金勇 郭睿杰 胡振濤 周林 李軍偉

摘? 要：為了響應全國高等學校本科教育工作會議上給出的工作指示，順應河南大學“一流學科”建設的任務。本文結合實際對當前的數字電子技術課程做了科學的分析與梳理，剖析了當前數字電子技術課程存在的問題，進而提出相應的課程改革方案與具體實施計劃，為河南大學控制人才的培養(yǎng)提供合理化建議，更好地服務于河南省的基礎研究和人才培養(yǎng)事業(yè)。

關鍵詞：河南大學? 數字電子技術? 科學教學? 教學改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）07（a）-0123-03

Research on the Teaching Reform of Digital Electronic Technology Course

——Taking Henan University as an Example

JIN Yong? GUO Ruijie*? HU Zhentao? ZHOU Lin? LI Junwei

（College of Artificial Intelligence， Henan University， Kaifeng， Henan Province， 475004? China）

Abstract： In order to respond to the work instructions given in the National Undergraduate Education Conference and comply with the task of "first-class discipline" construction of Henan University. This paper makes a scientific analysis and combing of the current digital electronic technology curriculum， analyzes the problems existing in the current digital electronic technology curriculum， and then puts forward the corresponding curriculum reform scheme and specific implementation plan. Provide reasonable suggestions for the training of control talents in Henan University， better serve the cause of basic research and talent training in Henan Province.

Key Words： Henan University; Digital electronics technology; Scientific teaching; Teaching reform

1? 河南大學數字電子技術課程設置目的

2018年，教育部黨組書記、部長陳寶生明確指出“人才培養(yǎng)是大學的本質職能，本科教育是大學的根和本”[1]強調了本科教育在高等教育中的戰(zhàn)略地位。河南大學于2017年入選“一流學科”建設高校，翻開了事業(yè)發(fā)展的嶄新篇章，也對本科人才的培養(yǎng)提出了更高的要求[2]。課程設置和課程教學是本科教育最基礎組成部分，有傳授知識、啟迪智慧、潤澤心田重要作用。

數字電子技術為自動化專業(yè)的一門硬件基礎課程，該課程設置目的為讓學生掌握數字系統(tǒng)硬件結構相關的基本知識，為后繼課程如《微機原理與接口》及《嵌入式接口原理及技術》等作知識儲備和鋪墊。該課程具有內容量大、知識面廣、邏輯學與模擬電子技術背景交叉等特點[3]。特別是隨著大規(guī)模集成電路設計技術與手段的發(fā)展，數字系統(tǒng)設計及分析的方法和手段在不斷變革，如何結合河南大學控制學科人才培養(yǎng)目的，不斷調整數字電子技術課程的知識內容及教學方法，為后繼課程的順利開展服務，并對以后的學習產生濃厚的興趣是一個需要認真研究的課題[4]。

2? 數字電子技術教學現狀及存在問題

數字電子技術為河南大學自動化專業(yè)本科傳統(tǒng)基礎課程，主要介紹數字器件的工作原理、數字系統(tǒng)分析與設計方法，其先修課程為電路及模擬電路，在第四學期開設。教學效果如表1所示。

首先，該課程兼具布爾代數和模擬電子技術交叉知識，要求學生先修電路分析和模擬電子技術兩門電學課程，并且在講授時還要引入布爾代數等相關數學內容，進而才能在此基礎進行嚴密而完整的論述，而常規(guī)教材章節(jié)設計完全將布爾代數與數字器件知識分開講解，學生理解存在困難。其次，該課程涉及數字系統(tǒng)基礎器件原理及數字系統(tǒng)硬件設計開發(fā)技術，上述相關內容為電子信息領域發(fā)展最活躍、最迅速的方向，書本知識難以與領域最新進展完全匹配[5]。最后，課程涉及的實驗設備更新?lián)Q代很快，現有實驗設備僅能進行器件原理級別實驗，無法滿足數字系統(tǒng)設計實驗要求。進一步，上述3個特點并非孤立存在，它們相互耦合互為因果，造成學生學習困難。

因此，有必要對該課程的教學過程、教學設計及評價標準等進行綜合改革，以期有效解決因數學基礎缺乏、物理背景復雜及課程學時較短帶來的學生學習困難，提高本科生的科技創(chuàng)新能力，為河南大學“雙一流建設”及河南省信息學科的人才培養(yǎng)服務。

