關(guān)于《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程融合教學(xué)的探索

摘要：《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程是國內(nèi)高校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心課程。信息科學(xué)與數(shù)學(xué)密切相關(guān)，探索《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程與基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程的銜接融合，有助于優(yōu)化課程知識(shí)體系，促進(jìn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，提升創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)培養(yǎng)能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：信息科學(xué)基礎(chǔ)；數(shù)學(xué)；融合

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）06-0160-02

一、引言

目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求越來越大。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，國內(nèi)高校普遍開設(shè)信息技術(shù)類專業(yè)。一般的專業(yè)培養(yǎng)方案基本涵蓋《信息科學(xué)基礎(chǔ)》、《密碼學(xué)》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《數(shù)學(xué)分析》、《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》等信息類或數(shù)學(xué)類的課程，總數(shù)超過二十門。不論是公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課，還是專業(yè)課、實(shí)踐課，大多數(shù)課程采用獨(dú)立式教學(xué)。此舉雖然有助于學(xué)生較好地學(xué)習(xí)課程知識(shí)，但是由于缺乏跨課程的綜合性引導(dǎo)，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)難以構(gòu)建系統(tǒng)的概念，不利于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)能力的培養(yǎng)。

《信息科學(xué)基礎(chǔ)》是江南大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)科平臺(tái)課程，圍繞經(jīng)典信息論，主要以信息與編碼為主，內(nèi)容豐富，理論性較強(qiáng)[1]。因其課程內(nèi)容大量涉及《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《數(shù)學(xué)分析》、《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》等知識(shí)，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。由于普通高校在數(shù)學(xué)課程教學(xué)上的前置性、集中性，導(dǎo)致數(shù)學(xué)課程與專業(yè)課程在教學(xué)上形式脫節(jié)，數(shù)學(xué)思維的抽象性和專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐性很難有效融合，不利于充分發(fā)揮數(shù)學(xué)知識(shí)對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，容易造成不可忽略的學(xué)習(xí)障礙，增加專業(yè)課程的教學(xué)難度。這一難題恰恰是《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程實(shí)際教學(xué)效果不理想的主要原因。

二、教學(xué)探索

《信息科學(xué)基礎(chǔ)》是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)典型的交叉融合課程[2]。學(xué)科交叉融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，易于滋生新的科學(xué)生長點(diǎn)，形成新的科學(xué)前沿，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑，形成綜合性、系統(tǒng)性的知識(shí)體系，有利于解決復(fù)雜問題。2013年，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)舉辦的計(jì)算機(jī)課程改革導(dǎo)教班上，與會(huì)專家就課程融合進(jìn)行了深入探討，明確課程交叉融合的基本思路和主要方向，并就一些具體問題提出建設(shè)性的建議，如計(jì)算機(jī)問題求解課程融合計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)算法等內(nèi)容；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)課程則從程序員的視角把計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、編譯原理、匯編語言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)融合在一起。因此，融合系統(tǒng)知識(shí)的教學(xué)應(yīng)該貫穿整個(gè)大學(xué)課程的講授過程，教師從專業(yè)系統(tǒng)的角度，以全局的眼光思考單一課程的教學(xué)，服務(wù)于局部理論知識(shí)的講授，既能有效打磨教學(xué)課程，有效提高教師的教學(xué)水平，更重要的是有助于充分鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)能力。

就《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)而言，以信息科學(xué)為核心，有機(jī)的創(chuàng)造性地融合《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《數(shù)學(xué)分析》、《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》等數(shù)學(xué)課程的相關(guān)內(nèi)容，突出課程之間的互補(bǔ)互惠，確保課程融合價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

