關(guān)于“信息論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)探討

摘要：通過(guò)“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，結(jié)合了這方面改革的部分成功做法和教學(xué)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，對(duì)“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革給出了一些建議。

關(guān)鍵詞：信息論基礎(chǔ)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：韓貴春（1978-），女，山東陽(yáng)谷人，內(nèi)蒙古民族大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院，講師。（內(nèi)蒙古 通遼 028000）

基金項(xiàng)目：本文系內(nèi)蒙古民族大學(xué)科學(xué)研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：NMD1226）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）06-0073-02

隨著信息時(shí)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們需要對(duì)爆炸式的海量信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)、存儲(chǔ)、傳輸和處理。在現(xiàn)代生活中，信息的應(yīng)用更是讓人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到它的重要價(jià)值。于是世界各國(guó)出現(xiàn)了在大學(xué)本科階段開(kāi)設(shè)與信息有關(guān)課程的熱潮。為順應(yīng)時(shí)代的潮流，我國(guó)教育部于1998年在部分高校中的數(shù)學(xué)系或信息工程大學(xué)的其他院系新增信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，并把信息論作為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。之后開(kāi)辦信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)及開(kāi)設(shè)信息論課程的高校迅速增加。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2007年為止，在短短的近十年的時(shí)間內(nèi)我國(guó)有370所高校開(kāi)辦信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)及開(kāi)設(shè)信息論課程，顯示了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)及開(kāi)設(shè)信息論課程的重要性。內(nèi)蒙古民族大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┯?005年在數(shù)學(xué)系開(kāi)辦信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)并開(kāi)設(shè)信息論課程，起步較晚。根據(jù)我校學(xué)生的具體情況，將信息論課程的教學(xué)分為兩部分：專業(yè)基礎(chǔ)必修“信息論基礎(chǔ)”（56學(xué)時(shí)）和專業(yè)基礎(chǔ)選修“信息編碼”（36學(xué)時(shí)）。本文通過(guò)“信息論基礎(chǔ)”教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，結(jié)合了這方面改革的部分成功做法和筆者在教學(xué)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，對(duì)“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革給出了一些建議。

一、正確認(rèn)知“信息論基礎(chǔ)”課程

“信息論基礎(chǔ)”課程是我校數(shù)學(xué)學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，它以近代概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過(guò)程為基礎(chǔ)，具有理論邏輯性強(qiáng)，概念抽象，對(duì)數(shù)學(xué)基本功要求較高及計(jì)算復(fù)雜等特點(diǎn)。很多高校，特別是在理科專業(yè)中常把它作為一門數(shù)學(xué)成分較高的理論課程按傳統(tǒng)模式進(jìn)行講授。教師在講臺(tái)單一的進(jìn)行講授，學(xué)生聽(tīng)，教學(xué)目的也就是讓學(xué)生掌握課程中的基本概念及相關(guān)定理結(jié)論，能夠進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。其實(shí)不然，“信息論基礎(chǔ)”實(shí)際上是一門理論聯(lián)系實(shí)際且具有較強(qiáng)工程實(shí)踐的課程，這就必然要求學(xué)生掌握其基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，了解它的背景、應(yīng)用以及發(fā)展現(xiàn)狀。

二、“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)存在的問(wèn)題

“信息論基礎(chǔ)”這門課程內(nèi)容繁瑣、公式較多、理論抽象且對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)功底要求較高，所以該課程無(wú)論是對(duì)教師的講授還是學(xué)生的學(xué)習(xí)都有一定的難度。

第一，從數(shù)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，教學(xué)大綱著重于理論的掌握，而常常忽略實(shí)踐應(yīng)用部分，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中死記硬背公式，看不到它的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，慢慢地就失去了學(xué)習(xí)的興趣。

第二，從教師來(lái)說(shuō)，任課教師一般為數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)，通常采用從基本定義出發(fā)，講述原理，接著給出數(shù)學(xué)模型，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)要求的計(jì)算以及性能做出理論分析，其間伴隨著一些定理及其證明和推導(dǎo)的授課方式，其實(shí)是當(dāng)做一門數(shù)學(xué)課來(lái)講。但對(duì)與之相關(guān)的通信與信息工程類的專業(yè)課程知之甚少，在具體講授應(yīng)用時(shí)不敢深入舉例說(shuō)明，使學(xué)生覺(jué)得課程獨(dú)立，和后續(xù)課程沒(méi)有連續(xù)，以至于覺(jué)得學(xué)習(xí)該課程無(wú)用，引不起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再者因課程內(nèi)容多，課時(shí)少，教學(xué)任務(wù)重，教師只能滿堂灌輸?？菰锏慕虒W(xué)內(nèi)容和單一的教學(xué)形式使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容感覺(jué)晦澀難懂，難以消化理解，不知其所然，更不要說(shuō)知其所以然，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的過(guò)程中有一種無(wú)形的畏懼感。

