课程名称 |
高级Java |
授课对象所属专业 |
软件工程 |
课程类型 |
专业 |
开课年级 |
2022级 |
课程性质 |
必修 |
课程总学时 |
64 |
一、课程简介
高级Java课程旨在深化学生对Java编程技术的理解与应用,其中多线程编程是高级Java技术的核心内容之一。通过本课程的学习,学生将掌握高级多线程编程技术,理解线程的生命周期、线程安全、并发控制等关键概念,并能够在复杂的软件系统中应用多线程技术提高性能。同时,本课程注重将思政元素融入技术学习中,通过案例分析、团队讨论等形式,引导学生理解团队协作的重要性,培养他们的责任感和使命感。
二、案例基本信息
1.案例名称:团结协作,共创佳绩——多线程技术在软件开发中的应用
2.对应章节:Java多线程编程及应用
3.课程讲次:9
三、案例教学目标
1、掌握Java多线程编程的基本知识和技巧;
2、理解多线程协作在软件开发中的应用场景;
3、培养团队协作意识和沟通能力,提升解决复杂问题的能力;
4、融入思政元素,引导学生树立正确的价值观,培养责任感和担当精神。
四、案例主要内容
本案例以一个软件开发团队为背景,描述团队在开发一个大型项目时如何运用多线程技术提高开发效率。案例中涉及线程的创建、管理、同步与通信等关键技术点,同时强调团队成员之间的协作与沟通。通过案例分析,学生可以了解到多线程协作在实际软件开发中的重要性,以及如何在团队中发挥自己的作用。案例拓展:1)华为研发团队多线程协作,共铸5G通信辉煌。华为作为中国通信技术的领军企业,在5G技术的研发过程中,充分展现了多线程协作的高效与重要性。其研发团队在多线程技术的运用上,堪称国内行业的典范。2)长征五号运载火箭控制系统的多线程设计与实现长征五号运载火箭作为我国新一代大型运载火箭,其控制系统的设计与实现涉及众多复杂的技术挑战。在这个过程中,一个高效的多线程团队发挥了至关重要的作用。
五、案例教学设计
课题名称 |
团结协作,共创佳绩——多线程技术在软件开发中的应用 |
课时 |
6 |
课题序号 |
9 |
一、教材内容分析 |
分析本节课内容与上节课内容以及本节课内容之间的关系 上节课熟悉了IO流的使用,本节引入多线程的概念,实现一个程序中,运行多个任务。 |
二、学习者特征分析 |
具备扎实的技术基础、对并发编程有浓厚兴趣、具备良好的逻辑思维和问题解决能力、注重实践和应用,以及具备团队合作精神和沟通能力等特征。这些特征将有助于他们在课程学习中取得更好的成果,并在实际项目中成功应用多线程编程技术。 |
三、教学目标及重难点 |
教学目标:多线程的定义,创建,启动 重点:多线程的创建 难点:多线程的内部调用机制 |
四、教学案例设计及资源准备 本案例以一个软件开发团队为背景,描述团队在开发一个大型项目时如何运用多线程技术提高开发效率。代码将更侧重于展示线程间的协作和同步,而非复杂的软件开发项目 // Task.java -表示需要线程执行的任务 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() + "执行任务" + taskName + "的第" + (i + 1) + "步"); try { Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); //模拟任务执行时间 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } // Main.java -主程序,模拟软件开发团队的多线程协作 public class Main { public static void main(String[] args) { //创建任务 Task task1 = new Task("任务A"); Task task2 = new Task("任务B"); Task task3 = new Task("任务C"); //创建线程并启动 Thread thread1 = new Thread(task1, "开发员1"); Thread thread2 = new Thread(task2, "开发员2"); Thread thread3 = new Thread(task3, "开发员3"); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); |
//等待所有线程执行完毕 try { thread1.join(); thread2.join(); thread3.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("所有任务执行完毕!"); } } |
五、教学过程 |
教学环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图及策略 |
讲解 |
讲解线程的定义,创建,运行 |
与教师互动 |
引入阶段:介绍软件开发团队的基本情况和项目背景,引出多线程协作的主题,掌握基础知识 |
操作 |
创建项目案例,练习线程类的定义 |
与教师同步操作 |
掌握线程类的基本要素,学生进行实践操作,模拟软件开发团队的多线程协作过程,解决实际问题。 |
提问 |
多个线程,内部如何调度? |
与教师互动 |
掌握多线程的内部运行逻辑,结合案例,分析多线程协作在软件开发中的应用场景和优势,讨论团队成员之间的协作与沟通问题。 |
操作 |
创建项目Word ExamDemo,进一步运用多线程到实际案例中 |
与教师同步操作 |
掌握多线程在GUI中的应用 |
六、作业及任务 |
设计并实现一个多线程的银行取款系统模拟程序。该系统应包含以下功能:创建多个账户对象,每个账户具有初始余额。创建多个取款线程,模拟多个客户同时进行取款操作。每个取款线程应随机选择一个账户,并尝试从中取出一定金额的资金。账户余额应能够在多线程环境下正确地进行同步更新,避免出现金额不一致的问题。 |
七、课后评价和总结 |
讨论团队协作的重要性,以及如何在实际工作中应用多线程技术。总体效果良好,操作时适当的将节奏放慢,让学生能跟上进度,学生才有兴趣继续听课。课程中大多数同学能跟老师的操作同步,能现场编程实现老师布置的任务。 |
六、教学反思
通过本案例的教学实践,学生能够更好地掌握Java多线程编程技术,并理解多线程协作在软件开发中的应用价值。同时,通过团队协作和沟通的实践,学生的团队协作意识和沟通能力得到了提升。然而,在教学过程中也发现了一些问题,如部分学生对于多线程同步机制的理解还不够深入,需要在后续教学中加强这方面的讲解和练习。此外,如何将思政元素更自然地融入技术教学中,也是需要进一步思考和探索的问题。
软件工程教研室供稿
责编:魏东平 审核:董西伟 王超