Java程序設(shè)計（第3版）教案 單元設(shè)計-單元3 數(shù)據(jù)與異常處理程序設(shè)計

第1頁共8頁《Java程序設(shè)計》課程教學單元設(shè)計

單元3數(shù)據(jù)與異常處理程序設(shè)計授課教師：Java語言課程組授課班級:單元總學時：10教學條件軟件開發(fā)平臺、投影設(shè)備、廣播軟件教學素材參考教材、課件、授課錄像教學目標設(shè)計知識目標：掌握數(shù)組的聲明和創(chuàng)建；掌握java.util.Arrays類中的方法；掌握獲得字符創(chuàng)長度、比較、連接、提取、查詢字符串、大小寫轉(zhuǎn)化等操作的方法；掌握StringBuffer對象的常用方法；理解異常的概念和用途；掌握使用try-catch-finally語句結(jié)構(gòu)；掌握自定義異常的創(chuàng)建和實現(xiàn)拋出的方法。能力目標：能會使用雙重for語句實現(xiàn)二維數(shù)組的循環(huán)操作；運用java.util.Arrays類進行操作數(shù)組；運用字符串長度、比較、連接、提取、查詢字符串、大小寫轉(zhuǎn)化等方法對數(shù)組操作；運用StringBuffer字符串進行追加及處理字符；能會使用try-catch-finally語句進行異常處理；能會創(chuàng)建自定義異常和拋出自定義異常；能會區(qū)分異常處理和錯誤以及正確使用異常處理的優(yōu)點。重點：數(shù)組的使用、各種數(shù)組元素的操作；String與StringBuffer對象的常用方法；異常處理。難點：數(shù)組的遍歷、排序；自定義異常的創(chuàng)建和拋出。教學內(nèi)容設(shè)計任務(wù)一：學生成績管理程序設(shè)計；任務(wù)二：操作字符串程序設(shè)計；任務(wù)三：除法計算器程序設(shè)計；任務(wù)四：輸入學號異常處理程序。教學過程設(shè)計任務(wù)一：學生成績計算程序設(shè)計（數(shù)組存儲信息）（4課時）主要步驟教學內(nèi)容教學方法教學手段師生活動引入相同類型的一組數(shù)完成相同的操作，如果采用變量，重復代碼過多，此時可以采用數(shù)組。運行程序教師啟發(fā)-教師：演示學生：思考告知（教學內(nèi)容、教學目的）教學內(nèi)容：聲明數(shù)組和創(chuàng)建；數(shù)組的初始化；數(shù)組元素的使用；main()方法參數(shù)使用；java.util.Arrays類操縱數(shù)組。教學目的：理解什么是數(shù)組；掌握一維數(shù)組的定義；會使用數(shù)組解決簡單問題。教師啟發(fā)講解課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)簡介進行學生成績管理計算，要對考試分數(shù)進行處理和查詢。編寫一個程序sum.java，計算本組成員的考試總分數(shù)。小組有6名成員。本次考試成績分別為94.5,89.0,79.5,64.5,81.5,73.5，當程序運行時，在控制臺輸出：“本組考試總分為482.5”,計算大于本次考試平均分學生，將學生的信息存入數(shù)組HighScore中。討論歸納課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)分析從技術(shù)角度，需要定義6個變量分別存放6位成員的成績，還需要定義一個變量存放總分。此外，再定義一個變量來記錄平均分。然后先定義數(shù)組分別存放6位學員的成績，然后把6個變量相加得到的和賦給一個新的變量。再定義一個變量來記錄平均分（總成績/人數(shù)）。待篩選完高于平均分的分數(shù)之后再遍歷打印高于平均分的分數(shù)信息。教師演示課件演示小組討論教師：講解演示學生：思考發(fā)言分組討論支撐知識數(shù)組的概念；數(shù)組的聲明以及創(chuàng)建；數(shù)組的初始化；數(shù)組使用、遍歷、排序等操作；main方法中的數(shù)組；用java.util.Arrays類操縱數(shù)組。討論歸納課件演示教師：演示學生：思考任務(wù)實施打開Eclipse中，創(chuàng)建一個類；在類的main方法中定義一個含有6個元素的整形數(shù)組；給數(shù)組元素進行賦值；通過循環(huán)完成數(shù)組元素相加求和；輸出總分，測試運行；計算平均分avgscore；通過getHighScore方法獲得高于平均分的分數(shù)信息；最后通過visitAllArray方法打印高于平均分的分數(shù)信息。