李如瑋

摘 要：高等教育的人才培養(yǎng)始終圍繞社會(huì)需求和科學(xué)發(fā)展而展開(kāi)。為此，文章提出了在電子信息類本科生的培養(yǎng)過(guò)程中依據(jù)學(xué)生的定位，把學(xué)生的培養(yǎng)分為創(chuàng)新研究型和工程應(yīng)用型，并以“信息理論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)為例，把教學(xué)分為創(chuàng)新研究型教學(xué)和工程應(yīng)用型教學(xué)，給出了不同教學(xué)模式的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)模式以及在分層教學(xué)中初步取得的效果。

關(guān)鍵詞：分層教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；評(píng)價(jià)模式

中圖分類號(hào)：G642；TP3-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2018-04-23

隨著高校的擴(kuò)招，高等教育越來(lái)越強(qiáng)調(diào)通識(shí)教育，幫助大學(xué)生建立起一套完整的知識(shí)體系和框架，能很好地把握各種常識(shí)，幫助學(xué)生獲得獨(dú)立人格，能獨(dú)立地思考問(wèn)題，形成自己的世界觀、人生觀、價(jià)值觀[1]。作為教育理念，通識(shí)教育需要培養(yǎng)學(xué)生有知識(shí)和人文的理性，注重大學(xué)生的人格、精神和氣質(zhì)的培養(yǎng)[2]。目前，國(guó)內(nèi)很多高校都開(kāi)始著手人才分類培養(yǎng)模式，但是大多數(shù)學(xué)校更多強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，而對(duì)學(xué)生研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠重視。

基于以上的分析，筆者根據(jù)北京工業(yè)大學(xué)電子信息類本科生的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施分層教學(xué)，對(duì)研究創(chuàng)新型人才教學(xué)模式和應(yīng)用工程型教學(xué)模式進(jìn)行探索，并針對(duì)不同的教學(xué)模式對(duì)其相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和評(píng)價(jià)模式進(jìn)行探索和實(shí)踐。

一、電子信息類本科生“信息理論基礎(chǔ)”課程分層教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)階段的知識(shí)體系雖然已經(jīng)根據(jù)通識(shí)教育的引入而改變，但是基本沿用以前精英教育的培養(yǎng)目標(biāo)而提出的知識(shí)體系。為此，筆者在“信息理論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)工程應(yīng)用人才和創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式構(gòu)建了其相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。

1.工程應(yīng)用型的教學(xué)內(nèi)容

為了培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，“信息理論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容需要加入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，突出其工程應(yīng)用背景，要求學(xué)生在掌握基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上增加工程應(yīng)用的實(shí)踐。為此，教學(xué)內(nèi)容除了教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，還增加了如下內(nèi)容：①熵的應(yīng)用以及實(shí)例；②平均互信息的應(yīng)用以及實(shí)例；③用Matlab編程設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化的JPEG編碼器；④用Matlab編程實(shí)現(xiàn)利用灰度熵進(jìn)行圖像分割。教師通過(guò)這些實(shí)際的例子以及實(shí)現(xiàn)，幫助學(xué)生提高工程應(yīng)用能力。

2.創(chuàng)新研究型的教學(xué)內(nèi)容

要想培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的電子信息類人才，“信息理論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容須在該類人才培養(yǎng)的知識(shí)體系內(nèi)，圍繞電子信息科學(xué)發(fā)展的前沿知識(shí)，在加強(qiáng)自然科學(xué)類知識(shí)的同時(shí)，增加能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的教學(xué)內(nèi)容。為了拓展學(xué)生的知識(shí)面，鼓勵(lì)本科生參與教師科研，進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)。為此，針對(duì)創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)模式，教學(xué)內(nèi)容除教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容以外，還增加了如下的內(nèi)容：①分析熵的性質(zhì)，利用熵實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)；②利用熵、條件熵以及平均互信息等概念分析有擾信道中信息傳遞的特點(diǎn)，提出解決信息傳遞遇到的有效性和可靠性的方案；③設(shè)計(jì)線性分組碼，使之具有一定的糾錯(cuò)能力。通過(guò)增加這些內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、電子信息類本科生“信息理論基礎(chǔ)”課程分層教學(xué)的教學(xué)方法

在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)兩種不同的培養(yǎng)模式，其相應(yīng)的教學(xué)方法有所不同。創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的教學(xué)方法側(cè)重理論知識(shí)的教學(xué)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生跟蹤學(xué)術(shù)前沿，積極進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思考能力。

1.工程應(yīng)用型的教學(xué)方法

為了培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，在“信息理論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)過(guò)程中，在強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)講解的同時(shí)，改變教育理念，加大對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)，努力培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。如在理論教學(xué)中引入大量的實(shí)例：基于譜熵的含噪語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)；基于灰度熵的二值圖像分割；簡(jiǎn)化的JPEG編碼實(shí)現(xiàn)；生活中常用的壓縮軟件，如7-Zip、WinRAR、360壓縮；手機(jī)中用到的聲碼器等，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基本理論的分析和應(yīng)用能力。教師在課堂講授的同時(shí)，留出部分時(shí)間讓學(xué)生設(shè)計(jì)并分析上面實(shí)例的基本原理，課后利用Matlab編程實(shí)現(xiàn)。這些實(shí)例可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深其對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，鍛煉學(xué)生的編程能力，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)興趣。

