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（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京 100124）
摘 要： 本文根据“信息理论基础”课程的特点以及笔者多年的教学经验，通过设置问题、启发式与讨论式教学、强化概念弱化公式推导、学生参与出题等教学手段以及在成绩考核中加大过程性评价，对“信息理论基础”课程的教学方法和成绩考核方式进行探索与实践，有效提高了教学质量，学生分析问题和解决问题的能力也得到进一步的培养。
关键词： 信息理论基础；教学方法；成绩考核
作者简介：李如玮（1972—），女，博士研究生，副教授，主要从事语音信号处理的研究工作。
一、引言
“信息理论基础”是国内外众多大学为本科生开设的学科基础课之一，主要论述了信息理论的基本原理和主要技术。
该课程是一门应用概率论、随机过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输和处理中的一般规律的学科，涉及了大量的数学知识，覆盖了理工科学生所学的大部分数学知识，包括高等数学、线性代数、离散数学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。这些知识本身就比较复杂、抽象，同时还涉及通信方面的一些专业知识，理论性很强。因此，即使是通信专业的本科生，接受起来也感觉困难，并且在学习的过程中感觉抽象而枯燥。另外，信息理论中的一个重要概念——信息，发展到今天都没有形成一个很完整的系统的概念，不同的研究学派对信息的本质及定义有不同的意见和认识。所以对于学生来说，“信息理论基础”中的很多概念难以建立。而且，“信息理论基础”中的理论，由于其独特的思维，学生不能灵活地应用这些理论去分析和解决实际问题。
本科生的教育宗旨要求我们必须找到适合当今社会发展的“信息理论基础”课程的教学方法和成绩考核方式，以期培养出具有创新意识和能分析解决问题的本科生。为此，针对在现有的40学时的教学过程中存在的问题，笔者对教学的方法、手段和课程评价方式等进行了恰当的改革和实践，在“信息理论基础”课程的教学中取得了预期的成效。
二、教学方法
1 设置问题
“信息理论基础”课程的基本理论和概念教授起来很枯燥，为了激发学生的学习主动性和积极性，教师要在适当的地方进行提问，即设置问题，比如，度量信息的目的是什么，香农熵和平均互信息在通信系统中各自的意义是什么，信源压缩的目的是什么，为什么进行限失真信源编码，制定译码规则的目的等问题，让学生积极思考，查阅资料以求解答，变被动教育为主动教育。等学生思考后，教师再进行讲解，加深学生的理解，学生学习起来就不会感觉枯燥。
2 强化概念弱化公式推导
“信息理论基础”课程的理论、概念很难理解，公式的推导涉及很深的数学知识，学生常常感觉很枯燥。笔者在教学过程中，针对工科学生的特点，对学生强化概念的理解，讲述理论的物理含义，让学生明确该理论如何得来，解决什么问题，避免枯燥的公式推导。例如，学生理解信息理论的无失真信源变长编码定理有一定困难。那么在课堂上，教师首先帮助学生理解该定理的物理含义，即该定理告诉我们编码能达到的理论极限是原始信源的熵，它的实质是对离散信源进行适当变换，使变化后的码符号信源作为信道的输入信源）尽可能等概分布，使每个码符号平均含的信息量最大，从而使信道的信息传输率R达到信道容量C，实现信源与信道的统计匹配。然后帮助学生明确存在性与必然性的区别，告诉学生该定理是存在性定理，对定理不予证明。实践证明，弱化公式推导，强化概念、理论的理解有助于学生对本课程的学习，保护了学生学习的积极性。
3 启发式教学
信息论中理论很多，如何让学生深刻理解理论，在教学过程中，笔者从理论的来源出发，引入了启发式教学。比如，为什么用不确定度的变化度量信息，学生很难理解（这是本课程的基础），笔者从通信的前后出发，引导学生明确经过通信，获得了信息，同时不确定性发生了变化，之后启发学生信息的大小是否就可以用不确定度的变化量来度量，然后导出信息度量的公式。笔者多年的教学实践证明，在信息理论基础课程中采用启发式教学，便于学生理解抽象的概念和理论。
4 讨论式教学
讨论式教学主要通过师生相互讨论引导学生进一步理解教学内容，同时让学生明确所学课程的用武之地。例如，在讲解编码之前，让同学们讨论，在通信中，如果要传输的信息量过大，该怎么办？如果在传输中遇到干扰，该怎么办？如果遇到有人截取我们的信息又怎么办？通过讨论，学生们进一步明白了压缩冗余信息、增加信道编码以及密码学的目的。实践证明，有目的的讨论是帮助学生深入理解概念和理论以及所学知识可以用到何处的有效办法。
5 学生参与出题
