本站原创摘 要：针对应用型本科的培养目标,结合“信息论基础”的教学实践,对该课程教学方法探讨.首先分析学生学习过程中出现的主要问题,结合教学实践对教学方法改革进行探讨,为培养适应于市场需求的具有“理论基础扎实、实践能力强、有较强科技运用能力”的应用型专业技术人才奠定基础.
关 键 词 ：信息论基础 教学方法 教学改革
一、引言
“信息论基础”是研究信息的量化、发送、传递、交换、接收和存储的一门学科,是建立通信系统的数学理论工具,是信息类本科生的专业基础课程[1].对于应用型本科来说,培养人才的定位除了体现出高等教育的基本要求外,特别强调培养的人才是应用型的,具备较强的实践能力,能够解决实际问题.对于信息类的学生,其实际的分析问题、解决问题能力的培养很关键.在“信息论基础”课程的教学过程要理论知识和实践能力培养并重.应用型高校本科生在学习课程时,常常感到课程内容抽象,其分析问题的方法和基本理论难以理解和掌握.本文对“信息论基础”课程在应用型本科高校本科生学习过程中出现的主要问题进行分析,结合教学实践对相应教学方法改革进行探讨.[1]
二、教学中存在的问题
对于学生在学习过程中存在的问题主要有：
（1）课程内容偏理论.信息论基础的学习内容基本上是基础理论,其实用性不强.甚至有同学认为是纯粹理论内容,对就业工作没有什么作用.其课程内容的偏理论,影响到学生的学习态度,导致课程的教学效果不好.
（2）数学基础不扎实.“信息论基础”课程的理论性很强,包含有抽象的概念和理论,并存在大量的理论公式推导与证明,其学习的数学基础内容包含高等数学、线性代数、概率论等.对于学生抽象思维能力和逻辑推理能力等方面要求较高,学生一般在这部分是薄弱环节,在学习过程中表现出听不懂、跟不上节奏,学习内容抽象、枯燥,学习积极性低,失去学习兴趣.
（3）专业背景知识有限.本科生的专业背景知识有限,在授课过程中,学生的感性知识较少,时常出现无法理解学习内容的现象,教学效率降低.
三、教学方法的探索与实践
“信息论基础”课程主要要求学生掌握信息论的基本原理、研究对象；掌握一般通信模型及其应用；理解信源熵与信道容量的含义；理解香农信息论三大定理及编码的基本原理与方法；熟悉编码的设计方法等[2-4].“信息论基础”课程的教学对于授课教师来说是一个挑战,现通过教学方法的探索进行教学改革和实践,总结出提高教学质量的一些途径：
1.优选教学内容.对于应用型本科的学生更重视实践应用,在授课过程本着理论为实践服务理念,深化概念和理论的理解,弱化公式推导.如在讲授概念和定理,从其物理意义的角度出发,让学生掌握其核心思想,避开烦琐的公式推导和证明.在基本概念、原理和方法上,重点讲授基础、典型的知识点,延伸和扩展的知识点简单介绍,如讲授信息熵时,侧重点在离散信源熵.[2]
2.培养学生建立课程的知识架构和在专业课程体系中的作用.强调课程的学科背景,引导学生形成专业学科的体系思想.纯理论的教学方法,容易出现各个知识点相互割裂,不能形成有机的整体.在授课时以现代通信系统为工程背景,结合课程知识分析信息论如何应用到通信系统的设计过程中.如介绍信道容量的概念时,介绍信道容量是怎样影响通信系统中信道编码的设计.
3.理论联系实践.将现实中的现象通过信息论中的理论进行解释.在教学过程中通过实践环节来弥补纯理论教学的枯燥性.如在讲授信息率失真函数的物理意义时,列举出视频的存储,对于同一视频以不同格式,其存储空间也不同,视频的清晰度也有不同.
4.多种教学方法进行授课.用类比法来讲授,营造直观有效的课程场景,如通信系统中信息处理过程同食品加工运输过程,信道容量如同城市交通吞吐量等.通过引入贴近生活的实例来讲解信息论的概念,以加深理解其内在本质.例如,在讲授信源熵时,通过对文字和图像信源熵计算对比,发现图像信源熵要大得多,说明其不确定性更大,使学生在理解信息量度量对编码的意义的同时,也了解了本课程的实际应用.综合课堂讲解、网络教学和课后小组讨论等手段,来满足不同层次学生对“信息论基础”课程的理解需求,平衡深度与广度之间矛盾的一种教学模式.[3]
5.采用多元化的辅助教学手段.在课堂教学中,采用多媒体和黑板讲授互补方式.对教学内容的提纲、小结、图文和动画演示采用多媒体教学.对于难以理解的知识点,通过动画和图解的方式进行传授.如在介绍通信系统的模型时,通过动画的方式演示无线、有线通信的过程.
6.实验、实践辅助理论教学.通过实验编程强化掌握信息论编译码内容的学习.在信源编码和信道编码的算法讲授时,结合项目驱动法,通过实验编程实现编码算法来掌握算法思想.
7.制定多元化考核形式.为了激发学生的学习积极性、提升其综合素质,制定多元化考核形式,重视过程考核.其课程的成绩由平时表现、作业成绩、课外开放性作业、实验、实践成绩和期末试卷成绩组成.鼓励学生积极参与教学互动,布置一些开放性特点的课外作业,鼓励学生个性化思考,开拓学生的视野.[4]
四、结束语
“信息论基础”作为本科信息类的专业基础课,其目标是培养学生从信息论的角度去分析问题和解决问题能力.在“信息论基础”课程的教学过程中,本文针对学生在学习过程中存在的主要问题,依据应用型本科高校中的信息类本科教育的特点和要求,仔细研究“信息论基础”的教学内容,探索合适的教学方法,希望对激发学生的学习兴趣、提高教师的授课效果方面有所帮助.