“信息论基础及应用”课程体系建设与改革探索

杨晓慧+宋锦萍+杨晓艺

摘 要：数学学科下信息论基础和代数密码与编码两门课程独立开设，然而它们之间存在密切的联系。本文将两门课程整合为信息论基础及应用，进而探索其教学内容的改革措施以及课程体系的建设。

关键词：信息论 代数密码与编码 课程体系

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）20-00-01

数学学科下设立信息与计算科学专业，希望学生在学好数学基础课的前提下，进一步掌握信息学科的基础知识和先进理念，进而成为理论和应用两方面协同发展的新时代人才。在大三开设的信息专业基础课《信息论基础》和《代数编码与密码》，两门课程均具有理论性和应用性强的特点，且关系十分密切，表现为：①两门课程都是涉及数学和信息两大领域，体现了数学方法在信息科学领域的应用，目的是培养信息科学技术和产业领域受过良好训练的数学人才；②信息论基础课程主要介绍信息论的基本理论、基本方法等，是编码和密码的理论基石，而后者是信息论的主要应用；③由于信息领域的发展十分迅速，故课程知识更新速度快，特别是在信息处理技术方面；④这两门课程有部分内容相互重叠，课时量少，有限时间使学生学到更多知识和技能。

因此，如何将这两门课程进行有机整合，充分考虑它们的课程特点和联系，对教学内容进行改革，建立和完善信息论基础及应用的教学体系，无论是对该专业的课程体系建设，还是对该专业学生专业素质的培养，以及高素质创新人才的培养都是十分必要和有意义的。

1 课程体系建设与改革

通过制作课程的教学课件、配套的学习指导和实验，创新的提出专题讨论环节，开展实验活动，建设网络教学平台、设置专题讲座和专题讨论等，我们探索和改革了“信息论基础及应用”课程体系建设。

（1）将两门课程有机地合并成一个教学体系——信息论基础及应用，分两部分完成全部教学。《信息论基础及应用（上）——信息论基础》，主要完成信息论基础理论方面的讲授，《信息论基础及应用（下）——编码与密码》，主要介绍代数编码和密码的基础理论和方法。

（2）建设网络教学平台。在精品课程《信息论》的平台下，基于建设的需要，师生共建网络教学平台，增强师生互动交流。

（3）开设专题讲座。在学好数学基础课和信息专业课的前提下，围绕信息技术中与信息论关系密切的新技术、新理论，开设信息知识相关的专题讲座，让学生了解相关领域的最新动向，进而激发学习兴趣，促进学生对应用背景的理解。

（4）增设实验课程，切实提高学生实践能力。实验以C语言（包括C++）和MATLAB为主要编程工具，编写实现信息论基础及应用教学中涉及的相关内容。实验分为基础实验和高级实验两部分，高级实验部分以培养学生的综合素质为目的，例如，设计实现无失真数据压缩和有失真数据压缩的应用程序，卷积码的实现等。

（5）设计适当课时的专题讨论。设计适当课时的专题小组讨论（内容和形式可以具有灵活性），旨在促进学生更了解相关领域的最新动向，深入整合所学课程，并为毕业设计、继续深造或者就业提供指导。

2 教学改革成果特色和创新点

在该教学改革的探索中，我们重视现代教育方法、技术手段的应用，强化教学过程，增强师生交流。以素质教育为教育目标，积极进行教学改革。在河南大学“信息科学本科教学团队”和“信息与计算科学特色专业”的支撑下，主要进行了教学思想和内容，课程体系设置，教学方法和手段等方面的探讨和革新。改革成果具体如下特色：

2.1 教学思想和内容方面的成果特色——创新意识和科学研究相结合

采用启发式、讨论式、互动式的教学方法，重点培养学生的创新意识。采用板书和多媒体相结合的教学手段，兼顾逻辑和直观，且信息量大。指导高年级学生参与科学研究工作，激发了学生的学习兴趣，也为其自主创业提供了良好的条件。

2.2 教学课程体系设置方面的成果特色——理论和应用相结合

为了适应高校人才培养目标，将信息论基础理论部分和基于该理论的代数编码与密码进行整合。在打好学生数学基础的前提下，把信息科学方向最新的研究成果和高新技术融入教学过程中，充实其应用背景。

2.3 教学形式方面的成果特色——传统授课和网络平台相结合

围绕信息技术中与信息论相关的学术和科技动向，设计专题讨论、实验、小组学习等。并基于精品课程建设的需要，师生共建网络教学平台，增强师生互动交流。

3 结语

以上这些知识我们在教学过程和课程改革中的初步探索和实践。通过在我校范围内的试用，主要应用于本校数学与信息科学学院信息与计算科学专业，取得了比较理想的效果。依托数学学科的优势，加强信息科学方面和相应实践动手能力的培养，便于学生学以致用，有效地拓宽和提高了考研和就业面。改研究成果可供其他设置信息与计算科学专业的高校、教师借鉴，并有利于信息与计算科学专业规范的进一步完善。

（河南大学数学与信息科学学院，河南开封 475001）

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