教育信息理論在教學中的應用

[摘 要]冗余信息在課堂教學過程中是客觀存在的，也是課堂系統(tǒng)不可或缺的有機組成部分。課堂教學過程難免會受到各種各樣干擾信息的破壞，而且干擾信息對于教學過程而言都是破壞性的。教師對教育信息理論的不了解，造成了思想上對干擾信息和冗余信息的忽視，和教學過程中應對干擾信息和冗余信息的乏力。應有效控制和消除干擾信息，合理、有效利用冗余信息，提高教師授課的效果和學生學習的效率。

[關鍵詞]干擾信息 冗余信息 教學應用

[中圖分類號] G420[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2012）11-0036-03

從20世紀80年代起，在我國社會科學界掀起了一股推廣和學習“三論” （即“系統(tǒng)論”、“信息論”和“控制論”）的熱潮。這股熱潮對屬于社會科學的教育學產(chǎn)生了巨大影響，不少教育工作者開始用“三論”的概念、理論來探討教育問題。信息論作為“三論”之一，也逐漸被引進到教育研究領域。值得欣慰的是，時至今日，信息觀點、信息成果已經(jīng)有機地融合于教育領域，從信息角度研究教育的工作正在蓬勃進行。我國當代教育信息理論的雛形基本形成，而且研究內(nèi)容也日益廣泛。

當代教育信息理論研究的主要方面有學習的學習加工理論、教學的信息優(yōu)化研究、用信息調(diào)控學生的意識形態(tài)研究、將信息觀作為“三論”引入教育學研究、以信息觀點來探討教育理論中的傳統(tǒng)課題、教育傳播學研究、教育技術學研究、教育科研信息研究、信息冗余理論在教學中的應用，等等。本文就教育信息理論對于課堂教學，特別是課堂教學中如何排除干擾信息和如何優(yōu)化冗余信息做一探討。

一、運用教育信息理論指導課堂教學的可能性分析

雖然信息現(xiàn)象廣泛存在，中文的“信息”一詞也早在南唐就已出現(xiàn)，但是，到目前為止信息仍是一個存在爭議、尚無定論的概念。相關資料統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，有關信息的概念就有近上百種之多。在眾多有關信息的概念中，筆者比較認同上海理工大學孫紹榮教授對信息概念的理解：“信息的形式是由控制系統(tǒng)（可分為生物系統(tǒng)或者人造控制系統(tǒng)）所接收和加工的物質(zhì)特征的狀態(tài)?！盵1]按照這種理解，真正起信息作用被傳遞和加工的，不是物質(zhì)本身，而是物質(zhì)的一些特征的狀態(tài)。任何物質(zhì)特征的狀態(tài)，只有在受到控制系統(tǒng)的接收和加工時，才是信息，否則只能是一般意義上的物質(zhì)特征的狀態(tài)，而不具有信息的意義。換句話說，信息這個概念是建立在控制系統(tǒng)之上的，沒有控制系統(tǒng)，也就沒有信息這個概念。

那么究竟什么是控制系統(tǒng)呢？“控制系統(tǒng)的特點是，它可以感受環(huán)境的特點，可以根據(jù)所感受到的特點，來調(diào)整自身的狀態(tài)和行為?？刂葡到y(tǒng)對自身狀態(tài)和行為的調(diào)整，不是它與環(huán)境的能量直接作用的結果，而是它根據(jù)對環(huán)境的感受，自己支配在本系統(tǒng)中積累的能量的結果。這種能量的積累是平時從環(huán)境中收集的?！盵2]

基于以上理解，我們可以認為課堂就是一個控制系統(tǒng)，而且可以將課堂系統(tǒng)看做是由施控系統(tǒng)和被控系統(tǒng)構成的，其中教師是施控系統(tǒng)，學生是被控系統(tǒng)。從組成要素，可將課堂系統(tǒng)看做是一個是由教師、學生、教學內(nèi)容、教學條件（或環(huán)境）等因素組成的控制系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的各要素相互作用、相互依賴，并與外部環(huán)境構成更大的系統(tǒng)。從信息論的觀點來看，課堂教學過程就是一個對教學信息的傳輸過程。它包括了信息的輸入（接受）、儲存、處理、輸出、反饋和控制?；谑├坊幽Ｊ綀D（見圖1），可以形成反映課堂教學過程的課堂教學信息傳遞過程圖（見圖2）。

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鑒于此，既然課堂是一個控制系統(tǒng)，課堂教學過程就是一個對教學信息的傳輸過程，自然可以用教育信息理論來指導課堂教學。

