网络工程本科专业人才培养方案(2017版)

    一、专业介绍

    网络工程专业创办于2004年,专业现有专业任课教师36人,其中教授7人,副教授14人,占比58.2%;具有博士学位的教师9人,占比25%。本专业拥有省级重点实验室一个,设有网络工程实验室、计算机软件基础实验室、计算机组成原理与体系结构实验室、互联网+大数据创新创业实验室、计算机软件技术实验室、数字逻辑与数字系统实验室等,实践课程的开出率达100%。核心专业必修课《计算机网络》为校级精品课。

    二、培养目标与培养要求

    (一)培养目标

    网络工程专业培养具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德,具有较强创新意识、国际视野、团队合作与沟通能力,具备扎实的网络工程理论基础和实践能力,能够在学术研究机构、政府机构、企事业单位、科技创新机构等行业从事计算机网络系统领域的教学、科研以及网络系统规划设计、系统管理维护、云计算、大数据设计开发等方面工作的高级复合型人才。

    (二)培养要求

    本专业学生应具有良好的政治素质和道德素养、人与资源环境和谐发展理念,富有山水情怀;主要学习高级语言程序设计、数字电路与逻辑设计、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、面向对象程序设计等基本理论和基本知识,受到外语、程序设计、网络架构,网络安全,云计算与大数据设计开发等方面的基本训练,具有与网络工程相关领域的科学研究、工程设计和管理规划方面的基本能力。

    三、毕业要求

    毕业要求1:工程知识。毕业生应扎实掌握从事网络工程所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识,有能力将其运用于解决复杂网络工程问题。

    毕业要求2:问题分析。毕业生应具有抽象逻辑思维和计算思维能力,能够应用网络工程专业相关的数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别,表达,并通过文献研究分析复杂网络工程问题,以获得有效结论。

    毕业要求3:设计/开发解决方案。 毕业生应能够设计针对复杂网络工程问题的解决方案,包括满足特定需求的系统设计、部件选择、工程实施流程或方案设计,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

    毕业要求4:研究。毕业生应能够基于科学原理并采用科学方法对复杂网络工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释,数据通过信息综合得到合理有效的结论。

    毕业要求5:使用现代工具。毕业生能够针对复杂网络工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测和模拟,并能够理解其局限性。

    毕业要求6:工程与社会。毕业生能够基于网络工程相关背景知识进行合理分析,评价网络工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

    毕业要求7:环境和可持续发展。毕业生应理解和评价针对复杂网络工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

    毕业要求8:职业规范。毕业生应具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在网络工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

    毕业要求9:个人和团队。毕业生能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

    毕业要求10:沟通。毕业生能够就复杂网络工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

    毕业要求11:项目管理。毕业生理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

    毕业要求12:终身学习。毕业生具有自主学习和终身学习的意识,又有不断学习和适应发展的能力。

    四、培养措施

    (一)课内教学

    计算机网络是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一个交叉领域。计算机网络技术是当今计算机科学与技术学科中发展最为迅速的技术之一,也是计算机应用中最为普及和最为活跃的领域。为了使学生打下坚实的基础,在本培养方案中,加强了学科基础课程和专业课程的教学,同时也加强相应实践课程的教学。

    网络工程专业的知识结构由三个组成部分:一是计算机科学与技术的数理基础,二是计算机科学与技术学科基础,三是计算机网络相关方向的应用技术。

    本专业的学科基础课、专业课的教学分为理论教学和实验教学,旨在加强学生的理论基础和实际应用能力。

    为使学生更多的了解和掌握新技术,拓展知识结构,选修课除共同选修课程外,设置了网络架构方向、网络安全方向、云计算与大数据方向和专业方向拓展四个课程选修模块。各模块之间不存在相互衔接关系,学生可自由选取,但模块内课程存在前后衔接关系。

    (二)集中实践教学

    网络工程具有很强的实践性和应用性,因此必须加强本专业的实践教学环节。学生掌握本学科基本的实验技术,将为深入学习本学科以及今后专业工作打下坚实的基础。根据多年的办学实践,在执行实验教学的过程中,体现理论联系实际、要求师生理论指导实践,做到实验过程的规范操作,思想、过程、科学性优于实验结果的评判准则。

    在本培养方案中,集中实践教学环节的形式包括学科基础实习、专业基础实习、专业方向实习、毕业实习和毕业设计等。集中实践教学总学分为29学分。

    专业方向实习分为专业方向初级实习、专业方向高级实习、专业方向综合实习,共12周,与所选的课程选修模块相对应,保证了学生对专业方向学习与实践的连续性。

    (三)第二课堂(“仰山慕水”计划)

