免修申請書

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免修申請書范文第1篇

摘要：本文介紹了北京航空航天大學嵌入式系統課程的教學理念、教學內容和教學方法，以及項目實驗的管理過程和方法。

關鍵詞：嵌入式系統；項目實驗；教學改革

中國分類號：G642

文獻標識碼：B

1課程內容簡介

嵌入式系統設計課程的特點是涉及知識面廣、綜合性強、實踐性強，并且學科發展迅速，這些特點就決定了它必然是一個技術密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統，因而學習難度較大，難以形成一個簡單明確的知識體系。為了解決這一問題，我們本著“面向市場需求、定位人才培養”的原則，在課件設計上采取統一的知識體系結構，即涵蓋“基礎知識+基本技能+項目實踐+技術講座”四大模塊，突出注重工程能力和創新能力的培養。

通過課程學習和實驗，學生應熟悉一種典型的微處理器體系結構，掌握一套主流的開發工具和一種嵌入式操作系統，熟練使用一門開發語言，從而使得學生具備嵌入式系統軟、硬件開發設計的基本能力。

本課程設計為：本科48學時(理論24學時，實驗課24學時)，2學分；研究生54學時(理論課30學時，實驗課24學時)，3學分。為了配合該課程的教學需要，我們自主編寫了《嵌入式系統設計實驗教程》。

本課程是本碩一體化課程，如果優秀本科生在本科學習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。本科生的理論教學內容包括：

嵌入式計算技術的基本概念

系統結構設計和描述

嵌入式實時操作系統

嵌入式微處理器和嵌入式計算平臺

嵌入式系統設計實例

分布嵌入式系統(擴展內容)

專用接口和硬件加速器(擴展內容)

高可靠性嵌入式系統(擴展內容)

研究生的理論教學內容包括：

嵌入式系統概述

嵌入式硬件基礎

ARM微處理器體系結構

ARM指令集

基于ARM的嵌入式I/O接口設計

嵌入式操作系統概述

嵌入式Linux內核分析與移植

嵌入式Linux驅動程序開發

嵌入式系統設計與分析

嵌入式系統設計實例分析

通過理論課的學習，使學生掌握嵌入式系統的基本理論和嵌入式系統的開發過程和方法，以及基于ARM9的教學實驗平臺組成、嵌入式Linux 和WinCE操作系統的開發原理，為下一步的實驗課程打下基礎。

我院嵌入式系統課程實驗依托北京航空航天大學國家級實驗中心的嵌入式系統實驗室，該實驗室得到了美國Intel、Microsoft、Altera、Mentor Graphics公司、英國ARM公司和芬蘭Nokia等公司的支持和贊助。實驗室設備先進，軟硬件功能齊全，實驗理念和技術水平與國際接軌，為學生提供了一個綜合設計與開發的實驗場所。

本科生的實驗課包括基本實驗和綜合設計實驗。基本實驗分別提供了Windows CE和Linux兩種操作系統下的4個實驗。綜合設計實驗主要培養學生綜合設計能力和創新意識，由學生獨立提出、設計并實現。

本科生綜合設計實驗要求學生設計并實現一個嵌入式系統，鼓勵學生提出原創性的內容，同時結合實驗平臺的特點提供以下備選方向：

虛擬儀器(Virtual Instrument)

POS機

游戲機(Game Machine)

ATM機

網絡打印機

研究生課程實驗課也分為兩個部分：專題實驗和項目實驗。專題實驗共有6次，每次4個學時，共24個學時，專題實驗內容包括：

實驗一：熟悉教學實驗平臺及其開發環境，編寫運行一個簡單的ARM匯編程序

實驗二：嵌入式Linux串口通信程序設計

實驗三：嵌入式Linux內核分析、裁減、移植和燒寫

實驗四：嵌入式Linux圖形程序設計

實驗五：觸摸屏驅動程序設計

實驗六：LED驅動程序設計

在專題實驗中，學生自由組合為三人一組，每次實驗又分為驗證性實驗、修改性實驗和設計性實驗三個層次。硬件平臺采用Intel公司提供的EIA嵌入式計算機開發平臺和北京博創公司提供的UP-NETARM2410S實驗平臺。

