信息熵對理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程的評價(jià)研究

齊安鑫 齊 茜 李 鑫

（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院山東濰坊261061)

信息熵對理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程的評價(jià)研究

齊安鑫 齊 茜 李 鑫

（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院山東濰坊261061)

信息熵是度量信源、信息傳遞過程中所含信息量的標(biāo)尺。教學(xué)過程是信息傳遞過程，其信息熵稱為教學(xué)信息熵。教學(xué)過程的信息傳遞依賴于師生的互動(dòng)行為。弗蘭德斯分析了課堂教學(xué)過程，將師生的互動(dòng)語言行為歸納為10類。觀察理實(shí)一體化教學(xué)過程，對弗蘭德斯師生互動(dòng)行為體系進(jìn)行修正，可得到該教學(xué)模式下的另一個(gè)行為體系。記錄該行為體系內(nèi)各行為發(fā)生的次數(shù)，依據(jù)統(tǒng)計(jì)原理和香農(nóng)信息熵表達(dá)式，能計(jì)算出各行為發(fā)生的概率和教學(xué)信息熵。用其評價(jià)理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程的質(zhì)量和效率，既簡單易行，又客觀公正。

信息熵；理論實(shí)踐一體化；教學(xué)過程評價(jià)；互動(dòng)行為

對教學(xué)的評價(jià)包括對教案、教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果的評價(jià)。事實(shí)上，教案為過程而設(shè)計(jì)，結(jié)果則源于過程。因此，對教學(xué)過程的評價(jià)是教學(xué)評價(jià)的核心。目前，高職教學(xué)模式由理論實(shí)踐分離向理論實(shí)踐一體化轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的教室變?yōu)閷?shí)驗(yàn)室或?qū)嵱?xùn)室，沿用傳統(tǒng)方法評價(jià)教學(xué)過程已不再適合。近年來，有些專家提出了新的教學(xué)評價(jià)體系。但是，如何客觀地對理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程進(jìn)行評價(jià)仍缺乏研究。信息熵已被用于純理論課的過程評價(jià)，它為研究理論實(shí)踐一體化過程評價(jià)提供了一把鑰匙。

信息的意思是事物現(xiàn)象及其屬性標(biāo)識的集合，即客觀事物的本來面貌。信息傳播過程總是摻雜著冗余，而且信息和冗余高度融合為一體，其中含有的信息量是不確定的。為了度量信息的量，信息論創(chuàng)始人香農(nóng)（ClaudeElwoodShannon）把物理學(xué)中的“熵”的概念引入信息論中，提出了“信息熵”的概念，以此來度量信息的量。

在物理學(xué)中，熵是用來度量一個(gè)體系混亂度的標(biāo)尺。一個(gè)體系的混亂度越高，熵值越大。美國教授查爾斯·亨利·貝內(nèi)特（CharlesHBennett）曾解釋過信息熵，他認(rèn)為信息的銷毀是一個(gè)不可逆的過程，是符合熱力學(xué)第二定律的。而產(chǎn)生信息，則是給系統(tǒng)引入負(fù)熵的過程。所以，信息熵的符號與熱力學(xué)熵的符號是相反的。一般而言，當(dāng)一種信息出現(xiàn)的概率更高時(shí)，信息熵的絕對值則越大，表明信息被傳播得更廣泛。

香農(nóng)信息熵的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

S為信息熵，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)（1.443），P為事件出現(xiàn)的概率。

教學(xué)過程是信息傳播過程，師生通過多種行為對科學(xué)知識、生產(chǎn)技術(shù)和工作技能等信息進(jìn)行傳遞。美國教育學(xué)家弗蘭德斯（Nedflandrs）對課堂教學(xué)的信息傳遞進(jìn)行了分析，認(rèn)為師生間通過10類（見表1）互動(dòng)語言行為完成信息傳遞。連續(xù)觀察并記錄教學(xué)過程中這10類互動(dòng)行為，可以得到師生互動(dòng)行為分布圖，并能計(jì)算出各行為出現(xiàn)的概率，再通過香農(nóng)信息熵表達(dá)式計(jì)算出教學(xué)過程的信息熵。教學(xué)信息熵越大，傳遞的信息量則越大。這樣，我們可以通過教學(xué)信息熵的大小，對教學(xué)過程的質(zhì)量和效率做出客觀評價(jià)。

