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免修申請(qǐng)書范文第1篇

摘要：本文介紹了北京航空航天大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以及項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的管理過程和方法。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

中國(guó)分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1課程內(nèi)容簡(jiǎn)介

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)是涉及知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，并且學(xué)科發(fā)展迅速，這些特點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)，因而學(xué)習(xí)難度較大，難以形成一個(gè)簡(jiǎn)單明確的知識(shí)體系。為了解決這一問題，我們本著“面向市場(chǎng)需求、定位人才培養(yǎng)”的原則，在課件設(shè)計(jì)上采取統(tǒng)一的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，即涵蓋“基礎(chǔ)知識(shí)+基本技能+項(xiàng)目實(shí)踐+技術(shù)講座”四大模塊，突出注重工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

通過課程學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)熟悉一種典型的微處理器體系結(jié)構(gòu)，掌握一套主流的開發(fā)工具和一種嵌入式操作系統(tǒng)，熟練使用一門開發(fā)語(yǔ)言，從而使得學(xué)生具備嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)設(shè)計(jì)的基本能力。

本課程設(shè)計(jì)為：本科48學(xué)時(shí)(理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí))，2學(xué)分；研究生54學(xué)時(shí)(理論課30學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí))，3學(xué)分。為了配合該課程的教學(xué)需要，我們自主編寫了《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程》。

本課程是本碩一體化課程，如果優(yōu)秀本科生在本科學(xué)習(xí)期間完成了研究生的課程，則在研究生期間可以免修該課程。本科生的理論教學(xué)內(nèi)容包括：

嵌入式計(jì)算技術(shù)的基本概念

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和描述

嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

嵌入式微處理器和嵌入式計(jì)算平臺(tái)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

分布嵌入式系統(tǒng)(擴(kuò)展內(nèi)容)

專用接口和硬件加速器(擴(kuò)展內(nèi)容)

高可靠性嵌入式系統(tǒng)(擴(kuò)展內(nèi)容)

研究生的理論教學(xué)內(nèi)容包括：

嵌入式系統(tǒng)概述

嵌入式硬件基礎(chǔ)

ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)

ARM指令集

基于ARM的嵌入式I/O接口設(shè)計(jì)

嵌入式操作系統(tǒng)概述

嵌入式Linux內(nèi)核分析與移植

嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例分析

通過理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的基本理論和嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程和方法，以及基于ARM9的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成、嵌入式Linux 和WinCE操作系統(tǒng)的開發(fā)原理，為下一步的實(shí)驗(yàn)課程打下基礎(chǔ)。

我院嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)依托北京航空航天大學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)中心的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室得到了美國(guó)Intel、Microsoft、Altera、Mentor Graphics公司、英國(guó)ARM公司和芬蘭Nokia等公司的支持和贊助。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備先進(jìn)，軟硬件功能齊全，實(shí)驗(yàn)理念和技術(shù)水平與國(guó)際接軌，為學(xué)生提供了一個(gè)綜合設(shè)計(jì)與開發(fā)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。

本科生的實(shí)驗(yàn)課包括基本實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基本實(shí)驗(yàn)分別提供了Windows CE和Linux兩種操作系統(tǒng)下的4個(gè)實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，由學(xué)生獨(dú)立提出、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。

本科生綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，鼓勵(lì)學(xué)生提出原創(chuàng)性的內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)提供以下備選方向：

虛擬儀器(Virtual Instrument)

POS機(jī)

游戲機(jī)(Game Machine)

ATM機(jī)

網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)

研究生課程實(shí)驗(yàn)課也分為兩個(gè)部分：專題實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。專題實(shí)驗(yàn)共有6次，每次4個(gè)學(xué)時(shí)，共24個(gè)學(xué)時(shí)，專題實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：

實(shí)驗(yàn)一：熟悉教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及其開發(fā)環(huán)境，編寫運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的ARM匯編程序

實(shí)驗(yàn)二：嵌入式Linux串口通信程序設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)三：嵌入式Linux內(nèi)核分析、裁減、移植和燒寫

實(shí)驗(yàn)四：嵌入式Linux圖形程序設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)五：觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)六：LED驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

在專題實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自由組合為三人一組，每次實(shí)驗(yàn)又分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、修改性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。硬件平臺(tái)采用Intel公司提供的EIA嵌入式計(jì)算機(jī)開發(fā)平臺(tái)和北京博創(chuàng)公司提供的UP-NETARM2410S實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)可以單人完成，也可以分組合作完成，設(shè)計(jì)為20個(gè)學(xué)時(shí)。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)被安排在開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以自由安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的題目由教師推薦和學(xué)生自選相結(jié)合。

在教學(xué)模式上，我們采用“責(zé)任教授＋主講教師+實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)教師”的教師團(tuán)隊(duì)，目前該團(tuán)隊(duì)的所有教師都有博士學(xué)位。教學(xué)方式采用“理論講授實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)踐”。在教學(xué)過程中“點(diǎn)面結(jié)合”，以某種平臺(tái)為重點(diǎn)，兼顧其他系統(tǒng)的特征。授課老師既是主講老師，又是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師。采用“理論講授實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)踐”的教學(xué)方式。另外，學(xué)院還聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外行業(yè)專家定期為學(xué)生介紹相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的管理過程

