信息论与编码理论课程的英文教学设计

姜 楠，王 健

（1.北京工业大学 计算机学院，北京100124；2.北京交通大学 计算机学院，北京100044）

0 引 言

为响应国家“一带一路”倡议和北京市建设“四个中心”的总体部署，贯彻中央办公厅《关于做好新时期教育对外开放工作的若干意见》以及教育部对大学生要合理“增负”，把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”要求，北京工业大学先后启动了本科重点建设课程项目双语教学示范课程和北京工业大学“一带一路”国家人才培养基地全英文课程建设项目，旨在培养具有国际化视野和宽厚基础的高水平中国学生和外国留学生。信息论与编码理论是项目入选的示范课程之一。

然而，到底该如何进行英文教学？是不是将教材换成英文教材，将课件、作业、试卷等课程材料都翻译成英文，教师上课用英语，就算英文教学了？当然不是。真正想让英文教学发挥国际化高水平人才培养的作用，绝不能仅仅将教学语言一改了之，这只是形式上的改变。学生需要的是全方位的改变，需要引领他们真正走向国际化的深刻改变[1-5]。

1 设计目标

英文教学设计的根本目标，是通过英文教学，让学生成长为国际化高水平人才。具体来讲，有以下分解目标。

1)掌握信息论与编码理论课程知识点。

任何一门课程，通过课程学习掌握相关知识，都是学生学习该门课程最基本的目标和要求。英文课程也不例外，无论用什么样的形式学习，都要掌握课程知识点。

2)培养学生获取和吸收国内外相关知识的能力。

通过几十节课学来的知识是非常有限的，只能算是入门。培养学生在课程之外获取相关知识的能力非常必要，这是支撑学生一生获取新知识的一种能力。这种能力不仅仅体现在学生能通过网络，用搜索引擎查找中英文资料。获取知识的途径有很多种，除了通过网络查找，还包括英文演讲、与英文从业人员面对面的交流等方式，这往往是学生的薄弱环节。通过英文教学，提高这方面的能力，是学生成为国际化人才的重要途径之一。

3)培养学生分析和使用相关知识的能力。

知识只有被用起来才是有价值的。如何能从获取的大量信息中较为快速地分析出对自己有用的知识，并真正能用知识来解决一些问题，这是将学生培养为高水平人才必备的能力之一，也是人才培养的终极目标。

2 设计的前期工作

为了更好地实现设计目标，在设计之前我们进行了大量的前期调研和分析工作。

2.1 学生调研

学生是人才培养的对象，理清学生的需求，能更准确更顺畅地实施英文教学。我们面向在读中国学生发放了调查问卷，以了解学生对英文教学的需求和期望。调研结果见图1。

图1（a）显示，愿意接受和想尝试英文教学的学生，占62.69%，超过一半，说明开展英文教学有一定的受众基础。但是也要看到，有相当一部分学生（57.46%）担心英语成为成绩的障碍。这就要求教师在教学过程中逐步引导，避免因为英语的原因，导致学生对这门课程失去兴趣，不但不能实现国际化和高水平的目标，反而影响教学效果。

在语言形式的选择上，图1（b）显示，58.25%的学生选择中英文双语讲解。此外，期望中文讲解的占到36.83%，比例也不小。只有4.92%的学生愿意接受全英文授课。至于课程材料是否为双语，支持英文的反而更多一点。可见，学生的困难主要体现在听力上，这与长期以来的哑巴英语教学有一定关系。我们在实际教学中，采用了英文授课、中文辅助的形式，这样既能达到英文教学的目的，又不会让语言妨碍学生掌握课程内容。

在获取期望上图1（c）显示，通过英文课程学习，绝大多数（92.31%）的学生期望在获得专业知识的同时，能够提高专业英语水平，并开阔国际视野，这对推进英文教学有很大的好处，说明只要学生能有所收获，还是愿意接受英文学习的。

图1 学生调研结果

2.2 国外信息论与编码理论课程教学调研

我们调研了哈佛大学、麻省理工、普林斯顿、加州大学、芝加哥大学、西北大学、普渡大学、哥伦比亚大学等英语国家高校的信息论与编码理论教学情况，发现每个学校的教学内容、教学方法等都不尽相同。有的学校是比较经典的讲法，用大部头教材，老师上课一个定义接着一个定义，一个定理接着一个定理来讲，满黑板都是公式。有的学校采用比较轻松的讲法，每次上课一个专题，老师介绍一个皮毛，几乎没有板书，也没有多少公式，但是布置的作业特别难，需要学生课下花费大量的精力自学知识点，才能完成作业。甚至同一个学校的同一门课程可以由多位老师同时开课，每位老师讲得也都不一样，学生可以自由选择。但是，与国内教学情况相比，仍然能够总结出国外教学的如下特点[6]。

（1）课程内容多，难度大。国外老师无论采用灌输式，还是聊天式的教学方法，整个课程的容量和难度都是相当大的。要求学生一个学期吃透一本六七百页的教材是很普遍的情况。这要求学生课上课下都要花费大量的时间和精力学习。

（2）作业量大而综合，多是综合设计实现类的习题，并且有实际应用背景，仅靠课上老师讲的知识难以完成，要求学生自学很多内容，甚至要通过相互之间的积极讨论才能完成。作业的实际应用背景引导学生解决实际问题，不是为了学而学。

