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摘要:“信息论与编码”课程是通信类专业本科开设的专业基础课之一。本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,结合信息专业特最。在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行实践。结果表明,教学改革增加了教学的趣味性,激发了学生学习这门课程的兴趣,取得了良好的效果。
关键词:信息论与编码;教学方法;教学改革
信息论是信息科学的主要理论基础之一,它是在长期通信工程实践和理论基础上发展起来的一种理论。它的主要目的是提高通信系统的可靠性、有效性和安全性,以便达到系统的最优化。编码理论与信息论紧密关联,它以信息论基本原理为理论依据,研究编码和译码的理论知识和实现方法。“信息论与编码”是为通信类专业本科学生开设的专业基础课,目的是使学生了解信息处理、存贮和传输所依赖的基本规律,及其在信息处理与通信中的具体应用。
一、信息论与编码教学
信息论课程中运用了大量的数学知识,覆盖了理工科学所学的大部分数学知识,包括:高等数学、线性代数、离散学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。同时由于“信息论与编码”课程存在大量的理论证明和推导,因此,对于学生空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力等方面要求较高,所以在授课过程中存在许多问题。
首先,该课程中的许多理论知识以及公式的证明过程用到了很多随机信号及概率统计方面的数学知识,这些知识对于水平参差不齐的本科生来是说,要想熟练掌握还存在一定的困难;其次,該课程内容较多、前后知识联系紧密,且比较抽象,如果前面的知识没有完全理解,后面的理论也就很难懂,很容易形成恶性循环现象。
正是因为存在这些问题,使得教学很难达到理想的效果。通过对教学的160名同学进行“信息论与编码”教学调查,调查结果表明:由于这门课的特点,使得一半以上的同学认为自己该课程学得不好,该课程的内容较难掌握。特别是,很多同学反映对于这门课程的教学内容能理解,但布置的作业不会做。因此,为了在授课过程中激发学生的学习兴趣和动力,充分调动学生学习的积极性和主动性,促进学生更好地掌握“信息论与编码”这门课程,本论文将从教学实际出发,从教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行论述。
二、教学方法方面
1.课前准备
(1)应该在专业课之前安排学生学习MATLAB编程语言,因为很多专业课的仿真和课程实验用MATLAB语言实现起来非常方便,因此如果学生在此之前就掌握了MATLAB编程语言,对于信息论与编码技术专业课的学习大有好处。
(2)授课教师在备课时,应广泛地从参考书或参考文献中获取授课素材,这样才能做到深入浅出。在证明定理或推导公式时,一定要把定理或公式所表达的物理含义和道理强调出来。至少强调两次,一次在证明前,另一次在证明完成后。在证明前说明的好处是让学生知道要进行证明或推导的意义何在,在证明完成后再次说明强调和加深印象。
(3)教学内容需与日新月异的新技术相结合,从而激发学生的学习热情。物理学与信息论交叉融合产生的新兴领域——量子信息论,其研究涉及物理、计算机、通信、数学等多个学科。以量子力学的基本原理为基础的量子信息论,为信息科学的发展提供新的原理和方法。量子信息有望在运算速度、信息安全、信道容量等方面突破传统信息系统的极限。而且,随着信息处理器件的物理尺度趋向纳为尺寸,量子效应将成为主导技术发展的因素。当量子信息处理器件成为可能,量子信息论将不可避免地替代或部分替代现有的信息理论。因此,作为信息论的一个新型分支,在“信息论与编码”课堂教学中,需要将这些新概念、新技术加以单独介绍。
2.课件方面
将一些教学内容制作成具有动态演示效果的电子教案,去除以文本为主的呆板的教学方法,调节课堂气氛,便于学生课堂内容的掌握。特别是将信息论与编码在整个通信系统的作用动态演示出来。
3.授课方面
(1)在授课开始时让学生明确课程研究的主要内容及实质。
(2)避开繁琐的公式证明,从物理意义的角度出发,用具体实例来讲解基本理论。信息论中的主要内容一般都是看不见摸不着的,是比较抽象的,学生一般难以理解。因此我们可以淡化理论的推导过程,使理论结果可视化,概念直观化。为此,我们在教学过程中增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(3)理论教学与社会生活结合起来,由于本课程涉及数学知识较多,内容比较枯燥乏味,所以学生们往往表现的兴趣不大,积极性不高,由于信息论方法具有普遍的适用性,因此把授课内容和学生的日常生活紧密结合起来,从而提高学生学习的兴趣。
