关于“信息论基础”课程的教学探讨
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课程教材改革
总第301期
随着信息时代计算机技术的发展，人们需要对爆炸式的海量信息进行标识、存储、传输和处理。在现代生活中，信息的应用更是让人们进一步认识到它的重要价值。于是世界各国出现了在大学本科阶段开设与信息有关课程的热潮。为顺应时代的潮流，我国教育部于1998年在部分高校中的数学系或信息工程大学的其他院系新增信息与计算科学专业，并把信息论作为信息与计算科学专业的重要专业基础课。之后开办信息与计算科学专业及开设信息论课程的高校迅速增加。据数据统计，到2007年为止，在短短的近十年的时间内我国有370所高校开办信息与计算科学专业及开设信息论课程，显示了信息与计算科学专业及开设信息论课程的重要性。内蒙古民族大学（以下简称“我校”）于2005年在数学系开办信息与计算科学专业并开设信息论课程，起步较晚。根据我校学生的具体情况，将信息论课程的教学分为两部分：专业基础必修“信息论基础”（56学时）和专业基础选修“信息编码”（36学时）。本文通过“信息论基础”教学中存在的问题进行了分析，结合了这方面改革的部分成功做法和笔者在教学过程中积累的经验和体会，对“信息论基础”课程教学改革给出了一些建议。
一、正确认知“信息论基础”课程
“信息论基础”课程是我校数学学院信息与计算科学专业的学科专业基础课，它以近代概率论与数理统计、随机过程为基础，具有理论逻辑性强，概念抽象，对数学基本功要求较高及计算复杂等特点。很多高校，特别是在理科专业中常把它作为一门数学成分较高的理论课程按传统模式进行讲授。教师在讲台单一的进行讲授，学生听，教学目的也就是让学生掌握课程中的基本概念及相关定理结论，能够进行相应的计算。其实不然，“信息论基础”实际上是一门理论联系实际且具有较强工程实践的课程，这就必然要求学生掌握其基础知识的同时，了解它的背景、应用以及发展现状。
二、“信息论基础”课程教学存在的问题
“信息论基础”这门课程内容繁琐、公式较多、理论抽象且对学生的数学功底要求较高，所以该课程无论是对教师的讲授还是学生的学习都有一定的难度。
第一，从数学专业课程设置的特点来说，教学大纲着重于理论的掌握，而常常忽略实践应用部分，学生在学习的过程中死记硬背公式，看不到它的现实应用，慢慢地就失去了学习的兴趣。
关于“信息论基础”课程的教学探讨
韩贵春
摘要：通过“信息论基础”课程教学中存在的问题进行了分析，结合了这方面改革的部分成功做法和教学过程中积累的经验和体会，对“信息论基础”课程教学改革给出了一些建议。
关键词：信息论基础；教学方法；教学改革
作者简介：韩贵春（1978-），女，山东阳谷人，内蒙古民族大学数学学院，讲师。（内蒙古?通辽?028000）基金项目：本文系内蒙古民族大学科学研究基金项目（项目批准号：NMD1226）的研究成果。中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0073-02DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2014.06.038
第二，从教师来说，任课教师一般为数学专业毕业，通常采用从基本定义出发，讲述原理，接着给出数学模型，对其进行相应要求的计算以及性能做出理论分析，其间伴随着一些定理及其证明和推导的授课方式，其实是当做一门数学课来讲。但对与之相关的通信与信息工程类的专业课程知之甚少，在具体讲授应用时不敢深入举例说明，使学生觉得课程独立，和后续课程没有连续，以至于觉得学习该课程无用，引不起学生的学习兴趣。再者因课程内容多，课时少，教学任务重，教师只能满堂灌输。枯燥的教学内容和单一的教学形式使学生对所学内容感觉晦涩难懂，难以消化理解，不知其所然，更不要说知其所以然，让学生在学习该课程的过程中有一种无形的畏惧感。
第三，从学生来说，本科生的基础水平及学习能力参差不齐。比如我校是一个二本高校，所招收学生无论从学习能力还是从知识水平来说，都和国家重点高校特别是教育部直属以及985高校的学生不在一个起跑线上。其次我校是一所民族高校，少数民族学生的数学基础更差，学生入学时，数学平均成绩不到40分。在我校信息与计算科学专业中，少数民族学生超过三分之一。根据笔者在高校工作近七年来所讲授的几门数学类课程来说，学生普遍反映概率论与数理统计内容繁琐、公式多、概念多、抽象难懂。可以说，概率论与数理统计课程本身就是学生的薄弱环节，学生在该课程的学习中就没有完全理解。以概率论与数理统计为基础的“信息论基础”课程则更加抽象、枯燥，学生接受起来更加困难。且该课程内容繁琐，前后联系紧密，前面的学不会，后面的就更加难懂，形成恶性循环，以致有的学生就自暴自弃，完全放弃了该课程的学习。再者，现在学生缺乏吃苦耐劳、刻苦专研的精神，遇到困难就退缩，给自己开脱。
因此，鉴于上述“信息论基础”课程教学过程中出现的种种问题，采用有效的教学方式，选取合适的教学内容以及培养学生的学习兴趣，提高学生科学专研精神显得尤为重要。
三、“信息论基础”课程的教学探讨
