基于信息熵的少數民族學生教學成效的量化研究

趙琳娜

摘 ? 要：文章以提升少數民族學生教學成效為出發點，根據信息熵理論，針對少數民族學生的教學進行研究、分析，從教學活動開展和教學方式的采用等方面提出了開展教學的建議。

關鍵詞：少數民族學生;教學;信息熵;量化研究

高校少數民族學生是本民族的優秀代表，是西部地區和少數民族地區經濟建設的中堅力量，對于加強民族團結和維護民族穩定具有重要意義[1]。本文以民族院校少數民族學生為研究對象，調整了經典的言語互動類系統（Verbal Interaction Category System，VICS），采用章節教學對比試驗的研究方式進行教學全過程的量化研究，通過研究結果針對少數民族授課班級如何提高教學成效給出參考意見。

1 ? ?少數民族學生在學習中存在的問題

1.1 ?學習基礎比較薄弱

大多數少數民族學生來自經濟欠發達地區，在基礎教育方面相對落后，很多學生存在知識基礎不牢、英語不好、漢語表達不夠流暢的問題，在如計算機和英語類課程的學習中影響尤為明顯。這類課程都以漢語教學為主，在一定程度上影響少數民族學生對知識的吸收、理解，增加了學習中的困難。

1.2 ?自主學習和探究能力較弱

少數民族學生來自相對邊遠地區，在初高中階段大多沒有進行有效的探究性、自主性學習的引導和教育，因此進入高校后在學習中無法做到自主預習、及時復習，帶著問題學習、探究學習。這一問題成為少數民族學生高等教育階段能力提升的一個瓶頸。

1.3 ?自我約束能力不強

在一些高校中對少數民族語言授課班級采用降低分數的考核方式，使得一部分少數民族學生對考試的嚴格性不夠重視。在課堂教學中表現不積極、不認真聽課、作業敷衍、自我要求降低、逃課、掛科的情況比較突出，對參與教學活動有抵觸情緒。

上述問題是影響高校少數民族學生能力發展提升的關鍵問題，高校除了要在教育管理中針對上述問題進行積極思考并探索有效的解決方法外，還應在教學中進行行之有效的改革，將少數民族學生吸引進課堂、激發學習興趣，提升主動學習的能力。

本文以筆者所在的院校蒙授班級學生為研究對象，采用章節教學對比試驗的方法，針對計算機專業課“計算機組成原理”的教學過程展開研究，通過信息熵理論對開展的教學活動在教學效果上的作用影響進行科學分析，根據研究結果給出比較切實的蒙授班級教學組織方法和教學方法的指導意見。

2 ? ?蒙授班級教學過程的量化研究

2.1 ?研究的總體思路

本次對蒙授班級教學成效，采用信息熵理論進行量化研究。在信息熵理論中，熵可以表示信息系統中信息的價值。若某一信息系統由隨機產生的n個信源組成，第i個信源發生的概率記為P（i），該信源發生所產生的信息量值按熵的理論可計算為log2P（i），則在這一信息系統中，每一信源產生的平均信息量被稱為該系統的信息熵[2]，用公式表示為：

H=-∑pilog2（pi） ? ? ?（i=1，2，…n）

其中，P（xi），i=1，2，…，n為信源中第i個信息的概率，H（X）稱為信源的信息熵。

在本研究中，將教學過程定義為一種特殊的信息傳遞過程，該過程由教師與學生在教學過程的互動行為組成。針對教學過程的行為，記錄其發生的頻次，構成一個信息概率系統，對該信息系統進行信息熵的量化分析，通過分析數據找出對教學有益的方式方法，剔除或減少對教學效果無意的教學活動和方法。在本研究中選擇“計算機組成原理”課程的存儲器、數據表示及運算方法、指令系統、CPU的功能4個章節章開展教學對比試驗。在存儲器、指令系統章節（下稱奇數章節）的教學中主要開展翻轉課堂、講做練結合、課堂答疑、課下錄制視頻、小組討論、增加習題講解等教學活動。在數據表示及運算方法、CPU的功能章節（下稱偶數章節）的教學中主要采用教師精講細講、課堂提問、網上輔導答疑及個別指導等教學方式。記錄試驗中教學活動發生的頻次和學生參與的頻次、人次，將其作為信息熵系統的原始信息源數據，并且增加學生調查問卷和期末考試各章節分數的統計成績作為信息熵分析的輔助數據，對教學全過程進行量化研究。

2.2 ?教學過程的行為分類

構成教學系統的主要因素為教師和學生，因此，對教學過程的量化研究可以通過對教學系統中教師行為和學生行為的信息熵分析來實現。由于本次研究以全過程教學為研究對象，教學過程中的信息來源除了課堂教學外，還包括了對學生課下教學活動的信息采集和分析，因此，將經典的VICS教學行為分類系統進行了適當的改造，建立了如表1所示的全教學過程教學行為分類。

