信息概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示

張江鑫 馬福萍

1.浙江工業(yè)大學(xué) 浙江杭州 310032 2.杭州技師學(xué)院 浙江桐廬 311500

信息概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示

張江鑫1馬福萍2

1.浙江工業(yè)大學(xué) 浙江杭州 310032 2.杭州技師學(xué)院 浙江桐廬 311500

教學(xué)過程是一個(gè)師生間的信息傳遞過程，信息論的原理貫穿了整個(gè)教學(xué)過程，運(yùn)用信息論的理論和方法研究教學(xué)過程，指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，對(duì)于改變教學(xué)思維，改進(jìn)教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量，具有重要而深遠(yuǎn)的意義。本文應(yīng)用信息論的觀點(diǎn)，從信息概念著手分析課堂教學(xué)，重點(diǎn)探討了消息和信息熵概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示。

信息論；課堂教學(xué)；消息；信息熵；多媒體

1948年美國(guó)香農(nóng)博士發(fā)表了他的著名論文《通信的數(shù)學(xué)理論》，標(biāo)志著信息論的產(chǎn)生。信息論是一門應(yīng)用概率論、隨機(jī)過程和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法研究信息存儲(chǔ)、傳輸和處理中一般規(guī)律的學(xué)科。隨著它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，也成為了現(xiàn)代教育科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)。

教學(xué)過程是一個(gè)師生之間的雙向信息傳遞過程，信息論的原理貫穿整個(gè)教學(xué)過程。運(yùn)用信息論原理來(lái)分析和指導(dǎo)教學(xué)過程，有助于我們理解教學(xué)過程的本質(zhì)，揭示教學(xué)過程的客觀規(guī)律。作者從事信息論課程教學(xué)多年，深受信息理論的啟發(fā)，本文主要從信息論的角度，探討信息概念對(duì)教師課堂教學(xué)的啟示和指導(dǎo)作用。

1 課堂教學(xué)的信息論分析

信息論是關(guān)于信息的本質(zhì)和傳輸規(guī)律的科學(xué)理論，是研究信息的產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存貯、處理、識(shí)別及利用的一門新興學(xué)科。通常把信息論與系統(tǒng)論、控制論聯(lián)系在一起構(gòu)成現(xiàn)代管理科學(xué)的理論基礎(chǔ)，它的產(chǎn)生有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，改變了整個(gè)世界的前景和當(dāng)代科學(xué)家的思維方式,對(duì)各方面的工作都有深遠(yuǎn)的影響。

課堂教學(xué)主要表現(xiàn)為教師在有限的時(shí)間內(nèi)，按照教學(xué)大綱的要求，把知識(shí)傳遞給學(xué)生的過程，是使學(xué)生從不知到知，或者從知之甚少到知之甚多的過程。利用信息論的通信模型去分析，信源則是知識(shí)的來(lái)源，如教師、教材、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等；信道則主要是教師傳遞知識(shí)使用的載體，如課堂講授、實(shí)驗(yàn)等；信宿當(dāng)然就是學(xué)生。本文從信息概念的角度出發(fā)，重點(diǎn)以消息和信息熵兩方面探討對(duì)課堂教學(xué)的啟示。

2 消息概念的啟示

2.1 綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，全面有效地傳授知識(shí)

信息論認(rèn)為，消息是比較具體的概念，是從數(shù)學(xué)層面描述和表達(dá)不同形式的信號(hào)，是信息的數(shù)學(xué)表達(dá)層。表征物質(zhì)客體屬性的信息可以同該物質(zhì)客體分離開來(lái)，固定在叫做消息的載體上，同一信息可以用不同的載體，即消息具有不同的形式，如語(yǔ)言、文字、符號(hào)、數(shù)據(jù)、圖像等等。消息的這一概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示是：教師在課堂教學(xué)中必須綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段。教師所要傳遞的教學(xué)信息,是學(xué)生還未掌握的新知識(shí)，教師要使學(xué)生全面地掌握新知識(shí)，就要綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，如口頭語(yǔ)言、板書、直觀教具、體態(tài)語(yǔ)言、現(xiàn)代化教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)演示等等，重點(diǎn)要做好以下幾個(gè)方面：

