課程名稱 |
高級(jí)Java |
授課對(duì)象所屬專業(yè) |
軟件工程 |
課程類型 |
專業(yè) |
開課年級(jí) |
2022級(jí) |
課程性質(zhì) |
必修 |
課程總學(xué)時(shí) |
64 |
一、課程簡(jiǎn)介
高級(jí)Java課程旨在深化學(xué)生對(duì)Java編程技術(shù)的理解與應(yīng)用,其中多線程編程是高級(jí)Java技術(shù)的核心內(nèi)容之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生將掌握高級(jí)多線程編程技術(shù),理解線程的生命周期、線程安全、并發(fā)控制等關(guān)鍵概念,并能夠在復(fù)雜的軟件系統(tǒng)中應(yīng)用多線程技術(shù)提高性能。同時(shí),本課程注重將思政元素融入技術(shù)學(xué)習(xí)中,通過(guò)案例分析、團(tuán)隊(duì)討論等形式,引導(dǎo)學(xué)生理解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性,培養(yǎng)他們的責(zé)任感和使命感。
二、案例基本信息
1.案例名稱:團(tuán)結(jié)協(xié)作,共創(chuàng)佳績(jī)——多線程技術(shù)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用
2.對(duì)應(yīng)章節(jié):Java多線程編程及應(yīng)用
3.課程講次:9
三、案例教學(xué)目標(biāo)
1、掌握J(rèn)ava多線程編程的基本知識(shí)和技巧;
2、理解多線程協(xié)作在軟件開發(fā)中的應(yīng)用場(chǎng)景;
3、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和溝通能力,提升解決復(fù)雜問題的能力;
4、融入思政元素,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀,培養(yǎng)責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神。
四、案例主要內(nèi)容
本案例以一個(gè)軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)為背景,描述團(tuán)隊(duì)在開發(fā)一個(gè)大型項(xiàng)目時(shí)如何運(yùn)用多線程技術(shù)提高開發(fā)效率。案例中涉及線程的創(chuàng)建、管理、同步與通信等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn),同時(shí)強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)作與溝通。通過(guò)案例分析,學(xué)生可以了解到多線程協(xié)作在實(shí)際軟件開發(fā)中的重要性,以及如何在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的作用。案例拓展:1)華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)多線程協(xié)作,共鑄5G通信輝煌。華為作為中國(guó)通信技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè),在5G技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中,充分展現(xiàn)了多線程協(xié)作的高效與重要性。其研發(fā)團(tuán)隊(duì)在多線程技術(shù)的運(yùn)用上,堪稱國(guó)內(nèi)行業(yè)的典范。2)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)的多線程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭作為我國(guó)新一代大型運(yùn)載火箭,其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)涉及眾多復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。在這個(gè)過(guò)程中,一個(gè)高效的多線程團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。


五、案例教學(xué)設(shè)計(jì)
課題名稱 |
團(tuán)結(jié)協(xié)作,共創(chuàng)佳績(jī)——多線程技術(shù)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用 |
課時(shí) |
6 |
課題序號(hào) |
9 |
一、教材內(nèi)容分析 |
分析本節(jié)課內(nèi)容與上節(jié)課內(nèi)容以及本節(jié)課內(nèi)容之間的關(guān)系 上節(jié)課熟悉了IO流的使用,本節(jié)引入多線程的概念,實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序中,運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。 |
二、學(xué)習(xí)者特征分析 |
具備扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)、對(duì)并發(fā)編程有濃厚興趣、具備良好的邏輯思維和問題解決能力、注重實(shí)踐和應(yīng)用,以及具備團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力等特征。這些特征將有助于他們?cè)谡n程學(xué)習(xí)中取得更好的成果,并在實(shí)際項(xiàng)目中成功應(yīng)用多線程編程技術(shù)。 |
三、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn) |
教學(xué)目標(biāo):多線程的定義,創(chuàng)建,啟動(dòng) 重點(diǎn):多線程的創(chuàng)建 難點(diǎn):多線程的內(nèi)部調(diào)用機(jī)制 |