(4)启发式教学引导学生深入理解学习内容。课堂上恰当地提问是教学的重要手段,它不但能巩固知识,及时反馈教学信息,而且能激励学生积极参与到教学活动中来,启迪学生思维。在教学过程中,授课教师注意适时提出一些问题,可以引导学生理解得更深入、更全面。
(5)广泛联系。信息论课程的外延很广因此在授课时对本课程与其他专业课、通信原理相关联的内容进行特意地突出和强调,是非常有必要的。
(6)采用小组合作的方式进行学习。教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,在授课前,根据学生自己的要求划分学习小组,每组成员3至5人,创设出特定的情境,向学生提出要研究的领域,引导学生发现并提出需要探究的问题。
(7)发挥学生主体作用,让学生当一次老师,从而锻炼他们的研究能力。研究性教学强调学生的主体性地位,学生既是文化知识的被动接受者,也是知识的积极探索者,师生共同参与知识的研究和传播,使学生在自主学习、研究活动中逐步建立基于教师指导下的探索研究的学习模式,在适当的章节让学生变成老师,让学生上讲台,这样既让学生对所讲授的内容有深刻地理解,也锻炼了学生思维能力、口头表达能力和学生的组织能力,同时培养了学生驾驭课堂能力和尊师重教的良好习惯。
4.课后活动
培养提高学生的自学能力。信息学科是一个新兴的学科,而且是一个不断向前发展、不断深入的学科,所以学生要具备相当的自学能力,是非常重要的。培养学生的自学能力,不仅仅是局限于在校期间,更重要的是放眼未来,使学生毕后走上工作岗位具备不断获取新知识的能力。
5.实验教学
从学生的认知能力出发,结合信息专业特点,设计套适用的配套实验,把理论知识和学生实践之间那个脱了的节连接起来。实验采用MATLAB编程要达到以下三个目的:(1)将课堂讲授内容运用于实验,学以致用,帮助学生理解课程内容。(2)实验内容贴近学生生活实践,提高学生学习兴趣。(3)实验内容与学生专业挂钩,让学生明确“信息论与编码”课程在信息安全专业中的重要地位,提高学生学习的自觉性。
三、教学理念方面
教学中把握下面四个教学理念
1.强化学生学习动机、教会学生学习方法
动机发生的第一位因素是需要,因此,如果能够让学生清晰地了解到所学习的信息论的有关知识是今后走上工作岗位的需要,就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。信息论是通信的数学理论,它对通信的工程实践、科学研究有着广泛而深入的影响,在授课过程中,授课教师要有意识地从教学内容上强化这一点,这样不仅可以帮助学生理解信息论的三大基本--定理的强大生命力,还可以了解信息论在诸多领域中的重要作用和意义。
科学的发展日新月异,新技术层出不穷,教师不可能将所有的知识都在课堂上灌输给学生,所以教学的首要任务不是教给学生知识而是教给学生获取知识的能力,应突出对学习方法的指导,培养学生的自学能力。让学生根据题目自己选择参考书籍和查阅相关的文献资料,一方面可以培养学生分析和解决问题的能力,另一方面可以培养学生跟踪国际先进技术的现代意识。
2.加强学生创新能力
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力,学生的创新能力的培养已经受到了社会的广泛重视。在教学过程中,教师要鼓励学生大胆地去想像、去设计,使学生们认识到思维方式要活跃不要将其限制在别人的框框中。
3.加强学生编程能力
编程能力是当今大学毕业生特别是理工科大学毕业生必备素质之一。由于学生对编程普遍具有畏难情绪,因此在教学过程中选择了MATLAB语言作为这次课程设计的编程语言。MATLAB语言具有简洁的程序开发环境、丰富的工具箱、先进--的数据可视化功能、超强的数值运算功能以及良好的开放性和可展性,它已经成为高校理工科学生必须掌握的N基本技能。
4.建立新的教学质量观。
授课教师不能仅从学生掌握知识技能的程度和考分高低作为评判教学质量的标准,而应从是否激发了学生的求知欲望,是否培养了其学习能力和创新能力来衡量。
四、结论
本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,如何提高教学效果方面进行了探索与实践。对于本次“信息论与编码”课程的教学探索,五邑大学信息工程学院在通信专业2007级1、2班中进行了实践,收到了很好的效果,激发了学生的创造性和编程的兴趣,促进了学生对理论知识的理解并提高了他们学习理论知识的兴趣。通过这次改革的尝试,学生的表现情况比教师的预计要好得多,而且学生普遍感觉收获很大。这次“信息论与编码”课程的实验教学探索才刚刚开始,在今后的教学过程中还需要不断实践使它更加完善。
参考文献:
[1]吴伟陵,信息处理与编码[M]北京:人民邮电出版社,1999,
[2]张棕橙纠错编码原理和应用[M]北京:电子工业出版社,2003
[3]邓家先信息论与编码教学改革探讨[J]电气电子教学学报,2007,(2)111-14.
