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“信息论与编码”本科教学改革实践 　　摘要：信息论已经成为各高校电子通信专业的一门重要的专业基础课，本文针对该课程在教学过程中存在问题，从教学内容、教材选择、教学方法和教学实践等多个方面提出了一些改进思路和建议，为今后的工作和教学提供一定的帮助。 　　人类迈入21世纪，也就意味着高度信息化时代的到来。移动通信、互联网通信、多媒体技术、计算机技术、空间技术等信息技术出现了超出人类想象的、前所未有的发展速度。然而，在这些领域中，只要涉及信息的存储、传输和处理的问题就要用到香农信息论的相关理论，比如：无失真通信的传输速率极限、无失真和限失真信源编码理论等。不仅在通信工程领域，在其他领域[1，2]，信息论也有广泛的应用。因此，信息论作为一个对人类生活工作有着广泛影响的理论越来越受到重视。 　　同时，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、处理、控制和利用的综合学科。它主要研究如何提高信息系统的可靠性、有效性、必威体育官网网址性和认证性，以使信息系统最优化。该学科的理论性较强，在课堂教学过程中，如果不能控制好理论知识的讲解深度，会使学生难于理解相关的知识点。因此这门课程在实际教与学中有着很大的难度。本文将针对目前《信息论与编码》课程教学中面临的问题，对教学内容的取舍、课程教材的选用、教学手段的应用以及教学实践方面分别进行讨论和研究。 　　一、教学过程中产生的问题 　　由于《信息论与编码》这门课程的理论相对比较抽象，涉及的相关理论知识相对较多，该课程系统的介绍了最基本的通信系统模型、无失真信源编码定理及编码方法、有噪信道编码定理及编码方法。教学过程中各个理论知识点之间的联系比较密切，同时涉及的计算公式比较抽象难懂，教师教学过程中很难在课堂中进行公式的推导，一定程度上加大了学生对相关计算公式的理解。 　　对于一些基本概念，教学过程中如果不能使学生尽快理解和掌握，将影响学生对于后续知识的学习和吸收，比如：自信息与信息熵的物理含义，平均互信息与信道容量的关系等相关知识点。同时，本课程中大量的理论定义都需要利用数学理论知识来求解和验证，比如，对于保真度准则下信源编码定理、无失真信源编码定理等的证明都需要学生具有极其全面的数学理论知识。除此之外，本课程中还有相当多的抽象性概念和定义，学生对这些概念和定义的理解往往比较困难，同时教师教学过程中也较难对这些内容展开具体分析和讨论，因此给教学工作和学习工作带来比较大的挑战。 　　二、根据学生的实际情况制定教学大纲，合理安排教学内容 　　全国大部分高等院校的电子通信专业学生，基本上都是学习了数学、概率论、通信原理等相关学科之后才进入本课程的学习。《信息论与编码》作为信息学科的一个基础性入门学科，教学中有部分知识点是对其他学科知识的归纳、总结和回顾，教学过程中可以根据本院校学生的基础知识水平权衡取舍，并且制定教学大纲、提高教学效率。授课过程中应确保学生明确“信息论与编码”能够解决什么问题，信息概念，引出香农信息的定义，信息论研究的目的和内容、离散信源、离散信道、香农第一定理、香农第二定理以及具体的信源编码和信道编码方法。 　　由于《信息论与编码》课程的知识体系较为繁琐并且授课学时较少，因此教学过程设计中应该基于教学大纲整体要求的基础上，合理安排教学内容和教学深度。信息论基础应该以讲述狭义信息论为主，重点介绍通信系统模型中的信源、信道、编码器的相关原理和应用理论，引导学生理解信息的概念以及对信息的处理方法。 　　三、根据课程教学内容的安排，选择合适的教材 　　目前市面上已出版的信息论的相关学科教材较多，如何在这些中选择一本适合本校学生的教材，对本课程的教学成果显得尤为重要。由于《信息论与编码》这门课程的理论相对比较抽象，大部分教材中对于数学公式的推导又占了较大篇幅，一定程度上加大了学生的理解难度，这一系列教材更适合研究生，不适用于本科教学。有相对一部分教材篇幅过长，由于教学学时受限，同时该课程旨在为学生学习信息理论知识提供理论基础，教材选择应该根据课程大纲安排综合取舍，选择教材内容和教学安排一致的教材。除了应以教学内容为标准进行衡量教材选择以外，还应该考虑到学生的整体平均水平、专业的特点。 　　在多次教学经验总结中，本文推荐使用傅祖芸、赵建中编著的《信息论与编码》[3]作为教材。该本教材对于基础理论知识的讲解清晰透彻，以模块化的方式对通信系统模型展开讨论，对于较难章节或数学公式的推导过程有进行标注，使得教学过程中方便根据进度和学生的掌握情况进行适当调整，并且难易适中。此外，不存在一本教材是适合每一个学生的，因此在教学过程中应多为学生指定基本相关参考书。 　　四、采用多种教学工具，提高学生的学习兴趣 　　现如今，多媒体教学工具在很多方面的优势，使其成为大部分