北京航空航天大学嵌入式系统课程建设h 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 关键词本文来自：计算机毕业网 ：嵌入式系统；项目实验；教学改革 中国分类号：G642 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). [2] 陈天洲. 嵌入式系统概论课程设计[J]. 研究生教育 ,2006,(3). [3] 汤秀春,吴黎明,蒋永平,刘润予. 面向嵌入式系统应用的课程专题学习网站建设[J]. 桂林电子工业学院学报 ,2006,26(4):319-321. 摘要：数字设计是建立在以计算机为技术平台的产物，具有科学性和艺术性，数字设计教学究竟应如何规范？教师在教学中如何将理论教育与数字艺术设计实践相结合，才能因材施教最大程度地挖掘学生的潜能，从而培养出适应当前社会市场需求的人才？本文主要结合笔者的教学实践，对三维设计教学的教学原则进行探讨和研究。
关键词本文来自：计算机毕业网 ：数字艺术设计；三维设计；融合式教学；实践教学环节 21 世纪被人们称为是数码时代、信息时代或 e 时代，三维数字设计是以计算机为技术平台的产物，具有科学性和艺术性如何将现代技术应用于数字设计人才的培养已成为当前职业教育中的热点研究问题，三维设计是数字艺术设计的一个门类，我校将三维设计纳入专业课程，它分为建模、材质和渲染、角色设计技术、动画和后期合成等课程，那么三维设计的这些课程的教学究竟应如何规范？教师在教学中如何将理论教育与数字艺术设计实践相结合，才能因材施教最大程度地挖掘学生的潜能，从而培养出适应当前社会市场需求的人才？在总结了多年的教学经验并对国内及欧美国家的数字艺术教学进行比较后，笔者谈谈对三维数字设计教学的教学原则的探索 1 遵循激发兴趣的教学原则 兴趣是卓越完成某件事物的重要因素，学生对专业的兴趣和热爱是出色完成学业的前提然而，国内传统的教育观、学习观是“输入—产出，即单纯追求知识的传递，追求教师如何把现成的知识输入到学生的头脑中，以求得高效产出 ”[1]三维数字设计课程的教学同样面临着这样的问题，教师在教学中往往就一些概念原理性知识、软件使用方法等进行灌输式的讲解，然后上机做一些实例、布置作业，学生在上机完成作业的过程中，教师进行和讲评，仅仅是笼统地启发学生去理解概念来灵活发挥，等到作业交上来之后，大部分是左搬右抄，根本谈不上作品有什么创意和想法，这种灌输式的教育使学生在学习的过程中缺乏主动性的观察、思考，学习的兴趣也会渐渐减退。
这样的教学模式已不能适应社会的需求，它对学生的学习兴趣也有着不良的影响如何有效的引导学生的兴趣并保持这样的兴趣来主动学习呢？笔者在教学中发现，当今社会中，快节奏的生活方式笼罩了我们的有限生活，紧张、恐怖、悬念等特有的文化现象在流行文化中很普遍，例如好莱坞的高科技技术合成的电影，像《蜘蛛侠》 、 《变形金刚》等影片中用计算机这一高科技手段制作出紧张、刺激和眩目感的动感世界、刺激轻松的网络游戏都深深吸引着当今的年轻学生，可以说学生对这些娱乐的兴趣也就是对高科技手段下的流行文化的视觉方式的。