Java程序设计（第3版）教案 单元设计-单元3 数据与异常处理程序设计

第1页共8页《Java程序设计》课程教学单元设计

单元3数据与异常处理程序设计授课教师：Java语言课程组授课班级:单元总学时：10教学条件软件开发平台、投影设备、广播软件教学素材参考教材、课件、授课录像教学目标设计知识目标：掌握数组的声明和创建；掌握java.util.Arrays类中的方法；掌握获得字符创长度、比较、连接、提取、查询字符串、大小写转化等操作的方法；掌握StringBuffer对象的常用方法；理解异常的概念和用途；掌握使用try-catch-finally语句结构；掌握自定义异常的创建和实现抛出的方法。能力目标：能会使用双重for语句实现二维数组的循环操作；运用java.util.Arrays类进行操作数组；运用字符串长度、比较、连接、提取、查询字符串、大小写转化等方法对数组操作；运用StringBuffer字符串进行追加及处理字符；能会使用try-catch-finally语句进行异常处理；能会创建自定义异常和抛出自定义异常；能会区分异常处理和错误以及正确使用异常处理的优点。重点：数组的使用、各种数组元素的操作；String与StringBuffer对象的常用方法；异常处理。难点：数组的遍历、排序；自定义异常的创建和抛出。教学内容设计任务一：学生成绩管理程序设计；任务二：操作字符串程序设计；任务三：除法计算器程序设计；任务四：输入学号异常处理程序。教学过程设计任务一：学生成绩计算程序设计（数组存储信息）（4课时）主要步骤教学内容教学方法教学手段师生活动引入相同类型的一组数完成相同的操作，如果采用变量，重复代码过多，此时可以采用数组。运行程序教师启发-教师：演示学生：思考告知（教学内容、教学目的）教学内容：声明数组和创建；数组的初始化；数组元素的使用；main()方法参数使用；java.util.Arrays类操纵数组。教学目的：理解什么是数组；掌握一维数组的定义；会使用数组解决简单问题。教师启发讲解课件演示教师：讲授学生：思考任务简介进行学生成绩管理计算，要对考试分数进行处理和查询。编写一个程序sum.java，计算本组成员的考试总分数。小组有6名成员。本次考试成绩分别为94.5,89.0,79.5,64.5,81.5,73.5，当程序运行时，在控制台输出：“本组考试总分为482.5”,计算大于本次考试平均分学生，将学生的信息存入数组HighScore中。讨论归纳课件演示教师：讲授学生：思考任务分析从技术角度，需要定义6个变量分别存放6位成员的成绩，还需要定义一个变量存放总分。此外，再定义一个变量来记录平均分。然后先定义数组分别存放6位学员的成绩，然后把6个变量相加得到的和赋给一个新的变量。再定义一个变量来记录平均分（总成绩/人数）。待筛选完高于平均分的分数之后再遍历打印高于平均分的分数信息。教师演示课件演示小组讨论教师：讲解演示学生：思考发言分组讨论支撑知识数组的概念；数组的声明以及创建；数组的初始化；数组使用、遍历、排序等操作；main方法中的数组；用java.util.Arrays类操纵数组。讨论归纳课件演示教师：演示学生：思考任务实施打开Eclipse中，创建一个类；在类的main方法中定义一个含有6个元素的整形数组；给数组元素进行赋值；通过循环完成数组元素相加求和；输出总分，测试运行；计算平均分avgscore；通过getHighScore方法获得高于平均分的分数信息；最后通过visitAllArray方法打印高于平均分的分数信息。动手实践分组实践教师：讲解指导学生：小组讨论动手实践分享交流数组的声明以及创建，使用循环语句完成对数组的操作。个别演示分组讨论教师：总结学生：演示分享交流课堂实训简单的冒泡排序，按关键字由小到大排列一组整数，输出排序前后的数组。动手实践分组实践教师：任务布置学生：小组讨论动手实践课后作业给包含100个整型元素的数组随机进行赋值，并用二分查找法查找元素32和1032。-分组学习提交作业教学过程设计任务二：天气预报信息处理程序设计（字符串处理）（2课时）主要步骤教学内容教学方法教学手段师生活动引入字符串是最常见的，字符串常见功能怎样实现？运行程序教师启发-教师：演示学生：思考告知（教学内容、教学目的）教学内容：定义、初始化字符串；字符串常见操作及方法；StringBuffer类的定义；StringBuffer类的常用方法。教学目的：掌握String基本用法和常见操作；会使用StringBuffer类的方法对字符串进行操作。教师启发讲解课件演示教师：讲授学生：思考任务简介设计实现了一个天气预报的数据处理的功能，能提供在线的信息编辑处理，比如插入删除和修改，以及查找、替换等功能。对天气预报数据处理要求为：(1)将每日的天气用字符串数组表示;(2)将每日的天气用转为可编辑字符串数组表示;(3)将每日的天气每个空格处替换为","，在日期前加序号格式为1、2、等;(4)获得5日夜间的温度。讨论归纳课件演示教师：讲授学生：思考任务分析从技术角度，字符串String提供了很多方法可以求长度、查找、替换、去掉首尾空格等。StringBuffer提供了追加和删除、插入操作。解决问题步骤：先定义一个变量存放字符串，然后使用字符串的相关方法实现。