学生参与出题是检验学生对知识掌握程度的最深刻方法。学生只有反复推敲基本原理、概念，才可能设计出恰当的题目。为此，开学初，笔者就给学生布置出题的任务，要求每个学生课程结束后提交一道信息“理论基础课程”的综合题，每个学生出题内容不得相同，不得抄袭书本内容，但可以适当模仿，同时提供题目的解题思路和答案。通过实践发现，该手段激发了学生的挑战性，很多学生为了设计出一道有分量的题目，把信息论中的概念、理论反复研究，结果透彻地理解了信息理论基础的精髓，达到了教学目的。
三、成绩考核方式
笔者根据课程的特点以及多年的教学经验，将考核方法分为阶段测试、学生出题和期末考试三部分。该考核方式采用了加大过程性评价的成绩考核方式，降低了期末考试在总成绩中的比重，更能反映出学生的真实水平。
阶段测试由三次测试构成。由于信息的度量是整个课程的核心，为此本章进行一次成绩为10分的测试；解决通信系统中信息传输问题基础的信源与信道的基本理论，即第三章和第四章，这部分设置一次成绩为5分的测试；第五章和第六章讲解信源编码与信道编码，它们是解决通信系统有效性和可靠性问题的关键，设置一次成绩为5分的测试。为了考查学生对概念、细节是否掌握，在每个模块的教学完成后，及时安排随堂测试，允许不及格的学生补测一次。这种安排充分考虑了对学生平时学习的评价，同时也起到督促学生上课的目的。
学生出题部分占10分，依据出题的质量以及解题思路的明晰程度给予相应的成绩。该部分的设置能够很好地激励学生认真研究信息理论的相关知识，出题的质量能够很好地反映出学生对知识的掌握程度。
期末考试成绩为70分，由于“信息理论基础”课程是通信的数学理论，理论性很强，所以必须进行期末考试，通常采用闭卷考试，题型为综合题型，其主要的目的是对学生解决问题的综合能力进行测试。
上述成绩考核方法，通过加大教学过程中的评价，提高平时成绩的比重，结合综合能力的培养，更好地发挥其评价、促教促学功能，真正达到教学改革的目的。
总之，笔者在“信息理论基础”的教学实践中，从课程和工科学生的特点出发，通过设置问题、强化概念弱化公式推导、启发式和讨论式教学、学生参与出题对教学方法进行探索，并且对相应的成绩考核方法进行研究，加大了过程性评价给予学生该课程的成绩，以确保教学方法改革的成效。实践证明，笔者采用的教学方法和成绩考核方法，有效提高了教学效果，极大地激励了学 生的学习主动性和积极性，使得学生的分析和解决问题的能力得到进一步提高。
参考文献：
[1] 周荫清 .信息理论基础[M] .北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[2]朱雪龙 .应用信息理论基础[M] .北京：清华大学出版社，2003.
摘 要： 本文根据“信息理论基础”课程的特点以及笔者多年的教学经验，通过设置问题、启发式与讨论式教学、强化概念弱化公式推导、学生参与出题等教学手段以及在成绩考核中加大过程性评价，对“信息理论基础”课程的教学方法和成绩考核方式进行探索与实践，有效提高了教学质量，学生分析问题和解决问题的能力也得到进一步的培养。
关键词： 信息理论基础；教学方法；成绩考核
作者简介：李如玮（1972—），女，博士研究生，副教授，主要从事语音信号处理的研究工作。
一、引言
“信息理论基础”是国内外众多大学为本科生开设的学科基础课之一，主要论述了信息理论的基本原理和主要技术。
该课程是一门应用概率论、随机过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输和处理中的一般规律的学科，涉及了大量的数学知识，覆盖了理工科学生所学的大部分数学知识，包括高等数学、线性代数、离散数学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。这些知识本身就比较复杂、抽象，同时还涉及通信方面的一些专业知识，理论性很强。因此，即使是通信专业的本科生，接受起来也感觉困难，并且在学习的过程中感觉抽象而枯燥。另外，信息理论中的一个重要概念——信息，发展到今天都没有形成一个很完整的系统的概念，不同的研究学派对信息的本质及定义有不同的意见和认识。所以对于学生来说，“信息理论基础”中的很多概念难以建立。而且，“信息理论基础”中的理论，由于其独特的思维，学生不能灵活地应用这些理论去分析和解决实际问题。
本科生的教育宗旨要求我们必须找到适合当今社会发展的“信息理论基础”课程的教学方法和成绩考核方式，以期培养出具有创新意识和能分析解决问题的本科生。为此，针对在现有的40学时的教学过程中存在的问题，笔者对教学的方法、手段和课程评价方式等进行了恰当的改革和实践，在“信息理论基础”课程的教学中取得了预期的成效。
二、教学方法
1 设置问题
“信息理论基础”课程的基本理论和概念教授起来很枯燥，为了激发学生的学习主动性和积极性，教师要在适当的地方进行提问，即设置问题，比如，度量信息的目的是什么，香农熵和平均互信息在通信系统中各自的意义是什么，信源压缩的目的是什么，为什么进行限失真信源编码，制定译码规则的目的等问题，让学生积极思考，查阅资料以求解答，变被动教育为主动教育。等学生思考后，教师再进行讲解，加深学生的理解，学生学习起来就不会感觉枯燥。
