本书为计算机与人工智能类新形态一体化教材之一，围绕国家信息技术应用创新产业发展需求，系统构建适应国产化软件环境的Java编程教学体系。全书遵循“认知—应用—创新”三阶段教学理念，涵盖Java基础语法、面向对象编程、异常处理、数据库编程、实用类和数据结构、多线程与网络编程等核心内容，结合国产达梦数据库，实现理论与实践深度融合。 本书紧扣信创产业背景，融入国产软硬件技术，增强技术适应性与文化自信；采用模块化设计，结合理实一体化教学理念，配套丰富的教案、PPT、源码及微课视频，助力师生高效教学与学习；以“全民运动会”为主线设计任务驱动项目，同时引入数字校园中的“基于达梦的智能实训系统”；对接“岗课赛证”育人机制，支持职业技能证书考试和各类技能竞赛，促进学生综合职业素养提升；扩展国产AIGC协同编程，深化人机协作与智能开发意识。 本书适合作为高等职业院校计算机及相关专业的Java程序设计课程教材，同时也适用于Java自学者及相关职业人员，特别是面向国产化平台软件开发岗位的技术人员。

在新一轮科技革命和产业变革的背景下，信息技术应用创新产业（简称信创产业）正成为推动经济高质量发展的重要引擎，信息技术应用创新上升为国家战略，构建安全可信的信息技术生态，成为我国数字化转型和高质量发展的核心任务。随着金融、能源、电力、电信等行业关键技术设施建设的持续推进，各行业对具备国产软硬件运维能力、应用系统集成能力与创新实践能力的软件技术人才，在知识、技能和素养等方面提出了更高要求，培养高素质国产软硬件人才已成为普通高校、职业本科等高校的艰巨使命。


Java作为全球主流编程语言，凭借良好的跨平台性、稳定性和完备的生态体系，在政府、金融、能源、电力、电信等领域中发挥着重要作用。面向这一现实需求，本教材旨在贯彻落实“岗课赛证”融通育人机制，服务国家信创人才培养，系统提升学生面向国产软硬件平台的软件开发能力和职业素养。


本教材聚焦高校计算机类专业教学目标，紧贴信创产业发展方向，以“理实一体化”为编写原则，构建“认知—应用—创新”三阶段教学理念。通过理论与实践融合、项目与岗位对


接，帮助学生夯实Java语言基础，掌握国产化软件环境下的开发技能，全面提升适岗能力与技术迁移能力，为信创产业发展提供有力人才支撑。


教材特色


1．紧扣信创需求，强化国产技术融合


本教材在Java语言教学的基础上，基于统信UOS操作系统、达梦数据库等国产技术栈，构建“Java语言+国产数据库+国产操作系统”多维融合的教学场景，强化学生在信创环境下的系统开发实践能力。通过案例引导学生理解信创生态，提升技术信任与国产技术适应能力。


2．模块化结构设计，突出理实一体化


本教材设置三大模块和一个综合项目实践：


基础模块（项目1和项目2）：涵盖Java语言发展背景、语法基础、开发环境配置等，帮助学生建立编程认知、掌握语言基本结构。


核心模块（项目3至项目5）：聚焦面向对象编程、异常处理、数据库操作等关键知识，结合项目案例提升实战能力。


拓展模块（项目6至项目8）：涉及实用类库、多线程、网络通信等应用技术，拓宽编程视野，提升问题解决能力。



综合应用（项目9）：综合应用基础模块、核心模块、拓展模块中的知识与技能，同步前8个


项目的拓展实践，结合AIGC辅助编程，巩固实际场景下的工程实践能力。


每一模块均配套任务驱动项目与阶段实训活动，实现“理论—操作—应用”的螺旋式提升。


3．任务导向教学，打造真实学习情境


全书围绕全民运动会的比赛场景，设计24个典型任务，如“盘点全民运动会黑科技”“运动员信息管理”“比赛转播模拟”等，将编程知识融入具体应用情境，实现“学用一体、学以