[4]邓立新,杨震信息技术融入“语音信号处理”课程的教学实践[J]电气电子教学学报,2005,(5):15-16,27
[5]赵生妹,朱艳,盛利,基于Dephi编程实现的“信息论与编码”动态演示教学[J]电气电子教学学报,2007,(5):85-87.(责任编辑:郝魁府)
摘要:“信息论与编码”课程是通信类专业本科开设的专业基础课之一。本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,结合信息专业特最。在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行实践。结果表明,教学改革增加了教学的趣味性,激发了学生学习这门课程的兴趣,取得了良好的效果。
关键词:信息论与编码;教学方法;教学改革
信息论是信息科学的主要理论基础之一,它是在长期通信工程实践和理论基础上发展起来的一种理论。它的主要目的是提高通信系统的可靠性、有效性和安全性,以便达到系统的最优化。编码理论与信息论紧密关联,它以信息论基本原理为理论依据,研究编码和译码的理论知识和实现方法。“信息论与编码”是为通信类专业本科学生开设的专业基础课,目的是使学生了解信息处理、存贮和传输所依赖的基本规律,及其在信息处理与通信中的具体应用。
一、信息论与编码教学
信息论课程中运用了大量的数学知识,覆盖了理工科学所学的大部分数学知识,包括:高等数学、线性代数、离散学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。同时由于“信息论与编码”课程存在大量的理论证明和推导,因此,对于学生空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力等方面要求较高,所以在授课过程中存在许多问题。
首先,该课程中的许多理论知识以及公式的证明过程用到了很多随机信号及概率统计方面的数学知识,这些知识对于水平参差不齐的本科生来是说,要想熟练掌握还存在一定的困难;其次,该课程内容较多、前后知识联系紧密,且比较抽象,如果前面的知识没有完全理解,后面的理论也就很难懂,很容易形成恶性循环现象。
正是因为存在这些问题,使得教学很难达到理想的效果。通过对教学的160名同学进行“信息论与编码”教学调查,调查结果表明:由于这门课的特点,使得一半以上的同学认为自己该课程学得不好,该课程的内容较难掌握。特别是,很多同学反映对于这门课程的教学内容能理解,但布置的作业不会做。因此,为了在授课过程中激发学生的学习兴趣和动力,充分调动学生学习的积极性和主动性,促进学生更好地掌握“信息论与编码”这门课程,本论文将从教学实际出发,从教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行论述。
二、教学方法方面
1.课前准备
(1)应该在专业课之前安排学生学习MATLAB编程语言,因为很多专业课的仿真和课程实验用MATLAB语言实现起来非常方便,因此如果学生在此之前就掌握了MATLAB編程语言,对于信息论与编码技术专业课的学习大有好处。
(2)授课教师在备课时,应广泛地从参考书或参考文献中获取授课素材,这样才能做到深入浅出。在证明定理或推导公式时,一定要把定理或公式所表达的物理含义和道理强调出来。至少强调两次,一次在证明前,另一次在证明完成后。在证明前说明的好处是让学生知道要进行证明或推导的意义何在,在证明完成后再次说明强调和加深印象。
(3)教学内容需与日新月异的新技术相结合,从而激发学生的学习热情。物理学与信息论交叉融合产生的新兴领域——量子信息论,其研究涉及物理、计算机、通信、数学等多个学科。以量子力学的基本原理为基础的量子信息论,为信息科学的发展提供新的原理和方法。量子信息有望在运算速度、信息安全、信道容量等方面突破传统信息系统的极限。而且,随着信息处理器件的物理尺度趋向纳为尺寸,量子效应将成为主导技术发 展的因素。当量子信息处理器件成为可能,量子信息论将不可避免地替代或部分替代现有的信息理论。因此,作为信息论的一个新型分支,在“信息论与编码”课堂教学中,需要将这些新概念、新技术加以单独介绍。
2.课件方面
将一些教学内容制作成具有动态演示效果的电子教案,去除以文本为主的呆板的教学方法,调节课堂气氛,便于学生课堂内容的掌握。特别是将信息论与编码在整个通信系统的作用动态演示出来。
3.授课方面
(1)在授课开始时让学生明确课程研究的主要内容及实质。
(2)避开繁琐的公式证明,从物理意义的角度出发,用具体实例来讲解基本理论。信息论中的主要内容一般都是看不见摸不着的,是比较抽象的,学生一般难以理解。因此我们可以淡化理论的推导过程,使理论结果可视化,概念直观化。为此,我们在教学过程中增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(3)理论教学与社会生活结合起来,由于本课程涉及数学知识较多,内容比较枯燥乏味,所以学生们往往表现的兴趣不大,积极性不高,由于信息论方法具有普遍的适用性,因此把授课内容和学生的日常生活紧密结合起来,从而提高学生学习的兴趣。