2 强化概念弱化公式推导
“信息理论基础”课程的理论、概念很难理解，公式的推导涉及很深的数学知识，学生常常感觉很枯燥。笔者在教学过程中，针对工科学生的特点，对学生强化概念的理解，讲述理论的物理含义，让学生明确该理论如何得来，解决什么问题，避免枯燥的公式推导。例如，学生理解信息理论的无失真信源变长编码定理有一定困难。那么在课堂上，教师首先帮助学生理解该定理的物理含义，即该定理告诉我们编码能达到的理论极限是原始信源的熵，它的实质是对离散信源进行适当变换，使变化后的码符号信源作为信道的输入信源）尽可能等概分布，使每个码符号平均含的信息量最大，从而使信道的信息传输率R达到信道容量C，实现信源与信道的统计匹配。然后帮助学生明确存在性与必然性的区别，告诉学生该定理是存在性定理，对定理不予证明。实践证明，弱化公式推导，强化概念、理论的理解有助于学生对本课程的学习，保护了学生学习的积极性。
3 启发式教学
信息论中理论很多，如何让学生深刻理解理论，在教学过程中，笔者从理论的来源出发，引入了启发式教学。比如，为什么用不确定度的变化度量信息，学生很难理解（这是本课程的基础），笔者从通信的前后出发，引导学生明确经过通信，获得了信息，同时不确定性发生了变化，之后启发学生信息的大小是否就可以用不确定度的变化量来度量，然后导出信息度量的公式。笔者多年的教学实践证明，在信息理论基础课程中采用启发式教学，便于学生理解抽象的概念和理论。
4 讨论式教学
讨论式教学主要通过师生相互讨论引导学生进一步理解教学内容，同时让学生明确所学课程的用武之地。例如，在讲解编码之前，让同学们讨论，在通信中，如果要传输的信息量过大，该怎么办？如果在传输中遇到干扰，该怎么办？如果遇到有人截取我们的信息又怎么办？通过讨论，学生们进一步明白了压缩冗余信息、增加信道编码以及密码学的目的。实践证明，有目的的讨论是帮助学生深入理解概念和理论以及所学知识可以用到何处的有效办法。
5 学生参与出题
学生参与出题是检验学生对知识掌握程度的最深刻方法。学生只有反复推敲基本原理、概念，才可能设计出恰当的题目。为此，开学初，笔者就给学生布置出题的任务，要求每个学生课程结束后提交一道信息“理论基础课程”的综合题，每个学生出题内容不得相同，不得抄袭书本内容，但可以适当模仿，同时提供题目的解题思路和答案。通过实践发现，该手段激发了学生的挑战性，很多学生为了设计出一道有分量的题目，把信息论中的概念、理论反复研究，结果透彻地理解了信息理论基础的精髓，达到了教学目的。
三、成绩考核方式
笔者根据课程的特点以及多年的教学经验，将考核方法分为阶段测试、学生出题和期末考试三部分。该考核方式采用了加大过程性评价的成绩考核方式，降低了期末考试在总成绩中的比重，更能反映出学生的真实水平。
阶段测试由三次测试构成。由于信息的度量是整个课程的核心，为此本章进行一次成绩为10分的测试；解决通信系统中信息传输问题基础的信源与信道的基本理论，即第三章和第四章，这部分设置一次成绩为5分的测试；第五章和第六章讲解信源编码与信道编码，它们是解决通信系统有效性和可靠性问题的关键，设置一次成绩为5分的测试。为了考查学生对概念、细节是否掌握，在每个模块的教学完成后，及时安排随堂测试，允许不及格的学生补测一次。这种安排充分考虑了对学生平时学习的评价，同时也起到督促学生上课的目的。
学生出题部分占10分，依据出题的质量以及解题思路的明晰程度给予相应的成绩。该部分的设置能够很好地激励学生认真研究信息理论的相关知识，出题的质量能够很好地反映出学生对知识的掌握程度。
期末考试成绩为70分，由于“信息理论基础”课程是通信的数学理论，理论性很强，所以必须进行期末考试，通常采用闭卷考试，题型为综合题型，其主要的目的是对学生解决问题的综合能力进行测试。
上述成绩考核方法，通过加大教学过程中的评价，提高平时成绩的比重，结合综合能力的培养，更好地发挥其评价、促教促学功能，真正达到教学改革的目的。
总之，笔者在“信息理论基础”的教学实践中，从课程和工科学生的特点出发，通过设置问题、强化概念弱化公式推导、启发式和讨论式教学、学生参与出题对教学方法进行探索，并且对相应的成绩考核方法进行研究，加大了过程性评价给予学生该课程的成绩，以确保教学方法改革的成效。实践证明，笔者采用的教学方法和成绩考核方法，有效提高了教学效果，极大地激励了学 生的学习主动性和积极性，使得学生的分析和解决问题的能力得到进一步提高。
参考文献：
[1] 周荫清 .信息理论基础[M] .北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[2]朱雪龙 .应用信息理论基础[M] .北京：清华大学出版社，2003.