項目實驗可以單人完成，也可以分組合作完成，設計為20個學時。項目實驗被安排在開放實驗室，學生可以自由安排實驗時間。項目實驗的題目由教師推薦和學生自選相結合。

在教學模式上，我們采用“責任教授＋主講教師+實驗輔導教師”的教師團隊，目前該團隊的所有教師都有博士學位。教學方式采用“理論講授實驗指導動手實踐”。在教學過程中“點面結合”，以某種平臺為重點，兼顧其他系統的特征。授課老師既是主講老師，又是實驗指導老師。采用“理論講授實驗指導動手實踐”的教學方式。另外，學院還聘請了國內外行業專家定期為學生介紹相關領域的前沿技術和工程實踐經驗。

2項目實驗的管理過程

針對相應的理論教學內容，本課程給本科生和研究生設計了若干套專題實驗和項目實驗。針對項目實驗，對學生進行“項目式”的實施管理，對于實驗中的每個指定環節進行統一的檢查，確認達到每個階段的鍛煉目的。在此過程中，并非所有實驗小組都能取得實驗資格，需要根據其對選定方向所做的調查和準備工作情況來進行評估，合格者方可獲得實驗資格。為便于上述評估，實驗小組應按順序提供下列實驗文檔，格式符合相應軟件工程文檔的規范。

(1) 實驗項目申請書(Project Proposal)

實驗項目申請書應該是一份描述實驗計劃的報告，說明實驗者選擇的實驗方向，為何選擇該方向，感興趣的地方何在，可行性如何。該申請需要答辯通過由任課老師及助教組成的評審團的審查。該報告中應該包括如下組成部分：

實驗動機(Motivation for the project)

設計目標(Description of what it does)

技術路線(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) 實驗計劃

在實驗者上述的實驗申請獲得批準后，應該完成實驗項目計劃書(Experiment/Project Plan)。

實驗項目計劃書應該包括：

項目需求(Requirements)

系統結構(Architecture)

測試方案(Testing)

實驗時間(Time estimates)

可能的檢查點(Checkpoint)

其中，檢查點是指實驗中的階段性成果出現時的實驗狀態。

(3) 實驗的仿真驗證

因為并不是所有的實驗內容都可以并且需要真的完成目標系統的真實功能，所以實驗者應進行實驗的仿真驗證，即通過在EIA平臺上以仿真系統的形式來驗證實驗計劃中提出的系統結構。該仿真系統應該包括與目標系統對應的軟件和硬件，能夠完成目標系統的基本功能，并最終作為本實驗的演示系統。

(4) 課程設計實驗報告(The Final Report)

完成實驗后，實驗者應提供關于

實驗的課程設計實驗報告(The Final Report)，該報告同樣必須通過最終的答辯，獲得評審團的評價，以便結合實際演示給出實驗成績。具體內容應該包括：

實驗環境介紹(Environment)

準備情況(Preparation)

設計流程(Design Process)

難度分析和評估(Difficulty)

實驗結論(Conclusion)

經驗體會(Experience)

以2007年春季課程本科生第四次實驗為例，共60名本科三年級學生參加并完成實驗，實驗中分為12組，每組5人，實驗設備除EIA一套外，每個實驗者有獨立使用的聯網微機一臺。參加實驗的同學分為12組進行實驗，其中11組在課程內完成實驗，完整提交了上述所有要求的文檔，符合每個檢查點的要求。另有一組參加同年度微軟嵌入式設計大賽，未能參加所有實驗，原擬給予通過的成績，考慮實際情況，該小組在競賽中入圍全球前32名，最終給予該小組優秀成績。

4結束語

幾年來的教學實踐表明，新的教學實驗模式實現了教與學的有機結合，理論教學和實踐環節的高度統一，改變了學生的知識結構，培養了學生的創新意識，提高了學生的綜合設計和工程實踐能力。問卷調查結果表明，對教學內容和教學方法，有90％的學生“十分滿意”；有86％的同學在以后的工作中從本課程中獲益。

另外，學生積極參加校內外各種競賽，屢創佳績。我院最近幾屆本科生和研究生在國內外嵌入式相關比賽中先后獲得了全國大學生“課外科技競賽挑戰杯”一等獎、法國“全球智能卡設計大賽”第二名、法國“全球GSM和Java卡開發大賽”第一名、“諾基亞智能應用移動挑戰賽”金獎等眾多獎項，這也從另外一個側面顯示了教學效果。

參考文獻

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