2018基于理科学生的“信息科学基础”教学模式改革探讨

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　　基于理科学生的信息科学基础教学模式改革探讨 代写论文 http://
　　增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点，是新时期建设创新型国家的核心。涉及教育事业层面的创新，即为实现一定的教育目标而进行的创新活动，它包含教育体系、教育观念、教育手段、课程教材等方方面面。随着社会经济的快速发展，高等教育中课堂教育的培养模式由传统的板书与口授逐渐转变为聚合多种教育方式的综合课堂教育。然而，目前的普通高校的课堂教学普遍还存在偏向科学化的问题，重理论轻实践、重知识轻能力的现象还未根本转变[1]。如何提高学生的能手实践能力又成为待解决的关键问题之一。本文以信息科学基础课程为例，阐述理科与工科学生在学习该课程时的差异性，提出基于理科学生的具有工程背景的相关课程的教育模式。
　　一、目前的教学现状与存在的主要问题
　　信息科学基础是一门理论性与实践性兼顾的课程，是一般理工科校理学院信息与计算科学专业的核心课程。该课程以概率论与数理统计的相关知识为基础，传授信息传输与信息处理的一般规律，重点介绍熵、信源、信道容量、无失真信源编码等基础知识。虽然本课程的相关知识在通信、电子等领域内应用广泛，但是它对于理学院学生的概率统计知识体系的完善与应用，具有十分重要的理论意义[2]。

　　1.当前教学现状分析。大多数工科院校已对其教学模式进行了改革创新，主要包含如下几个主要方面：①优化教学内容。由于信息论包含狭义信息论、一般信息论、广义信息论三个研究范围，选择难度适中的内容成为教学模式改革的主要方面之一[2]。当前，大多数课本主要介绍狭义信息论的相关知识，增加专业知识的同时减少了课程学时，结合了实际问题和相关课程的知识讲解一般理论与算法，使学生既能理解，又能拓展创新。②改革教学方法。在教学方法改革方面，针对各个学校不同专业的培养目标，主要传授如何理解、掌握信息熵的度量与传输、编码等基础知识，结合相关的算法掌握这些知识的应用。融入实践与上机演示等方法，提高学生的学习兴趣，采用多种编程方法来实现，增强学生的学习动力[3]。③扩充教学手段。引入多媒体教学手段是本课程的教学改革的重点内容之一。采用PPT展示课堂的主要内容，相关算法的计算程序演示算法执行流程，上机实验辅助课堂教学内容的掌握[4]。在有限的教学时间内增加单位时间的信息含量，将有限精力与时间用于剖析课程内容的重点难点上。④优化教学环节与考核方式。在教学环节设计上进行创新，注意学生的接受能力、理解能力、编程能力及创新能力的培养，采用课前预习与算法预实现―课堂中讲解重难点内容―演示算法执行流程―课后理论作业与算法实例验证并重―平时测验与期末考试等相结合的方法。在考核方式上，适当降低期末理论考试的比重，提高上机实验成绩所占的比重，并考虑到学生在讨论课中的表现[5]。⑤增强学生实践能力。采用小型科研课题为导向，完成相关算法及改进算法为主线，增强学生实践能力的培养[6]。对相同算法采用不同编程工具进行理论实现，增强算法的演示效果。此外，结合通信领域内的实际应用，以解决实际问题为导向，提高学生的思维能力与动手能力。 论文代写 http://
　　2.存在的主要问题。①本课程以往的教学模式中，主要侧重于理论教学，缺少必要的上机实践环节。②缺少现代教学方式的引入，如PPT课件、MATLAB相关程序分析及上课实时实践与演示。③课程教学内容重点讲解理论知识，简略了相关算法的实现，容易让部分学生产生厌学情绪。④理论与实践不同步、课堂学习与课后上机实践脱节等问题，使得启发式的问题分析和实际案例实践探讨难以实现。⑤教学考核方式以及成绩评定模式单一，教学内容繁多、涉及面广，但课时有限，不利于鼓励学生创新性的参与，自主学习。
　　二、三位一体的新课堂教学模式
　　1.新课堂教学模式。本课程改革的理念是一切为了学生的理论学习与动手能力培养，它包含三个含义：一是关注理论知识体系的完善，二是学生学习知识与培养动手能力的统一，三是融教于学、教学相长的结合。课程改革的思路如下：改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成主动的学习态度；改变知识结构过于强调通信领域的应用背景，整合概率统计相关知识于该课程的知识体系中；引入开放题及开放式教学来完善课程教学内容，用启发式教学方式进行相关算法实现与应用分析；引导学生开展学习实践研究，通过实现信息编码算法，培养分析问题和处理问题的能力。教学模式承载了教学的一切内容，它包含了教学的所有方面。为了培养学生分析问题与解决实际问题的能力，让课堂教学与实践教学有机结合，我们提出理论知识与动手能力培养相结合的教学模式，并在教学实践中分步实施。该教学模式主要分三个模块：理论教学模块、上机实践与演示模块、开放性课题与毕业设计。①理论教学模块：进一步精简现有教学大纲的教学内容，综合传统板书与现代多媒体教学的优势，优化教学效果，在理论上体现精、准，以讲解最基础、最本质的内容为核心。结合平时成绩、期中测验与期末考试，给出此模块的成绩。②上机实践与演示模块：上课时充分利用计算机与投影设备，将信息论的算法执行流程与实现结果进行实时演示，并与理论教学有机结合。每次上课完成实验报告，按五分制或者百分制给出成绩。结合上课编程效果，给出此模块的成绩。③开放性课题与毕业设计：在上课时面向全体学生设计出一些开放性的算法实现问题，由教师进行引导，课堂发言与分组讨论为辅，鼓励学生参与课题分析，以撰写解答思路或研究报告为考核标准，提高学生分析、处理问题的能力。此模块的成绩主要评定依据是学生的课堂表现、问题分析作业以及研究报告质量。具体到课堂教学模式上，采用课堂理论教学与上机演示结合的模式，以提高学生的学习兴趣为目的，利用多种现代教学手段，在课堂上采用PPT讲解基础理论知识，学生发言讨论算法流程的实现，借助MATLAB实现该算法并进行数值验证，以达到训练和培养学生的分析思维能力。 总结大全 http:///html/zongjie/
　　2.新模式的特色与创新之处。新的教学模式重点解决如下问题：理论知识与动手能力培养相结合的教学方案制定；本课程多媒体教案与算法程序的完善；开放课题与毕业设计题目的设置；理工科高校现有专业课程的考核方式探讨。其特色与创新之处在于：①理论知识与动手能力培养相结合的教学模式的形成；②建立理论教学融入上机演示的新课堂教学模式；③现有理论课程考核方式的改革。教学模式改革的目标为：课程功能的转变，使学生在学习信息论基础知识的同时，掌握信息度量、传输与编码的??法，用于社会实践中；制作全部内容的多媒体教学课件，精选理论教学内容与多媒体教学相结合来完善理论教学模式；完成信息论算法的MATLAB程序界面编写，在课堂教学中充分体现师生互动。[6]
　　课堂教学是培养学生的主要途径，新的教学模式改革必须围绕课堂教学来组织实施。本文基于信息科学基础这门工科背景下的理科课程，提出了一种新的课堂教学模式知识讲解、实例演示、上机实践三位一体模式，并阐述了其具体实施过程及其优点。教学模式改革的根本是教学思想的重要转变，勇于创新并持之以恒，才能获得较好的教学效果。