原创《独立学院《信息论基础》课程的教学改革和》
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【摘 要】 《信息论基础》是通信工程和电子信息工程的专业基础课与专业核心课程.对于电子信息类专业本科生来说,信息论课程建设的好坏不仅影响培养质量,还会影响到信息与通信工程学科建设.由于大部分学生反映在学习该课程中,不仅理论性太强,而且信息论在信息中的采集、处理、传输过程中和信息安全中所起的作用不明确.因此本文主要针对信息论课程教学方法和教学内容进行改革与创新,重点是对课程中涉及的数学理论性较强的知识点讲解与学习,加深学生该课程的感性认识,同时提高学生的理解能力,从而进一步提升该课程的教学质量和人才培养质量.
【关键词】 信息论 教学改革 感性认识
一、课程背景
当前信息产业发展很快,需要大量从事信息、通信、电子工程类专业的人才,而“信息论基础”是这些专业的核心课程,必须掌握,信息论课程是可以指导理论知识研究和工程实践应用.
主要内容围绕通信系统模型中信源、信道、信宿三个模块,阐述信息采集、传输、处理、存储和控制.对信息论基础的研究不仅可以提高通信系统的有效性,而且能够提高通信的可靠性和安全性,从而实现通信系统的优化设计.由于信息中具有不确定性因素,消除信源的不确定性才能为通信系统所获取信息,因此信息论基础的前导课程是数理统计和随机过程,要求学生具有较强的数学功底.
现阶段,多数教材及授课内容均以理论知识为主,尤其对于独立学院的学生在学习过程中难理解,导致学生对本门课程没有学习兴趣,课堂效果较差,因此如何能将该课程中的理论知识具体化,使学生能够感受到信息论的理论知识是客观存在的,是提高该课程课堂教学质量和电子信息类人才培养质量的关键.
二、课程教学计划安排的调整
《信息论基础》课程是电子信息类相关专业学生所学的第一门专业核心课程,由于涉及到的信息内容的不确定性,理解比较抽象.课程主要由香农三大定律为主线,包含信源熵、互信息、信道容量等基本概念,同时又从通信系统的角度衡量信息量在整个通信工程的变换状况.针对通信过程中,信息量的千变万化,主要是以高等数学、数理统计、随机过程等数学知识为支撑,由于工程学生主要问题是数学基础相对薄弱、基础不扎实、理论推导困难等问题,课堂上教师所受课程有限,无法将每个知识点详细讲解,从而导致学生对所学知识记忆不深,无法灵活应用.因此,在制定开课计划时,需将本课程安排在学习完相关基础的数学知识后开设,按照学院数学类公共基础课的开课计划,将该课程最好安排在第五学期开设.
三、教材选用与授课重点的改革
针对我院学生数学基础薄弱、数学推导能力较差等问题,所选用教材应尽量简单化或者实例化.我院开设本门课程的专业有电子信息工程和通信工程,选择适用面广、学生易懂的教材对独立学院的学生尤为重要.目前涉及理论推导的教材较多,大部分学生反映听不懂,不知如何应用,因此通过多方面的调研,学院针对学习该课程的专业选用曹雪虹、张宗橙编写的《信息论与编码》,这本教材注重基本概念,用较通俗的文字解释其物理意义,辅助大量的例题和图示说明,并且联系当前实际通信技术讲授,有目标地应用在实际工作中.在实际课堂教学中,教师有针对性的讲解每一个知识点,一般围绕通信系统中的信息传输量的改变,得出信源和信道中涉及的概念,主要应用启发式的教学方法,加深学生对重点知识的理解能力.
四、教学设计的创新
在教学设计方面,教师应根据该课程在不同专业具有的作用和地位,适当地调整教学内容及讲课方法.例如对于电子信息工程专业来说,学生主要讲解涉及实时信息处理方面的知识,在绪论的介绍中应针对信息处理来讲解.在后续信源、信道等知识点的授课过程中,教师应该结合平时生活和科研方面的素材讲解,使学生能够加深记忆,提高学习的积极性,提升学生对知识点的感性认识,同时采用启发式的教学模式,与学生的互动加深对知识点的理解.
在讲解信息量这一知识点时,如何把抽象问题具体化,需要进行案例讲解,比如“某客机坠毁”这条信息比“明天下雨”这条信息包含有更多的信息,前一条信息所表达的事件几乎不可能发生,使人感到意外；而后一条信息很可能发生,不足为奇.
因此“某客机坠毁”所提供的信息量大,反映到数学问题可知,当概率为1 时,信息量为0.如此加深学生对基本概念的理解.
独立学院对于该课程的实验,应该从学生的实践经验出发,围绕具体实例,培养学生的动手能力,设计一些对授课内容有利,学生经过独立思路可完成的实验,尽量做验证性实验,以帮助学生加深对理论知识的理解和掌握,进一步提高学生的创新实践能力.同时,在课程设计过程中,综合数字信号处理、信号与系统、通信原理等课程知识,以应用型工程实践为背景,根据我院与该课程相关的科研平台及环境,设计具体实例让学生进行设计,强调学生在系统整体设计过程中对信息论基础知识掌握透彻,并进一步提高综合创新实践能力.
五、教学内容与时俱进
现在社会正处于信息化高速发展的时期,对于信息处理而言,先后经历了一维、二维、三维、多维和高维,现在发展了大数据与云计算,由此为传统的信息论的知识涉及面就有了一定的局限,为了避免学生在这方面的困惑,教师首先自身应强化科研,提升对信息理论新发展的认知,并适当地拓展相关的教学内容.对此可采用以科研促进课堂教学,不仅可丰富教学内容,又可培养学生的实践能力.比如近年出现的新编码技术有LDPC 码、Turbo 码、 多天线MIMO 系统、压缩感知编码和稀疏编码技术等,在课堂上讲解这些新技术时,不仅要从理论上作过多分析与解释,并且重点要讲述新技术的用途和影响等,需要学生接受新的内容和知识,做到与时俱进.
六、结论信息论基础是信息类专业的核心课,而且具有一定难度的课程,不仅需要不断总结教学经验,而且需要不断探索信息论基础课程的教学改革与创新.本文主要是针对该课程概念理论知识多,学生数学功底薄弱等问题,从教学计划安排、教材选用、教学方法、教学设计、教学内容等方面,探讨了课程的教学改革与创新.
论文提出的与生活科研相比照的教学内容和启发式的教学方法,能够有效地加深独立学院学生对重点知识点的理解能力和感性认识. 同时也要求所授课程教师要注重教学与科研有效的结合,确保教学内容的与时俱进,提高课堂教学质量,改善学生的学习积极性与兴趣.
参 考 文 献
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教学改革论文参考资料：
简而言之,上述文章是一篇适合独立学院和《信息论基础》和教学改革论文写作的大学硕士及关于教学改革本科毕业论文，相关教学改革开题报告范文和学术职称论文参考文献。
