免修申请书

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免修申请书范文第1篇

摘要：本文介绍了北京航空航天大学嵌入式系统课程的教学理念、教学内容和教学方法，以及项目实验的管理过程和方法。

关键词：嵌入式系统；项目实验；教学改革

中国分类号：G642

文献标识码：B

1课程内容简介

嵌入式系统设计课程的特点是涉及知识面广、综合性强、实践性强，并且学科发展迅速，这些特点就决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，因而学习难度较大，难以形成一个简单明确的知识体系。为了解决这一问题，我们本着“面向市场需求、定位人才培养”的原则，在课件设计上采取统一的知识体系结构，即涵盖“基础知识+基本技能+项目实践+技术讲座”四大模块，突出注重工程能力和创新能力的培养。

通过课程学习和实验，学生应熟悉一种典型的微处理器体系结构，掌握一套主流的开发工具和一种嵌入式操作系统，熟练使用一门开发语言，从而使得学生具备嵌入式系统软、硬件开发设计的基本能力。

本课程设计为：本科48学时(理论24学时，实验课24学时)，2学分；研究生54学时(理论课30学时，实验课24学时)，3学分。为了配合该课程的教学需要，我们自主编写了《嵌入式系统设计实验教程》。

本课程是本硕一体化课程，如果优秀本科生在本科学习期间完成了研究生的课程，则在研究生期间可以免修该课程。本科生的理论教学内容包括：

嵌入式计算技术的基本概念

系统结构设计和描述

嵌入式实时操作系统

嵌入式微处理器和嵌入式计算平台

嵌入式系统设计实例

分布嵌入式系统(扩展内容)

专用接口和硬件加速器(扩展内容)

高可靠性嵌入式系统(扩展内容)

研究生的理论教学内容包括：

嵌入式系统概述

嵌入式硬件基础

ARM微处理器体系结构

ARM指令集

基于ARM的嵌入式I/O接口设计

嵌入式操作系统概述

嵌入式Linux内核分析与移植

嵌入式Linux驱动程序开发

嵌入式系统设计与分析

嵌入式系统设计实例分析

通过理论课的学习，使学生掌握嵌入式系统的基本理论和嵌入式系统的开发过程和方法，以及基于ARM9的教学实验平台组成、嵌入式Linux 和WinCE操作系统的开发原理，为下一步的实验课程打下基础。

我院嵌入式系统课程实验依托北京航空航天大学国家级实验中心的嵌入式系统实验室，该实验室得到了美国Intel、Microsoft、Altera、Mentor Graphics公司、英国ARM公司和芬兰Nokia等公司的支持和赞助。实验室设备先进，软硬件功能齐全，实验理念和技术水平与国际接轨，为学生提供了一个综合设计与开发的实验场所。

本科生的实验课包括基本实验和综合设计实验。基本实验分别提供了Windows CE和Linux两种操作系统下的4个实验。综合设计实验主要培养学生综合设计能力和创新意识，由学生独立提出、设计并实现。

本科生综合设计实验要求学生设计并实现一个嵌入式系统，鼓励学生提出原创性的内容，同时结合实验平台的特点提供以下备选方向：

虚拟仪器(Virtual Instrument)

POS机

游戏机(Game Machine)

ATM机

网络打印机

研究生课程实验课也分为两个部分：专题实验和项目实验。专题实验共有6次，每次4个学时，共24个学时，专题实验内容包括：

实验一：熟悉教学实验平台及其开发环境，编写运行一个简单的ARM汇编程序

实验二：嵌入式Linux串口通信程序设计

实验三：嵌入式Linux内核分析、裁减、移植和烧写

实验四：嵌入式Linux图形程序设计

实验五：触摸屏驱动程序设计

实验六：LED驱动程序设计

在专题实验中，学生自由组合为三人一组，每次实验又分为验证性实验、修改性实验和设计性实验三个层次。硬件平台采用Intel公司提供的EIA嵌入式计算机开发平台和北京博创公司提供的UP-NETARM2410S实验平台。