在定义一个StringBuffer类型的变量来编辑处理天气信息字符串。教师演示课件演示小组讨论教师：讲解演示学生：思考参与发言分组讨论支撑知识字符串的概念；创建String字符串；String类的常用操作及方法；StringBuffer对象的创建；StringBuffer类的常用方法。讨论归纳课件演示教师：演示学生：思考任务实施打开Eclipse，创建一个类；声明String类对象WeatherForcast；利用String类的求长度、查找子字符串，并将天气预报的内容按天分为两个String对象；用数组表示两个String对象；利用String类实现查找替换获取长度等操作；利用StringBuffer实现追加和删除等操作；创建测试类，运行程序。动手实践分组实践教师：讲解指导学生：小组讨论动手实践分享交流String和StringBuffer的使用。个别演示分组讨论教师：总结学生：演示分享交流课堂实训使用StringBuffer类的常用方法进行文本串编辑。动手实践分组实践教师：任务布置学生：小组讨论动手实践课后作业输入5种水果的英文名称（葡萄grape，橘子orange，香蕉banana，苹果apple，桃peach），编写一个程序，按字典里出现的先后顺序输出。-分组学习提交作业教学过程设计任务三：除法计算器程序设计（捕获并处理异常）（2课时）主要步骤教学内容教学方法教学手段师生活动引入程序在运行的时候，会因为人为的原因造成程序上的错误，但是如果没有人为原因，程序是正确的。怎样通过程序对认为原因进行处理，使程序继续执行下去？教师启发-教师：演示学生：思考告知（教学内容、教学目的）教学内容：什么是异常；如何进行异常处理；异常处理的关键字；异常处理结构。教学目的：掌握Java的异常处理机制；运用try、catch、finally处理异常。教师启发讲解课件演示教师：讲授学生：思考任务简介编写一个除法计算器，程序要求在出现除数为零和除数、被除数中有一个不是数字的情况时进行相应的处理。当调用存放在数组中的计算结果，数组有可能产生索引越界，对这种情况进行捕捉和处理。讨论归纳课件演示教师：讲授学生：思考任务分析输入的两个数以及两个数相除。但在程序运行时，会产生很多意想不到的输入问题，如输入数中出现了字母、特殊符号等，程序无法正确运行下去。本任务采用异常捕获和处理技术保证程序的健壮性。教师演示课件演示小组讨论教师：讲解演示学生：思考参与发言分组讨论支撑知识异常概念；异常处理机制；异常的分类；标准异常类；异常的捕获与处理。讨论归纳课件演示教师：演示学生：思考任务实施打开Eclipse，创建一个类在类main方法中输入两个数相除给输入的两个数以及两个数相除会产生异常，对这段代码进行异常处理编写测试类，运行程序动手实践分组实践教师：讲解指导学生：小组讨论动手实践分享交流异常处理程序编写步骤。个别演示分组讨论教师：总结学生：演示分享交流课堂实训编写程序，能够产生、捕获和处理NullPointerException异常和ClassCastException异常；编写程序，能够产生、捕获和处理ArithmeticException异常和IndexOutOfBoundsException异常。动手实践分组实践教师：任务布置学生：小组讨论动手实践课后作业给类属性身份证号码id设值，当给定值长度为18时，赋值给id，当值长度不为18时，抛出IllegalArgumentException异常，然后捕获和处理异常。-分组学习提交作业教学过程设计任务四：最大公约数计算器设计（异常的抛出）（2课时）主要步骤教学内容教学方法教学手段师生活动引入如果程序没有语法错误，不会自动抛出异常，但不符合逻辑含义，怎样才能抛出异常？教师启发-教师：演示学生：思考告知（教学内容、教学目的）教学内容：抛出异常；声明异常；自定义异常。教学目标：运用throw抛出异常；运用throws声明异常；能够自定义异常。教师启发讲解课件演示教师：讲授学生：思考任务简介在数学计算或数字分析中，经常会用到计算两个数的最大公约数的问题。即:输入两个正整数，当两个数字有一个不是正整数时会产生异常。当输入非整数数字时，也产生异常。输入无错误后，计算两个数的最大公约数。讨论归纳课件演示教师：讲授学生：思考任务分析分别输入两个整数可以用java.util.Scanner的nextInt()方法。但在程序运行时，会产生很多意想不到的输入问题，如输入的数字带小数或非数字时、特殊符号等，还有的情况是求公约数的数字为负数，程序的运行就不正确了，严重时程序发生中断，无法正确运行下去。要保证程序的健壮性，可以采用异常捕获和处理技术。教师演示课件演示小组讨论教师：讲解演示学生：思考参与发言分组讨论支撑知识声明异常；主动抛出异常；自定义异常。讨论归纳课件演示教师：演示学生：思考任务实施打开Eclipse，创建一个类；在类中定义一个方法，完成最大公约数的计算，声明该方法会抛出什么异常，同时在该方法内人为抛出一个异常对象；在类的main方法中调用定义的方法，并且捕获方法抛出的异常，进行处理；运行程序。动手实践分组实践教师：讲解指导学生：小组讨论动手实践分享交流抛出异常、声明异常的应用。个别演示分组讨论教师：总结学