《信息论与编码理论》课程教学中的创新思维培养的研讨

蒋伟 官礼和 刘亚威

摘要：为了克服信息论与编码理论课程理论性强、过于抽象、难以理解的缺点，体现该课程在专业教学体系中的基础与核心地位，增强学生对课程内容的感性认识，根据实验教学中存在的问题，提出信息论与编码理论课程教学中的创新思维培养，包括发散思维——变通思维——侧向思维的培养，教学实践表明，教学效果明显改善，而且能培养学生的实践动手能力，有效地实现创新能力的渗透式培养。

关键词：信息论与编码理论;创新思维;实验教学

1 引言

随着学科的发展，学习和掌握信息论越来越受到人们的重视，了解相关理论与知识成为一种必需。但是，《信息论与编码理论》课程在教学实践中已显现出与实际不相适应的问题。通过上面的分析可以看出，信息论为编码提供理论基础，编码在信息论的基础上指导工程实践，二者联系非常紧密，理论上前后相承。然而在学生眼里信息论纯粹是理论，是搞科学研究人员学习的内容，没能认识到信息论的重要价值。这势必会影响到学生正常的学习态度，从而影响整个课程的教学效果。因此，近年来国内有的高校开始了对“信息论与编码理论”传统的课程内容和教学模式进行改革。

文献对改革的发展与现状进行了阐述，提出了今后课程改革发展的趋势，介绍了《信息论与编码理论》课程及教学方面的改革和探索已取得的一定的成效。一方面是课程内容的改革和优化，根据学科发展要求和社会实际需要在拓宽学生知识面上进行努力，同时考虑到学时数，在一些过于专门的类别进行协调，区分信息类专业和非此类专业的学生，针对不同培养目标，在不同的方面各有所侧重。

文献针对信息论与编码理论的课程理论性强，概念抽象等特点，从教学方法形象化方面对如何提高该课程的教学质量进行了探索。采用的形象化教学方法有：与时代背景结合、引导式提问与激发式提问相结合图片与视频相结合、与学生互动等。通过课堂实践，教学效果明显改善。另外还从适应就业形式从而改革教学方法、加强实践教学环节、改革课程考核模式方面对信息与编码理论进行的改革。通过这种行之有效的理论知识和上机实践教学能够真正培养学生的培养和锻炼学生的分析问题、解决问题的能力和动脑思考、动手实践能力，以及创新能力和综合素质的全面提高。

2 我校实验教学存在的问题

信息论与编码理论作为交叉学科，许多任课老师也是纯粹数学教师出身，对该门课程总体把握不够深人到位，在教学过程中只能从逻辑角度来对原理进行推导，对物理背景讲述较少，势必影响教学效果。受传统教学模式的影响，教师只注重对算法原理的讲解和分析，在课程实验环节使用MATLAB软件仿真方式，采用教师先讲授，然后学生动手实验、教师指导的方式。在实验开展过程中，学生在计算机编程语言的问题上花费大量时间，满足于编写和理解程序，而不是将精力集中放在对实验过程的理解、实验结果的分析和算法的掌握上。所以，“信息论与编码理论”课程教学现状不容乐观。

3 教学研讨——“信息论与编码理论”教学中的创新思维培养

3.1 发散思维的培养

发散思维是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维技巧，它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状。如“一题多解”、“一事多写”、“一物多用”等方式，培养发散思维能力。发散思维从特定的目标出发，沿不同的视觉和方向、多方位和多层面地思考，寻找解决问题的不同办法。要培养学生的发散思维，就要引导学生在解题时多產生奇思妙想，鼓励他们在掌握基本解法的同时，去寻找前人没有想到的方法。

3.2 变通思维的培养

在实验中，由于图像的整体处理往往得不到我们想象中的结果，通过建立的自适应选取微分阶数来进行图像处理的新模型，可以对图像各个像素点进行动态的处理，从而使得图像的处理更加精细化，与固定阶分数阶微分和传统图像增强方法相比，本文的图像信息编码方法有了一定的提高。同时通过本次实验，加深了自己对于图像信息编码方法的理解。这样子利用变通思维技巧，我们得到了更加精细化处理的图像。通过这种对与学生变通思维的培养，首先我们对学生的思维进行了训练，同时在取得了成功的情况下，鼓励学时尝试变通思维。而且我们也因此对计算机的存储机制有了一定的了解。

3.3 侧向思维的培养

侧向思维是指利用“局外”信息来发现解决问题的途径的思维，也就是一些其余的因素对问题进行分析，如同眼睛的侧视。侧向思维就是从其它领域得到启示的思维技巧。在实验设计中，我们采用LZW编码、赫夫曼编码对图像信息进行编解码处理，使得图像能够满足快速传输的要求，同时解码图像也是无损的，大大降低了图像由于容量大而传输的慢的问题。在传授知识的过程中，针对具体的例子指导学生进行侧向思维训练，可以培养学生在正向思维受阻的情况下，尝试运用侧向思维的习惯。

4 小结两年以来的教学实践表明，教学效果明显改善，创新实验的引入不仅能有效地加深学生对该课程基本理论的理解，而且能培养学生的实践动手能力，提高学生熟练运用知识的能力，还能激发学生的学习积极性和创造力，有效地实现创新能力的渗透式培养。

参考文献

[1]米军利.《信息论与编码理论》课程的教学研究与探索[J].徐州教育学院学报，2008，23（03）：148-149.

[2]高博，钱志鸿，杨晓萍.“信息论与编码”理论与实验教学研究[J].中国电力教育，2012，（04）：100-101.