第一，精心設(shè)計(jì)板書。板書是教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，是教材的思路、教師的教路、學(xué)生的學(xué)路的有機(jī)結(jié)合，板書要求語(yǔ)言準(zhǔn)確，層次分明，形質(zhì)兼美。

第二，準(zhǔn)確運(yùn)用語(yǔ)言、語(yǔ)調(diào)、表情、姿體動(dòng)作等傳遞信息。課堂上教師的表情、動(dòng)作、姿勢(shì)等體態(tài)語(yǔ)言也具有暗示、傳達(dá)、指揮的作用，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在傳遞著信息，一個(gè)微笑，一個(gè)眼神，一個(gè)手勢(shì)，都能給學(xué)生以溫暖、啟發(fā)和鼓勵(lì)。

第三，充分利用多媒體教學(xué)手段。多媒體教學(xué)可以變抽象為直觀，變靜為動(dòng)，向?qū)W生展示教學(xué)情境，提供豐富的感知對(duì)象，激發(fā)學(xué)生的興趣和探索熱情，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。

2.2 加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的變換加工，既準(zhǔn)確表達(dá)知識(shí)，又便于吸收理解

信息論認(rèn)為，消息是信息的載體，正是因?yàn)樾畔⒌倪@個(gè)特性，人們可以不直接接觸某物，而通過別人對(duì)該物屬性信息的描述了解這一事物，因此關(guān)于該事物的各個(gè)方面的準(zhǔn)確信息是人們對(duì)一事物全面、準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的前提條件。也就是說，在信息表現(xiàn)為消息時(shí)，即在信息的變換過程中，消息必須準(zhǔn)確地表達(dá)信息。信息論同時(shí)認(rèn)為，不是什么都能成為消息，構(gòu)成消息通常應(yīng)具有2個(gè)條件：一是能被雙方所理解，不能“對(duì)牛彈琴”；二是可以在通信中傳遞和交換。因此，在課堂教學(xué)中，教師對(duì)教學(xué)信息的變換加工時(shí)，既要準(zhǔn)確表達(dá)知識(shí)，又要便于吸收理解，具體主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

(1)加強(qiáng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的信息變換加工。教師對(duì)知識(shí)信息進(jìn)行重新組合和再現(xiàn)，在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上推出新知識(shí)，便于學(xué)生吸收、理解。學(xué)生學(xué)習(xí)效率的高低,在很大程度上取決于信息變換的技巧。

(2)教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和表達(dá)要準(zhǔn)確。教師在加工過程中，深入理解教學(xué)要求，對(duì)知識(shí)的理解也要符合知識(shí)的本意，不能曲解。在傳遞的過程中，所表達(dá)出來(lái)的應(yīng)與知識(shí)的內(nèi)涵相一致，不能誤導(dǎo)學(xué)生，不要引起歧義。

(3)表述同一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的各種教學(xué)手段之間要具有一致性。不同的教學(xué)手段體現(xiàn)的應(yīng)是同一個(gè)意思，相互之間不能沖突。

(4)充分發(fā)揮多媒體的特長(zhǎng)，便于學(xué)生吸收理解。關(guān)于多媒體制作的原則，從不同的考慮角度可以提出不同的要求，例如突出重點(diǎn)、難點(diǎn)等等。其實(shí)最基本、最重要的原則是發(fā)揮多媒體教材的特長(zhǎng)，便于學(xué)生吸收理解。

