| 标题 | 基于CDIO理念的《信息论基础》课程教学改革探究 |
| 范文 | 李真真 中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-15-410 1.引言 作为国际化高等工程教育新模式的CDIO教育教学理念，它是由麻省理工学院等四所大学合作开发的一整套工程教育理念和实施体系。这种教学理念，是属于一种现代工程教学理念，其中C为Conceive，意为构思;D为Design，意为设计;I为Implement，意为实施;O为Operate，意为运行。在这里，CDIO还有着更深层次的意思，分别表示教育和实践训练的构思、设计、实现、运作这四个环节[1]。CDIO这种教育教学模式不只是注重学生专业知识的培养，更注重的是团队协作精神和创新能力的培养。 《信息论基础》是电子信息类学科的核心基础课程，同时它还具有很强实践性的课程。当今时代，计算机技术、网络安全技术、信息技术、图像处理技术、人工智能、云计算等新技术的发展，将人类社会推向了高度的信息化，人类的发展和社会的发展无时无刻都离不开信息的接受、存储、传输、处理和应用，信息的重要性也变得不言而喻，作为这些技术核心基础课程的《信息论基础》显得尤为重要。 2.《信息论基础》教学中存在的问题 《信息论基础》是通过应用概率论数理统计、随机过程、线性代数和抽象代数来研究信息传输、处理和应用的学科，在教学过程中要求学生具备良好的空间想象力和逻辑思维推理能力，学生通过学习本课程掌握信息科学的基本知识、基本理论和基本方法，具备在信息科学领域从事科学研究、解决实际工程问题的能力。在教学过程中发现该课程问题主要有： （1）教学内容方面。《信息论基础》课程覆盖的知识点多、概念抽象，公式繁多，数学推导复杂，综合性强等特点，这些特点直接决定了教与学的难度，教学水平和教学效果又直接影响后续内容的学习和计算设计实践能力的提升，特别是在关于信息熵的物理意义及香农公式推导过程中，发现学生掌握程度普遍不理想，作为香农公式和编码定理基础的信息熵都没掌握好，那后续教学效果则更不理想。 （2）前导课程方面。《高等数学》和《概率论及数理统计》是重要的信息论编码前导语言课程，学生对概率论的掌握程度直接关系到《信息论基础》课程的教学效果。《概率论及数理统计》中条件概率、联合概率等知识点是教学难点，由于教学学时限制，往往没有分配充分的学时，对这些知识点没有深入、重点讲解，使得学生普遍理解不深，不能熟悉掌握这方面的内容，所以在信息熵、条件熵、联合熵和平均互信息量之间的相互换算过程中，难以去推导他们之间的关系。 （3）教学方法。在实际的课堂教学中，传统的以教师的理论讲解为中心，占用大量的课堂时间进行“满堂灌“，而学生则以听为主，并没有发挥学生的主观能动性。另外，教学过程中理论联系实际比较少，这样会让学生认为这门课程是一门理论课程，学习以后没多大用处。因此，我们应该把枯燥的理论知识和当今社会前沿信息领域的应用联系起来，建立学生对该门课程的学习兴趣，并逐渐的提高学生的实践能力。 3.面向CDIO的教学改革 针对目前《信息论基础》课程教学存在的问题，本文以CDIO教育大纲和CDIO工程教育理念为指导思想，设计了基于CDIO理念的《信息论基础》教学模式，提出了相应的教学改革措施。 （1）课程构思（C） 学习具有延续性，学好《信息论基础》的前导课程《概率论及数理统计》，对《信息论基础》的学习具有举足轻重的作用。概率是《概率论及数理统计》课程中的重点、难点，而《信息论基础》的熵计算，信道容量计算广泛运用了这些知识点来分析、解决问题。学生对这些知识点的灵活运用能力直接决定了教学效果。因此为了提高教学效果和教学质量，《概率论及树立统计》任教老师可以多分配些学时给概率和概率分布的有关章节，加强学生对概率和概率分布的理解和应用，使得其熟练掌握该部分知识点。拓展突出“模块化”教学模式，建立课程教学资料，有针对性地对课程教学内容进行了改革和更新。针对教学内容多、教学时间有限问题，采用“模块化”教学模式，在教学内容上，以学生岗位能力培养需求为导向，整合教学内容，借助模块化教学，突出实际应用。具体可将教学内容划分为信息的度量、信道容量、信道编码等三大模块，每个模块依托课程学习考核系统，建立相关案例、试题库。 （2）课程设计与实现（D和I） 针对学生被动学习，学习动力不足问题，构建“前展后拓”教学模式，课前，提前布置任务，自主预习。充分运用丰富的网络教学资源，倡导学生积极参与其中。主要借助《信息论基础》课程学习考核系统，军事职业教育，大学生mooc，网易云课堂等实现[2];课中，以学生自主实践为主，教师讲授为辅，师生深入研讨;课后，借助學习考核系统，按模块为学生布置练习任务，从而增强学生在学习信息论基础知识的主观能动性。以岗位需求为课程设计导向，以完成任务为驱动力，让学生完成“设计——实现”任务过程中，提高解决问题的能力，增强参与的积极性。 （3）课程运行（O） 在实践课实施环节，确立“大班授课、小组协作、项目实训”的新型教学模式。以小组为核心，团队分工协作的项目驱动教学，改变以往先理论、后实践，理论和实践脱节、学生培养与岗位需求脱节的模式。所有理论都围绕岗位需求运行展开，教学内容也会根据人才培养方案需求进行适当的取舍和调整。教师需要充分发挥引导作用，利用前面的课程构思、设计与实现环节来完成课程运作。 4.结语 CDIO教学模式和传统的教学模式来说，结合了知识、能力和素质的培养，它将理论、实践与创新有机结合在一起。CDIO教育教学模式需要有真实的项目背景，促使学生自身产生学习兴趣，并且在实践操作中，能够切身体会到“做中学“的快乐，进一步激发了学生出于自身的学习热情，同时也有助于培养学生的团队协作精神，以此提高学习质量。 参考文献 [1]林愿.周细凤.基于CDIO理念的“信息论与编码”课程的改革与实践[J].教改教法，2016（11）：54-55. [2]邹东尧.贾平.“信息论与编码”课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2010（13） |
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