孔令军 欧阳键 赵生妹

【摘 要】信息理论（IT）是一门对数据进行操作的学科，如压缩，存储和通信，并以克劳德·香农出版题为“数学通信理论” 论文的时间--1948年作为该学科的创立时间。通过信息理论基础知识的学习，获得对信息和不确定性测量等知识，例如互信息，熵和相对熵，对于从神经科学到机器学习等各领域的学生，研究人员和从业者来说都将是无价的。《信息论》课程数学公式较多，内容较抽象、难吸收。与国内本科生相比，海外留学生来自多个国家，普遍数学基础薄弱，学生之间基础参差不齐。加之文化不同，学习习惯和方法也和中国的学生不同。针对上述问题，构建教学做主导式的教学模式和多元化的教学方法，改变课程原有的传统教学理念和教学组织形式，激发留学生的学习兴趣，形成新的、与实际接轨的教学方法。

【关键词】信息论；多元化教学；翻转课堂

中图分类号： H319 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）13-0116-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.053

【Abstract】Information theory （IT） is the science of operations on data such as compression， storage， and communication. It is among the few disciplines fortunate to have a precise date of birth： 1948， with the publication of Claude E. Shannon's paper entitled A Mathematical Theory of Communication. Learning through the information theory fundamentals， the intimate acquaintance that we will gain with measures of information and uncertainty - such as mutual information， entropy， and relative entropy-would be invaluable also for students， researchers， and practitioners in fields ranging from neuroscience to machine learning. There are many mathematical formulas in the "Information Theory" curriculum， and the content is more abstract and difficult to absorb. Compared with domestic undergraduates， overseas students come from many countries， and the general mathematics foundation is weak， and the students' basics are uneven. In addition to different cultures， learning habits and methods are different from those of Chinese students. To solve the above problems， we construct teaching-oriented teaching models and diversified teaching methods， change the original traditional teaching concepts and teaching organization forms of the courses， stimulate foreign students' interest in learning， and form new and practical teaching methods.

【Key words】Information theory；Diversified teaching；Flipped Class

0 引言

國际留学生的培养对于推动本科院校的国际化进程具有重要的意义。《信息论》是进行通信研究的各个专业的重要专业基础课程之一，需要认真地研究和细心地学习，也需要我们在教学实践中不断创新和改革[1-3]。《信息论》由于自身理论较强，数学基础较深和广，而且其本身还在处于不断的发展中，因此《信息论》的教学改革在内容上要突出重点，同时兼顾与实际通信相关的新技术，扩大学生的知识面，使学生感到这门课既重要又实用[2]；在教学方法中要克服单一、呆板的形式，结合最新的多媒体演示技术，让较为理论和枯燥的内容生动化，易接收化。

互联网+驱动下《信息论》的多元化教学模式的探索与研究，试图打破传统学科性课程的先理论后实训的二元教学模式，解决来自实际课题中的载体设计，同时，对教学内容选取和知识序列进行重构，争取更好地整合理论知识和实践知识，使得信息论课程的学习不再枯燥乏味，让学生有效的掌握通信的专业知识及相关实战技术技能，变老师“要你学”为学生“我要学”，真正做到“工学结合”和“教学做一体化”。希望通过通信领域中整套项目的训练，可以逐步培养和发展学生的职业能力，让前期的学习与最终的工作实现有效的对接。

1 留学生课程现状分析

1）留学生来源多源化，基础不一致，数学普遍较弱

与国内本科生相比，海外留学生来自多个国家，学生之间基础参差不齐。《信息论》对数学基础要求较高，而留学生普遍数学基础薄弱。加之文化不同，学习习惯和方法也和中国的学生不同。

2）课程数学理论要求较高，本科生学习存在困难

《信息论》是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科，它以数学的基本方法（如数理统计、近世代数）为基础，分析和研究信息从信源到信宿传输过程中的有效性、可靠性和安全性问题；编码理论则首先需要给出三大编码定理的证明，涉及了切比雪夫序列不等式、随机编码等新概念，这一切对数学理论都要求较高，因而留学生在《信息论》课程的学习中存在一定困难，内容较抽象、难吸收，即使课后花大量时间消化，也不一定能很好理解教学内容。