表1 弗蘭德斯師生互動(dòng)語言體系表

理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，師生間的互動(dòng)行為有顯著差異。主要表現(xiàn)為:教師講授減少，演示增加；提問測試減少，動(dòng)作指導(dǎo)增加；指令行為減少，活動(dòng)糾偏增加；學(xué)生聽覺接收減少，視覺接收增加，個(gè)體學(xué)習(xí)減少，合作學(xué)習(xí)增加，靜態(tài)學(xué)習(xí)減少，動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)增加。詳細(xì)觀察理論實(shí)踐一體化過程師生互動(dòng)行為，并仿照弗蘭德斯進(jìn)行分類，可建立起一個(gè)修正體系。經(jīng)過對修正體系各行為進(jìn)行觀察記錄、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，可得到各行為發(fā)生的概率和教學(xué)信息熵，用以評價(jià)理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程，從而得出客觀的評價(jià)結(jié)論。

研究材料

優(yōu)質(zhì)課90分鐘教學(xué)過程師生互動(dòng)行為信息資料；評價(jià)對象90分鐘教學(xué)過程師生互動(dòng)行為信息資料；多功能計(jì)算器。

過程與方法

理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程師生互動(dòng)行為類型確定從食品系選擇6名教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，利用集合意見法收集理論實(shí)踐一體化教學(xué)過程師生互動(dòng)行為，再通過聚類分析法對行為進(jìn)行分析、綜合、整理，形成12種行為類型（見表2）。

優(yōu)質(zhì)課行為資料收集與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定從食品系40歲以上、教學(xué)15年以上、教學(xué)質(zhì)量較好的教師中隨機(jī)選3位（A、B、C）教師的教學(xué)過程作為觀察對象，以表2中的互動(dòng)行為類型作為觀察內(nèi)容，制作記錄表格。經(jīng)培訓(xùn)，安排4名學(xué)生，分兩組隨堂（90分鐘）分別記錄下實(shí)際發(fā)生的師生行為，每30秒鐘記錄一次，作為原始資料。對所得的12份資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出行為發(fā)生的平均概率和平均信息熵作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表2 理實(shí)一體化教學(xué)過程師生互動(dòng)行為類型表

表3 概率標(biāo)準(zhǔn)值與標(biāo)準(zhǔn)信息熵表

評價(jià)對象行為資料收集與統(tǒng)計(jì)、計(jì)算隨機(jī)抽取評價(jià)對象3個(gè)單元課（a、b、c）教學(xué)過程。經(jīng)培訓(xùn)，安排4名學(xué)生，分兩組隨堂（90m）分別記錄下實(shí)際發(fā)生的師生行為，每30秒鐘記錄一次，作為原始資料。對所得的12份資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出評價(jià)對象各行為平均概率和平均信息熵（見表4）。

表4 評價(jià)對象行為概率與信息熵表

概率相對值與相對信息熵的計(jì)算以所得的平均概率、平均信息熵作除數(shù)，以所得的概率標(biāo)準(zhǔn)值和標(biāo)準(zhǔn)信息熵作被除數(shù)。計(jì)算出各行為概率相對值和相對信息熵，作為分析和評價(jià)的依據(jù)（見下頁表5）。

教學(xué)過程評價(jià)利用對比法，將評價(jià)對象各值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，若評價(jià)對象某行為發(fā)生概率低于標(biāo)準(zhǔn)，則說明教學(xué)過程中該行為欠缺；若平均信息熵低于標(biāo)準(zhǔn)，則說明教學(xué)全過程信息傳遞總量欠缺。反之，則說明信息傳遞總量大。

討論

由表5可知，評價(jià)對象不足之處表現(xiàn)為:教師講課時(shí)間偏多，指導(dǎo)與動(dòng)作糾偏較少，評價(jià)與反饋太少；學(xué)生間互學(xué)行為較少，詢問與記錄行為欠缺，少數(shù)學(xué)生的無效行為是標(biāo)準(zhǔn)的2.79倍；平均信息熵僅為標(biāo)準(zhǔn)的53%。說明這是不成功的教學(xué)過程。建議教師在以后的教學(xué)過程中注意調(diào)整各種行為的比例，加強(qiáng)學(xué)習(xí)型課堂建設(shè)，提高教學(xué)效率。

表5 相對概率及信息熵表

教學(xué)信息熵用于對理實(shí)一體化教學(xué)過程的評價(jià)，可從一個(gè)側(cè)面實(shí)現(xiàn)教學(xué)評價(jià)的客觀、公正。但還不能對課程教學(xué)進(jìn)行全面評價(jià)。要對教學(xué)做全面評價(jià)，需結(jié)合教案、教學(xué)結(jié)果進(jìn)行三位一體的評價(jià)。

[1]李梅，李亦農(nóng).信息論基礎(chǔ)教程[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2008.

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G717

A

1672-5727（2013）09-0045-03

齊安鑫（1955—)，男，山東昌邑人，山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榻虒W(xué)管理。