二、干擾信息和冗余信息及在教學過程中的作用

（一）干擾信息及在教學過程中的作用

在課堂中，常常有一些無關的信息與教師擬傳遞給學生的信息在物質(zhì)特征狀態(tài)上混在一起，同時被學生接收和加工。這種與學生擬接收的信息混在一起的無關信息，就是課堂教學過程中的干擾信息。值得注意的是，只有那些在物質(zhì)特征上與目的信息（即學生擬接收和加工的有用信息）是同樣類型的無關信息才能成為干擾信息，因為只有這樣的信息才能與目的信息在物質(zhì)特征的狀態(tài)上相互疊加，從而造成干擾。

干擾信息有時是有用的，有時則會起到干擾作用。例如，在戰(zhàn)爭中，可以利用無線電干擾信息破壞敵人的通訊聯(lián)絡；可以通過模仿害蟲的叫聲等干擾害蟲的求偶信息，使害蟲無法進行繁殖，以達到滅絕其后代的目的等。但是，對于教育過程而言，干擾信息一般都是破壞性的。它會降低教師授課的效果，影響學生學習的效率。所以，應當千方百計采取措施減少干擾信息對教學的破壞。

（二）冗余信息及在教學過程中的作用

在1948年，隨著信息論的誕生，基于信息論，語言學界提出了語言的冗余性問題。那么什么叫語言的冗余性呢？“冗余信息與有效信息并存的現(xiàn)象，稱為語言具有冗余性”。[3]粗略地說，冗余信息就是指表達了擬傳遞的內(nèi)容但又是多余的信息。例如，某教師在上課前寫了3000字的講稿，但是在實際的課堂教學過程中，他為了傳遞這3000字的內(nèi)容，往往要講不止3000字的話，假如他總共講了12000字的話，那么9000字所包含的信息就屬于冗余信息。

在課堂教學中冗余信息客觀存在，在信息冗余理論取得較大進展的原聯(lián)邦德國的庫貝（Cube，F(xiàn).V.）在1982年種寫道：“在實踐中，某一個信息源發(fā)出的信息多數(shù)是受到干擾的，根本不可能使所有的符號都到達接受者那里，但盡管課文有很大程度的殘缺，我們卻還能理解信息，這只能歸功于課文所包含的冗余度。”顯然，冗余信息直接影響課堂教學的效率，因此，有必要了解冗余信息對課堂教學的影響。冗余信息對教學的影響有利也有弊，應視具體情況而言。冗余信息對教學的影響大致有以下幾方面：

1.有效抵抗干擾信息的破壞作用。在課堂教學中，教學內(nèi)容只有保持一定的冗余度，才能有效地抵抗在教學過程在可能出現(xiàn)的各種干擾信息的破壞作用。例如，當學生在聽課時，突然受到來自教室外噪聲的干擾，致使學生沒有聽清（或聽完整）老師所講的內(nèi)容。這時，如果老師再將剛才所講的內(nèi)容重復一遍（增加冗余信息），則有利于學生對知識的理解，從而有效抵抗了干擾信息的破壞作用。

2.降低信息傳遞的效率。有時，由于課堂冗余信息的存在，反而會使信息中的實質(zhì)內(nèi)容含量，即實質(zhì)的信息量降低，從而降低課堂信息傳遞的效率。例如，有些教師在上課時總是喜歡重復，如果重復太多，可能就會使學生感到聽了老半天，也不知道老師所講內(nèi)容的重點是什么。

3.幫助學生更好地理解信息。在教學過程中，如果教師對同樣的內(nèi)容換一種方式表達，這將有助于學生更好地理解信息。例如，當學習一個概念時，如果教師先講一個比較嚴格的概念，然后再對這個概念舉例說明，其實這些例子和概念所表達的內(nèi)容實質(zhì)上是一樣的。從信息傳遞的角度看，這些信息也是冗余信息，似乎是多余的，但是，這些冗余信息卻起著幫助學生更好地理解這個概念的作用，所以，這樣的冗余信息在教學過程中是十分有用，也是必不可少的。

冗余信息和干擾信息有顯著區(qū)別，不能將二者混為一談。干擾信息是不對應于擬傳遞的信息內(nèi)容的，而冗余信息則是對應于擬傳遞的信息內(nèi)容的，這是區(qū)分二者的根本標志。

三、教育信息理論在教學中的應用

分析課堂教學的每一個環(huán)節(jié)，就會發(fā)現(xiàn)所有教師都要將課堂中主要的信息做適當?shù)闹貜汀⒔忉?、重復、演示等。這就反映了在課堂教學中冗余信息是客觀存在的，冗余信息是任何一位教師都無法避免的?？梢哉f冗余信息本來就是課堂教學不可或缺的有機組成部分。合理、有效利用冗余信息，可以提高教師的教學效率和學生的學習效率。同樣，在課堂教學過程中也難免會受到各種各樣干擾信息的破壞，而且干擾信息對于教學過程而言都是破壞性的。所以，應當有效控制和消除干擾信息，盡量降低干擾信息對教學過程的影響。