動手實踐分組實踐教師：講解指導學生：小組討論動手實踐分享交流數(shù)組的聲明以及創(chuàng)建，使用循環(huán)語句完成對數(shù)組的操作。個別演示分組討論教師：總結(jié)學生：演示分享交流課堂實訓簡單的冒泡排序，按關(guān)鍵字由小到大排列一組整數(shù)，輸出排序前后的數(shù)組。動手實踐分組實踐教師：任務(wù)布置學生：小組討論動手實踐課后作業(yè)給包含100個整型元素的數(shù)組隨機進行賦值，并用二分查找法查找元素32和1032。-分組學習提交作業(yè)教學過程設(shè)計任務(wù)二：天氣預報信息處理程序設(shè)計（字符串處理）（2課時）主要步驟教學內(nèi)容教學方法教學手段師生活動引入字符串是最常見的，字符串常見功能怎樣實現(xiàn)？運行程序教師啟發(fā)-教師：演示學生：思考告知（教學內(nèi)容、教學目的）教學內(nèi)容：定義、初始化字符串；字符串常見操作及方法；StringBuffer類的定義；StringBuffer類的常用方法。教學目的：掌握String基本用法和常見操作；會使用StringBuffer類的方法對字符串進行操作。教師啟發(fā)講解課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)簡介設(shè)計實現(xiàn)了一個天氣預報的數(shù)據(jù)處理的功能，能提供在線的信息編輯處理，比如插入刪除和修改，以及查找、替換等功能。對天氣預報數(shù)據(jù)處理要求為：(1)將每日的天氣用字符串數(shù)組表示;(2)將每日的天氣用轉(zhuǎn)為可編輯字符串數(shù)組表示;(3)將每日的天氣每個空格處替換為","，在日期前加序號格式為1、2、等;(4)獲得5日夜間的溫度。討論歸納課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)分析從技術(shù)角度，字符串String提供了很多方法可以求長度、查找、替換、去掉首尾空格等。StringBuffer提供了追加和刪除、插入操作。解決問題步驟：先定義一個變量存放字符串，然后使用字符串的相關(guān)方法實現(xiàn)。在定義一個StringBuffer類型的變量來編輯處理天氣信息字符串。教師演示課件演示小組討論教師：講解演示學生：思考參與發(fā)言分組討論支撐知識字符串的概念；創(chuàng)建String字符串；String類的常用操作及方法；StringBuffer對象的創(chuàng)建；StringBuffer類的常用方法。討論歸納課件演示教師：演示學生：思考任務(wù)實施打開Eclipse，創(chuàng)建一個類；聲明String類對象WeatherForcast；利用String類的求長度、查找子字符串，并將天氣預報的內(nèi)容按天分為兩個String對象；用數(shù)組表示兩個String對象；利用String類實現(xiàn)查找替換獲取長度等操作；利用StringBuffer實現(xiàn)追加和刪除等操作；創(chuàng)建測試類，運行程序。動手實踐分組實踐教師：講解指導學生：小組討論動手實踐分享交流String和StringBuffer的使用。個別演示分組討論教師：總結(jié)學生：演示分享交流課堂實訓使用StringBuffer類的常用方法進行文本串編輯。動手實踐分組實踐教師：任務(wù)布置學生：小組討論動手實踐課后作業(yè)輸入5種水果的英文名稱（葡萄grape，橘子orange，香蕉banana，蘋果apple，桃peach），編寫一個程序，按字典里出現(xiàn)的先后順序輸出。-分組學習提交作業(yè)教學過程設(shè)計任務(wù)三：除法計算器程序設(shè)計（捕獲并處理異常）（2課時）主要步驟教學內(nèi)容教學方法教學手段師生活動引入程序在運行的時候，會因為人為的原因造成程序上的錯誤，但是如果沒有人為原因，程序是正確的。怎樣通過程序?qū)φJ為原因進行處理，使程序繼續(xù)執(zhí)行下去？教師啟發(fā)-教師：演示學生：思考告知（教學內(nèi)容、教學目的）教學內(nèi)容：什么是異常；如何進行異常處理；異常處理的關(guān)鍵字；異常處理結(jié)構(gòu)。