3）教学课时有限，实用性内容无法讲授

留学生《信息论》的本科教学为 48课时。无论哪一种教学计划，由于课时有限，都不能将教材的内容讲授完全，而仅能涉及一些最基本的概念和方法，而在实际通信中通常使用的一些方法在教学过程中由于时间限制，都被省略掉，这更加让学生觉得《信息论》理论性很强，实用性较差。同时，由于本科学生接触实际的经验较少，对于《信息论》中描述的具体应用没有直观的感受，这也将给本课程的教学带来困难。使得学生尽管知道这是一门重要的专业基础课，但学习积极性提不上去，甚至花了时间，但效果也不太理想。

4）教学内容进一步加强，教学方法进一步提高

为了增加学生学习这门课程的兴趣，提高本课程的教学质量，我们有必要对教学方法进行改革。将信息论课程分成若干个重要的模块，每个模块包括若干个工作任务，以工作过程为导向，将理论知识与实践操作有机的结合起来，将工作过程引入教学过程中来，让学生清楚的知道通信专业工作的要求与实际操作所需的专业技术知识，使学生系统地学习信息论的理论知识，训练学生基本的实验能力，强化对理论性知识的理解与应用，训练学生的科学研究与工程素养。同时，我们可以将一些教学内容制作成具有动态演示效果，以多媒体的形式进行表达，调节课堂气氛。

2 教学方法研究与探讨

为提高《信息论》课程的教学质量，本课题重点从课堂教学内容重新进行开发和设计研究，构建教学做主导式的教学模式和多元化的教学方法，以改变课程原有的传统教学理念和教学组织形式，形成新的、与实际接轨的教学方法。

1）课堂教学内容研究

本课题充分考虑目前社会对网络信息安全人才实际的要求，以“大力推行工学结合、实践能力培养、改革人才培养模式”的精神为指导，以市场对信息安全人才要求为导向，以培养能够从事计算机、通信、电子商务、电子政务、金融等领域的信息安全高级专门人才为目标，以理论够用、注重实际能力素质的培养和锻炼为原则，打破原有的理论性教学内容的編排模式，根据信息安全产业实践能力的需要和知识本身要求开发设计模块，每个模块项目中设有具体任务，通过任务引导—学习相关知识—培养技术技能素质—完成工作任务—实现教学目标的流程，实现知识目标抓重要、关键的知识点，技术技能目标紧扣实际工作中的关键步骤和重要环节，使教学过程更加具体、清晰、导向明确，实践教学做一体化的教学理念。

2）教学做主导式教学模式

通过做中学、做中指导，形成教学做一体化的课堂主导式教学模式，具体包括：工作知识储备、职业能力分析、工作过程指导、典型任务导向、实验反馈修正等六个方面。改善传统的教师唱主角、学生被动灌输知识的局面，让学生做课堂的主人，教师起到引导、纠错、指导的作用，活跃课堂，提高学生的兴趣和积极性，主动的学习知识和技术技能。

3）多元化的教学方法研究

教学方法力求多元化，形成组合式的教学方法，发挥出每种教学方法的单项优势和组合优势。可采取如下教学方法：

a）微课教学法：在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节事先录好视频，在课堂上播放，并将其放在网站上供学生随时点播学习，通过反馈不断改进。

b）翻转课堂教学法：针对相关知识，教师事先让学生自学，然后到课堂上讨论，老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识解决问题。

c）实例分析教学法：把信息安全相关案例搬进课堂的同时，结合课程教学的理论知识进行教学分析和比较，使实例分析法生动、形象、与时俱进，充分利用现有的资源达到课堂教学与实践的结合，使学生从中得到深刻的体会和领悟。

d）教科研结合法：让学生参与教师申报的相关教研、科研课题，了解学生的想法和理念，并把课题的研究成果应用到课堂教学中来，边实践边反馈。

3 结论

教学内容的深浅和教学方法的选用应取决于教育对象和层次的差别，本本针对海外留学生自身特点，结合《信息论》课程提出多元化教学方法，如微课、翻转课堂教学法等先进教学方法，为理论教学和实践教学的完善提供新思路。课程的设计和发开力求激发留学生对信息领域新技术的学习和研究热情，可为相关院校海外留学生的教学改革提供经验。

【参考文献】

[1]赵生妹，盛利，曹东，朱艳.《信息论与编码》课程教学改革探讨[J].江苏广播电视大学学报，2008（03）：80-83.

[2]牛芳琳，褚丽莉，于玲，王琼.信息论、数学与通信技术交叉学科互相促进发展讨论[J].教育教学论坛，2018（08）：186-187.

[3]赵晨.信息论与编码课程教学中的新内容与新方法[J].电子技术，2016，45（06）：35-37.