在“信息论基础”教学过程中能否达到既定的学习目的，取决于教师的教与学生的学。为此，笔者根据几年来“信息论基础”课程的教学实践，与现行的新课程改革相结合，就“信息论基础”课程的教学改革提出以下几点建议。
1.拓宽理论知识，发挥学生的主观能动性
兴趣是最好的老师。根据信息论课程的特点，单是一味的
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2014年第6期
理论讲解，繁多的公式、晦涩难懂的推导以及抽象的理论很难引起学生的兴趣，更不要说提高学生的主观能动性了。为此可以在课程学习初始以及学习过程中，请通信与信息工程相关专业的教师及移动通讯的工程师举办讲座，讲授相关理论在现实生活及工农业生产中的应用，将所学的相关理论知识与当前学科前沿技术如卫星通讯、协同通讯技术、3G技术等相结合。另外，教师可以布置多种形式的作业，除了课后习题中基本概念和计算题，以及理论证明题的作业外，还可以布置一些具有开放性特点的作业，让学生自己查阅资料，总结感想。这样，使得学生既可以巩固课程教学的基本内容，也使得学生在自己动手查资料的过程中，逐渐激发学习兴趣，发挥学生主观能动性，以培养学生探究性学习的能力。再者教师要不断提高自己的知识水平及业务能力，扩充自己的知识面，只有教师真正理解了教学内容的前因后果，不仅对课程中的数学概念、定理的证明以及公式的推导都了如指掌，而且对于基本理论的应用及相关的通信与信息工程方面的专业知识有更深一步的了解，才能使课堂内容丰富有趣，让学生对所学内容产生兴趣。
2.抽象概念类比化
“信息论基础”课程中的很多概念是以数学公式形式给出的，所以抽象难懂，这也是很多师生认为它是一门数学课的主要原因之一。教师在讲授的过程中可以举一些具体的类比例子加深概念的理解。比如信道容量C 是指最大的信息传输率，即C I X Y p x =max{(,)}()
。而信道容量C 是确定的，已与输入信源的概
率分布p x ()无关，是不随输入信源的概率分布变化而变化。它只是信道传输概率的最大信息量。教师可以将信道类比于生活中常见的容器，而容器容量的大小和装入液体的多少没有关系，只与容器本身有关。用液体测量容器容量的大小只是一种测量手段，所以用C I X Y p x =max{(,)}()
来求信道容量也只是一种手段。
将抽象概念具体类比化之后，可以让学生更好地理解概念。
3.合理使用传统教学与现代教学相结合的方式
为了提高课堂教学的有效性与形象性，充分发挥多媒体教学的优势。根据“信息论基础”课程的特点，合理使用传统教学与现代多媒体教学相结合的方式。传统的教学方式，要求教师一味地将所讲授内容进行板书，讲课的大多数时间花在了讲授内容的板书上，所以课程内容进行慢，且有些图像以及结构图示难以用板书的形式描绘出。而多媒体电子课件不仅可以使教师在课堂上节省版写的时间，而且用软件画出的图像及结构图示清晰、形象。“信息论基础”课程理论较强，前后联系紧密，往往一个知识点需要几个页面才能显示。频繁的翻页很难照顾到每一个学生，因此不可完全采用媒体教学课件教学。可以采用以
讲授内容要点为课堂主线，将这条主线做成电子教案，而教师在讲课的过程中，用板书进行细节的描述。传统教学与现代教学这两种教学方式的完美结合，使得课堂教学更有效完成教学目的。
4.改革考核方式
改革传统考试一考终身制的考核方式，采用多样化课程考核制度。为激发学生学习的积极性，笔者在课程期末考核方面做了改进，增强教学课程过程考核，将平时成绩的比重提高到百分之三十，而期末的卷面成绩占百分之七十。平时成绩主要以课堂出勤、课后作业完成的质量和是否积极参与课堂教学为主。鼓励学生积极参与到教学过程的互动中，对于上课认真、积极参加讨论的学生适当加分，教师将学生的各种情况（包括出勤情况、作业情况等）记录在平时成绩手册上，作为期末给出学生平时成绩的依据。
对一般高校来说，专业基础课一般采用闭卷考试的方式进行考核。根据“信息论基础”课程概念多、公式多的特点可以采用半开卷的形式，即学生在考试时可以携带一张统一的A5 大小的纸张进入考场。这样，学生可以节省在考试前复习时死记硬背公式花的时间，更有利于学生系统的复习。据笔者了解，国内一些重点大学在一些课程的考试中早已采取了这种半开卷考试，有着成功的经验。
四、总结
本文根据“信息论基础”课程教学过程中存在的问题进行了教学改革探讨，结合教学实践，就处于主导地位的教师、处于主体地位的学生、类比教学法、教学方式以及考核方式等方面进行论述。教学改革是一件长期工程，应随着时代的进步不断探索与完善。在教学过程中，必须坚持以学生为本，师生互动的课堂气氛，提高学生的主观能动性，才能提高教学效果和质量，培养出新时代的专业型人才。
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（责任编辑：王意琴）
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注：华秀萍为本文通讯作者。
（责任编辑：王意琴）
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