知識的同時加強學生實踐動手能力的培養，在教學中可採取下面一些具體措施：（1）充分採用現代教育技術手段。本課程機房授課，教師可採用「邊講邊練」的方法，可在機器上演示程序的編寫和運行，增加學生的感性認識。（2）採用任務驅動或問題驅動方法。可先提出問題，根據問題尋找解決方案，從而啟迪學生的思維，提高教學效果。（3）採用小組協作方法。教師可設計一些稍大一點的項目，由小組共同完成，然後抽取小組成員講解設計思想，從而培養學生語言表達能力和成員間協作精神。（4）加強自學能力培養。設計有關題目，讓學生利用各種途徑（圖書館、網絡）完成題目，從而培養學生解決問題和資源檢索能力。（5）加強過程性考核。通過單元測試、實驗、討論、作業等方式及時對學生的表現進行考核。
七、課程考核與評價
1、基本評價方法
改變一張試卷定優劣的狀況，注重評價的多元性，強化過程性評價。在注重掌握基本理論知識的同時，側重學生多種能力的培養和學習過程中有效學習的引導，構建集知識、能力、過程評價為一體的評價方法。
在學生學習效果的評價中增加規範化，標準化的代碼編寫習慣考核，能否完成簡單的代碼測試工作；團隊精神和協作能力的提升；是否具備學習能力、總結能力和語言表達能力等方面的評價。
在考核方式上，注重形成性評價與總結性評價相結合，總結性評價由單元測試，實驗結果等部分組成，主要考核學生對本課程的基本概念和基本知識掌握程度。形成性評價包括出勤及課堂表現、課外作業、實驗完成情況及實驗報告、單元測試等方面的評價。
2、考核項目構成
本課程是軟體工程專業的核心課程，是以考查的方式考核的考試課。根據該課程的特點，制定6項考核指標，如下所示。（1）出勤及課堂表現，20%（2）課外編程作業，20%（3）實驗完成情況及實驗報告，30%（4）單元測試，30%

下面是考核項目、考核次數以及分數。

序號

項目

次數

分數

說明

1

出勤及課堂表現

20分

2

課外編程作業

4

20分

每次5分，教師批閱4次作業，根據學生完成情況給分。

3

實驗完成情況及實驗報告

5

30分

每次6分，可根據學生提交實驗結果記分，先完成任務者可獲高分。

4

單元測試

3

30分

每次10分，每單元學習完成進行測試，測試採用課內測試。

總分

100分

4、考核結論

最終考核採用百分制，90分以上為優秀，60分為及格，60分以下為不及格。

八、教材與參考數目
《Java語言程序設計》（第3版）沈澤剛主編清華大學出版社（ISBN：978-7-302-48552-0） 2018.4
《Java語言程序設計（第3版）學習指導與題解》沈澤剛，清華大學出版社（ISBN：978-7-302-49602-1） 2018.6

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作者：沈澤剛

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ISBN：9787302485520