基于熵減理論的醫(yī)學(xué)課程設(shè)計(jì)

成勁松

【摘要】 熵，又稱信息熵，表示事物的混亂程度，熵值低，則提示該事物有規(guī)律可循。教學(xué)過程，正是教學(xué)信息由教師、教材輸送給學(xué)生的傳遞過程。提高教學(xué)中的有效信息傳遞，可理解為是一個(gè)熵減的過程。在進(jìn)行醫(yī)學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)，可將熵減理論應(yīng)用到當(dāng)中，以增加信息傳導(dǎo)的準(zhǔn)確性及有效性。在醫(yī)學(xué)教育中，熵減可作為教學(xué)目的之一，也可以作為醫(yī)學(xué)的備課原則之一。

【關(guān)鍵詞】信息熵，醫(yī)學(xué)，課程設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G644.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2026-5328（2022）02--01

熵，又稱信息熵，是指離散隨機(jī)事件的出現(xiàn)概率。1948年，香農(nóng)將統(tǒng)計(jì)物理中熵的概念，引申到信道通信的過程中，從而開創(chuàng)了“信息論”這門學(xué)科。香農(nóng)定義的“熵”又被稱為“香農(nóng)熵”或“信息熵”，用來(lái)描述隨機(jī)事件的混亂程度，也即該隨機(jī)事件所有結(jié)果所帶來(lái)平均不確定性。通俗來(lái)說，熵是事物的混亂程度，熵值越高，說明該事物越混亂。熵值越低，就說明該事物越有規(guī)律可循。本文擬探討熵減理論在醫(yī)學(xué)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 熵減理論在醫(yī)學(xué)教育的意義

1.1 熵值的產(chǎn)生，是由信源發(fā)出的信息，通過信道傳送，再由信宿獲取的過程。而教學(xué)過程，正是教學(xué)信息由教師、教材輸送給學(xué)生的傳遞過程。如何提高教學(xué)效果，實(shí)質(zhì)上是如何提高教學(xué)中有效信息傳遞的問題。因此，如何減少熵值，便是教師在備課過程中需要考慮的問題。無(wú)序的音符，組成音樂;無(wú)序的文字，排成詩(shī)詞;無(wú)序的積木，堆成房子。熵減的過程中，產(chǎn)生價(jià)值。

目前，熵理論已經(jīng)在管理[1]、金融、大數(shù)據(jù)分析、設(shè)計(jì)、天文、工程、甚至對(duì)生命的理解上得到廣泛應(yīng)用，目的是提升信息的純度，提升價(jià)值及效率。但在教學(xué)領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)只有個(gè)別案例將熵理論應(yīng)用于教學(xué)質(zhì)量評(píng)估方面[2， 3]。

1.2 熵減理論在醫(yī)學(xué)課程中的意義?；谛畔㈧氐纳鲜鎏攸c(diǎn)，筆者認(rèn)為，在進(jìn)行教學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將熵值作為重點(diǎn)考慮的因素之一。課本知識(shí)可看作是熵值最高的知識(shí)載體，如教師只對(duì)課本的文字講解，學(xué)生通常不容易找到當(dāng)中規(guī)律，學(xué)習(xí)效率低下。但如果教師通過重點(diǎn)講解、給予歸納性意見、并適當(dāng)結(jié)合案例法或討論法引導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率自然會(huì)提升，這便是熵減。教學(xué)方式由以往的以教師為中心，到以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的授課，也是一個(gè)信息優(yōu)化、熵減的過程。

2 熵減理論在醫(yī)學(xué)課程設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 熵減思維，在備課時(shí)就應(yīng)該得到充分體現(xiàn)。例如針對(duì)醫(yī)學(xué)課程在準(zhǔn)備教案時(shí)，授課教師可先根據(jù)教學(xué)大綱做好重點(diǎn)、難點(diǎn)分析并做好相應(yīng)對(duì)策。利用表格、圖表、思維導(dǎo)圖等方式設(shè)計(jì)好講課思路及各教學(xué)內(nèi)容的時(shí)間安排。同時(shí)提前了解學(xué)生的能力和興趣，準(zhǔn)備不同層次的問題。

