關于《信息科學基礎》課程融合教學的探索

摘要：《信息科學基礎》課程是國內高校信息與計算科學專業的核心課程。信息科學與數學密切相關，探索《信息科學基礎》課程與基礎數學課程的銜接融合，有助于優化課程知識體系，促進理論與實踐的有效結合，提升創新創優培養能力，提高教學質量。

關鍵詞：信息科學基礎；數學；融合

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）06-0160-02

一、引言

目前，隨著物聯網技術的高速發展，物聯網產業的不斷壯大，對物聯網技術人才的需求越來越大。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，國內高校普遍開設信息技術類專業。一般的專業培養方案基本涵蓋《信息科學基礎》、《密碼學》、《概率論與數理統計》、《數學分析》、《數學實驗》等信息類或數學類的課程，總數超過二十門。不論是公共基礎課、學科基礎課，還是專業課、實踐課，大多數課程采用獨立式教學。此舉雖然有助于學生較好地學習課程知識，但是由于缺乏跨課程的綜合性引導，學生所學的知識難以構建系統的概念，不利于學生創新創優能力的培養。

《信息科學基礎》是江南大學信息與計算科學專業的學科平臺課程，圍繞經典信息論，主要以信息與編碼為主，內容豐富，理論性較強[1]。因其課程內容大量涉及《概率論與數理統計》、《數學分析》、《數學實驗》等知識，對學生的數學基礎要求比較高。由于普通高校在數學課程教學上的前置性、集中性，導致數學課程與專業課程在教學上形式脫節，數學思維的抽象性和專業領域的實踐性很難有效融合，不利于充分發揮數學知識對專業課程學習的指導作用，容易造成不可忽略的學習障礙，增加專業課程的教學難度。這一難題恰恰是《信息科學基礎》課程實際教學效果不理想的主要原因。

二、教學探索

《信息科學基礎》是信息與計算科學專業典型的交叉融合課程[2]。學科交叉融合既是學科發展的趨勢，易于滋生新的科學生長點，形成新的科學前沿，也是產生創新性成果的重要途徑，形成綜合性、系統性的知識體系，有利于解決復雜問題。2013年，中國計算機學會舉辦的計算機課程改革導教班上，與會專家就課程融合進行了深入探討，明確課程交叉融合的基本思路和主要方向，并就一些具體問題提出建設性的建議，如計算機問題求解課程融合計算機導論、離散數學、程序設計基礎、數據結構、計算機算法等內容；計算機系統課程則從程序員的視角把計算機組成原理、計算機體系結構、高級語言程序設計、編譯原理、匯編語言程序設計、操作系統、計算機網絡等專業知識有機融合在一起。因此，融合系統知識的教學應該貫穿整個大學課程的講授過程，教師從專業系統的角度，以全局的眼光思考單一課程的教學，服務于局部理論知識的講授，既能有效打磨教學課程，有效提高教師的教學水平，更重要的是有助于充分鍛煉學生的系統思維方式，培養學生的創新創優能力。

就《信息科學基礎》課程的教學而言，以信息科學為核心，有機的創造性地融合《概率論與數理統計》、《數學分析》、《數學實驗》等數學課程的相關內容，突出課程之間的互補互惠，確保課程融合價值的實現。

首先，從教學內容上研究課程之間的融合貫通。信息科學從根本上來看，是應用數學的延伸。《信息科學基礎》涉及到大量的數學概念、數學模型和數學工具，如信源、信道和信源的熵、互信息等[3]，從這個角度來看，課程融合的空間很大。內容融合主要有兩種模式：導入式和滲透式。具體到實際教學環節，為了彌補課程銜接上的脫節，有必要恰當地創設環境，引入低年級階段學習過的、重要的數學概念，幫助學生夯實專業課程學習基礎。在進一步的課程學習過程中，對于重要的知識節點，要靈活地尋找合適切入點，將新知識、新概念充實到課程內容中去，實現不同課程之間的互相滲透，從而培養學生系統的、綜合的理念，這無疑能夠加深學生對融合課程的理解。

其次，從實踐教學上研究課程之間的融合創新。在《信息科學基礎》的教學過程中，涉及到大量的計算及編程[4]，如重點信息測度熵的計算、互信息的計算、信道容量的計算等，以及霍夫曼碼、香農碼、費農碼等各種編碼，需要利用有關數學軟件，如Matlab。因此，《信息科學基礎》課程特別重視實踐教學環節，充分吸收《數學實驗》課程提供的系統建模思想，著眼于培養學生利用計算機編程、計算、模擬的操作能力，為實際問題提供數值參考。針對實踐教學與數學的融合，創設項目式課外分組討論模式，明確任務目標，以《信息科學基礎》課程中具體相關概念的計算以及某個實際問題的解決為抓手，重點考察算法形式和程序語言實現，以討論或答辯的形式進行考核，培養學生的學習興趣，提高學生的創新創優能力。

最后，從教學方法上研究課程之間的融合互補。純粹的數學課程在教學中強調理論知識的完整性、邏輯性和準確性；《信息科學基礎》課程突出理論聯系實際，具有很強的應用性、實踐性和規范性[5]。因此《信息科學基礎》課程的教學方式，不能完全采用單一的講授法，應將現有的教學方法，如參與式教學法、研究式教學法、分組討論法、啟發式教學法等，加以有機融合。在詮釋理論概念時偏重于講授法；在引入學科前沿信息時宜采用討論式、啟發式教學法；在課程實際應用方面可以采用研究式、參與式教學法等。同時，可以借助于海量的互聯網資源，探討大數據時代下有效的《信息科學基礎》課程教學方法，科學考核方式，提高教學效果。

三、結語

以江南大學信息與計算科學專業的學科平臺課程《信息科學基礎》為主要載體，研究該課程與數學在教學內容、實踐教學、教學方法上如何有效的融合，深入探索適合信息與計算科學專業學生的教學內容與教學方法，優化課程知識體系，提高教學質量，科學考核方式，培養學生的實踐與創新能力。

參考文獻：

[1]胡愛花.《信息論基礎》課程的教學探討[J].教育教學論壇，2017，（8）：161-162.

[2]傅祖蕓.信息論——基礎理論與應用[J].電子工業出版社，北京，2011.

[3]高宏峰，彭勃.信息論基礎課程教學改革探究[J].洛陽師范學院學報，2010，（29）：160-161.

[4]徐紅林，過榴曉，沈莞薔.“信息科學基礎”縱向關聯與橫向拓展教學研究[J].科教文匯，2012（22）：82-83.

[5]閆麗宏.信息論基礎的教學改革與實踐[J].陰山學刊：自然科學版，2016，（30）：129-130，+153.