    本着“博世界万物以达观”的办学理念和对我校师生传袭的山水文化的发扬,设计了第二课堂“仰山慕水”培育计划,内容包括:自我阅读、聆听讲座、志愿服务、自治管理、社区体验等,还包括创新创业项目、学科竞赛、科研训练、论文成果等实践活动,要求在毕业前至少取得8个学分。

    五、毕业条件

    学生在规定的年限内,修完教育教学计划规定内容,德、智、体达到毕业要求,并修满总学分 177 (其中理论105.375 ,实践63.625 ,第二课堂8 ),方可准予毕业。

    六、学制、学历与学位

    基本学制:4年,学习年限:3-6年

       历:本科

    授予学位:工学学士

    七、课程设置

    课程设置见课程和实践教学结构与学分要求表和教学进程计划表。

    (一)课程和实践教学结构与学分要求(表1)


    表1 课程和实践教学结构与学分要求

    课程类别

    学时

    理论学分

    实验实践学分

    学分/总学分(%)

    学年、学期、学分分配

    一学年

    二学年

    三学年

    四学年

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    通识教育课程

    通识必修课

    704

    31.375

    12.625

    24.86

    12

    9

    8

    8

    6

    1



    通识选修课

    160

    10


    5.65









    学科基础课程

    816

    43

    8

    28.81

    6

    14.5

    15

    7

    8.5




    专业课程

    专业必修课

    400

    16

    9

    14.12




    8

    9.5

    7.5



    专业选修课

    160

    5

    5

    5.65

    2.5





    7.5



    集中实践

    计算机软件基础实习

    2


    2

    1.13



    2






    计算机硬件基础实习

    2


    2

    1.13





    2




    专业基础实习

    2


    2

    1.13






    2



    专业方向初级实习

    4


    4

    2.26







    4


    专业方向高级实习

    4


    4

    2.26







    4


    专业方向综合实习

    4


    4

    2.26







    4


    毕业实习

    6


    6

    3.39








    6

    毕业设计(论文)

    5


    5

    2.82








    5

    合计

    理论


    105.375


    59.53

    20.5

    23.5

    25

    23

    26

    18

    12

    11

    实践



    63.625

    35.95

    第二课堂


    8

    4.52









    总学分: 177    其中,理论学分:105.375    实践学分:  63.625    第二课堂学分:8

     

     

    (二)教学进程计划表(表2)

    表2  网络工程  本科专业课程设置及教学进程计划表

    课程类别

    课程代码

    课程性质

    考试方式

    学时

    学分

    学年、学期、学分分配

    应修学分

    课堂

    实验

    实践

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    通识教育课程

    通识必修课程

    110001

    马克思主义基本原理

    32


    16

    3

    3








    44

    110003

    毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论

    64


    32

    6





    6




    110002

    中国近现代史纲要

    24


    8

    2




    2





    110004

    思想道德修养与法律基础

    32


    16

    3


    3







    110011-14

    大学英语

    256



    16

    4

    4

    4

    4





    110208

    计算思维与信息素养

    20

    12


    2

    2








    110023-26

    体育

    16


    112

    8

    2

    2

    2

    2





    110096

    大学生职业指导


    26


    6

    2

    1





    1



    110218

    创业基础


    32



    2



    2







    小  计

    502

    12

    190

    44

    12

    9

    8

    8

    6

    1



    44

    110207

    形势与政策


    32



    2

    2








    2

    110208

    军事理论


    32



    2

    2








    2

    通识选修课

    资源环境类、经济管理类、科学技术类、人文艺术类、个性发展类

    10

    学科基础课程

     109000

    新生导论课


    16



    1

    1








    51

    110108

    高等数学

    176



    11

    5

    6







    110111

    线性代数

    48



    3



    3






    110113

    概率论与数理统计

    56



    3.5




    3.5





    110209

    大学物理(电光磁)