（3）和平时作业相比较，期中和期末考试相对简单，多是对知识点的考察。题型偏重选择、判断等，计算、综合设计等题型反而不多。

（4）注重过程管理，总评成绩中，作业成绩和期末考试成绩占有几乎相同的比例。这要求学生全程参与，仅靠期末突击复习是无论如何也无法拿到学分的。

2.3 英语教学环境分析

英语国家的教学经验不能照搬照抄，因为国内的英文教学环境与国外不完全相同。

（1）英语不是母语，为了让学生听明白，必然要放慢课程进度。

（2）部分学生学习积极性不高，仍然抱着得过且过的思想，不欢迎老师加码。

（3）过程管理存在一定的困难。比如国外老师在判断学生是否存在抄袭时，不是靠人工，而是有一些工具帮助老师作出判断，但是很多类似工具是需要付费使用的。

3 信息论与编码理论英文教学设计

根据以上的调研和分析，结合国内的英语教学环境，我们对信息论与编码理论课程的英文教学进行了如下设计。

3.1 教学内容

教学内容的安排坚持少而精的原则。英语的使用迫使教师放慢教学进度，因此教学内容不宜像国外学校那样，安排过多、过深内容。我们仍然以中文教学中的信息的统计度量、信源、信道、信源编码、信道编码为主。

但是，为了实现高水平人才培养的目标，在信源编码和信道编码中各选择一个点进行精讲，引导学生参与到教学过程中。这两个点分别是霍夫曼编码和三次重复编码。之所以选择这两种编码，是因为它们应用广泛、相对简单又理论完备，便于初学者通过这两种编码将理论知识贯通起来。学生在教师的引导下，付出一定努力之后，能够自行解决一些实际问题。

3.2 教学形式

配合教学内容，教学形式采用灌输+视频+提问+讨论+编程+口头报告+课下中文辅导的形式。对于知识点的讲解，采用英文灌输式教学，穿插课堂提问和相关英文视频。

对于霍夫曼编码和三次重复编码这两个需要精讲的点，先由教师对知识点进行简单讲解，然后抛出需要解决的实际问题，引导学生进行英文课堂讨论。讨论之后教师再抛出和此实际问题相关的若干个问题，问题之间逐步深入，并要求学生编程解决问题。学生课下，将对问题的回答以及编程的设计、代码、运行结果等编写为论文式的英文书面报告，并完成相应的口头报告PPT。再次上课时，由学生报名或者随机挑选若干个学生，进行英文口头报告，听众还可以根据口头报告内容再次形成讨论。这种教学形式接近国外高校的教学形式，学生要学会、学懂，还能应用，并且还要用英文将自己的成果展示出来，用英文与听众辩论，极大地锻炼了学生各方面的能力。

当然，这种形式对学生的英语能力、学习能力、学习积极性等提出了较高的要求。我们只是在霍夫曼编码和三次重复编码这两个点上采用了这种教学形式，也是考虑到课时、学生基础等多方面的因素。对于适应这种形式有困难的学生，采用课下中文辅导的形式，保证每位学生都能照顾到。

3.3 教 材

教材选用英文原版教材Elements of Information Theory，这是信息论领域比较经典的一本英文教材。该教材750页，足以震撼学生的感官，了解与国外学生的差距，激起学生的学习热情。不过，该教材目前国内没有影印本，因此我们将教材中的部分主要内容重新编排到一个单独的文件中，便于学生参考学习。

3.4 PPT

PPT采用全英文，对教材中的章节进行了适当选取和顺序调整，并重新组织，以符合对教学内容和教学形式的设计。

3.5 课下辅导和答疑

信息论与编码理论课程本身理论性比较强，不是太好学，改为英语教学之后，更增加了课程难度，必然造成部分学生的学习困难。因此我们在设计的时候特意加强了课下的辅导和答疑环节，每周有一次固定的答疑时间，平时随时有问题时可以通过微信、邮件、电话、面谈等方式解决。辅导和答疑语言采用汉语，方便学生理解。

3.6 作 业

作业与教学形式相对应，有两种类型，一种是理论性的选择、填空、判断、计算等题目，另一种就是完成霍夫曼编码和三次重复编码英文书面报告，并准备作英文口头报告。

针对第一种类型，为了节约课上时间，教师将英文答案和分析整理之后发到课程微信群，个别有难度的题目课上讲解。如果个别学生还有问题，以课下辅导和答疑的形式解决。

书面报告要求学生以论文的形式完成，题目、作者、摘要、关键词、引言、正文、结论、参考文献缺一不可。这要求教师在布置书面报告作业的同时，讲解论文的构成和写作方法，并给出一两个典型例子，让学生模仿论文结构完成自己的报告。学生接触过论文写作之后，今后再进行类似的工作不会觉得陌生，能够比较坦然地完成。另外，论文这种形式，要求学生能够更严密地推理、验证自己的想法，锻炼分析问题、解决问题的能力。

3.7 考 试

考试采用与中文教学类似的试卷考试方式，语言为英语，难度适中，不求难求异，保证多数认真完成各个环节的学生能够拿到学分。

3.8 成绩评定

成绩评定综合考虑课程各个环节，具体比例如见表1。期末考试成绩占50%，是所有成绩构成要素中占比最高的部分，再加上占比10%的作业成绩，保证了多数学生能够顺利拿到学分。两次书面报告以及课堂表现占40%，让部分有兴趣有能力的学生能达到理想成绩。

表1 成绩评定比例 %

4 结 语

通过实际教学，我们将上述设计应用于实践，基本上能满足英文教学的需要。多数学生觉得教学语言、教学形式等很新鲜，愿意积极参与其中，认真对待老师布置的各项任务，比着学，收获很多，达到了开阔学生国际化眼界和提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

但是，仍然有部分学生的参与热情不高。本来英文教学听起来就有一定的难度，课下又不和老师交流，交上来的书面报告篇幅较短，分析不透彻，论文构成也不完整。如何对信息论与编码理论的与英文教学设计进行改进，以满足所有学生的学习需求，是下一步要完成的工作。