(4)启发式教学引导学生深入理解学习内容。课堂上恰当地提问是教学的重要手段,它不但能巩固知识,及时反馈教学信息,而且能激励学生积极参与到教学活动中来,启迪学生思维。在教学过程中,授课教师注意适时提出一些问题,可以引导学生理解得更深入、更全面。
(5)广泛联系。信息论课程的外延很广因此在授课时对本课程与其他专业课、通信原理相关联的内容进行特意地突出和强调,是非常有必要的。
(6)采用小组合作的方式进行学习。教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,在授课前,根据学生自己的要求划分学习小组,每组成员3至5人,创设出特定的情境,向学生提出要研究的领域,引导学生发现并提出需要探究的问题。
(7)发挥学生主体作用,让学生当一次老师,从而锻炼他们的研究能力。研究性教学强调学生的主体性地位,学生既是文化知识的被动接受者,也是知识的积极探索者,师生共同参与知识的研究和传播,使学生在自主学习、研究活动中逐步建立基于教师指导下的探索研究的学习模式,在适当的章节让学生变成老师,让学生上讲台,这样既让学生对所讲授的内容有深刻地理解,也锻炼了学生思维能力、口头表达能力和学生的组织能力,同时培养了学生驾驭课堂能力和尊师重教的良好习惯。
4.课后活动
培养提高学生的自学能力。信息学科是一个新兴的学科,而且是一个不断向前发展、不断深入的学科,所以学生要具备相当的自学能力,是非常重要的。培养学生的自学能力,不仅仅是局限于在校期间,更重要的是放眼未来,使学生毕后走上工作岗位具备不断获取新知识的能力。
5.实验教学
从学生的认知能力出发,结合信息专业特点,设计套适用的配套实验,把理论知识和学生实践之间那个脱了的节连接起来。实验采用MATLAB编程要达到以下三个目的:(1)将课堂讲授内容运用于实验,学以致用,帮助学生理解课程内容。(2)实验内容贴近学生生活实践,提高学生学习兴趣。(3)实验内容与学生专业挂钩,让学生明确“信息论与编码”课程在信息安全专业中的重要地位,提高学生学习的自觉性。
三、教学理念方面
教学中把握下面四個教学理念
1.强化学生学习动机、教会学生学习方法
动机发生的第一位因素是需要,因此,如果能够让学生清晰地了解到所学习的信息论的有关知识是今后走上工作岗位的需要,就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。信息论是通信的数学理论,它对通信的工程实践、科学研究有着广泛而深入的影响,在授课过程中,授课教师要有意识地从教学内容上强化这一点,这样不仅可以帮助学生理解信息论的三大基本--定理的强大生命力,还可以了解信息论在诸多领域中的重要作用和意义。
科学的发展日新月异,新技术层出不穷,教师不可能将所有的知识都在课堂上灌输给学生,所以教学的首要任务不是教给学生知识而是教给学生获取知识的能力,应突出对学习方法的指导,培养学生的自学能力。让学生根据题目自己选择参考书籍和查阅相关的文献资料,一方面可以培养学生分析和解决问题的能力,另一方面可以培养学生跟踪国际先进技术的现代意识。
2.加强学生创新能力
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力,学生的创新能力的培养已经受到了社会的广泛重视。在教学过程中,教师要鼓励学生大胆地去想像、去设计,使学生们认识到思维方式要活跃不要将其限制在别人的框框中。
3.加强学生编程能力
编程能力是当今大学毕业生特别是理工科大学毕业生必备素质之一。由于学生对编程普遍具有畏难情绪,因此在教学过程中选择了MATLAB语言作为这次课程设计的编程语言。MATLAB语言具有简洁的程序开发环境、丰富的工具箱、先进--的数据可视化功能、超强的数值运算功能以及良好的开放性和可展性,它已经成为高校理工科学生必须掌握的N基本技能。
4.建立新的教学质量观。
授课教师不能仅从学生掌握知识技能的程度和考分高低作为评判教学质量的标准,而应从是否激发了学生的求知欲望,是否培养了其学习能力和创新能力来衡量。
四、结论
本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,如何提高教学效果方面进行了探索与实践。对于本次“信息论与编码”课程的教学探索,五邑大学信息工程学院在通信专业2007级1、2班中进行了实践,收到了很好的效果,激发了学生的创造性和编程的兴趣,促进了学生对理论知识的理解并提高了他们学习理论知识的兴趣。通过这次改革的尝试,学生的表现情况比教师的预计要好得多,而且学生普遍感觉收获很大。这次“信息论与编码”课程的实验教学探索才刚刚开始,在今后的教学过程中还需要不断实践使它更加完善。
参考文献:
[1]吴伟陵,信息处理与编码[M]北京:人民邮电出版社,1999,
[2]张棕橙纠错编码原理和应用[M]北京:电子工业出版社,2003
[3]邓家先信息论与编码教学改革探讨[J]电气电子教学学报,2007,(2)111-14.