依據表1將“計算機組成原理”課程的教學過程進行信息熵量化研究。在本研究中，對上述4章教學過程采用課程記錄方式，以45 min為基準時間單元，記錄45 min教學過程中上述活動的發生次數，合計共30次課堂教學和5次課下輔導教學，上述活動的全部發生頻次作為信息熵量化計算的主要信息源。將教學過程原始信息按表1類別進行歸類整理，分別計算教師行為、學生行為的信息熵值，并通過對信息熵結果的分析，對課程的教學全過程作出客觀評測。

2.3 ?數據結果及分析

本研究選取計算機科學與技術專業1個蒙授自然教學班的學生為研究對象（班級人數31人）。

得到如下奇偶章節教學中教師行為概率表2—3和學生行為概率表4—5，其中，T1—T9分別對應表1實驗教學行為分類表中教師行為的各項，S1—S10分別對應表1實驗教學行為分類表中學生行為的各項。

其中，教師教學行為表2和學生教學行為表4對應奇數章節的教學過程，教師教學行為表3和學生教學行為表3對應偶數章節的教學過程。

根據信息熵的計算公式，可求得表2中教師行為的信息熵HT1=2.401，表3中教師行為的信息熵HT2=2.251，表4中學生行為的信息熵HS1= 3.375，表5中學生行為的信息熵HS2=2.087。HT2與HS2均小于對應的試驗組HT1，HS1熵值，說明奇數章節采用的教學方法和開展的教學活動更為豐富，對教學過程的有價值影響更強。從教學過程中學生教學行為的信息熵計算結果可以觀察到，學生隨機提問的頻次高于網絡平臺提問，反映出蒙授班級學生文字編輯能力弱，對網絡平臺需要文字書寫編輯的提問方式運用不好。在教學中開展的翻轉課堂教學活動，蒙授班級學生參與的頻次低，反映出學生自己講解知識點的翻轉教學模式對蒙授學生有一定難度。問卷調查顯示，原因為學生對自學知識存在語言文字方面的理解問題。通過期末測試成績分布發現，在教師進行例題、習題講解練習多于理論知識細講的教學模式對比中，學生對講師細講、深講知識點的掌握沒有教師通過例題、習題講解知識點的情況好。同時，在開展的多種教學模式中，學生對小組課下錄制視頻進行知識點講解的參與度、積極性及視頻錄制的完整性均較高，反映出學生在學習的過程中對互學及操作實踐性學習模式的興趣較高，相較于教師在課堂組織的翻轉教學模式，蒙授學生更傾向于參與這種課下自己組織開展的靈活且表現力更強的學習模式。

2.4 ?蒙授班級開展專業課教學的建議

從上述教師行為信息熵、學生行為信息熵的分析結果可以看出，開展多樣的教學活動對提升蒙授班學生學習的積極性、主動性有著積極作用。在開展的活動中，根據對前述熵值的分析，調整一些對蒙授班學生學習成效影響不大的因素，增加蒙授班學生樂于接受、積極參與的教學活動，從而通過量化分析的結果更好地指導教學活動的開展。在此以本論文研究的蒙授班級教學為參照對象，提出教師組織教學的實施建議。

（1）開展“講練做”相結合的教學模式，對知識點的講解不宜過深、過細，通過例題、習題的講練滲透知識，使學生在練、做中掌握知識。

（2）開展面對面的輔導答疑，進行有針對性的輔導，減少網上答疑次數。通過面對面的輔導，加強學生與老師的溝通，準確發現教學中的問題，同時，可以強化學生口頭表達能力，增強學生的自信心，促進學生文字表述能力的提高。

（3）開展章節重點知識和重點習題的學生視頻錄制活動，符合少數民族學生多才藝、多興趣、喜歡表達自我的特點。通過這種學生喜歡的教學活動，使學生主動參與學習、提升學習的興趣，將學生吸引到課堂教學中去。

（4）開展小組討論，并且將小組討論活動分為課上、課下兩種模式。采取討論后匯報講解，代替翻轉教學模式，一方面提升學生的表達能力，另一方面，在互學的過程中避免了學生在翻轉教學中，自己學習對知識點理解不到位、講解不出來的問題。

3 ? ?結語

信息熵理論在信息源對系統的量化影響評價中有著較高的科學應用價值。通過該理論對少數民族學生教學成效的量化研究是一種比較有益的嘗試。在今后的少數民族學生教學組織上，將對教學的量化模型作進一步的完善，使其能更好地體現教學的全面性、客觀性。結合信息熵的分析，積極開展與少數民族學生自身發展特點相輔相成的教學活動，為少數民族學生的能力提升、發展進步提供具有科學性的教學指導。

[參考文獻]

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