基于信息熵的少數(shù)民族學(xué)生教學(xué)成效的量化研究

趙琳娜

摘 ? 要：文章以提升少數(shù)民族學(xué)生教學(xué)成效為出發(fā)點，根據(jù)信息熵理論，針對少數(shù)民族學(xué)生的教學(xué)進(jìn)行研究、分析，從教學(xué)活動開展和教學(xué)方式的采用等方面提出了開展教學(xué)的建議。

關(guān)鍵詞：少數(shù)民族學(xué)生;教學(xué);信息熵;量化研究

高校少數(shù)民族學(xué)生是本民族的優(yōu)秀代表，是西部地區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)的中堅力量，對于加強民族團結(jié)和維護民族穩(wěn)定具有重要意義[1]。本文以民族院校少數(shù)民族學(xué)生為研究對象，調(diào)整了經(jīng)典的言語互動類系統(tǒng)（Verbal Interaction Category System，VICS），采用章節(jié)教學(xué)對比試驗的研究方式進(jìn)行教學(xué)全過程的量化研究，通過研究結(jié)果針對少數(shù)民族授課班級如何提高教學(xué)成效給出參考意見。

1 ? ?少數(shù)民族學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題

1.1 ?學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較薄弱

大多數(shù)少數(shù)民族學(xué)生來自經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)，在基礎(chǔ)教育方面相對落后，很多學(xué)生存在知識基礎(chǔ)不牢、英語不好、漢語表達(dá)不夠流暢的問題，在如計算機和英語類課程的學(xué)習(xí)中影響尤為明顯。這類課程都以漢語教學(xué)為主，在一定程度上影響少數(shù)民族學(xué)生對知識的吸收、理解，增加了學(xué)習(xí)中的困難。

1.2 ?自主學(xué)習(xí)和探究能力較弱

少數(shù)民族學(xué)生來自相對邊遠(yuǎn)地區(qū)，在初高中階段大多沒有進(jìn)行有效的探究性、自主性學(xué)習(xí)的引導(dǎo)和教育，因此進(jìn)入高校后在學(xué)習(xí)中無法做到自主預(yù)習(xí)、及時復(fù)習(xí)，帶著問題學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。這一問題成為少數(shù)民族學(xué)生高等教育階段能力提升的一個瓶頸。

1.3 ?自我約束能力不強

在一些高校中對少數(shù)民族語言授課班級采用降低分?jǐn)?shù)的考核方式，使得一部分少數(shù)民族學(xué)生對考試的嚴(yán)格性不夠重視。在課堂教學(xué)中表現(xiàn)不積極、不認(rèn)真聽課、作業(yè)敷衍、自我要求降低、逃課、掛科的情況比較突出，對參與教學(xué)活動有抵觸情緒。

上述問題是影響高校少數(shù)民族學(xué)生能力發(fā)展提升的關(guān)鍵問題，高校除了要在教育管理中針對上述問題進(jìn)行積極思考并探索有效的解決方法外，還應(yīng)在教學(xué)中進(jìn)行行之有效的改革，將少數(shù)民族學(xué)生吸引進(jìn)課堂、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升主動學(xué)習(xí)的能力。

本文以筆者所在的院校蒙授班級學(xué)生為研究對象，采用章節(jié)教學(xué)對比試驗的方法，針對計算機專業(yè)課“計算機組成原理”的教學(xué)過程展開研究，通過信息熵理論對開展的教學(xué)活動在教學(xué)效果上的作用影響進(jìn)行科學(xué)分析，根據(jù)研究結(jié)果給出比較切實的蒙授班級教學(xué)組織方法和教學(xué)方法的指導(dǎo)意見。

2 ? ?蒙授班級教學(xué)過程的量化研究

2.1 ?研究的總體思路

本次對蒙授班級教學(xué)成效，采用信息熵理論進(jìn)行量化研究。在信息熵理論中，熵可以表示信息系統(tǒng)中信息的價值。若某一信息系統(tǒng)由隨機產(chǎn)生的n個信源組成，第i個信源發(fā)生的概率記為P（i），該信源發(fā)生所產(chǎn)生的信息量值按熵的理論可計算為log2P（i），則在這一信息系統(tǒng)中，每一信源產(chǎn)生的平均信息量被稱為該系統(tǒng)的信息熵[2]，用公式表示為：