[4]邓立新,杨震信息技术融入“语音信号处理”课程的教学实践[J]电气电子教学学报,2005,(5):15-16,27
[5]赵生妹,朱艳,盛利,基于Dephi编程实现的“信息论与编码”动态演示教学[J]电气电子教学学报,2007,(5):85-87.(责任编辑:郝魁府)
关键词:信息论与编码;教学方法;教学改革
信息论是信息科学的主要理论基础之一,它是在长期通信工程实践和理论基础上发展起来的一种理论。它的主要目的是提高通信系统的可靠性、有效性和安全性,以便达到系统的最优化。编码理论与信息论紧密关联,它以信息论基本原理为理论依据,研究编码和译码的理论知识和实现方法。“信息论与编码”是为通信类专业本科学生开设的专业基础课,目的是使学生了解信息处理、存贮和传输所依赖的基本规律,及其在信息处理与通信中的具体应用。
一、信息论与编码教学
信息论课程中运用了大量的数学知识,覆盖了理工科学所学的大部分数学知识,包括:高等数学、线性代数、离散学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。同时由于“信息论与编码”课程存在大量的理论证明和推导,因此,对于学生空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力等方面要求较高,所以在授课过程中存在许多问题。
首先,该课程中的许多理论知识以及公式的证明过程用到了很多随机信号及概率统计方面的数学知识,这些知识对于水平参差不齐的本科生来是说,要想熟练掌握还存在一定的困难;其次,該课程内容较多、前后知识联系紧密,且比较抽象,如果前面的知识没有完全理解,后面的理论也就很难懂,很容易形成恶性循环现象。
正是因为存在这些问题,使得教学很难达到理想的效果。通过对教学的160名同学进行“信息论与编码”教学调查,调查结果表明:由于这门课的特点,使得一半以上的同学认为自己该课程学得不好,该课程的内容较难掌握。特别是,很多同学反映对于这门课程的教学内容能理解,但布置的作业不会做。因此,为了在授课过程中激发学生的学习兴趣和动力,充分调动学生学习的积极性和主动性,促进学生更好地掌握“信息论与编码”这门课程,本论文将从教学实际出发,从教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行论述。
二、教学方法方面
1.课前准备
(1)应该在专业课之前安排学生学习MATLAB编程语言,因为很多专业课的仿真和课程实验用MATLAB语言实现起来非常方便,因此如果学生在此之前就掌握了MATLAB编程语言,对于信息论与编码技术专业课的学习大有好处。
(2)授课教师在备课时,应广泛地从参考书或参考文献中获取授课素材,这样才能做到深入浅出。在证明定理或推导公式时,一定要把定理或公式所表达的物理含义和道理强调出来。至少强调两次,一次在证明前,另一次在证明完成后。在证明前说明的好处是让学生知道要进行证明或推导的意义何在,在证明完成后再次说明强调和加深印象。
(3)教学内容需与日新月异的新技术相结合,从而激发学生的学习热情。物理学与信息论交叉融合产生的新兴领域——量子信息论,其研究涉及物理、计算机、通信、数学等多个学科。以量子力学的基本原理为基础的量子信息论,为信息科学的发展提供新的原理和方法。量子信息有望在运算速度、信息安全、信道容量等方面突破传统信息系统的极限。而且,随着信息处理器件的物理尺度趋向纳为尺寸,量子效应将成为主导技术发展的因素。当量子信息处理器件成为可能,量子信息论将不可避免地替代或部分替代现有的信息理论。因此,作为信息论的一个新型分支,在“信息论与编码”课堂教学中,需要将这些新概念、新技术加以单独介绍。
2.课件方面
将一些教学内容制作成具有动态演示效果的电子教案,去除以文本为主的呆板的教学方法,调节课堂气氛,便于学生课堂内容的掌握。特别是将信息论与编码在整个通信系统的作用动态演示出来。
3.授课方面
(1)在授课开始时让学生明确课程研究的主要内容及实质。
(2)避开繁琐的公式证明,从物理意义的角度出发,用具体实例来讲解基本理论。信息论中的主要内容一般都是看不见摸不着的,是比较抽象的,学生一般难以理解。因此我们可以淡化理论的推导过程,使理论结果可视化,概念直观化。为此,我们在教学过程中增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(3)理论教学与社会生活结合起来,由于本课程涉及数学知识较多,内容比较枯燥乏味,所以学生们往往表现的兴趣不大,积极性不高,由于信息论方法具有普遍的适用性,因此把授课内容和学生的日常生活紧密结合起来,从而提高学生学习的兴趣。
(4)启发式教学引导学生深入理解学习内容。课堂上恰当地提问是教学的重要手段,它不但能巩固知识,及时反馈教学信息,而且能激励学生积极参与到教学活动中来,启迪学生思维。在教学过程中,授课教师注意适时提出一些问题,可以引导学生理解得更深入、更全面。
