基于熵减理论的医学课程设计

成劲松

【摘要】 熵，又称信息熵，表示事物的混乱程度，熵值低，则提示该事物有规律可循。教学过程，正是教学信息由教师、教材输送给学生的传递过程。提高教学中的有效信息传递，可理解为是一个熵减的过程。在进行医学课程设计时，可将熵减理论应用到当中，以增加信息传导的准确性及有效性。在医学教育中，熵减可作为教学目的之一，也可以作为医学的备课原则之一。

【关键词】信息熵，医学，课程设计

【中图分类号】G644.5 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2022）02--01

熵，又称信息熵，是指离散随机事件的出现概率。1948年，香农将统计物理中熵的概念，引申到信道通信的过程中，从而开创了“信息论”这门学科。香农定义的“熵”又被称为“香农熵”或“信息熵”，用来描述随机事件的混乱程度，也即该随机事件所有结果所带来平均不确定性。通俗来说，熵是事物的混乱程度，熵值越高，说明该事物越混乱。熵值越低，就说明该事物越有规律可循。本文拟探讨熵减理论在医学课程设计中的应用价值。

1 熵减理论在医学教育的意义

1.1 熵值的产生，是由信源发出的信息，通过信道传送，再由信宿获取的过程。而教学过程，正是教学信息由教师、教材输送给学生的传递过程。如何提高教学效果，实质上是如何提高教学中有效信息传递的问题。因此，如何减少熵值，便是教师在备课过程中需要考虑的问题。无序的音符，组成音乐;无序的文字，排成诗词;无序的积木，堆成房子。熵减的过程中，产生价值。

目前，熵理论已经在管理[1]、金融、大数据分析、设计、天文、工程、甚至对生命的理解上得到广泛应用，目的是提升信息的纯度，提升价值及效率。但在教学领域，目前国内只有个别案例将熵理论应用于教学质量评估方面[2， 3]。

1.2 熵减理论在医学课程中的意义。基于信息熵的上述特点，笔者认为，在进行教学课程设计时，应将熵值作为重点考虑的因素之一。课本知识可看作是熵值最高的知识载体，如教师只对课本的文字讲解，学生通常不容易找到当中规律，学习效率低下。但如果教师通过重点讲解、给予归纳性意见、并适当结合案例法或讨论法引导，学生的学习效率自然会提升，这便是熵减。教学方式由以往的以教师为中心，到以学生为主体、教师为引导的授课，也是一个信息优化、熵减的过程。

2 熵减理论在医学课程设计中的实践应用

2.1 熵减思维，在备课时就应该得到充分体现。例如针对医学课程在准备教案时，授课教师可先根据教学大纲做好重点、难点分析并做好相应对策。利用表格、图表、思维导图等方式设计好讲课思路及各教学内容的时间安排。同时提前了解学生的能力和兴趣，准备不同层次的问题。

2.2 在授课过程中，从粗到细再到粗，从简单到复杂再回归简单，从大概了解到熟知每个知识点，逐渐走向精确。根据提前了解到学生的能力范围及水平，进行分层递进教学，并给予适当的思维拓展，让学生跟着教师一步一个脚印，训练临床思维。比如教师在讲解典型病原体肺炎时，可以以病原体类型、病因、发病机理、病理、临床表现、并发症、诊断、治疗等作为记忆主线索，在每个知识点当中，提取出数个与之有关的重点词汇（如“夹膜”、“免疫力下降”、“稽留热”、“铁锈色痰”、“PG”等是肺炎球菌肺炎的重点词汇，“传染性”、“夜间阵发干咳”、“IgE”、“大环内酯类”、“呼吸喹诺酮”等是肺炎支原体肺炎的重点词汇）。讲授时，教师围绕线索、重点词汇展开，在讲完某个知识点后，又立即在板书中进行表格式的总结归纳，再次回到重点词汇，以加深知识印象。在线索围绕、应用重点词汇、归纳总结、合理进行课堂反馈过程中，都体现出了熵减。

2.3 熵减理论重视以学生为中心以及学生的信息反馈。在教学过程中，授课教师高度重视信息的双向性，除考虑到教师输出熵值的稳定，还关注学生在学堂中的信息反馈，若发现信息输出效果不能达到预期，则立即给予调整。如在讲解肺炎一课时，教师发现部分学生还分不清肺部CT的左右方向及肺的分叶，则立即给予调整及引导。由于加快了反馈速度，缩短了反馈周期，从而使学生的认识及时得到强化，错误的认识及时得到纠正，降低了信息的熵值。

2.4 利用信息的多向性減低熵值。师生之间的信息交流是呈网络状的，我们在课前、课时或课后，都充分考虑到了这种多向性。比如，授课教师在课前、课后均对同学提出一些问题，让学生展开充分的讨论，由于学生基础不同，能力也不同，因此在信息输出时，可能会产生一些错误的信息。教师在授课过程中，都会搜集起来，再反馈给同学，从而达到纠正错误、深化理解的目的，以提高信息的价值，尽量减少学生课后产生的信息熵。比如，在课后布置学生们完成一些与临床相关的作业及思考题，并要求学生们对授课教师进行教学反馈。老师在课后也会与学生保持密切联系。除教师-学生之间的多向反馈，还包括教师-教师之间的多向反馈，其形式主要体现在年轻教师试讲以及集体备课上面。

2.5 课后建立自我反省机制，以加强课程的功能性。在自我反省过程中，可加入新的知识、新的案例、新的教学方式、新的心态，督促教师在课后进行交流学习，对不足进行修复，这也可以看作是一个熵值减低的过程。

3 总结

随着医学的不断发展，新的医学技术不断涌现、信息容量不断增加、疾病的复杂程度不断提升，而随之产生的冗余、落后的知识就会越来越多，因此，医学发展过程，可看作是一个熵增的过程。作为医学教育工作者，由于新事物、新媒体的涌现，目前面临着极大的挑战，因此有必要在此基础上做一些新的改革，用开放的态度看问题，专注熵减，否则不利于医学教育的发展。

熵减理论，可以应用在课前、课中、课后全过程。教师若掌握熵减法，充分考虑信息的传达效果，可让信息的表达更准确、更规律、更有效。笔者认为，该理论可以作为医学教学设计时的备课原则之一。

参考文献：

[1] 丁伟， 陈海燕. 熵减——华为活力之源. 中信出版集团， 2018

[2] 彭丹. 基于”熵权和改进TOPSIS法”对”智慧课堂”教学质量的综合评价体系构建[J]. 科教导刊， 2020， （26）： 112-114.

[3] 胡国强， 弋顺超. 基于层次分析法和熵权法的高校教师教学质量评价——以学生评价教师为例[J]. 内蒙古师范大学学报（教育科学版）， 2019， 32（8）： 62-66.