H=-∑pilog2（pi） ? ? ?（i=1，2，…n）

其中，P（xi），i=1，2，…，n為信源中第i個信息的概率，H（X）稱為信源的信息熵。

在本研究中，將教學(xué)過程定義為一種特殊的信息傳遞過程，該過程由教師與學(xué)生在教學(xué)過程的互動行為組成。針對教學(xué)過程的行為，記錄其發(fā)生的頻次，構(gòu)成一個信息概率系統(tǒng)，對該信息系統(tǒng)進(jìn)行信息熵的量化分析，通過分析數(shù)據(jù)找出對教學(xué)有益的方式方法，剔除或減少對教學(xué)效果無意的教學(xué)活動和方法。在本研究中選擇“計算機組成原理”課程的存儲器、數(shù)據(jù)表示及運算方法、指令系統(tǒng)、CPU的功能4個章節(jié)章開展教學(xué)對比試驗。在存儲器、指令系統(tǒng)章節(jié)（下稱奇數(shù)章節(jié)）的教學(xué)中主要開展翻轉(zhuǎn)課堂、講做練結(jié)合、課堂答疑、課下錄制視頻、小組討論、增加習(xí)題講解等教學(xué)活動。在數(shù)據(jù)表示及運算方法、CPU的功能章節(jié)（下稱偶數(shù)章節(jié)）的教學(xué)中主要采用教師精講細(xì)講、課堂提問、網(wǎng)上輔導(dǎo)答疑及個別指導(dǎo)等教學(xué)方式。記錄試驗中教學(xué)活動發(fā)生的頻次和學(xué)生參與的頻次、人次，將其作為信息熵系統(tǒng)的原始信息源數(shù)據(jù)，并且增加學(xué)生調(diào)查問卷和期末考試各章節(jié)分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計成績作為信息熵分析的輔助數(shù)據(jù)，對教學(xué)全過程進(jìn)行量化研究。

2.2 ?教學(xué)過程的行為分類

構(gòu)成教學(xué)系統(tǒng)的主要因素為教師和學(xué)生，因此，對教學(xué)過程的量化研究可以通過對教學(xué)系統(tǒng)中教師行為和學(xué)生行為的信息熵分析來實現(xiàn)。由于本次研究以全過程教學(xué)為研究對象，教學(xué)過程中的信息來源除了課堂教學(xué)外，還包括了對學(xué)生課下教學(xué)活動的信息采集和分析，因此，將經(jīng)典的VICS教學(xué)行為分類系統(tǒng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母脑?，建立了如?所示的全教學(xué)過程教學(xué)行為分類。

依據(jù)表1將“計算機組成原理”課程的教學(xué)過程進(jìn)行信息熵量化研究。在本研究中，對上述4章教學(xué)過程采用課程記錄方式，以45 min為基準(zhǔn)時間單元，記錄45 min教學(xué)過程中上述活動的發(fā)生次數(shù)，合計共30次課堂教學(xué)和5次課下輔導(dǎo)教學(xué)，上述活動的全部發(fā)生頻次作為信息熵量化計算的主要信息源。將教學(xué)過程原始信息按表1類別進(jìn)行歸類整理，分別計算教師行為、學(xué)生行為的信息熵值，并通過對信息熵結(jié)果的分析，對課程的教學(xué)全過程作出客觀評測。

2.3 ?數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

本研究選取計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)1個蒙授自然教學(xué)班的學(xué)生為研究對象（班級人數(shù)31人）。

得到如下奇偶章節(jié)教學(xué)中教師行為概率表2—3和學(xué)生行為概率表4—5，其中，T1—T9分別對應(yīng)表1實驗教學(xué)行為分類表中教師行為的各項，S1—S10分別對應(yīng)表1實驗教學(xué)行為分類表中學(xué)生行為的各項。

其中，教師教學(xué)行為表2和學(xué)生教學(xué)行為表4對應(yīng)奇數(shù)章節(jié)的教學(xué)過程，教師教學(xué)行為表3和學(xué)生教學(xué)行為表3對應(yīng)偶數(shù)章節(jié)的教學(xué)過程。

