無線網(wǎng)絡技術的課程設計
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摘要：無線網(wǎng)絡技術是大學網(wǎng)絡工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是計算機網(wǎng)絡課程的延伸和必要補充。在互聯(lián)網(wǎng)日益普及的今天，學好無線網(wǎng)絡技術，掌握網(wǎng)絡前沿的最新發(fā)展趨勢，對信息類大學人才培養(yǎng)具有重要的意義?；诖?，介紹了某校開設的無線網(wǎng)絡技術課程，展示教學方案、課程建設、內(nèi)容規(guī)劃與實驗設計等，為促進這門新興課程的發(fā)展，希望為專業(yè)教學改革、技術人才培養(yǎng)、推動經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。
關鍵詞：無線網(wǎng)絡技術；新課程；課程設計；仿真實踐
1引言
社會信息化、網(wǎng)絡化已發(fā)展到一個全民普及的高度。作為計算機技術和信息社會的核心，計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展日新月異，基于網(wǎng)絡技術的各種創(chuàng)新性應用更是層出不窮，對人們的生產(chǎn)、工作、學習和生活等方面產(chǎn)生了深遠的影響，也推動著整個社會和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟高速發(fā)展。根據(jù)第83次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》，中國的網(wǎng)民人數(shù)已達7億。其中，手機網(wǎng)民占總?cè)藬?shù)的92.5%?；ヂ?lián)網(wǎng)尤其移動互聯(lián)網(wǎng)技術已廣泛應用于各行各業(yè)，成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚幕A設施，熟悉并掌握相關技術和技能對現(xiàn)代工程技術人員非常重要[1]。高等學校是我國科技人才、工程技術人才培養(yǎng)的主力軍。為順應時代要求，高等學校緊跟社會發(fā)展的腳步，為培養(yǎng)適應行業(yè)性需求的高素質(zhì)人才，高等學校信息技術類專業(yè)有必要適當調(diào)整、完善，進行教學內(nèi)容的改革。無線網(wǎng)絡技術是高校教學改革的核心課程之一。據(jù)統(tǒng)計，截至2017年上半年，計算機專業(yè)在各高校的覆蓋面達到75%。與此形成對比的是，無線網(wǎng)絡技術課程在各高校的課程開設率只有15%～20%，即便開設，也只是作為選修課[2]。這說明無線網(wǎng)絡技術課程在未來有很大的發(fā)展空間和潛力。為此，有必要深入探討無線網(wǎng)絡的課程設計，為無線網(wǎng)絡的進一步推廣奠定基礎。
2課程設置方案
學習無線網(wǎng)絡技術時需要有前期預備知識，要求學生先修一些專業(yè)課程，包括計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)等。本課程的授課對象是三、四年級本科生和一年級研究生，面向的專業(yè)有網(wǎng)絡工程、物聯(lián)網(wǎng)、計算機科學與技術、通信工程、電子工程、信息安全和軟件工程等。無線網(wǎng)絡技術的學時安排為32個理論學時和16個實驗學時。無線網(wǎng)絡技術主要理論內(nèi)容包括無線通信基礎、網(wǎng)絡仿真基礎。按照覆蓋區(qū)域劃分的無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、無線個域網(wǎng)和無線體域網(wǎng)。按照應用劃分的無線傳感器網(wǎng)絡、移動自組織網(wǎng)絡、車載自組織網(wǎng)絡等。無線網(wǎng)絡技術的實驗項目包括面向各種不同無線網(wǎng)絡進行的物理測量、室外組網(wǎng)、網(wǎng)絡管理、介質(zhì)訪問控制/路由/傳輸協(xié)議仿真、室內(nèi)定位以及智能穿戴等，由仿真和實測兩種手段進行。課外學習以深入閱讀前沿技術文獻為主，習題為輔。教學方法以講授為主，查閱資料和分組討論為輔。
3課程教學設計
3.1課堂教學
通過本課程的學習，使學生了解當前主流的無線網(wǎng)絡技術和發(fā)展趨勢。無線網(wǎng)絡技術課程首先講述無線通信技術基礎知識，包括無線網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)和參考模型，重點學習硬件基礎——天線、無線信號傳播的損傷與衰退特性、適合無線傳輸?shù)男盘柧幋a方案與擴頻技術以及在無線傳輸過程中的差錯控制技術。在此基礎上，從縱橫兩條線學習各類無線網(wǎng)絡。縱向按照覆蓋范圍劃分的六類無線網(wǎng)絡：無線體域網(wǎng)WBAN、無線個域網(wǎng)WPAN、無線局域網(wǎng)WLAN、無線城域網(wǎng)WMAN、無線廣域網(wǎng)WWAN和無線地域網(wǎng)WRAN。重點學習以上各種網(wǎng)絡的概念、特點、應用、網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧和主要技術。橫向按照應用劃分的3類無線網(wǎng)絡：移動AdHoc網(wǎng)絡、無線傳感器網(wǎng)絡WS和車載自組織網(wǎng)絡。重點學習這三種網(wǎng)絡的概念、應用領域、主要難題、關鍵技術和解決方案。通過本課程的學習，要求學生理解無線網(wǎng)絡的基本概念與技術，了解無線網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢與動向。旨在將學生所掌握的互聯(lián)網(wǎng)概念和原理拓展到無線領域[3]。
3.2實驗設計
在講授理論知識的基礎上，設計了實驗環(huán)節(jié)，旨在讓學生親身實踐，將理論知識運用在實踐中解決具體問題，以加深對實際問題的理解，提高學生的動手操作能力。在傳統(tǒng)的驗證性實驗基礎上，為了緊跟最新學術前沿，保持技術上的領先性和前瞻性，增加了綜合性、設計性實驗。此外，考慮到無線網(wǎng)絡技術更新速度較快，為了引導學生掌握各種無線網(wǎng)絡技術的前沿動態(tài)，搜集了無線網(wǎng)絡與移動計算領域內(nèi)最新高水平的原始文獻，如ACM、IEEE權威學術期刊。開學初將學生分組，每組10人，為其分配20～30頁的英文文獻，并要求翻譯閱讀。期末各小組派代表上臺展示和演講，對研讀的相關技術內(nèi)容進行介紹、分析和討論。學生通過這項活動，既可以開闊視野，又可以鍛煉英文閱讀、翻譯、理解和演講等能力.
4結(jié)語
無線網(wǎng)絡技術是計算機網(wǎng)絡領域最重要的熱點研究課題，也是該領域技術迭代革新最快的分支之一。無線網(wǎng)絡技術對整個社會的運行、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人們的社交活動以及工作學習等諸多方面都有重要的影響。因此，介紹了大學無線網(wǎng)絡技術課程的教學改革和實驗設計，為這門新興課程的建設與發(fā)展提供參考。
參考文獻
[1]王新兵.移動互聯(lián)網(wǎng)時代對大學課程的挑戰(zhàn)[J].中國計算機學會通訊,2016(9):20-24.
[2]汪濤.無線網(wǎng)絡技術導論(第2版)[M].北京:清華大學出版社,2013:78.
[3]金光,江先亮,蘇成龍.無線網(wǎng)絡技術:從章節(jié)到獨立課程[J].中國計算機學會通信,2016(9):25-31.
作者：張文哲 單位：蘇州大學