首先，從教學(xué)內(nèi)容上研究課程之間的融合貫通。信息科學(xué)從根本上來看，是應(yīng)用數(shù)學(xué)的延伸?！缎畔⒖茖W(xué)基礎(chǔ)》涉及到大量的數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)工具，如信源、信道和信源的熵、互信息等[3]，從這個(gè)角度來看，課程融合的空間很大。內(nèi)容融合主要有兩種模式：導(dǎo)入式和滲透式。具體到實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)，為了彌補(bǔ)課程銜接上的脫節(jié)，有必要恰當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)環(huán)境，引入低年級(jí)階段學(xué)習(xí)過的、重要的數(shù)學(xué)概念，幫助學(xué)生夯實(shí)專業(yè)課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。在進(jìn)一步的課程學(xué)習(xí)過程中，對于重要的知識(shí)節(jié)點(diǎn)，要靈活地尋找合適切入點(diǎn)，將新知識(shí)、新概念充實(shí)到課程內(nèi)容中去，實(shí)現(xiàn)不同課程之間的互相滲透，從而培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的、綜合的理念，這無疑能夠加深學(xué)生對融合課程的理解。

其次，從實(shí)踐教學(xué)上研究課程之間的融合創(chuàng)新。在《信息科學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)過程中，涉及到大量的計(jì)算及編程[4]，如重點(diǎn)信息測度熵的計(jì)算、互信息的計(jì)算、信道容量的計(jì)算等，以及霍夫曼碼、香農(nóng)碼、費(fèi)農(nóng)碼等各種編碼，需要利用有關(guān)數(shù)學(xué)軟件，如Matlab。因此，《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程特別重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，充分吸收《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程提供的系統(tǒng)建模思想，著眼于培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)編程、計(jì)算、模擬的操作能力，為實(shí)際問題提供數(shù)值參考。針對實(shí)踐教學(xué)與數(shù)學(xué)的融合，創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目式課外分組討論模式，明確任務(wù)目標(biāo)，以《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程中具體相關(guān)概念的計(jì)算以及某個(gè)實(shí)際問題的解決為抓手，重點(diǎn)考察算法形式和程序語言實(shí)現(xiàn)，以討論或答辯的形式進(jìn)行考核，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)優(yōu)能力。

最后，從教學(xué)方法上研究課程之間的融合互補(bǔ)。純粹的數(shù)學(xué)課程在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的完整性、邏輯性和準(zhǔn)確性；《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程突出理論聯(lián)系實(shí)際，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性、實(shí)踐性和規(guī)范性[5]。因此《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)方式，不能完全采用單一的講授法，應(yīng)將現(xiàn)有的教學(xué)方法，如參與式教學(xué)法、研究式教學(xué)法、分組討論法、啟發(fā)式教學(xué)法等，加以有機(jī)融合。在詮釋理論概念時(shí)偏重于講授法；在引入學(xué)科前沿信息時(shí)宜采用討論式、啟發(fā)式教學(xué)法；在課程實(shí)際應(yīng)用方面可以采用研究式、參與式教學(xué)法等。同時(shí)，可以借助于海量的互聯(lián)網(wǎng)資源，探討大數(shù)據(jù)時(shí)代下有效的《信息科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法，科學(xué)考核方式，提高教學(xué)效果。

三、結(jié)語

以江南大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)科平臺(tái)課程《信息科學(xué)基礎(chǔ)》為主要載體，研究該課程與數(shù)學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)方法上如何有效的融合，深入探索適合信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，優(yōu)化課程知識(shí)體系，提高教學(xué)質(zhì)量，科學(xué)考核方式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡愛花.《信息論基礎(chǔ)》課程的教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇，2017，（8）：161-162.

[2]傅祖蕓.信息論——基礎(chǔ)理論與應(yīng)用[J].電子工業(yè)出版社，北京，2011.

[3]高宏峰，彭勃.信息論基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探究[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（29）：160-161.

[4]徐紅林，過榴曉，沈莞薔.“信息科學(xué)基礎(chǔ)”縱向關(guān)聯(lián)與橫向拓展教學(xué)研究[J].科教文匯，2012（22）：82-83.

[5]閆麗宏.信息論基礎(chǔ)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].陰山學(xué)刊：自然科學(xué)版，2016，（30）：129-130，+153.