1.提高教師的理論水平，特別是教育信息理論的水平，將有效降低干擾信息對課堂教學過程的破壞，合理、有效地利用冗余信息。因為，從現(xiàn)實狀況看，正是由于多數(shù)教師對于教育信息理論的不了解，造成了思想上對干擾信息和冗余信息的忽視，和教學過程中應對干擾信息和冗余信息的乏力。

2.對教學內(nèi)容信息進行優(yōu)化。在教學過程在對教學內(nèi)容學習進行適當選擇、變換，即對教學內(nèi)容進行優(yōu)化處理，將有效降低干擾信息對教學過程的破壞。前蘇聯(lián)教師沙塔洛夫的“綱要信號圖示法”就是一個典型的例子。例如，在中學地理教材中有關黃河泛濫的原因有這樣一段教學內(nèi)容：“黃河泛濫的原因，根源在中游。黃河中游地區(qū)，絕大部分為黃土分布區(qū)，這里夏季雨水集中，尤其是暴雨沖刷黃土，河床下切很深。特別由于濫墾荒地，使森林草原遭毀，造成嚴重的水土流失，使河水變成滾滾泥流。黃河進入下游以后，河道寬闊，水流緩慢，中游帶來的泥沙大量淤積在河床中，河床每年升高，為防止河水溢出，全靠人工筑堤束水。這樣年復一年，以致下游河道成為高出兩岸平地的‘地上河。在舊中國由于水利失修，每當暴雨，洪水下泄，下游河堤就易決口、改道，泛濫成災……”針對以上內(nèi)容，可以設計出一幅有黃河下游河床剖面圖及其他一些符號、文字組成的“綱要信號”圖表（見圖3）輔助教學。這幅圖表將黃河泛濫的根本原因的要點揭示出來，并且各要點之間的密切聯(lián)系也一目了然，簡明、直觀，便于記憶，可有效降低干擾信息對教學過程的破壞。

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3.適度增加有用冗余信息量，減少無關冗余信息量。庫貝（Cube，F(xiàn).V.）認為，學習過程就是信息減少的過程，同時也是增加主觀冗余信息的過程。課堂教學過程中冗余信息的客觀存在的，也是必不可少的。如果在教學過程中沒有一點冗余信息，只要信息傳遞過程受到哪怕一丁點的破壞，比如學生因教室外的噪聲沒有聽清老師所講的一句話甚至一兩個關鍵的字，學生也會無法猜測或估計出老師所講的內(nèi)容了，所以，適當?shù)娜哂嘈畔岣咝畔鬟f的可靠性。例如一位教師在教學“人口自然增長率”的概念時，首先告訴學生：“人口自然增長率指一國或地區(qū)，年凈增人數(shù)與總?cè)丝谥?，通常用千分?shù)（‰）表示” 。然后進一步這樣講解：“假如某個國家或某個地區(qū)一年內(nèi)平均1000人中，出生20人，死亡8人，凈增12人，那么這個國家或地區(qū)這一年的人口自然增長率為12‰”，后面的講解表面看是多余的冗余信息，但對于學生理解自然增長率的概念卻是十分重要的。

另外，教師在教學過程中在充分分析學生的基礎上，緊密聯(lián)系學生的生活實際，用學生較為熟悉的概念來表述學習內(nèi)容，也可以有效增加有用冗余信息量。對于有些重要的知識點，老師還要做適當?shù)闹貜?。當然，教師還要盡量減少課堂無關冗余信息量，如果冗余信息太多，則會占用學生大量的時間，耗費學生大量的精力，使有用信息傳遞的效率受到影響。對于教學過程而言，對冗余信息關鍵是要掌握如何才能適度。

4.由于講授法是目前課堂教學所采用的最常見的教學方法，所以，采取節(jié)奏和押韻的音調(diào)，使發(fā)音有規(guī)則而減少雜亂的無關發(fā)音特征的變化幅度和數(shù)目，可使干擾信息量大為降低。這種方法的實質(zhì)，是在信息的各種物質(zhì)特征的變化范圍上進行制約，即形式制約，使詞語的發(fā)音特征只能在小范圍內(nèi)選擇一種可能的方式。

除上述措施之外，還可以通過提高虛擬內(nèi)容強度、提高形式強度、控制信息量等措施進行信息優(yōu)化。

[ 參 考 文 獻 ]

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[4] 蔡艷玲.談語言的冗余及功能[J].河南社會科學，2005，（9）.

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[責任編輯：王朝元]

[收稿時間]2012-08-23

[作者簡介]申大魁（1968-），男，青海互助人，陜西師范大學教育學院博士研究生，副教授，研究方向：課程與教學論，中學地理教材。