    48



    3


    3







    110116

    物理实验


    32


    2



    2






    213282

    网络工程导论

    16



    1



    1






    212086

    高级语言程序设计

    56



    3.5


    3.5







    212086S3

    高级语言程序设计实验


    32


    2


    2







    213283

    数字电路与逻辑设计

    40

    16


    3.5




    3.5





    213316

    离散数学

    64



    4



    4






    210934

    数据结构

    64

    16


    5



    5






    210020

    计算机组成原理

    64

    16


    5





    5




    211742

    汇编语言程序设计

    40

    16


    3.5





    3.5




    小  计

    688

    128


    51

    6

    14.5

    15

    7

    8.5




    51

    课程

    类别

    课程代码

    课程性质

    考试方式

    学时

    学分

    学年、学期、学分分配

    应修学分

    课堂

    实验

    实践

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    专业课程

    专业必修课

    213284

    操作系统

    56

    16


    4.5





    4.5




    25

    211746

    计算机网络

    56

    16


    4.5




    4.5





    210912

    数据库原理

    56

    16


    4.5






    4.5



    213285

    网络程序设计

    24

    24


    3






    3



    213286

    网络工程设计

    16

    32


    3





    3




    213320

    面向对象程序设计

    40

    16


    3.5




    3.5





    213287

    UNIX程序设计

    8

    24


    2





    2




    小  计

    256

    144


    25




    8

    9.5

    7.5



    25

    专业选修课

    共同选修

    212823

    Web前端基础

    24

    16


    2.5

    2.5








    10

    213289

    软件工程与项目管理

    32

    16


    3





    3




    213290

    Linux网络管理与维护

    16

    16


    2






    2



    213291

    OpenStack云平台管理

    16

    16


    2





    2




    213292

    机器学习与数据挖掘

    32



    2





    2




    213293

    人工智能概论

    32



    2





    2




    213326

    python语言程序设计

    32

    16


    3






    3



    213925

    遥感图像处理基础

    48



    3





    3




    213296

    地理信息系统

    40

    8


    3






    3



    213297

    GIS二次开发

    40

    8


    3







    3


    网络架构方向

    213298

    网络存储技术

    32



    2





    2




    213007

    无线网络规划与优化

    32



    2






    2



    213300

    综合布线与组网工程

    24

    8


    2






    2



    213301

    接入网技术

    24

    8


    2






    2



    213302

    网络组网与管理实践

    16

    32


    3






    3



    网络安全方向

    213303

    网络安全技术基础

    24

    8


    2





    2




    213304

    现代密码学

    32



    2





    2




    211230

    信息论与编码

    32



    2





    2




    213305

    网络安全管理与分析

    32

    16


    3






    3



    213306

    网络安全设计项目实践

    16

    32


    3






    3



     

     

     

     

     

    课程

    类别

    课程代码

    课 程 名 称

    课程性质

    考试方式

    学时

    学分

    学年、学期、学分分配

    应修学分

    课堂

    实验

    实践

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    专业课程

    专业选修课程

    云计算与大数据方向

    213307

    云计算基础

    24

    8


    2





    2





    213308

    云计算项目实践

    16

    32


    3






    3



    213309

    Hadoop基础

    24

    8


    2






    2



    213310

    Hadoop高级

    16

    32


    3






    3



    213311

    大数据项目实践

    16

    32


    3






    3



    专业方向

    213312

    JavaWeb开发技术

    32

    16


    3





    3




    213313

    JavaWeb框架技术

    32

    24


    3.5






    3.5



    213314

    Java项目实践

    24

    40


    4






    4




    小  计

    10

    集中实践

    50102

    计算机软件基础实习

    必 




    2

    2



    2






    29

    50207

    计算机硬件基础实习

    必 




    2

    2





    2




    50208

    专业基础实习

    必 




    2

    2






    2



    50209

    专业方向初级实习




    4

    4







    4


    50210

    专业方向高级实习




    4

    4







    4


    50211

    专业方向综合实习




    4

    4







    4


    50051

    毕业实习

    必 




    6

    6








    6

    50002

    毕业论文(设计)

    必 




    5

    5








    5

    小计



    29

    29



    2


    2

    2

    12

    11

    29


    入学教育




    1

    1

    1








    1


    军训




    2

    2

    2








    2

    第二课堂(仰山慕水计划)---- 参见河北地质大学大学生仰山慕水计划

    8

    应 修 学 分 合 计

    177

     

     

    (三)核心课程介绍  

    高级语言程序设计

    课程代码:212086 学时 56+32 学分 5.5  

    课程主要内容:课程以C语言为宿主语言讲解简单的程序设计方法。C语言主要内容有:C语言概述、基本数据类型、运算符和表达式、语句和控制流、数组、函数、指针、结构、联合和枚举、文件等。程序设计方法主要讲解结构化和模块化程序设计方法。

    实验主要内容:C语言编译环境、简单程序设计、分支程序设计、循环程序设计、数组的应用、函数的应用、指针的应用、结构的应用、文件的应用以及综合实验内容。

    先修课程:新生导论,高等数学,线性代数。

     

    离散数学

    课程代码:         学时:64 学分:4

    课程主要内容:集合论部分的内容重点涉及 Cantor 开创的素朴集合论的基本内容,包括集合、关系、函数、自然数与基数等。数理逻辑部分的内容重点涉及经典数理逻辑的内容,包括数理逻辑发展概要、命题逻辑系统、一阶谓词逻辑系统、逻辑演算的系统特征、逻辑系统的公理化体系、逻辑系统的系统特征等。