第三，從學(xué)生來(lái)說(shuō)，本科生的基礎(chǔ)水平及學(xué)習(xí)能力參差不齊。比如我校是一個(gè)二本高校，所招收學(xué)生無(wú)論從學(xué)習(xí)能力還是從知識(shí)水平來(lái)說(shuō)，都和國(guó)家重點(diǎn)高校特別是教育部直屬以及985高校的學(xué)生不在一個(gè)起跑線上。其次我校是一所民族高校，少數(shù)民族學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)更差，學(xué)生入學(xué)時(shí)，數(shù)學(xué)平均成績(jī)不到40分。在我校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)中，少數(shù)民族學(xué)生超過(guò)三分之一。根據(jù)筆者在高校工作近七年來(lái)所講授的幾門數(shù)學(xué)類課程來(lái)說(shuō)，學(xué)生普遍反映概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)內(nèi)容繁瑣、公式多、概念多、抽象難懂?？梢哉f(shuō)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程本身就是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，學(xué)生在該課程的學(xué)習(xí)中就沒(méi)有完全理解。以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的“信息論基礎(chǔ)”課程則更加抽象、枯燥，學(xué)生接受起來(lái)更加困難。且該課程內(nèi)容繁瑣，前后聯(lián)系緊密，前面的學(xué)不會(huì)，后面的就更加難懂，形成惡性循環(huán)，以致有的學(xué)生就自暴自棄，完全放棄了該課程的學(xué)習(xí)。再者，現(xiàn)在學(xué)生缺乏吃苦耐勞、刻苦專研的精神，遇到困難就退縮，給自己開(kāi)脫。

因此，鑒于上述“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題，采用有效的教學(xué)方式，選取合適的教學(xué)內(nèi)容以及培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生科學(xué)專研精神顯得尤為重要。

三、“信息論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)探討

在“信息論基礎(chǔ)”教學(xué)過(guò)程中能否達(dá)到既定的學(xué)習(xí)目的，取決于教師的教與學(xué)生的學(xué)。為此，筆者根據(jù)幾年來(lái)“信息論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)實(shí)踐，與現(xiàn)行的新課程改革相結(jié)合，就“信息論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)改革提出以下幾點(diǎn)建議。

1.拓寬理論知識(shí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性

興趣是最好的老師。根據(jù)信息論課程的特點(diǎn)，單是一味的理論講解，繁多的公式、晦澀難懂的推導(dǎo)以及抽象的理論很難引起學(xué)生的興趣，更不要說(shuō)提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性了。為此可以在課程學(xué)習(xí)初始以及學(xué)習(xí)過(guò)程中，請(qǐng)通信與信息工程相關(guān)專業(yè)的教師及移動(dòng)通訊的工程師舉辦講座，講授相關(guān)理論在現(xiàn)實(shí)生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，將所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)與當(dāng)前學(xué)科前沿技術(shù)如衛(wèi)星通訊、協(xié)同通訊技術(shù)、3G技術(shù)等相結(jié)合。另外，教師可以布置多種形式的作業(yè)，除了課后習(xí)題中基本概念和計(jì)算題，以及理論證明題的作業(yè)外，還可以布置一些具有開(kāi)放性特點(diǎn)的作業(yè)，讓學(xué)生自己查閱資料，總結(jié)感想。這樣，使得學(xué)生既可以鞏固課程教學(xué)的基本內(nèi)容，也使得學(xué)生在自己動(dòng)手查資料的過(guò)程中，逐漸激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，以培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的能力。再者教師要不斷提高自己的知識(shí)水平及業(yè)務(wù)能力，擴(kuò)充自己的知識(shí)面，只有教師真正理解了教學(xué)內(nèi)容的前因后果，不僅對(duì)課程中的數(shù)學(xué)概念、定理的證明以及公式的推導(dǎo)都了如指掌，而且對(duì)于基本理論的應(yīng)用及相關(guān)的通信與信息工程方面的專業(yè)知識(shí)有更深一步的了解，才能使課堂內(nèi)容豐富有趣，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣。