项目实验可以单人完成，也可以分组合作完成，设计为20个学时。项目实验被安排在开放实验室，学生可以自由安排实验时间。项目实验的题目由教师推荐和学生自选相结合。

在教学模式上，我们采用“责任教授＋主讲教师+实验辅导教师”的教师团队，目前该团队的所有教师都有博士学位。教学方式采用“理论讲授实验指导动手实践”。在教学过程中“点面结合”，以某种平台为重点，兼顾其他系统的特征。授课老师既是主讲老师，又是实验指导老师。采用“理论讲授实验指导动手实践”的教学方式。另外，学院还聘请了国内外行业专家定期为学生介绍相关领域的前沿技术和工程实践经验。

2项目实验的管理过程

针对相应的理论教学内容，本课程给本科生和研究生设计了若干套专题实验和项目实验。针对项目实验，对学生进行“项目式”的实施管理，对于实验中的每个指定环节进行统一的检查，确认达到每个阶段的锻炼目的。在此过程中，并非所有实验小组都能取得实验资格，需要根据其对选定方向所做的调查和准备工作情况来进行评估，合格者方可获得实验资格。为便于上述评估，实验小组应按顺序提供下列实验文档，格式符合相应软件工程文档的规范。

(1) 实验项目申请书(Project Proposal)

实验项目申请书应该是一份描述实验计划的报告，说明实验者选择的实验方向，为何选择该方向，感兴趣的地方何在，可行性如何。该申请需要答辩通过由任课老师及助教组成的评审团的审查。该报告中应该包括如下组成部分：

实验动机(Motivation for the project)

设计目标(Description of what it does)

技术路线(Description of how you plan to do it in brief.)

需要的支持(Help needed)

概要步骤(Possible steps in brief.)

(2) 实验计划

在实验者上述的实验申请获得批准后，应该完成实验项目计划书(Experiment/Project Plan)。

实验项目计划书应该包括：

项目需求(Requirements)

系统结构(Architecture)

测试方案(Testing)

实验时间(Time estimates)

可能的检查点(Checkpoint)

其中，检查点是指实验中的阶段性成果出现时的实验状态。

(3) 实验的仿真验证

因为并不是所有的实验内容都可以并且需要真的完成目标系统的真实功能，所以实验者应进行实验的仿真验证，即通过在EIA平台上以仿真系统的形式来验证实验计划中提出的系统结构。该仿真系统应该包括与目标系统对应的软件和硬件，能够完成目标系统的基本功能，并最终作为本实验的演示系统。

(4) 课程设计实验报告(The Final Report)

完成实验后，实验者应提供关于

实验的课程设计实验报告(The Final Report)，该报告同样必须通过最终的答辩，获得评审团的评价，以便结合实际演示给出实验成绩。具体内容应该包括：

实验环境介绍(Environment)

准备情况(Preparation)

设计流程(Design Process)

难度分析和评估(Difficulty)

实验结论(Conclusion)

经验体会(Experience)

以2007年春季课程本科生第四次实验为例，共60名本科三年级学生参加并完成实验，实验中分为12组，每组5人，实验设备除EIA一套外，每个实验者有独立使用的联网微机一台。参加实验的同学分为12组进行实验，其中11组在课程内完成实验，完整提交了上述所有要求的文档，符合每个检查点的要求。另有一组参加同年度微软嵌入式设计大赛，未能参加所有实验，原拟给予通过的成绩，考虑实际情况，该小组在竞赛中入围全球前32名，最终给予该小组优秀成绩。

4结束语

几年来的教学实践表明，新的教学实验模式实现了教与学的有机结合，理论教学和实践环节的高度统一，改变了学生的知识结构，培养了学生的创新意识，提高了学生的综合设计和工程实践能力。问卷调查结果表明，对教学内容和教学方法，有90％的学生“十分满意”；有86％的同学在以后的工作中从本课程中获益。

另外，学生积极参加校内外各种竞赛，屡创佳绩。我院最近几届本科生和研究生在国内外嵌入式相关比赛中先后获得了全国大学生“课外科技竞赛挑战杯”一等奖、法国“全球智能卡设计大赛”第二名、法国“全球GSM和Java卡开发大赛”第一名、“诺基亚智能应用移动挑战赛”金奖等众多奖项，这也从另外一个侧面显示了教学效果。

参考文献

[1] 柳翔. 嵌入式软件工程人才培养的探索与实践[J]. 研究生教育,2005,(5).