致用”。

4．国产生成式人工智能协同编程，深化人机协作与智能开发意识围绕“基于国产平台的智能实训系统”开发项目，各项目结尾设计了“生成式人工智能协同+拓展实践”任务模块。该模块结合每个项目的知识点，锚定实训系统中的核心功能，如课程申请、数据查询、信息推送等（见下表）。通过引入国产生成式人工智能工具协同完成任务，培养学生智能辅助编程能力与提示词工程素养。



5．贯通岗课赛证，提升综合职业能力


教材对标职业岗位技能标准与证书考试大纲，嵌入“1+X Java应用开发职业技能等级证书”核心内容。同时注重知识目标、能力目标与素质目标的综合培养，强化学生在真实项目中


的协作能力、创新意识与文化认同。教材项目9源自第13届中国软件杯大学生软件设计大赛赛题“基于达梦云原生大数据平台的校园智能实训系统”。该项目融合Java开发、国产数据库操作等关键技术环节，覆盖从需求分析到模块实现的完整开发流程，充分体现迭代开发理念与项目式教学模式，支撑学生完成从“基础认知”到“综合应用”再到“创新实践”的跨越。


6．配套教辅资源丰富，助力教学实施教材配备完善的教学资源包，包括教案、PPT课件、示例源码、阶段性练习及参考答案，并提供配套微课视频，以帮助教师教学与学生自主学习，增强教学实效。需要者可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）下载。此外，附上QQ交流信创教学资源共享群（492067427），供教师、学生及其他Java爱好者线上交流学习。


致谢


在本教材编写过程中，武汉职业技术大学人工智能学院（信创产业学院）的教师在框架设计、资料整理及内容编写上给予了很大的帮助。同时，还得到了咸宁职业技术学院等兄弟院校一线教师、国产软硬件企业专家的大力支持。全国基础软件安全可信行业产教融合共同体常务副理事长单位——武汉达梦数据库股份有限公司专家胡书能、卢亚波为本教材的技术内容与案例设计提供的重要参考与建议。在此，向他们谨致以诚挚谢意。


由于时间与编者水平所限，书中若有不足之处，敬请读者批评指正。我们期待本教材能为读者的学习与成长提供有力支撑，共同为我国信创人才培养与数字中国建设贡献力量。编 者


2025 年 12 月

项目1初识Java1任务1.1安装与配置Java开发环境1任务描述2任务分析2知识与技能2一、Java语言的发展历史2二、Java语言的特点及优势3三、Java核心机制4四、JDK、JRE和JVM的区分5五、国产操作系统下JDK安装与配置5任务实施7综合测评15任务1.2“全民运动会，欢迎您！”——开发第一个Java程序15任务描述15任务分析15知识与技能15一、Java程序的开发过程15二、Java程序的基本结构16任务实施16综合测评20项目小结20实践拓展21项目2Java语法基础23任务2.1全民运动会游泳项目显示——Java基本语法规则24任务描述24任务分析24知识与技能24一、标识符24二、关键字24三、基本数据类型与常量、变量25四、常见运算符29任务实施33综合测评33任务2.2社区游泳比赛排名——程序的流程控制3

在新一轮科技革命和产业变革的背景下，信息技术应用创新产业（简称信创产业）正成为推动经济高质量发展的重要引擎，信息技术应用创新上升为国家战略，构建安全可信的信息技术生态，成为我国数字化转型和高质量发展的核心任务。随着金融、能源、电力、电信等行业关键技术设施建设的持续推进，各行业对具备国产软硬件运维能力、应用系统集成能力与创新实践能力的软件技术人才，在知识、技能和素养等方面提出了更高要求，培养高素质国产软硬件人才已成为普通高校、职业本科等高校的艰巨使命。


Java作为全球主流编程语言，凭借良好的跨平台性、稳定性和完备的生态体系，在政府、金融、能源、电力、电信等领域中发挥着重要作用。面向这一现实需求，本教材旨在贯彻落实“岗课赛证”融通育人机制，服务国家信创人才培养，系统提升学生面向国产软硬件平台的软件开发能力和职业素养。