(5)广泛联系。信息论课程的外延很广因此在授课时对本课程与其他专业课、通信原理相关联的内容进行特意地突出和强调,是非常有必要的。
(6)采用小组合作的方式进行学习。教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,在授课前,根据学生自己的要求划分学习小组,每组成员3至5人,创设出特定的情境,向学生提出要研究的领域,引导学生发现并提出需要探究的问题。
(7)发挥学生主体作用,让学生当一次老师,从而锻炼他们的研究能力。研究性教学强调学生的主体性地位,学生既是文化知识的被动接受者,也是知识的积极探索者,师生共同参与知识的研究和传播,使学生在自主学习、研究活动中逐步建立基于教师指导下的探索研究的学习模式,在适当的章节让学生变成老师,让学生上讲台,这样既让学生对所讲授的内容有深刻地理解,也锻炼了学生思维能力、口头表达能力和学生的组织能力,同时培养了学生驾驭课堂能力和尊师重教的良好习惯。
4.课后活动
培养提高学生的自学能力。信息学科是一个新兴的学科,而且是一个不断向前发展、不断深入的学科,所以学生要具备相当的自学能力,是非常重要的。培养学生的自学能力,不仅仅是局限于在校期间,更重要的是放眼未来,使学生毕后走上工作岗位具备不断获取新知识的能力。
5.实验教学
从学生的认知能力出发,结合信息专业特点,设计套适用的配套实验,把理论知识和学生实践之间那个脱了的节连接起来。实验采用MATLAB编程要达到以下三个目的:(1)将课堂讲授内容运用于实验,学以致用,帮助学生理解课程内容。(2)实验内容贴近学生生活实践,提高学生学习兴趣。(3)实验内容与学生专业挂钩,让学生明确“信息论与编码”课程在信息安全专业中的重要地位,提高学生学习的自觉性。
三、教学理念方面
教学中把握下面四个教学理念
1.强化学生学习动机、教会学生学习方法
动机发生的第一位因素是需要,因此,如果能够让学生清晰地了解到所学习的信息论的有关知识是今后走上工作岗位的需要,就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。信息论是通信的数学理论,它对通信的工程实践、科学研究有着广泛而深入的影响,在授课过程中,授课教师要有意识地从教学内容上强化这一点,这样不仅可以帮助学生理解信息论的三大基本--定理的强大生命力,还可以了解信息论在诸多领域中的重要作用和意义。
科学的发展日新月异,新技术层出不穷,教师不可能将所有的知识都在课堂上灌输给学生,所以教学的首要任务不是教给学生知识而是教给学生获取知识的能力,应突出对学习方法的指导,培养学生的自学能力。让学生根据题目自己选择参考书籍和查阅相关的文献资料,一方面可以培养学生分析和解决问题的能力,另一方面可以培养学生跟踪国际先进技术的现代意识。
2.加强学生创新能力
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力,学生的创新能力的培养已经受到了社会的广泛重视。在教学过程中,教师要鼓励学生大胆地去想像、去设计,使学生们认识到思维方式要活跃不要将其限制在别人的框框中。
3.加强学生编程能力
编程能力是当今大学毕业生特别是理工科大学毕业生必备素质之一。由于学生对编程普遍具有畏难情绪,因此在教学过程中选择了MATLAB语言作为这次课程设计的编程语言。MATLAB语言具有简洁的程序开发环境、丰富的工具箱、先进--的数据可视化功能、超强的数值运算功能以及良好的开放性和可展性,它已经成为高校理工科学生必须掌握的N基本技能。
4.建立新的教学质量观。
授课教师不能仅从学生掌握知识技能的程度和考分高低作为评判教学质量的标准,而应从是否激发了学生的求知欲望,是否培养了其学习能力和创新能力来衡量。
四、结论
本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,如何提高教学效果方面进行了探索与实践。对于本次“信息论与编码”课程的教学探索,五邑大学信息工程学院在通信专业2007级1、2班中进行了实践,收到了很好的效果,激发了学生的创造性和编程的兴趣,促进了学生对理论知识的理解并提高了他们学习理论知识的兴趣。通过这次改革的尝试,学生的表现情况比教师的预计要好得多,而且学生普遍感觉收获很大。这次“信息论与编码”课程的实验教学探索才刚刚开始,在今后的教学过程中还需要不断实践使它更加完善。
参考文献:
[1]吴伟陵,信息处理与编码[M]北京:人民邮电出版社,1999,
[2]张棕橙纠错编码原理和应用[M]北京:电子工业出版社,2003
[3]邓家先信息论与编码教学改革探讨[J]电气电子教学学报,2007,(2)111-14.