根據(jù)信息熵的計算公式，可求得表2中教師行為的信息熵HT1=2.401，表3中教師行為的信息熵HT2=2.251，表4中學(xué)生行為的信息熵HS1= 3.375，表5中學(xué)生行為的信息熵HS2=2.087。HT2與HS2均小于對應(yīng)的試驗組HT1，HS1熵值，說明奇數(shù)章節(jié)采用的教學(xué)方法和開展的教學(xué)活動更為豐富，對教學(xué)過程的有價值影響更強。從教學(xué)過程中學(xué)生教學(xué)行為的信息熵計算結(jié)果可以觀察到，學(xué)生隨機提問的頻次高于網(wǎng)絡(luò)平臺提問，反映出蒙授班級學(xué)生文字編輯能力弱，對網(wǎng)絡(luò)平臺需要文字書寫編輯的提問方式運用不好。在教學(xué)中開展的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動，蒙授班級學(xué)生參與的頻次低，反映出學(xué)生自己講解知識點的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式對蒙授學(xué)生有一定難度。問卷調(diào)查顯示，原因為學(xué)生對自學(xué)知識存在語言文字方面的理解問題。通過期末測試成績分布發(fā)現(xiàn)，在教師進(jìn)行例題、習(xí)題講解練習(xí)多于理論知識細(xì)講的教學(xué)模式對比中，學(xué)生對講師細(xì)講、深講知識點的掌握沒有教師通過例題、習(xí)題講解知識點的情況好。同時，在開展的多種教學(xué)模式中，學(xué)生對小組課下錄制視頻進(jìn)行知識點講解的參與度、積極性及視頻錄制的完整性均較高，反映出學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對互學(xué)及操作實踐性學(xué)習(xí)模式的興趣較高，相較于教師在課堂組織的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，蒙授學(xué)生更傾向于參與這種課下自己組織開展的靈活且表現(xiàn)力更強的學(xué)習(xí)模式。

2.4 ?蒙授班級開展專業(yè)課教學(xué)的建議

從上述教師行為信息熵、學(xué)生行為信息熵的分析結(jié)果可以看出，開展多樣的教學(xué)活動對提升蒙授班學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性有著積極作用。在開展的活動中，根據(jù)對前述熵值的分析，調(diào)整一些對蒙授班學(xué)生學(xué)習(xí)成效影響不大的因素，增加蒙授班學(xué)生樂于接受、積極參與的教學(xué)活動，從而通過量化分析的結(jié)果更好地指導(dǎo)教學(xué)活動的開展。在此以本論文研究的蒙授班級教學(xué)為參照對象，提出教師組織教學(xué)的實施建議。

（1）開展“講練做”相結(jié)合的教學(xué)模式，對知識點的講解不宜過深、過細(xì)，通過例題、習(xí)題的講練滲透知識，使學(xué)生在練、做中掌握知識。

（2）開展面對面的輔導(dǎo)答疑，進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)，減少網(wǎng)上答疑次數(shù)。通過面對面的輔導(dǎo)，加強學(xué)生與老師的溝通，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，同時，可以強化學(xué)生口頭表達(dá)能力，增強學(xué)生的自信心，促進(jìn)學(xué)生文字表述能力的提高。

（3）開展章節(jié)重點知識和重點習(xí)題的學(xué)生視頻錄制活動，符合少數(shù)民族學(xué)生多才藝、多興趣、喜歡表達(dá)自我的特點。通過這種學(xué)生喜歡的教學(xué)活動，使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)、提升學(xué)習(xí)的興趣，將學(xué)生吸引到課堂教學(xué)中去。

（4）開展小組討論，并且將小組討論活動分為課上、課下兩種模式。采取討論后匯報講解，代替翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，一方面提升學(xué)生的表達(dá)能力，另一方面，在互學(xué)的過程中避免了學(xué)生在翻轉(zhuǎn)教學(xué)中，自己學(xué)習(xí)對知識點理解不到位、講解不出來的問題。

3 ? ?結(jié)語

信息熵理論在信息源對系統(tǒng)的量化影響評價中有著較高的科學(xué)應(yīng)用價值。通過該理論對少數(shù)民族學(xué)生教學(xué)成效的量化研究是一種比較有益的嘗試。在今后的少數(shù)民族學(xué)生教學(xué)組織上，將對教學(xué)的量化模型作進(jìn)一步的完善，使其能更好地體現(xiàn)教學(xué)的全面性、客觀性。結(jié)合信息熵的分析，積極開展與少數(shù)民族學(xué)生自身發(fā)展特點相輔相成的教學(xué)活動，為少數(shù)民族學(xué)生的能力提升、發(fā)展進(jìn)步提供具有科學(xué)性的教學(xué)指導(dǎo)。

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