2.創(chuàng)新研究型的教學(xué)方法

創(chuàng)新人才不僅要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還要有敢想敢干的精神。為培養(yǎng)創(chuàng)新人才，教師應(yīng)在“信息論基礎(chǔ)”課程的教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，在課堂上講透基礎(chǔ)理論，為創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生掌握理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用理論知識(shí)設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目的。

三、電子信息類本科生“信息理論基礎(chǔ)”課程分層教學(xué)的評(píng)價(jià)模式

不同的培養(yǎng)模式應(yīng)該具有不同的評(píng)價(jià)模式，為此，筆者從“信息論基礎(chǔ)”課程出發(fā)，對(duì)評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了研究。在實(shí)施的過(guò)程中，筆者設(shè)計(jì)的總成績(jī)由單元測(cè)試、設(shè)計(jì)題目及講解、因材施教優(yōu)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及理論考試、研討式授課等組成，具體構(gòu)成如下：

（1）單元測(cè)試。根據(jù)課程模塊設(shè)置m次單元測(cè)試，單元測(cè)試成績(jī)?yōu)?。通過(guò)分析“信息理論基礎(chǔ)”課程的結(jié)構(gòu)，本課程被分為信息的度量、信源編碼、信道編碼三大模塊，則設(shè)計(jì)3次測(cè)試，測(cè)試的成績(jī)分別為10分、5分和5分，每章講解完后當(dāng)堂測(cè)試，起到提高學(xué)生到課率以及督促學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性的效果。平時(shí)測(cè)試注重概念的掌握，使學(xué)生的基礎(chǔ)更扎實(shí)。

（2）設(shè)計(jì)題目及講解。學(xué)生設(shè)計(jì)題目并講解，該部分的成績(jī)?yōu)镾設(shè)講=

x設(shè)計(jì)題目+y講解。該部分可以激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。為了設(shè)計(jì)出一道好的題目，學(xué)生需要吃透本課程涉及的相關(guān)理論，從而提高應(yīng)用知識(shí)以及創(chuàng)新能力?！靶畔⒄摶A(chǔ)”課程的該部分成績(jī)?cè)O(shè)為S設(shè)講=5分=

x設(shè)計(jì)題目+y講解=3+2。

（3）研討式授課。教師根據(jù)課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的研討題目。該部分的成績(jī)?yōu)镾研討，這些要求學(xué)生課前想、要有充分準(zhǔn)備，查文獻(xiàn)、分析歸納總結(jié)文獻(xiàn)以及準(zhǔn)備討論發(fā)言稿，可以培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。教師根據(jù)“信息理論基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的研討題目：熵的意義以及應(yīng)用、馬爾可夫信源攜帶的信息、信源與信道的匹配、編碼的目的以及實(shí)現(xiàn)。該部分的成績(jī)?yōu)?/p>

S研討=5分。

（4）因材施教設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)生的能力，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并指導(dǎo)學(xué)生完成，成績(jī)?yōu)镾因材施教，難度系數(shù)K1=1。該部分的授課方式及考核方式可以激發(fā)學(xué)生的斗志，培養(yǎng)其敢于接受挑戰(zhàn)的健全心理?！靶畔⒗碚摶A(chǔ)”課程因材施教設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)O(shè)為S因材施教=

50分。

（5）理論考試成績(jī)S理論，系數(shù)K2=0.7?！靶畔⒗碚摶A(chǔ)”課程理論考試成績(jī)?cè)O(shè)為S理論=100分。

最后總成績(jī)S=S單元測(cè)試+S設(shè)講+S研討+

K1S因材施教+K2S理論，總成績(jī)不超過(guò)100分，當(dāng)成績(jī)大于100分記為100分。

該評(píng)價(jià)模式包含了工程應(yīng)用型和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的評(píng)價(jià)。研討部分主要針對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，因材施教針對(duì)不同的人才可以設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)題目講解部分可以根據(jù)不同的培養(yǎng)模式，學(xué)生設(shè)計(jì)不同的層次的題目，從而實(shí)現(xiàn)不同的培養(yǎng)目的?？傊?，這個(gè)評(píng)價(jià)模式適合分層教學(xué)。為了實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)，在本課題的研究過(guò)程中，筆者對(duì)2012級(jí)的學(xué)生實(shí)施了上述的教學(xué)內(nèi)容、方法以及考核模式，取得了初步的效果，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉了工程應(yīng)用型學(xué)生分析問(wèn)題和應(yīng)用知識(shí)以及動(dòng)手能力，也鍛煉了創(chuàng)新型學(xué)生獨(dú)立思考的能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新思維的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈建科.電子信息類工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究與探索——陜西理工學(xué)院電子信息類人才分層培養(yǎng)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（34）：124-125.

[2]熊慶年.通識(shí)教育的理念和實(shí)踐 [N].中國(guó)教育報(bào)，2014-09-15.