3 信息熵概念的啟示

3.1 合理控制教學(xué)信息量，提高教學(xué)效果

信源發(fā)出什么信息是不確定的，信息的測(cè)度用信息熵表示。信息熵是信源的平均自信息量，表示信源輸出前信源的平均不確定性，或是信源輸出后每個(gè)消息(或符號(hào))所提供的平均信息量。信源的信息熵是表示信源本身全體統(tǒng)計(jì)特性的物理量，客觀地反映其平均不確定性，也可理解為信源輸出的信息量。

在教學(xué)過程中，當(dāng)然也不能過度追求課堂信息量，從而影響教學(xué)效果。由于多媒體的信息量大、傳播途徑多、傳輸速度快，往往容易造成課堂上信息量的過飽和，這樣的教學(xué)效果肯定很糟糕。因此，在設(shè)計(jì)多媒體課件時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)知識(shí)間的聯(lián)系，盡量將知識(shí)組成有意義的條塊；不能過多地追求多媒體效果，從而成為對(duì)教學(xué)的干擾；同時(shí)注意合理地控制多媒體教學(xué)的速度，便于學(xué)生及時(shí)消化吸收。

3.2 從學(xué)生的實(shí)際能力出發(fā)，組織實(shí)施課堂教學(xué)

信息論認(rèn)為，信源的信息熵是表現(xiàn)信源本身全體統(tǒng)計(jì)特性的物理量，客觀地反映其平均不確定性，也可理解為信源輸出的信息量。但通常所指的信息量是指接收者所獲得的信息，即互信息，是指接收者從信源所獲得的信息的度量，是相對(duì)的。在無(wú)任何干擾時(shí)，數(shù)量上與熵值相同，但概念不同。互信息量是一種消除的不確定性的度量，互信息量等于先驗(yàn)的不確定性減去尚存在的不確定性，即信源輸出的是信息熵，真正被接收者收到的信息量是互信息量。因此，互信息概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示可有以下2個(gè)方面：

(1)教學(xué)要與學(xué)生的接收能力相適應(yīng)。在教學(xué)中常常出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，一部分學(xué)生理解的內(nèi)容，另一部分學(xué)生卻不能正確理解甚至根本不懂，說明學(xué)生的接收能力是不同的。首先在使用教材時(shí)一定要明確使用對(duì)象的情況，了解使用對(duì)象的水平。教材的節(jié)奏也應(yīng)與學(xué)生的接收能力相適應(yīng)?？傊? 教學(xué)過程要對(duì)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、節(jié)奏和方法等，從學(xué)生的角度進(jìn)行綜合考慮，才能獲得最佳效果。

(2)充分考慮學(xué)生主觀因素對(duì)教學(xué)效果的影響。集中學(xué)生的注意力，統(tǒng)一學(xué)生的目的。在課堂教學(xué)中，開頭應(yīng)交代主題，開宗明義，明確目的，啟發(fā)誘導(dǎo)以激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.3 提高教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性，促進(jìn)知識(shí)的擴(kuò)展

在通信系統(tǒng)中,信源發(fā)出什么信息是不確定的,隨機(jī)的,信息的測(cè)度是信息熵。信息熵的一個(gè)重要特性就是可加性。信息熵的可加性可表示為：H(XY)=H(X)+H(Y/X),即兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的信源X和Y的聯(lián)合信息熵等于信源X的熵加上在X已知條件下信源Y的條件熵。因此,在教學(xué)中,應(yīng)從課程內(nèi)容安排、教學(xué)順序等方面增加其相關(guān)性,可以使學(xué)生接收的平均信息量增大,也增加了學(xué)生接收到正確信息的可能性。同時(shí),除了一般的課堂講授外,可以增加實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生從直接經(jīng)驗(yàn)所獲得的信息量通常會(huì)比一般聽課所獲得的信息量大,也可以結(jié)合課程教學(xué)的特點(diǎn),適當(dāng)?shù)乜刂茖?shí)驗(yàn)的廣度及難度,提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

