《信息论》课程的教学改革探索与实践

徐政五，甘 露，张华国，李万春

(电子科技大学 电子工程学院，成都 611731)

随着现代信息技术水平的快速发展和提高，信息的重要性越来越受到人们的重视。信息论课程中的基本理论，如无失真和限失真信源编码即数据压缩原理、信道编码理论等，在通信、计算机通信、数字影像等工程实践中都得到广泛的应用。如今，信息理论的发展也是高新技术发展必不可少的理论源泉;对于社会发展的影响，信息科学技术具有不同于其他学科的重要特点［1－4］。

信息论是一门应用概率论、随机过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输和处理中一般规律的学科。通过近年来对本课程的评估，发现学生在学习过程中普遍存在着理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足、生搬硬套多而创新意识弱等现象。在这其中反映出传统的电子信息类专业教学内容存在重理论、轻实践，重分析、轻综合，重个体、轻协作的缺点，说明了现有的教学内容急需改革。因此，我们需要通过对《信息论》课程的改革，培养出理论基础扎实和具有实践能力的创新人才，以适应现代社会的需求［5－6］。

1 《信息论》课程改革内容

对《信息论》基础课程改革可设计为:以课堂教学为载体改变教学内容来激发学生的学习热情;改革教学方法，建立研讨式的教学模式，积极引导学生进行创新思维;变革教学形式，在课堂内外师生和生生互动，与学生展开交流讨论，进一步提高培养质量。总的来说，可以分为四个方面的内容。

1)改革教学内容，体现电子类院校特点

通过构建创新型的教学内容体系，结合信息检测与处理技术的发展，将最新的科学研究成果和科学概念及时地融入到教学内容中去，课程教学内容要体现本学科发展的时代性、开放性、多元性与全面性。淘汰过时的内容、方法和手段，同时增加大量信息新技术的内容。在课堂教学过程中，除了采用传统的教学手段和多媒体演示之外，还可以动员学生充分利用网络资源搜索查询相关的资料，了解信息新技术发展的最新动态。所选内容结合工农业生产实践、内容新颖、方法多样、具有很大实用价值和现代气息、因而更能激发学生学习兴趣，从而使学生能全身心投入课程学习，具有较好的效果［7］。

2)重视课程实践，培养学生动手实践能力

在教学方法改革方面，探索“从问题引出概念，由概念得到方法，用方法实现电路”这种启发探究式的授课方法，变原理的讲解为“提出/发现问题→分析原因→制定措施→实现电路”的研讨过程，从方式方法上诱发并激励创新意识。建立专业的课程实验室，结合基础研究课题和部分最新研究项目，完成一些课程实验，如信道实验、编码实验等［8］。

3)紧密围绕学科，注重教与研的结合

《信息论》基础课程内容范围广，这就要求教师要有宽的知识面和丰富的实践经验。为了发挥特长，要求教师必须具有一定的科学研究水平和良好的专业素养，教学中根据实际情况结合学科的发展进行拓展性教学。并且教师在教授学生的过程中相互学习，共同提高，知识和经验的相互渗透和补充使得学生甚至于授课教师的业务素质也能得到提高。

4)建立网络资源，扩展学生学习的通道

先进的现代教育技术手段、丰富的网络资源，可以提升课程的品质和内涵，在校园网上提供丰富的网络资源，打造信息类网络平台，包括科技制作资料、科技制作技巧、知识问答等。这样，不仅可以满足学生自主学习和上网学习的需要，也为加强学生的应用能力、实践能力和创新能力提供帮助和指导。

2 《信息论》课程改革实践的方法

为了实现前述的改革内容，通过这几年来的教学探索和经验的总结，我们在教学过程中从以下四个方面进行了具体的实施。

1)《信息论》基础教学的分类目前，对信息论的研究内容一般有三种理解:(1)经典信息论，又称香农信息论。主要以定理的形式证明信息传输和处理的理论极限。

(2)一般信息论，也称工程信息论。除香农信息论的内容外，还包括噪声理论、信号滤波和预测、统计监测和孤寂、调制理论、信息处理理论以及保密理论等。

(3)广义信息论。不仅包括上述两方面内容，而且包括所有与信息论有关的自然和社会科学领域中有关信息的问题。信息论理论体系中很多定理都伴随复杂的数学证明，很多概念也很抽象，这在教与学上都有相当的难度。