[4]邓立新,杨震信息技术融入“语音信号处理”课程的教学实践[J]电气电子教学学报,2005,(5):15-16,27
[5]赵生妹,朱艳,盛利,基于Dephi编程实现的“信息论与编码”动态演示教学[J]电气电子教学学报,2007,(5):85-87.(责任编辑:郝魁府)
摘要:“信息论与编码”课程是通信类专业本科开设的专业基础课之一。本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,结合信息专业特最。在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行实践。结果表明,教学改革增加了教学的趣味性,激发了学生学习这门课程的兴趣,取得了良好的效果。
关键词:信息论与编码;教学方法;教学改革
信息论是信息科学的主要理论基础之一,它是在长期通信工程实践和理论基础上发展起来的一种理论。它的主要目的是提高通信系统的可靠性、有效性和安全性,以便达到系统的最优化。编码理论与信息论紧密关联,它以信息论基本原理为理论依据,研究编码和译码的理论知识和实现方法。“信息论与编码”是为通信类专业本科学生开设的专业基础课,目的是使学生了解信息处理、存贮和传输所依赖的基本规律,及其在信息处理与通信中的具体应用。
一、信息论与编码教学
信息论课程中运用了大量的数学知识,覆盖了理工科学所学的大部分数学知识,包括:高等数学、线性代数、离散学、概率论与数理统计、随机过程以及数值分析。同时由于“信息论与编码”课程存在大量的理论证明和推导,因此,对于学生空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力等方面要求较高,所以在授课过程中存在许多问题。
首先,该课程中的许多理论知识以及公式的证明过程用到了很多随机信号及概率统计方面的数学知识,这些知识对于水平参差不齐的本科生来是说,要想熟练掌握还存在一定的困难;其次,该课程内容较多、前后知识联系紧密,且比较抽象,如果前面的知识没有完全理解,后面的理论也就很难懂,很容易形成恶性循环现象。
正是因为存在这些问题,使得教学很难达到理想的效果。通过对教学的160名同学进行“信息论与编码”教学调查,调查结果表明:由于这门课的特点,使得一半以上的同学认为自己该课程学得不好,该课程的内容较难掌握。特别是,很多同学反映对于这门课程的教学内容能理解,但布置的作业不会做。因此,为了在授课过程中激发学生的学习兴趣和动力,充分调动学生学习的积极性和主动性,促进学生更好地掌握“信息论与编码”这门课程,本论文将从教学实际出发,从教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,提高教学效果方面进行论述。
二、教学方法方面
1.课前准备
(1)应该在专业课之前安排学生学习MATLAB编程语言,因为很多专业课的仿真和课程实验用MATLAB语言实现起来非常方便,因此如果学生在此之前就掌握了MATLAB編程语言,对于信息论与编码技术专业课的学习大有好处。
(2)授课教师在备课时,应广泛地从参考书或参考文献中获取授课素材,这样才能做到深入浅出。在证明定理或推导公式时,一定要把定理或公式所表达的物理含义和道理强调出来。至少强调两次,一次在证明前,另一次在证明完成后。在证明前说明的好处是让学生知道要进行证明或推导的意义何在,在证明完成后再次说明强调和加深印象。
(3)教学内容需与日新月异的新技术相结合,从而激发学生的学习热情。物理学与信息论交叉融合产生的新兴领域——量子信息论,其研究涉及物理、计算机、通信、数学等多个学科。以量子力学的基本原理为基础的量子信息论,为信息科学的发展提供新的原理和方法。量子信息有望在运算速度、信息安全、信道容量等方面突破传统信息系统的极限。而且,随着信息处理器件的物理尺度趋向纳为尺寸,量子效应将成为主导技术发 展的因素。当量子信息处理器件成为可能,量子信息论将不可避免地替代或部分替代现有的信息理论。因此,作为信息论的一个新型分支,在“信息论与编码”课堂教学中,需要将这些新概念、新技术加以单独介绍。
2.课件方面
将一些教学内容制作成具有动态演示效果的电子教案,去除以文本为主的呆板的教学方法,调节课堂气氛,便于学生课堂内容的掌握。特别是将信息论与编码在整个通信系统的作用动态演示出来。
3.授课方面
(1)在授课开始时让学生明确课程研究的主要内容及实质。
(2)避开繁琐的公式证明,从物理意义的角度出发,用具体实例来讲解基本理论。信息论中的主要内容一般都是看不见摸不着的,是比较抽象的,学生一般难以理解。因此我们可以淡化理论的推导过程,使理论结果可视化,概念直观化。为此,我们在教学过程中增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(3)理论教学与社会生活结合起来,由于本课程涉及数学知识较多,内容比较枯燥乏味,所以学生们往往表现的兴趣不大,积极性不高,由于信息论方法具有普遍的适用性,因此把授课内容和学生的日常生活紧密结合起来,从而提高学生学习的兴趣。