教學目的：掌握Java的異常處理機制；運用try、catch、finally處理異常。教師啟發(fā)講解課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)簡介編寫一個除法計算器，程序要求在出現(xiàn)除數(shù)為零和除數(shù)、被除數(shù)中有一個不是數(shù)字的情況時進行相應(yīng)的處理。當調(diào)用存放在數(shù)組中的計算結(jié)果，數(shù)組有可能產(chǎn)生索引越界，對這種情況進行捕捉和處理。討論歸納課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)分析輸入的兩個數(shù)以及兩個數(shù)相除。但在程序運行時，會產(chǎn)生很多意想不到的輸入問題，如輸入數(shù)中出現(xiàn)了字母、特殊符號等，程序無法正確運行下去。本任務(wù)采用異常捕獲和處理技術(shù)保證程序的健壯性。教師演示課件演示小組討論教師：講解演示學生：思考參與發(fā)言分組討論支撐知識異常概念；異常處理機制；異常的分類；標準異常類；異常的捕獲與處理。討論歸納課件演示教師：演示學生：思考任務(wù)實施打開Eclipse，創(chuàng)建一個類在類main方法中輸入兩個數(shù)相除給輸入的兩個數(shù)以及兩個數(shù)相除會產(chǎn)生異常，對這段代碼進行異常處理編寫測試類，運行程序動手實踐分組實踐教師：講解指導學生：小組討論動手實踐分享交流異常處理程序編寫步驟。個別演示分組討論教師：總結(jié)學生：演示分享交流課堂實訓編寫程序，能夠產(chǎn)生、捕獲和處理NullPointerException異常和ClassCastException異常；編寫程序，能夠產(chǎn)生、捕獲和處理ArithmeticException異常和IndexOutOfBoundsException異常。動手實踐分組實踐教師：任務(wù)布置學生：小組討論動手實踐課后作業(yè)給類屬性身份證號碼id設(shè)值，當給定值長度為18時，賦值給id，當值長度不為18時，拋出IllegalArgumentException異常，然后捕獲和處理異常。-分組學習提交作業(yè)教學過程設(shè)計任務(wù)四：最大公約數(shù)計算器設(shè)計（異常的拋出）（2課時）主要步驟教學內(nèi)容教學方法教學手段師生活動引入如果程序沒有語法錯誤，不會自動拋出異常，但不符合邏輯含義，怎樣才能拋出異常？教師啟發(fā)-教師：演示學生：思考告知（教學內(nèi)容、教學目的）教學內(nèi)容：拋出異常；聲明異常；自定義異常。教學目標：運用throw拋出異常；運用throws聲明異常；能夠自定義異常。教師啟發(fā)講解課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)簡介在數(shù)學計算或數(shù)字分析中，經(jīng)常會用到計算兩個數(shù)的最大公約數(shù)的問題。即:輸入兩個正整數(shù)，當兩個數(shù)字有一個不是正整數(shù)時會產(chǎn)生異常。當輸入非整數(shù)數(shù)字時，也產(chǎn)生異常。輸入無錯誤后，計算兩個數(shù)的最大公約數(shù)。討論歸納課件演示教師：講授學生：思考任務(wù)分析分別輸入兩個整數(shù)可以用java.util.Scanner的nextInt()方法。但在程序運行時，會產(chǎn)生很多意想不到的輸入問題，如輸入的數(shù)字帶小數(shù)或非數(shù)字時、特殊符號等，還有的情況是求公約數(shù)的數(shù)字為負數(shù)，程序的運行就不正確了，嚴重時程序發(fā)生中斷，無法正確運行下去。要保證程序的健壯性，可以采用異常捕獲和處理技術(shù)。教師演示課件演示小組討論教師：講解演示學生：思考參與發(fā)言分組討論支撐知識聲明異常；主動拋出異常；自定義異常。討論歸納課件演示教師：演示學生：思考任務(wù)實施打開Eclipse，創(chuàng)建一個類；在類中定義一個方法，完成最大公約數(shù)的計算，聲明該方法會拋出什么異常，同時在該方法內(nèi)人為拋出一個異常對象；在類的main方法中調(diào)用定義的方法，并且捕獲方法拋出的異常，進行處理；運行程序。動手實踐分組實踐教師：講解指導學生：小組討論動手實踐分享交流拋出異常、聲明異常的應(yīng)用。個別演示分組討論教師：總結(jié)學