2.抽象概念類比化

“信息論基礎(chǔ)”課程中的很多概念是以數(shù)學(xué)公式形式給出的，所以抽象難懂，這也是很多師生認(rèn)為它是一門數(shù)學(xué)課的主要原因之一。教師在講授的過(guò)程中可以舉一些具體的類比例子加深概念的理解。比如信道容量C是指最大的信息傳輸率，即。而信道容量C是確定的，已與輸入信源的概率分布無(wú)關(guān)，是不隨輸入信源的概率分布變化而變化。它只是信道傳輸概率的最大信息量。教師可以將信道類比于生活中常見(jiàn)的容器，而容器容量的大小和裝入液體的多少?zèng)]有關(guān)系，只與容器本身有關(guān)。用液體測(cè)量容器容量的大小只是一種測(cè)量手段，所以用來(lái)求信道容量也只是一種手段。將抽象概念具體類比化之后，可以讓學(xué)生更好地理解概念。

3.合理使用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合的方式

為了提高課堂教學(xué)的有效性與形象性，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)“信息論基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)，合理使用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式，要求教師一味地將所講授內(nèi)容進(jìn)行板書，講課的大多數(shù)時(shí)間花在了講授內(nèi)容的板書上，所以課程內(nèi)容進(jìn)行慢，且有些圖像以及結(jié)構(gòu)圖示難以用板書的形式描繪出。而多媒體電子課件不僅可以使教師在課堂上節(jié)省版寫的時(shí)間，而且用軟件畫出的圖像及結(jié)構(gòu)圖示清晰、形象?！靶畔⒄摶A(chǔ)”課程理論較強(qiáng)，前后聯(lián)系緊密，往往一個(gè)知識(shí)點(diǎn)需要幾個(gè)頁(yè)面才能顯示。頻繁的翻頁(yè)很難照顧到每一個(gè)學(xué)生，因此不可完全采用媒體教學(xué)課件教學(xué)。可以采用以講授內(nèi)容要點(diǎn)為課堂主線，將這條主線做成電子教案，而教師在講課的過(guò)程中，用板書進(jìn)行細(xì)節(jié)的描述。傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)這兩種教學(xué)方式的完美結(jié)合，使得課堂教學(xué)更有效完成教學(xué)目的。

4.改革考核方式

改革傳統(tǒng)考試一考終身制的考核方式，采用多樣化課程考核制度。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，筆者在課程期末考核方面做了改進(jìn)，增強(qiáng)教學(xué)課程過(guò)程考核，將平時(shí)成績(jī)的比重提高到百分之三十，而期末的卷面成績(jī)占百分之七十。平時(shí)成績(jī)主要以課堂出勤、課后作業(yè)完成的質(zhì)量和是否積極參與課堂教學(xué)為主。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到教學(xué)過(guò)程的互動(dòng)中，對(duì)于上課認(rèn)真、積極參加討論的學(xué)生適當(dāng)加分，教師將學(xué)生的各種情況（包括出勤情況、作業(yè)情況等）記錄在平時(shí)成績(jī)手冊(cè)上，作為期末給出學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)。

對(duì)一般高校來(lái)說(shuō)，專業(yè)基礎(chǔ)課一般采用閉卷考試的方式進(jìn)行考核。根據(jù)“信息論基礎(chǔ)”課程概念多、公式多的特點(diǎn)可以采用半開(kāi)卷的形式，即學(xué)生在考試時(shí)可以攜帶一張統(tǒng)一的A5 大小的紙張進(jìn)入考場(chǎng)。這樣，學(xué)生可以節(jié)省在考試前復(fù)習(xí)時(shí)死記硬背公式花的時(shí)間，更有利于學(xué)生系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。據(jù)筆者了解，國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)大學(xué)在一些課程的考試中早已采取了這種半開(kāi)卷考試，有著成功的經(jīng)驗(yàn)。

四、總結(jié)

本文根據(jù)“信息論基礎(chǔ)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了教學(xué)改革探討，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就處于主導(dǎo)地位的教師、處于主體地位的學(xué)生、類比教學(xué)法、教學(xué)方式以及考核方式等方面進(jìn)行論述。教學(xué)改革是一件長(zhǎng)期工程，應(yīng)隨著時(shí)代的進(jìn)步不斷探索與完善。在教學(xué)過(guò)程中，必須堅(jiān)持以學(xué)生為本，師生互動(dòng)的課堂氣氛，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，才能提高教學(xué)效果和質(zhì)量，培養(yǎng)出新時(shí)代的專業(yè)型人才。

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（責(zé)任編輯：王意琴）