(4)启发式教学引导学生深入理解学习内容。课堂上恰当地提问是教学的重要手段,它不但能巩固知识,及时反馈教学信息,而且能激励学生积极参与到教学活动中来,启迪学生思维。在教学过程中,授课教师注意适时提出一些问题,可以引导学生理解得更深入、更全面。
(5)广泛联系。信息论课程的外延很广因此在授课时对本课程与其他专业课、通信原理相关联的内容进行特意地突出和强调,是非常有必要的。
(6)采用小组合作的方式进行学习。教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,在授课前,根据学生自己的要求划分学习小组,每组成员3至5人,创设出特定的情境,向学生提出要研究的领域,引导学生发现并提出需要探究的问题。
(7)发挥学生主体作用,让学生当一次老师,从而锻炼他们的研究能力。研究性教学强调学生的主体性地位,学生既是文化知识的被动接受者,也是知识的积极探索者,师生共同参与知识的研究和传播,使学生在自主学习、研究活动中逐步建立基于教师指导下的探索研究的学习模式,在适当的章节让学生变成老师,让学生上讲台,这样既让学生对所讲授的内容有深刻地理解,也锻炼了学生思维能力、口头表达能力和学生的组织能力,同时培养了学生驾驭课堂能力和尊师重教的良好习惯。
4.课后活动
培养提高学生的自学能力。信息学科是一个新兴的学科,而且是一个不断向前发展、不断深入的学科,所以学生要具备相当的自学能力,是非常重要的。培养学生的自学能力,不仅仅是局限于在校期间,更重要的是放眼未来,使学生毕后走上工作岗位具备不断获取新知识的能力。
5.实验教学
从学生的认知能力出发,结合信息专业特点,设计套适用的配套实验,把理论知识和学生实践之间那个脱了的节连接起来。实验采用MATLAB编程要达到以下三个目的:(1)将课堂讲授内容运用于实验,学以致用,帮助学生理解课程内容。(2)实验内容贴近学生生活实践,提高学生学习兴趣。(3)实验内容与学生专业挂钩,让学生明确“信息论与编码”课程在信息安全专业中的重要地位,提高学生学习的自觉性。
三、教学理念方面
教学中把握下面四個教学理念
1.强化学生学习动机、教会学生学习方法
动机发生的第一位因素是需要,因此,如果能够让学生清晰地了解到所学习的信息论的有关知识是今后走上工作岗位的需要,就会激发起学生学习这门课程的兴趣和动力。信息论是通信的数学理论,它对通信的工程实践、科学研究有着广泛而深入的影响,在授课过程中,授课教师要有意识地从教学内容上强化这一点,这样不仅可以帮助学生理解信息论的三大基本--定理的强大生命力,还可以了解信息论在诸多领域中的重要作用和意义。
科学的发展日新月异,新技术层出不穷,教师不可能将所有的知识都在课堂上灌输给学生,所以教学的首要任务不是教给学生知识而是教给学生获取知识的能力,应突出对学习方法的指导,培养学生的自学能力。让学生根据题目自己选择参考书籍和查阅相关的文献资料,一方面可以培养学生分析和解决问题的能力,另一方面可以培养学生跟踪国际先进技术的现代意识。
2.加强学生创新能力
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力,学生的创新能力的培养已经受到了社会的广泛重视。在教学过程中,教师要鼓励学生大胆地去想像、去设计,使学生们认识到思维方式要活跃不要将其限制在别人的框框中。
3.加强学生编程能力
编程能力是当今大学毕业生特别是理工科大学毕业生必备素质之一。由于学生对编程普遍具有畏难情绪,因此在教学过程中选择了MATLAB语言作为这次课程设计的编程语言。MATLAB语言具有简洁的程序开发环境、丰富的工具箱、先进--的数据可视化功能、超强的数值运算功能以及良好的开放性和可展性,它已经成为高校理工科学生必须掌握的N基本技能。
4.建立新的教学质量观。
授课教师不能仅从学生掌握知识技能的程度和考分高低作为评判教学质量的标准,而应从是否激发了学生的求知欲望,是否培养了其学习能力和创新能力来衡量。
四、结论
本文针对“信息论与编码”教学内容的特点,在教学理念和教学方法两方面,对如何改革“信息论与编码”课程教学,如何提高教学效果方面进行了探索与实践。对于本次“信息论与编码”课程的教学探索,五邑大学信息工程学院在通信专业2007级1、2班中进行了实践,收到了很好的效果,激发了学生的创造性和编程的兴趣,促进了学生对理论知识的理解并提高了他们学习理论知识的兴趣。通过这次改革的尝试,学生的表现情况比教师的预计要好得多,而且学生普遍感觉收获很大。这次“信息论与编码”课程的实验教学探索才刚刚开始,在今后的教学过程中还需要不断实践使它更加完善。
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