信息論與編碼教學方法形象化探索

摘 要：信息論與編碼是信息類科學的重要課程之一。針對信息論與編碼課程理論性強、概念抽象等特點，從教學方法形象化方面對如何提高該課程的教學質量進行了探索。采用的形象化教學方法有：與時代背景結合、引導式提問與激發式提問相結合、圖片與視頻相結合、與學生互動等。通過課堂實踐，教學效果明顯改善。關鍵詞：信息論與編碼 理論教學 教學方法中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0185-01隨著人類社會進入信息時代，信息技術極大的改變著人們的生產生活方式。作為研究信息傳輸、存儲和處理的科學，“信息論與編碼”已成為大專院校電子、信息、通信類等專業本科生的一門重要專業基礎課。“信息論與編碼”是信息科學和技術中的基本理論，在各個學科中的地位重要，該課程的分析方法主要有概率論及數理統計[1]。該課程具有理論性強、概念抽象、涉及面廣、對數學基礎要求高等特點[2]。但是，復雜的數學公式及推導過程和抽象的概念容易使學生產生厭倦心理，進而失去興趣和學習的動力。針對上述提及的“信息論與編碼”在理論教學上面臨的一些問題，本文對該課程的一些形象化教學方法進行探索，以提高學生學習的興趣和動力。1 結合時代背景緊密結合信息論產生的時代背景與當前信息時代的特點進行課堂授課。為了讓學生對“信息論與編碼”有一個總體的認識，從以下幾個方面對該課程進行介紹：信息論產生的時代背景、信息論的研究內容、信息論的發展過程以及當前研究方向、信息論與哲學等。首先介紹信息論產生的時代背景。1948年，美國科學家香農發表了題為“通信的數學理論”的學術論文，宣告了信息論的誕生[3]。第二年，他又發表了論文“噪聲下的通信”。在這兩篇論文中，香農建立了一般通信系統的模型，用數學表達式描述了信息量和信源熵，解決了信道容量、信源編碼、信道編碼等通信技術的關鍵問題。其次介紹信息論的研究內容。與學生互動式討論對信息的認識、信息的特點等，加深對信息的認識，使學生對信息的認識從感性上升為理性。更進一步，將信息論分為狹義信息論和廣義信息論，并分別介紹各自的研究內容。然后介紹信息論的發展過程以及當前研究方向。信息論要成為一門學科，需要很多的研究工作，香農的工作對信息論具有里程碑意義。但是，乃奎斯特、哈夫曼等很多人也作出了重要的貢獻，介紹一些科學家的具體研究內容和貢獻。接著，介紹信息論當前的一些研究方向，比如：在通信、信號壓縮、信號傳輸等領域的研究動態。最后，從哲學角度介紹對信息論的認識。探討信息論與信息科學中的哲學與方法論問題[4]。從哲學角度來認識信息的實質，分析信息與能量、物質的關系，并分析信息與反映、意識、認識論的關系等。使學生的認識上升到哲學高度。通過這個學習過程，教學生學會全面分析問題、認識食物，并把知識融會貫通，從而提高教學效果。同時還可讓學生認識到從事科研的價值，并鼓勵他們從事科研工作。2 引導式提問與激發式提問相結合為了吸引學生的注意力，加深對所學知識的掌握，可以采用一些問題作為導引，使學生能夠抓住課題學習的重點。利用引導式提問，將理論知識與實際應用相結合。比如：在介紹信息量之前，對全體同學提一個問題，“找一個同學回答一個問題”請問這一句話的信息量是多少？如果對信息量的概念有所了解，那么這個問題很好回答。如果不了解，可能不知如何回答，但是帶著這個問題，學習信息量時學生就會隨學隨用，很容易把剛才的問題給解決了。由于積極的思考，學生學得的知識將更深刻，應用會更靈活。利用激發式提問，設置一些特殊情景，培養學生的創新意識，激發學生產生一些新的想法、主意等。比如：在介紹香農對信息論的貢獻時，可以問學生“香農對信息論有重要貢獻，在當今信息時代你能對該學科有何貢獻？”或者“你能否成為一個學科的創始人？”等問題。3 圖片與視頻多媒體教學可以擴大課堂教學的信息量，節約傳統板書的時間，有利于提高課堂教學的效率，增強課堂教學的生動性和形象性[5]。根據信息論與編碼這么課程的學習，可知圖片可以比文字提供更多的信息量。虞湘賓等人[6]主張利用多媒體的優點，通過概念瀏覽、動態演示及典型例題分析等，將課程的教學難點和重點形象生動地展現在學生面前，以開闊學生思路與視野，提高學習興趣與熱情。視頻能夠吸引學生的注意力，深受學生的喜愛。課上播放一些與課程有關的短小視頻可以收到很好的效果，比如：可以播放一些知識大爆炸、無線通訊、深空探測等方面的小視頻，并進行相關講解。另外，在課間休息時，給大家播放一些小視頻或有趣的ppt。在緩解大家的疲勞的同時，活躍課堂氣氛。4 與學生互動讓學生充分參與到課堂的教學過程，讓其成為真正的教學主體。對于信息論與編碼這門課，我們采用了兩種方法與學生進行互動。一是在課上留出幾分鐘時間，讓幾個學生給大家復習以前學過的某些章節的知識。根據著名的艾賓浩斯遺忘曲線，學習的知識需要及時的復習。通過學生的復習，既可以檢驗教師講課的效果，也是鍛煉學生的總結能力，又可以督促學生課下及時復習。二是課上留出幾分鐘時間進行教師與學生角色互換，找學生針對特定的問題給大家進行講解，或者針對某些章節的知識點發表自己的看法，老師則坐在下面聽講。這樣，不僅可以鍛煉學生的表達能力，還能夠提高學生的自主學習能力。角色互換是一種教學方法，已成為一種教學理念。筆者曾在課堂上使用了此方法，效果很好，課堂氣氛比較活躍。筆者對此進行了分析，認為學生站在講臺擔當教師的角色，可以更好的吸引其它同學的注意力，拉近教師與學生之間的距離等好處。5 結論本文對信息論與編碼教學方法形象化方法進行了探索，采用了與時代背景結合、引導式提問與激發式提問相結合、圖片與視頻相結合、與學生互動等方法。通過課堂實踐，取得了一定的教學效果。上述方法是初步嘗試，由于該課程的理論性很強，在今后的教學工作還需要探索更加有效的形象化教學方法。參考文獻[1]沈希忠.信息論與編碼教學改革[J].中國科教創新導刊，2012（11）：186-187.[2]郎東革，包妍.“信息論與編碼”教學改革的探討[J].中國電力教育，2010（34）：72-73.[3]陳運.信息論與編碼[M].2版.北京：電子工業出版社，2002.[4]王雨田.控制論、信息論、系統科學與哲學[M].2版.北京：中國人民大學出版社，1988.[5]高博，錢志鴻，楊曉萍.“信息論與編碼”理論與實驗教學研究[J].中國電力教育，2012（4）：100-101.[6]虞湘賓，徐偉業.信息論與編碼課程教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2010（3）：75-78.