本教材聚焦高校计算机类专业教学目标，紧贴信创产业发展方向，以“理实一体化”为编写原则，构建“认知—应用—创新”三阶段教学理念。通过理论与实践融合、项目与岗位对


接，帮助学生夯实Java语言基础，掌握国产化软件环境下的开发技能，全面提升适岗能力与技术迁移能力，为信创产业发展提供有力人才支撑。


教材特色


1．紧扣信创需求，强化国产技术融合


本教材在Java语言教学的基础上，基于统信UOS操作系统、达梦数据库等国产技术栈，构建“Java语言+国产数据库+国产操作系统”多维融合的教学场景，强化学生在信创环境下的系统开发实践能力。通过案例引导学生理解信创生态，提升技术信任与国产技术适应能力。


2．模块化结构设计，突出理实一体化


本教材设置三大模块和一个综合项目实践：


基础模块（项目1和项目2）：涵盖Java语言发展背景、语法基础、开发环境配置等，帮助学生建立编程认知、掌握语言基本结构。


核心模块（项目3至项目5）：聚焦面向对象编程、异常处理、数据库操作等关键知识，结合项目案例提升实战能力。


拓展模块（项目6至项目8）：涉及实用类库、多线程、网络通信等应用技术，拓宽编程视野，提升问题解决能力。



综合应用（项目9）：综合应用基础模块、核心模块、拓展模块中的知识与技能，同步前8个


项目的拓展实践，结合AIGC辅助编程，巩固实际场景下的工程实践能力。


每一模块均配套任务驱动项目与阶段实训活动，实现“理论—操作—应用”的螺旋式提升。


3．任务导向教学，打造真实学习情境


全书围绕全民运动会的比赛场景，设计24个典型任务，如“盘点全民运动会黑科技”“运动员信息管理”“比赛转播模拟”等，将编程知识融入具体应用情境，实现“学用一体、学以


致用”。

4．国产生成式人工智能协同编程，深化人机协作与智能开发意识围绕“基于国产平台的智能实训系统”开发项目，各项目结尾设计了“生成式人工智能协同+拓展实践”任务模块。该模块结合每个项目的知识点，锚定实训系统中的核心功能，如课程申请、数据查询、信息推送等（见下表）。通过引入国产生成式人工智能工具协同完成任务，培养学生智能辅助编程能力与提示词工程素养。



5．贯通岗课赛证，提升综合职业能力


教材对标职业岗位技能标准与证书考试大纲，嵌入“1+X Java应用开发职业技能等级证书”核心内容。同时注重知识目标、能力目标与素质目标的综合培养，强化学生在真实项目中


的协作能力、创新意识与文化认同。教材项目9源自第13届中国软件杯大学生软件设计大赛赛题“基于达梦云原生大数据平台的校园智能实训系统”。该项目融合Java开发、国产数据库操作等关键技术环节，覆盖从需求分析到模块实现的完整开发流程，充分体现迭代开发理念与项目式教学模式，支撑学生完成从“基础认知”到“综合应用”再到“创新实践”的跨越。


6．配套教辅资源丰富，助力教学实施教材配备完善的教学资源包，包括教案、PPT课件、示例源码、阶段性练习及参考答案，并提供配套微课视频，以帮助教师教学与学生自主学习，增强教学实效。需要者可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds）下载。此外，附上QQ交流信创教学资源共享群（492067427），供教师、学生及其他Java爱好者线上交流学习。


致谢


在本教材编写过程中，武汉职业技术大学人工智能学院（信创产业学院）的教师在框架设计、资料整理及内容编写上给予了很大的帮助。同时，还得到了咸宁职业技术学院等兄弟院校一线教师、国产软硬件企业专家的大力支持。全国基础软件安全可信行业产教融合共同体常务副理事长单位——武汉达梦数据库股份有限公司专家胡书能、卢亚波为本教材的技术内容与案例设计提供的重要参考与建议。在此，向他们谨致以诚挚谢意。


由于时间与编者水平所限，书中若有不足之处，敬请读者批评指正。我们期待本教材能为读者的学习与成长提供有力支撑，共同为我国信创人才培养与数字中国建设贡献力量。编 者


2025 年 12 月

本书配有丰富的立体化资源。