网络工程专业的移动互联网课程内容设计

苏树智，方贤进，杨高明

（安徽理工大学 计算机科学与工程学院，安徽 淮南 232001）

1 背 景

在2017年发布的《计算机类专业教学质量国家标准》[1]中，针对网络工程专业学生的知识和能力体系做了明确的规定，其知识要求为“掌握数字通信、计算机系统平台、网络系统开发与设计、软件开发、网络安全、网络管理等领域的基本内容”；能力要求为“将基本原理与技术运用于计算机网络系统的规划、设计、开发、部署、运行、维护等工作的能力”。

《计算机类专业教学质量国家标准》针对网络工程专业的核心课程体系的示例为“离散数学、计算机原理、计算机程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、数据通信、互联网协议分析与设计、网络应用开发与系统集成、路由与交换技术、网络安全、网络管理、移动通信与无线网络、网络测试与评价”。

但是，随着无线通信技术（如4G/5G通信）、网络技术（如移动IP协议、无线局域网WLAN、无线传感网络WSN、物联网IoT、软件定义网络SDN）、移动终端的开发与应用（如电子商务、电子政务、移动支付等）的飞速发展，传统的计算机网络及相关课程已不能满足网络工程专业的人才培养目标和毕业要求，更不能满足社会对网络工程专业的人才要求和应用要求[2]。

2 移动互联网课程的模块

根据无线通信技术、网络技术、人工智能、移动终端的应用与开发等方面旺盛的产业需求，我们建议该课程分为8个模块，如图1所示。

模块1，无线网络通信基础理论包括：①无线通信网络概述；②无线电传播原理；③蜂窝系统原理；④3G/4G/5G通信。

模块2，未来移动通信新技术内容包括：①移动云计算、移动接入、普适计算；②基于位置的服务LBS；③移动IP协议。

模块3，无线局域网WLAN内容包括：①IEEE 802.11标准；②WiMAX与IEEE 802.16标准；③Ad hoc网络；④WLAN安全。

模块4，传感器网络与物联网内容包括：①Bluetooth和RFID；②传感器网络及应用；③物联网技术与应用。

模块5，软件定义网络内容包括：①软件定义网络；②软件定义网络关键技术：OpenFlow与VXLAN；③软件定义网络标准。

模块6，智能机器人网络内容包括：①智能机器人网络；②智能机器人网络模块；③移动智能小车网络及产业应用。

模块7，移动终端开发内容包括：①Android系统架构；②Android工程开发；③安卓手机在研究领域的应用。

模块8，移动互联网工业设计内容包括：①移动互联网产品；②移动互联网的设计和研发；③移动互联网智能化和算法；④互联网的未来及影响。

图1 移动互联网课程内容设计模块

3 移动互联网课程内容各模块的内涵设计与知识点

“无线网络通信基础理论”知识点要求设计：无线通信网络的基础技术；无线通信网络的新兴技术；无线电的传播机制、路径损耗模型、多径效应与多普勒效应；蜂窝系统移动性管理、切换管理、位置管理；区群和频率复用；同信道与相邻信道干扰；扩大系统容量的方法；4G网络系统结构、关键技术、国际标准与性能；5G网络系统结构、关键技术、国际标准与性能。

“未来移动通信新技术”知识点要求设计：移动IP协议、基本操作原理与工作过程；移动IPv6操作过程；移动IPv6与移动IPv4协议的区别等。

“无线局域网WLAN”知识点要求设计：无线局域网的构成；无线局域网的拓扑结构；802.11标准族；无线局域网的安全机制：WEP加密机制、WEP认证机制、IEEE 802.1X认证机制、WAPI协议、EEE 802.11i TKIP和CCMP协议；Ad hoc网络的体系结构；Ad hoc网络的关键性技术；Ad hoc的服务质量和安全问题等。

“传感器网络与物联网”知识点要求设计：无线传感器网络WSN及其体系结构；IEEE 1451与智能传感器；无线传感器网络的应用；物联网中的超宽带无线通信技术；物联网中的软件无线电；物联网中的射频识别；物联网中的低功耗蓝牙技术；人体局域网；认知无线电等。

“软件定义网络SDN”知识点要求设计：软件定义网络的定义、优势、软件定义网络关键技术（OpenFlow、VXLAN）；软件定义网络标准、开源项目等。

“智能机器人网络”知识点要求设计：智能机器人平台（NAO人型机器人、H20系列人型机器）；网络模块（WiFi、ZigBee）；智能机器人网络中的分布式系统与算法、人工智能与机器学习；移动智能小车网络平台；学术界移动小车机器人的研究应用；移动智能小车网络在产业界的应用（无人驾驶汽车、无线传感网络）；四旋翼飞行器在无线网络中的应用（物联运输、自主导航、遥感测绘）。

“移动终端开发”知识点要求设计：安卓系统的架构（应用程序层、框架层、系统运行库、Linux内核）；Android工程（应用程序生存周期、典型例程）；安卓手机在研究领域的应用；iOS编程与开发、Foundation框架、典型iOS程序等。

“移动互联网工业设计”知识点要求设计：移动互联网的产品；移动互联网的设计和研发；智能移动互联网（移动社交网络、智慧城市、医疗图像分析、互联网金融大数据分析）；众筹网络的资源调度、节点激励机制、安全机制；移动互联网的计算（大数据分析、分布式计算）及案例；互联网的未来及影响；互联网带来的行业变革；互联网金融的未来与变革；互联网对传统教育的挑战与影响；互联网引起的信息安全问题等。

4 移动互联网课程的课程意义

移动互联网课程是计算机专业课程的核心课程[3]，该课程的建设在专业课程群的建设中起到至关重要的作用。然而在高校教学中移动互联网课程通常不具有专业针对性，难以使学生结合学科优势更好地学习这门课，我们以网络工程专业为例，探讨了带有专业特色的移动互联网课程。首先以《计算机类专业教学质量国家标准》的培养目标和质量要求[4]为指向，根据知识点间的内在逻辑关系，按照一定原则将该课程划分为8个模块，模块内的知识结构相对单一，模块间的联系尽量紧密；然后进一步详细阐述了模块内的知识点分布和模块的设计思路。我们设计的课程内容从网络工程专业熟悉的网络入手，逐渐引入软件定义网络、智能机器人网络、移动终端应用，尽量摆脱了课程内容的断层感[5]。

5 结 语

针对高等学校网络工程专业设计的移动互联网课程知识体系，内容丰富新颖，紧跟学科前沿。该课程不仅适用于网络工程专业也适应于计算机类专业。根据该课程的知识体系，并迎合工程教育专业认证的理念，下一步要详细设计该课程的课程大纲与实验大纲、明确该课程对学生的能力要求、对学生毕业要求的支撑以及对学生培养目标的支撑。