針對(duì)相應(yīng)的理論教學(xué)內(nèi)容，本課程給本科生和研究生設(shè)計(jì)了若干套專題實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。針對(duì)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“項(xiàng)目式”的實(shí)施管理，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)指定環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一的檢查，確認(rèn)達(dá)到每個(gè)階段的鍛煉目的。在此過程中，并非所有實(shí)驗(yàn)小組都能取得實(shí)驗(yàn)資格，需要根據(jù)其對(duì)選定方向所做的調(diào)查和準(zhǔn)備工作情況來進(jìn)行評(píng)估，合格者方可獲得實(shí)驗(yàn)資格。為便于上述評(píng)估，實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)按順序提供下列實(shí)驗(yàn)文檔，格式符合相應(yīng)軟件工程文檔的規(guī)范。

(1) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)書(Project Proposal)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)書應(yīng)該是一份描述實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的報(bào)告，說明實(shí)驗(yàn)者選擇的實(shí)驗(yàn)方向，為何選擇該方向，感興趣的地方何在，可行性如何。該申請(qǐng)需要答辯通過由任課老師及助教組成的評(píng)審團(tuán)的審查。該報(bào)告中應(yīng)該包括如下組成部分：

實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)(Motivation for the project)

設(shè)計(jì)目標(biāo)(Description of what it does)

技術(shù)路線(Description of how you plan to do it in brief.)

需要的支持(Help needed)

概要步驟(Possible steps in brief.)

(2) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

在實(shí)驗(yàn)者上述的實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)獲得批準(zhǔn)后，應(yīng)該完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃書(Experiment/Project Plan)。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃書應(yīng)該包括：

項(xiàng)目需求(Requirements)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(Architecture)

測(cè)試方案(Testing)

實(shí)驗(yàn)時(shí)間(Time estimates)

可能的檢查點(diǎn)(Checkpoint)

其中，檢查點(diǎn)是指實(shí)驗(yàn)中的階段性成果出現(xiàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。

(3) 實(shí)驗(yàn)的仿真驗(yàn)證

因?yàn)椴⒉皇撬械膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容都可以并且需要真的完成目標(biāo)系統(tǒng)的真實(shí)功能，所以實(shí)驗(yàn)者應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的仿真驗(yàn)證，即通過在EIA平臺(tái)上以仿真系統(tǒng)的形式來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該仿真系統(tǒng)應(yīng)該包括與目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的軟件和硬件，能夠完成目標(biāo)系統(tǒng)的基本功能，并最終作為本實(shí)驗(yàn)的演示系統(tǒng)。

(4) 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(The Final Report)

完成實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)提供關(guān)于

實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(The Final Report)，該報(bào)告同樣必須通過最終的答辯，獲得評(píng)審團(tuán)的評(píng)價(jià)，以便結(jié)合實(shí)際演示給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。具體內(nèi)容應(yīng)該包括：

實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹(Environment)

準(zhǔn)備情況(Preparation)

設(shè)計(jì)流程(Design Process)

難度分析和評(píng)估(Difficulty)

實(shí)驗(yàn)結(jié)論(Conclusion)

經(jīng)驗(yàn)體會(huì)(Experience)

以2007年春季課程本科生第四次實(shí)驗(yàn)為例，共60名本科三年級(jí)學(xué)生參加并完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中分為12組，每組5人，實(shí)驗(yàn)設(shè)備除EIA一套外，每個(gè)實(shí)驗(yàn)者有獨(dú)立使用的聯(lián)網(wǎng)微機(jī)一臺(tái)。參加實(shí)驗(yàn)的同學(xué)分為12組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中11組在課程內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，完整提交了上述所有要求的文檔，符合每個(gè)檢查點(diǎn)的要求。另有一組參加同年度微軟嵌入式設(shè)計(jì)大賽，未能參加所有實(shí)驗(yàn)，原擬給予通過的成績(jī)，考慮實(shí)際情況，該小組在競(jìng)賽中入圍全球前32名，最終給予該小組優(yōu)秀成績(jī)。

4結(jié)束語(yǔ)

幾年來的教學(xué)實(shí)踐表明，新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?shí)現(xiàn)了教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的高度統(tǒng)一，改變了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力。問卷調(diào)查結(jié)果表明，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，有90％的學(xué)生“十分滿意”；有86％的同學(xué)在以后的工作中從本課程中獲益。

另外，學(xué)生積極參加校內(nèi)外各種競(jìng)賽，屢創(chuàng)佳績(jī)。我院最近幾屆本科生和研究生在國(guó)內(nèi)外嵌入式相關(guān)比賽中先后獲得了全國(guó)大學(xué)生“課外科技競(jìng)賽挑戰(zhàn)杯”一等獎(jiǎng)、法國(guó)“全球智能卡設(shè)計(jì)大賽”第二名、法國(guó)“全球GSM和Java卡開發(fā)大賽”第一名、“諾基亞智能應(yīng)用移動(dòng)挑戰(zhàn)賽”金獎(jiǎng)等眾多獎(jiǎng)項(xiàng)，這也從另外一個(gè)側(cè)面顯示了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 柳翔. 嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J]. 研究生教育,2005,(5).