    先修课程:新生导论,高级语言程序设计,高等数学,线性代数。

     

    数据结构

    课程代码:210019 学时:64+16 学分:5      

    课程主要内容:(1)数据结构和算法分析基础。讲述数据结构、抽象数据类型的基本概念,算法分析基本技术;(2)基本数据结构。依次为线性表(包括向量、串、栈和队列)、二叉树、树、图;(3) 排序和检索;(4) 应用与高级技术,比如广义表、稀疏矩阵等高级数据结构,以及一些高级算法分析技术。

    实验主要内容:顺序表、单链表、顺序栈、链式栈、队、二叉树、图、排序和检索。

    先修课程:高级语言程序设计,离散数学,概率论与数理统计。

     

    计算机组成原理

    课程代码:212321 学时:64+16 学分:5    

    课程主要内容:讲授计算机系统的基本概念及层次结构、计算机中数据的表示方法、计算机部件的基本概念及组成原理、计算机整机的基本概念及构成原理。具体讲授内容包括:数据的机器级表示、运算方法和运算部件、指令系统、中央处理器、系统总线、外围设备、 输入输出系统、计算机系统的基本概念及层次结构,让学生熟悉硬件和软件之间的界面,掌握指令集体系结构的基本知识和实现方法。

    实验主要内容:ALU的设计、寄存组的设计、存储器的设计、R型及I型运算类指令的数据通路设计、单周期处理器的设计。

    先修课程:高级语言程序设计,数字电路与逻辑设计。

     

    操作系统

    课程代码:212323 学时:56+16      学分:4.5

    课程主要内容:(1)讲述操作系统的基本概念、地位、研究内容、发展历史及其结构;(2)讲述进程概念、生命周期、状态变化、管理机制、顺序机制与并发机制,互斥与同步、进程通信,管程、线程等;(3)讲述调度分类,调度算法、死锁等;(4)讲述内存管理、内存分配机制,单一连续空间分配算法,固定分区分配,动态分区分配。分页存储管理方式,段式存储管理方式,虚拟存储器技术,请求分页式存储管理方式,请求分段式存储管理方式,页面调度置换算法;(5)讲述I/O系统的控制方式、DMA技术、缓冲区管理、设备分配技术、spooling技术、磁盘的管理、磁盘调度算法等;(6)讲述文件结构、文件系统模型、文件逻辑结构、文件的物理结构,文件在外存储空间的分配方式及外存储空间的管理。目录管理技术,文件的共享与保护,磁盘容错技术。

    实验主要内容:(1)进程队列的管理;(2)处理机调度算法;(3)银行家算法;(4)页面置换算法;(5)文件系统实现。

    先修课程:高级语言程序设计,数据结构。

     

    数据库原理

    课程代码:         学时:56+16 学分:4.5  

    课程主要内容:数据库及与数据库相关的基本概念、关系模型的基本概念、关系代数、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性和完整性、查询处理与优化、关系数据库设计理论、数据库设计、数据库恢复技术、并发控制和数据库新技术等。

    实验主要内容:RDBMS环境认识、SQL数据定义和数据更新实验、单表查询、连接查询、嵌套查询、索引和视图的使用、触发器、游标和存储过程的实验、数据安全性实验、数据完整性实验、简单数据库设计实验等。

    先修课程:高级语言程序设计,数据结构,离散数学。

    计算机网络

    课程代码:212324 学时:56+16 学分:4.5

    课程主要内容:本课程以协议为主线组织内容,按网络的OSITCP/IP模型协议层次比较全面地介绍了计算机网络的工作原理。主要讲授:数据传输基本原理、数据链路层的传输、共享信道的传输机制、局域网的构建及其相关技术、路由算法、端到端的可靠性传输、虚拟网络、网络管理、网络的主要应用等,此外还介绍了网络技术的一些最新成果。

    实验主要内容:网线的制作、网络分析工具的使用、HTTP协议分析、FTP协议分析、邮件协议分析、TCP协议原理、TCP拥塞控制分析、路由器基本配置及静态路由设置。

    先修课程:高级语言程序设计,计算机组成原理,数据结构,操作系统。

     

    网络程序设计

    课程代码:212325 学时:24+24 学分:3

    课程主要内容:本课程是介绍网路程序中运用的核心技术的原理,以项目的方式组织整个课程。介绍了网络编程的基本概念、基本知识和编程技术,主要内容包括TCP/IP网络基础知识、基于Socket 基础、流式Socket编程、数据报socket编程,多进程、多线程网络程序编写。