因此，加强学生对这些基础理论的理解十分必要。在这部分课程内容中，需要不厌其烦地反复讲授，结合科学研究中遇到的实际问题进行分析理解。

2)针对不同专业学生，课程结构分类明朗清晰

针对不同专业的学生，根据教材在课程讲授时的侧重点也不尽相同。

对于通信专业和信息专业的学生，主要讲授教材中经典信息论和一般信息论的研究内容，但为了避免内容上不必要的重复甚至由此引起学生的概念混乱，把连续信源和离散信源放在一起，连续信道和离散信道放在一起，他们在概念上是相通的，这样符合最近发展的理论，有利于学生的学习迁移。在介绍信源及信源熵、信道及信道容量之前，引入关于信息度量的几个重要概念:自信息量、互信息量、信源熵即平均互信息量。通过实际生活中的生活许多离散信源和信道的例子来引入这几个比较抽象的概念，这样使学生比较容易接受。而且根据信源和信道的分类特点来介绍计算信源熵(熵率)和信道容量的方法，这样可使学生对于信源和信道的相关概念有一个清晰而明确的理解。

而对于学校其他专业的学生主要讲授教材中广义信息论的研究内容。把信息论的一些基本内容，基本原理，适用方向以及在自然和社会科学领域中的应用作为讲授重点。

3)精选习题，帮助学生巩固课程知识

习题是学生深入理解和消化基本理论，锻炼独立解决问题能力的重要环节。在先期的教材中积累了一部分习题，但还仍需从国内外大量优秀习题中再精选一部分习题，使其具有一定的代表性，与日常生活密切相关，突出新颖，具有一定的趣味性。

大部分习题解答需要综合运用所学知识，通过这样的习题能有效地帮助学生巩固、加深对授课内容的理解。另外还可以结合自身科学研究的课题中实际情况，精编部分新的习题，做到习题的不断创新。

4)采用多样化的多媒体课件，改变抽象、枯燥的教学方式

以现有多媒体教学课件为基础，针对教学内容进行整体设计和优化，突出重点和难点，突出反映板书不易描述的内容，多媒体教学课件的文字、图表、色彩、动画应用适当，使信息论原本显得非常抽象、枯燥的概率论与随机过程的知识更容易让学生接受。

对于习题和课件，我们充分利用网络资源，让学生能够提前进行学习和问题的思考，便于在正式的授课中能够有的放矢，同时也通过网络平台跟授课教授进行实时沟通，提高了授课质量和效率。

3 结束语

本文在《信息论》课程的教学内容，教学形式和实践环节上进行的优化，通过近年来在课程教学中的实践，取得了比较好的效果，提高了学生对这门课程的学习兴趣，结合《信息论》课程实践和结合其他课程学习后，普遍认识到学习这门课程的必要性。对于《信息论》课程教学中发现的一些问题，我们将在今后的教学工作中对《信息论》课程的教材作进一步的修订和调整，改进教学方法，提高教学质量，以适应高等教育教学的需要。

［1］沈希忠.信息论与编码教学改革［J］.中国科教创新导刊，2012(11):186－187.

［2］郎东革，包妍.信息论与编码教学改革的探讨［J］.中国电力教育，2010(34):72－73.

［3］岳岫峪，张振荣，覃团发.信息论基础课程教学方法的改革与实践［J］.广西大学学报，2007，32(z1):226－228.

［4］刘莺，胡剑炜.信息论基础课程教学优化改革的探讨［J］.科技信息，2011(35):112.

［5］Ii Mingwu.Discussion on the objective of personnel training of Independent Colleges and the" Double Type"Teaching Staff［J］.Economic and Social Development，2006(14):162－164.

［6］Zhou Xian，Wu Qilin.Discussion on training model innovation for Independent college［J］.Continuing Education，2007(1):165－167.

［7］Thomas M C ，Joy A T.Elements of information theory［M］.北京:清华大学出版社，2003.

［8］Richard B W.Applied coding and information theory for engineers［M］.北京:机械工业出版社，2003.