3? 實施方案及實施計劃

基本改革路線分為現狀分析、問題定位、原因分析及方案策略4個階段[6]。經過近10年的教學積累，現狀分析階段及問題定位階段已基本結束。目前通過教學中存在的問題進行梳理，并從中抽象出擬解決的關鍵問題如下所示。

（1）如何將電學知識與布爾代數知識在課程設計及課堂講授方面準確融合。

（2）如何依據數字系統(tǒng)開發(fā)技術的最新進展，改革教學及實驗教學過程。

（3）如何針對實驗設備陳舊問題，采用視頻、仿真及硬件自主設計等手段，完成課程實驗目的。

針對上述關鍵問題，確立研究內容簡述如下。

通過教學大綱結構及授課順序調整，課程結構增、剪、裁，實驗改革等技術路線，探索采用課程準備、課堂講授、課程作業(yè)等教學手段，實驗設備更新、創(chuàng)新型實驗等實驗手段和過程性評價等成績評價手段解決上述關鍵問題的方法。課程改革實施方案和方法如圖1所示。課程改革預期經過2年完成，具體實施細則，如表2所示。

4? 可行性分析

項目主持人教學方面長期從事本科生、研究生教學工作，曾獲首屆全國高校教師技能競賽三等獎（河南省工科組唯一獲獎選手）和河南省高校青年骨干教師稱號，并曾任河南省高校教師資格考試面試專家。截至目前，主持校教改重點項目、一般項目各一項;發(fā)表教改論文多篇，主講本課程《數字電子技術》《信號與系統(tǒng)》，學生評教連年優(yōu)秀?？蒲蟹矫妫恢睆氖聰底蛛娮蛹夹g相關研究工作，主持相關國家自然科學基金2項（NSFC—河南人才培育項目1項，面上項目1項），發(fā)表研究論文20余篇。項目第一參與人教學方面長期從事本科生、研究生教學工作，曾獲河南省高校青年骨干教師稱號，并曾任河南省高校教師資格考試面試專家。截至目前，主持校教改重點項目、一般項目各一項;發(fā)表教改論文多篇，主講本科生課程，學生評教連年優(yōu)秀?？蒲蟹矫?，項目第一參與人長期從事非線性控制研究工作，獲河南省科技進步二等獎1項（第三參與人），主持國家自然科學基金2項，發(fā)表相關研究論文10余篇。

項目依托計算機與信息工程學院和河南省大數據分析與處理重點實驗室開展，計算機與信息工程學院有計算機科學與技術、數據科學、信息安全及自動化四個本科專業(yè);計算機科學與技術，控制科學與工程兩個一級碩士學位授予點，軟件工程一級博士學位授予點。河南省大數據分析與處理重點實驗室有遙感大數據處理與分析、智慧交通大數據處理、教育大數據分析與輔助決策3個方向的大數據研究。充分利用我省超大規(guī)模遙感、交通、教育數據資源，為農業(yè)生產、智慧交通、政府教育決策和社會需求提供大數據分析服務。目前，實驗室面積1000余m2，主要儀器設備近200臺，總價值500多萬元。具備各研究方向開展科研工作所需的軟、硬件環(huán)境。

5? 結語

河南大學本科課程教學改革初衷為響應國家重視本科基礎教育要求，依托教師的教研、科研積累，從課程在人才培養(yǎng)中的定位及相關學科領域的進展出發(fā)，對課程當前存在的問題進行糾偏，激發(fā)學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與批判思維。針對上述問題，從關鍵技術路線入手，通過課程準備、課堂講授、課程作業(yè)、創(chuàng)新性實驗設計及成績評價等教學手段的改革，探索上述問題的解決方法，具有較大意義，研究結果不僅可應用于數字電子技術教學，還對其他課程教學具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1] 陳寶生.堅持“以本為本”推進“四個回歸” 建設中國特色、世界水平的一流本科教育[J].時事報告（黨委中心組學習），2018（5）：18-30.

[2] 李夢楠.中西部地方高校建設“世界一流學科”研究[D].鄭州：河南大學，2020.

[3] 田麗娜，李敏，劉紹麗.淺談數字電子技術課程能力導向實踐教學研究[J].電腦知識與技術，2020，16 （36）：102-103.

[4] 胡家俊，王一波，黃宜軍.理工科專業(yè)課教學的課程思政研究[J].輕工科技，2021，37（3）：185-186，188.

[5] 劉佳.科技史的思想政治教育功能研究[D].石家莊：河北師范大學，2020.

[6] 郭艷平.數字電子技術課程“一體化，三階梯”實驗教學改革與研究[J].科技經濟導刊，2021，29（2）：117-118，157.