四、教學(xué)案例設(shè)計(jì)及資源準(zhǔn)備 本案例以一個(gè)軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)為背景,描述團(tuán)隊(duì)在開發(fā)一個(gè)大型項(xiàng)目時(shí)如何運(yùn)用多線程技術(shù)提高開發(fā)效率。代碼將更側(cè)重于展示線程間的協(xié)作和同步,而非復(fù)雜的軟件開發(fā)項(xiàng)目 // Task.java -表示需要線程執(zhí)行的任務(wù) public class Task implements Runnable { private final String taskName; public Task(String taskName) { this.taskName = taskName; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執(zhí)行任務(wù)" + taskName + "的第" + (i + 1) + "步"); try { Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); //模擬任務(wù)執(zhí)行時(shí)間 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } // Main.java -主程序,模擬軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的多線程協(xié)作 public class Main { public static void main(String[] args) { //創(chuàng)建任務(wù) Task task1 = new Task("任務(wù)A"); Task task2 = new Task("任務(wù)B"); Task task3 = new Task("任務(wù)C"); //創(chuàng)建線程并啟動(dòng) Thread thread1 = new Thread(task1, "開發(fā)員1"); Thread thread2 = new Thread(task2, "開發(fā)員2"); Thread thread3 = new Thread(task3, "開發(fā)員3"); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); |
//等待所有線程執(zhí)行完畢 try { thread1.join(); thread2.join(); thread3.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢!"); } } |
五、教學(xué)過(guò)程 |
教學(xué)環(huán)節(jié) |
教師活動(dòng) |
學(xué)生活動(dòng) |
設(shè)計(jì)意圖及策略 |
講解 |
講解線程的定義,創(chuàng)建,運(yùn)行 |
與教師互動(dòng) |
引入階段:介紹軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的基本情況和項(xiàng)目背景,引出多線程協(xié)作的主題,掌握基礎(chǔ)知識(shí) |
操作 |
創(chuàng)建項(xiàng)目案例,練習(xí)線程類的定義 |
與教師同步操作 |
掌握線程類的基本要素,學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作,模擬軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)的多線程協(xié)作過(guò)程,解決實(shí)際問題。 |
提問 |
多個(gè)線程,內(nèi)部如何調(diào)度? |
與教師互動(dòng) |
掌握多線程的內(nèi)部運(yùn)行邏輯,結(jié)合案例,分析多線程協(xié)作在軟件開發(fā)中的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì),討論團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)作與溝通問題。 |
操作 |
創(chuàng)建項(xiàng)目Word ExamDemo,進(jìn)一步運(yùn)用多線程到實(shí)際案例中 |
與教師同步操作 |
掌握多線程在GUI中的應(yīng)用 |
六、作業(yè)及任務(wù) |
設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)多線程的銀行取款系統(tǒng)模擬程序。該系統(tǒng)應(yīng)包含以下功能:創(chuàng)建多個(gè)賬戶對(duì)象,每個(gè)賬戶具有初始余額。創(chuàng)建多個(gè)取款線程,模擬多個(gè)客戶同時(shí)進(jìn)行取款操作。每個(gè)取款線程應(yīng)隨機(jī)選擇一個(gè)賬戶,并嘗試從中取出一定金額的資金。賬戶余額應(yīng)能夠在多線程環(huán)境下正確地進(jìn)行同步更新,避免出現(xiàn)金額不一致的問題。 |
七、課后評(píng)價(jià)和總結(jié) |
討論團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性,以及如何在實(shí)際工作中應(yīng)用多線程技術(shù)??傮w效果良好,操作時(shí)適當(dāng)?shù)膶⒐?jié)奏放慢,讓學(xué)生能跟上進(jìn)度,學(xué)生才有興趣繼續(xù)聽課。課程中大多數(shù)同學(xué)能跟老師的操作同步,能現(xiàn)場(chǎng)編程實(shí)現(xiàn)老師布置的任務(wù)。 |
六、教學(xué)反思
通過(guò)本案例的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生能夠更好地掌握J(rèn)ava多線程編程技術(shù),并理解多線程協(xié)作在軟件開發(fā)中的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí),通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通的實(shí)踐,學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和溝通能力得到了提升。然而,在教學(xué)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題,如部分學(xué)生對(duì)于多線程同步機(jī)制的理解還不夠深入,需要在后續(xù)教學(xué)中加強(qiáng)這方面的講解和練習(xí)。此外,如何將思政元素更自然地融入技術(shù)教學(xué)中,也是需要進(jìn)一步思考和探索的問題。
軟件工程教研室供稿
責(zé)編:魏東平 審核:董西偉 王超