    实验主要内容:主要内容围绕TCP/IP进行基于Socket 基础、流式Socket编程、数据报socket编程,多进程、多线程网络程序编写。包括主机扫描程序、基于TCP的简单聊天程序设计、EMAIL程序设计FTP程序设计、基于UDP的多播程序设计,综合TCPUDP的远程屏幕设计和IP网络电话设计。

    先修课程:高级语言程序设计,计算机组成原理,数据结构,操作系统,计算机网络。

     

    网络工程设计

    课程代码:212326 学时:16+32 学分:3

    内容介绍:本课程以TCP/IP网络为基础,系统讲解设计与实现小型网络、中型网络、大型网络的原理与技术,探讨网络系统的基本概念和建设实施的基本方法,工程项目管理的思想科学地规划、设计和实施一个网络系统,满足不同的应用和技术需要,适应不断增长的带宽、可扩展性和可靠性需求。

    主要内容包括:(1)网络工程系统集成化的模型、步骤和技术;(2TCP/IP网络的网络结构;(3)通信网络结构、交换型网络设备及其配置;(4)网络接入技术、路由型网络设备及其配置;(5)网络需求分析、逻辑设计与技术指标;(6)网络设备的安装、调试、验收与维护管理。

    实验内容包括:按照网络工程设计基本原理方法与网络工程实践技能协调并重的原则,采取项目驱动式教学设计,选择实用性的网络工程案例。

    先修课程:高级语言程序设计,计算机组成原理,数据结构,操作系统,计算机网络。

     

    面向对象程序设计

    课程代码:         学时:40+16 学分:3.5

    课程主要内容:(1)JAVA语言的基本介绍。讲述JAVA语言的发展历史、基本数据类型与表达式、运行环境配置、特性等;(2)类与对象的概念。讲述抽象、封装、继承、多态、类的声明、类的数据成员、函数成员、类的访问控制等、对象的初始化与回收、枚举类型;(3)类的方法。讲述流程控制语句、异常处理机制、错误的分类、异常的处理、重载、类的重用。讲述继承语法、隐藏与覆盖、Final类、抽象类、泛型技术、类的组合、包;(4)接口与多态、输入/输出流。

    实验主要内容:(1JAVA环境的安装;(2JAVA基本程序设计(汉诺塔);(3)类的基本实现机制,类的继承机制;(5)类的接口与多态;(6)多线程互斥与同步实现机制。

    先修课程:高级语言程序设计,数据结构。


    八、课程体系配置流程图

    九、课程支撑毕业要求的对应关系表

    3  课程与毕业要求的对应关系表

    毕业生应该具备的要求

    1

    工程知识

    2

    问题分析

    3

    设计/研发解决方案

    4

    研究

    5

    使用现代工具

    6

    工程与

    社会

    7

    环境和可持续发展

    8

    职业规范

    9

    个人和

    团队

    10

    沟通

    11

    项目

    管理

    12

    终身学习

    马克思主义基本原理












    毛泽东思想和中国特色

    社会主义理论体系概论












    中国近现代史纲要












    思想道德修养与法律基础










    大学英语












    计算思维与信息素养









    体育












    大学生职业指导








    创业基础









    形势与政策










    军事理论












    新生导论课












    高等数学












    线性代数












    概率论与数理统计












    大学物理(光电磁)











    大学物理(光电磁)实验











    网络工程导论









    高级语言程序设计











    高级语言程序设计实验











    数字电路与逻辑设计











    离散数学










    数据结构











    计算机组成原理











    汇编语言程序设计











    操作系统











    计算机网络









    数据库原理









    网络程序设计










    网络工程设计









    面向对象程序设计









    UNIX程序设计











    Web前端基础










    软件工程与项目管理





    Linux网络管理与维护









    OpenStack云平台管理









    机器学习与数据挖掘










    人工智能概论










    遥感图像处理基础











    地理信息系统











    GIS二次开发








    python语言程序设计










    网络存储技术









    无线网络规划与优化








    综合布线与组网工程








    接入网技术








    网络组网与管理实践








    网络安全技术基础








    现代密码学










    信息论与编码










    网络安全管理与分析








    网络安全设计项目实践







    云计算基础








    云计算项目实践







    Hadoop基础








    Hadoop高级








    大数据项目实践







    JavaWeb开发技术








    JavaWeb框架技术








    Java项目实践







    计算机软件基础实习








    计算机硬件基础实习








    专业基础实习








    专业方向初级实习








    专业方向高级实习








    专业方向综合实习




    毕业实习




    毕业论文(设计)

    通识选修课程