3.4 合理控制教學(xué)內(nèi)容的冗余度，提高教學(xué)效率和效果

在人們讀書時(shí)，常常也會(huì)發(fā)現(xiàn)有的內(nèi)容雖然篇幅很長(zhǎng)，但主要內(nèi)容其實(shí)三言兩語(yǔ)就可概括，許多文字都是多余的，信息論把這類事物稱為“冗余”。直率的言詞，精練的文字，冗余度就小，效率也就高。但冗余度對(duì)于通信并非純粹消極因素，常常利用冗余度來(lái)增加信息的相關(guān)性，從而提高通信的可靠性。教材有一定冗余度，讀者可以根據(jù)上下文看懂一些不易理解的論述?！叭哂唷钡倪@2個(gè)特性，對(duì)教師的課堂教學(xué)也有啟發(fā)：

(1)教師在課堂教學(xué)中，語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔，要盡量減少與教學(xué)內(nèi)容無(wú)關(guān)的談話。教師在傳遞教學(xué)信息時(shí)要注意語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔，過多地重復(fù)某些詞句，或板書不分主次，都會(huì)使“冗余”對(duì)主要信息造成干擾，降低傳遞的效率和質(zhì)量。

(2)在講授新課時(shí)，教師要巧妙地加入適當(dāng)?shù)摹叭哂唷?。新知識(shí)對(duì)于學(xué)生來(lái)講，比較陌生，教師如果只是照本宣科地把課本上的內(nèi)容傳遞給學(xué)生，那么，學(xué)生在自學(xué)中難以理解的問題，在聽課后還是不能理解。這就要求教師在講授新課時(shí)，加入適當(dāng)?shù)摹叭哂唷?。新知識(shí)都是建立在舊知識(shí)的基礎(chǔ)上的，它同學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

(3)教師在課堂教學(xué)中應(yīng)綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，從不同角度表達(dá)新知識(shí)。消息具有不同的形式，教師可以綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段表達(dá)同一知識(shí)，如口頭語(yǔ)言、板書、直觀教具、體態(tài)語(yǔ)言、現(xiàn)代化教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)演示等等。

4 結(jié)束語(yǔ)

從信息論的觀點(diǎn)看，課堂教學(xué)可以看作是由教師、知識(shí)媒體和學(xué)生所構(gòu)成系統(tǒng)的信息交流過程。論文從信息概念著手，分析探討了信息論一般概念對(duì)課堂教學(xué)的啟示：在課堂教學(xué)中，應(yīng)綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，全面有效地傳授知識(shí)；加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的變換加工，既準(zhǔn)確表達(dá)知識(shí)，又便于吸收理解；合理控制教學(xué)信息量，提高教學(xué)效果；從學(xué)生的實(shí)際能力出發(fā)，組織實(shí)施課堂教學(xué)；提高教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性，促進(jìn)知識(shí)的擴(kuò)展；合理控制教學(xué)內(nèi)容的冗余度，提高教學(xué)效率和效果。

教學(xué)改革的深入,首先要在課堂教學(xué)上尋求出路。運(yùn)用信息論、系統(tǒng)論、控制論的理論和方法研究教學(xué)過程,指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐,對(duì)于改變教學(xué)思維,改進(jìn)教學(xué)方法和手段,提高教學(xué)質(zhì)量,具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

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Abstract: Teaching process is a process of information transmission between teachers and students, and the principle of information theory runs through the entire course. Using the theory and method of information to research teaching process and to guide teaching practice is of great significance to changing the thinking of teaching, improving teaching methods and upgrading the quality of teaching. Begins with the information concept, this paper applies the view of information theory to analyze the classroom teaching which focuses on exploring the implications of message and information entropy on classroom teaching.

Key words: information theory; classroom teaching; message; information entropy; multimedia

Implications of information concept for classroom teaching

Zhang Jiangxin1, Ma Fuping2
1.Zhejiang university of technology, Hangzhou, 310032, China 2.Hangzhou technician college, Tonglu, 311500, China

2010-09-13

張江鑫，碩士，高級(jí)工程師。馬福萍，碩士。