2.2 在授課過程中，從粗到細(xì)再到粗，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜再回歸簡(jiǎn)單，從大概了解到熟知每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，逐漸走向精確。根據(jù)提前了解到學(xué)生的能力范圍及水平，進(jìn)行分層遞進(jìn)教學(xué)，并給予適當(dāng)?shù)乃季S拓展，讓學(xué)生跟著教師一步一個(gè)腳印，訓(xùn)練臨床思維。比如教師在講解典型病原體肺炎時(shí)，可以以病原體類型、病因、發(fā)病機(jī)理、病理、臨床表現(xiàn)、并發(fā)癥、診斷、治療等作為記憶主線索，在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)當(dāng)中，提取出數(shù)個(gè)與之有關(guān)的重點(diǎn)詞匯（如“夾膜”、“免疫力下降”、“稽留熱”、“鐵銹色痰”、“PG”等是肺炎球菌肺炎的重點(diǎn)詞匯，“傳染性”、“夜間陣發(fā)干咳”、“IgE”、“大環(huán)內(nèi)酯類”、“呼吸喹諾酮”等是肺炎支原體肺炎的重點(diǎn)詞匯）。講授時(shí)，教師圍繞線索、重點(diǎn)詞匯展開，在講完某個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，又立即在板書中進(jìn)行表格式的總結(jié)歸納，再次回到重點(diǎn)詞匯，以加深知識(shí)印象。在線索圍繞、應(yīng)用重點(diǎn)詞匯、歸納總結(jié)、合理進(jìn)行課堂反饋過程中，都體現(xiàn)出了熵減。

2.3 熵減理論重視以學(xué)生為中心以及學(xué)生的信息反饋。在教學(xué)過程中，授課教師高度重視信息的雙向性，除考慮到教師輸出熵值的穩(wěn)定，還關(guān)注學(xué)生在學(xué)堂中的信息反饋，若發(fā)現(xiàn)信息輸出效果不能達(dá)到預(yù)期，則立即給予調(diào)整。如在講解肺炎一課時(shí)，教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生還分不清肺部CT的左右方向及肺的分葉，則立即給予調(diào)整及引導(dǎo)。由于加快了反饋速度，縮短了反饋周期，從而使學(xué)生的認(rèn)識(shí)及時(shí)得到強(qiáng)化，錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)及時(shí)得到糾正，降低了信息的熵值。

2.4 利用信息的多向性減低熵值。師生之間的信息交流是呈網(wǎng)絡(luò)狀的，我們?cè)谡n前、課時(shí)或課后，都充分考慮到了這種多向性。比如，授課教師在課前、課后均對(duì)同學(xué)提出一些問題，讓學(xué)生展開充分的討論，由于學(xué)生基礎(chǔ)不同，能力也不同，因此在信息輸出時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)誤的信息。教師在授課過程中，都會(huì)搜集起來(lái)，再反饋給同學(xué)，從而達(dá)到糾正錯(cuò)誤、深化理解的目的，以提高信息的價(jià)值，盡量減少學(xué)生課后產(chǎn)生的信息熵。比如，在課后布置學(xué)生們完成一些與臨床相關(guān)的作業(yè)及思考題，并要求學(xué)生們對(duì)授課教師進(jìn)行教學(xué)反饋。老師在課后也會(huì)與學(xué)生保持密切聯(lián)系。除教師-學(xué)生之間的多向反饋，還包括教師-教師之間的多向反饋，其形式主要體現(xiàn)在年輕教師試講以及集體備課上面。

2.5 課后建立自我反省機(jī)制，以加強(qiáng)課程的功能性。在自我反省過程中，可加入新的知識(shí)、新的案例、新的教學(xué)方式、新的心態(tài)，督促教師在課后進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，對(duì)不足進(jìn)行修復(fù)，這也可以看作是一個(gè)熵值減低的過程。

3 總結(jié)

隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，新的醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)、信息容量不斷增加、疾病的復(fù)雜程度不斷提升，而隨之產(chǎn)生的冗余、落后的知識(shí)就會(huì)越來(lái)越多，因此，醫(yī)學(xué)發(fā)展過程，可看作是一個(gè)熵增的過程。作為醫(yī)學(xué)教育工作者，由于新事物、新媒體的涌現(xiàn)，目前面臨著極大的挑戰(zhàn)，因此有必要在此基礎(chǔ)上做一些新的改革，用開放的態(tài)度看問題，專注熵減，否則不利于醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展。

熵減理論，可以應(yīng)用在課前、課中、課后全過程。教師若掌握熵減法，充分考慮信息的傳達(dá)效果，可讓信息的表達(dá)更準(zhǔn)確、更規(guī)律、更有效。筆者認(rèn)為，該理論可以作為醫(yī)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的備課原則之一。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁偉， 陳海燕. 熵減——華為活力之源. 中信出版集團(tuán)， 2018

[2] 彭丹. 基于”熵權(quán)和改進(jìn)TOPSIS法”對(duì)”智慧課堂”教學(xué)質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建[J]. 科教導(dǎo)刊， 2020， （26）： 112-114.

[3] 胡國(guó)強(qiáng)， 弋順超. 基于層次分析法和熵權(quán)法的高校教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)——以學(xué)生評(píng)價(jià)教師為例[J]. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版）， 2019， 32（8）： 62-66.