《信息論與編碼理論》課程教學中的創新思維培養的研討

蔣偉 官禮和 劉亞威

摘要：為了克服信息論與編碼理論課程理論性強、過于抽象、難以理解的缺點，體現該課程在專業教學體系中的基礎與核心地位，增強學生對課程內容的感性認識，根據實驗教學中存在的問題，提出信息論與編碼理論課程教學中的創新思維培養，包括發散思維——變通思維——側向思維的培養，教學實踐表明，教學效果明顯改善，而且能培養學生的實踐動手能力，有效地實現創新能力的滲透式培養。

關鍵詞：信息論與編碼理論;創新思維;實驗教學

1 引言

隨著學科的發展，學習和掌握信息論越來越受到人們的重視，了解相關理論與知識成為一種必需。但是，《信息論與編碼理論》課程在教學實踐中已顯現出與實際不相適應的問題。通過上面的分析可以看出，信息論為編碼提供理論基礎，編碼在信息論的基礎上指導工程實踐，二者聯系非常緊密，理論上前后相承。然而在學生眼里信息論純粹是理論，是搞科學研究人員學習的內容，沒能認識到信息論的重要價值。這勢必會影響到學生正常的學習態度，從而影響整個課程的教學效果。因此，近年來國內有的高校開始了對“信息論與編碼理論”傳統的課程內容和教學模式進行改革。

文獻對改革的發展與現狀進行了闡述，提出了今后課程改革發展的趨勢，介紹了《信息論與編碼理論》課程及教學方面的改革和探索已取得的一定的成效。一方面是課程內容的改革和優化，根據學科發展要求和社會實際需要在拓寬學生知識面上進行努力，同時考慮到學時數，在一些過于專門的類別進行協調，區分信息類專業和非此類專業的學生，針對不同培養目標，在不同的方面各有所側重。

文獻針對信息論與編碼理論的課程理論性強，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。另外還從適應就業形式從而改革教學方法、加強實踐教學環節、改革課程考核模式方面對信息與編碼理論進行的改革。通過這種行之有效的理論知識和上機實踐教學能夠真正培養學生的培養和鍛煉學生的分析問題、解決問題的能力和動腦思考、動手實踐能力，以及創新能力和綜合素質的全面提高。

2 我校實驗教學存在的問題

信息論與編碼理論作為交叉學科，許多任課老師也是純粹數學教師出身，對該門課程總體把握不夠深人到位，在教學過程中只能從邏輯角度來對原理進行推導，對物理背景講述較少，勢必影響教學效果。受傳統教學模式的影響，教師只注重對算法原理的講解和分析，在課程實驗環節使用MATLAB軟件仿真方式，采用教師先講授，然后學生動手實驗、教師指導的方式。在實驗開展過程中，學生在計算機編程語言的問題上花費大量時間，滿足于編寫和理解程序，而不是將精力集中放在對實驗過程的理解、實驗結果的分析和算法的掌握上。所以，“信息論與編碼理論”課程教學現狀不容樂觀。

3 教學研討——“信息論與編碼理論”教學中的創新思維培養

3.1 發散思維的培養

發散思維是指大腦在思維時呈現的一種擴散狀態的思維技巧，它表現為思維視野廣闊，思維呈現出多維發散狀。如“一題多解”、“一事多寫”、“一物多用”等方式，培養發散思維能力。發散思維從特定的目標出發，沿不同的視覺和方向、多方位和多層面地思考，尋找解決問題的不同辦法。要培養學生的發散思維，就要引導學生在解題時多產生奇思妙想，鼓勵他們在掌握基本解法的同時，去尋找前人沒有想到的方法。

3.2 變通思維的培養

在實驗中，由于圖像的整體處理往往得不到我們想象中的結果，通過建立的自適應選取微分階數來進行圖像處理的新模型，可以對圖像各個像素點進行動態的處理，從而使得圖像的處理更加精細化，與固定階分數階微分和傳統圖像增強方法相比，本文的圖像信息編碼方法有了一定的提高。同時通過本次實驗，加深了自己對于圖像信息編碼方法的理解。這樣子利用變通思維技巧，我們得到了更加精細化處理的圖像。通過這種對與學生變通思維的培養，首先我們對學生的思維進行了訓練，同時在取得了成功的情況下，鼓勵學時嘗試變通思維。而且我們也因此對計算機的存儲機制有了一定的了解。

3.3 側向思維的培養

側向思維是指利用“局外”信息來發現解決問題的途徑的思維，也就是一些其余的因素對問題進行分析，如同眼睛的側視。側向思維就是從其它領域得到啟示的思維技巧。在實驗設計中，我們采用LZW編碼、赫夫曼編碼對圖像信息進行編解碼處理，使得圖像能夠滿足快速傳輸的要求，同時解碼圖像也是無損的，大大降低了圖像由于容量大而傳輸的慢的問題。在傳授知識的過程中，針對具體的例子指導學生進行側向思維訓練，可以培養學生在正向思維受阻的情況下，嘗試運用側向思維的習慣。

4 小結兩年以來的教學實踐表明，教學效果明顯改善，創新實驗的引入不僅能有效地加深學生對該課程基本理論的理解，而且能培養學生的實踐動手能力，提高學生熟練運用知識的能力，還能激發學生的學習積極性和創造力，有效地實現創新能力的滲透式培養。

參考文獻

[1]米軍利.《信息論與編碼理論》課程的教學研究與探索[J].徐州教育學院學報，2008，23（03）：148-149.

[2]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，（04）：100-101.