基于信息与计算科学专业《信息论与编码》实例启发式教学研究与实践

摘要：本文由结合学生的阅历，使用实例启发式教学法讲解《信息论与编码》中的信源编码的作用，加深信息与计算科学专业的学生对通信系统模型的理解，培养学生的学习兴趣。

关键词：信息与计算科学;信息论与编码;信源编码;启发式教学;

《信息论与编码》是信息工程、通信工程、信息与计算科学、信息统计与分析等信息专业的必修课。为提高该门课程的教学质量，文献[1-5]针对该门课程相应的知识点，给出对应的教学改革研究。文献[5]指出，由于“信息论与编码理论”一直以来都是在电子信息与通信类专业开设，而对于信息与计算科学专业、信息统计与分析专业学生而言，由于缺乏专业背景知识，对通信系统模型接触较少，故学生学习的兴趣也不大。另外，不少任课老师也是纯粹数学教师出身，对知识点背景讲述较少， 影响教学效果。

为吸引学生的学习兴趣，培养学生的学习理解能力，提高课堂的教学效果。受以上论文启发，作者结合自己的教学经历及学生的阅历，以讲解信源编码的作用为例，授课时融入实例进行启发式教学，并取得良好的教学效果。

1.常规的教学方式—以信源编码的作用为例

授课时，根据课本内容[6]及网络的例子进行讲解，信源编码的主要作用是：在保证通信质量的前提下，尽可能的通过对信源的压缩，提高通信时的有效性。就是让通信变得更加的有效率。举个例子，要运一批碗到外地，首先在装箱的时候，将碗摞在一起，这就类似是信源编码，压缩以便更加有效率。

信息与计算科学专业、信息统计与分析的学生由于缺乏專业背景对该例子觉得比较抽象，不够具体。授课时，选取的通俗易懂的案例，最好是选取学生在现实生活中曾经的遇到过的实际案例进行讲解，那么学生更好地理解信源编码的主要作用。

2.具体的教学过程

信息专业的学生，在学习该课程之前都有过在机房上机操作实践的经历。在上机操作实践课，老师通过教师电脑演示讲解，有时学生反映学生机的电脑出现卡顿现象，卡顿的意思是教师机演示的画面没有同步传送到学生机的屏幕。这时候，老师调低教师机的屏幕分辨率。学生就反映电脑不卡顿了，流畅了。

问题设置：为何老师调低教师机电脑屏幕分辨率，卡顿现象就消失了？

可以认为教师机与学生机之间有存在虚拟的信道，具体参见图1（图1可以通过ppt展示，或者在黑板作图）。当老师通过教师机演示讲解的时候，教师机演示的画面是以图片的形式通过信道传送到学生机。教师机电脑屏幕过于清晰，图片的容量就比较大，因为信道的容量是有限的，当图片的容量大于信道的容量的时候，图片过信道就不畅通，引起学生机出现卡顿的现象。这时，老师调低教师机的屏幕分辨率，教师机的屏幕分辩率变小了，图片的容量就变小，当图片的容量小于信道的容量的时候，图片过信道就畅通了，学生就能在学生机同步看到教师演示的画面。

参考文献：

[1]李娟、刘勇、刘文博.“信息论与编码”课程教学改革的研究与实践[J].甘肃科技，2019，39（4）：48-51.

[2]张平.《信息论与编码》课程教学思考[J].高教学刊，2021（17）：109-111.

[3]刘刚、郭漪、肖嵩、黄云.混合式教学在“信息论与编码理论”中的探索[J].电气电子教学学报，2020，42（6）：106-109.

[4]何瑾.基于应用能力培养的“信息论与编码”课程教学实践[J].教育教学论坛，2018，1（3）：193-194.

[5]余海峰.“信息论与编码”课程教学改革与实践—以合肥学院信息与计算科学专业为例[J].黄山学院学报，2016，18（3）：87-89.

[6]龙光利.信息论与编码（第1版）[M].北京：清华大学出版社，2015.

作者简介：覃炜达（1983.5-），男，籍贯：广西象州，学历：硕士研究生，职称：讲师，研究方向：矩阵，不等式，算法设计。

基金项目：河池学院2019年A类教改课题立项（项目名称：数学建模的思想融入统计学专业课堂教学的研究;项目编号：2019EA003）;

国家自然科学基金资助项目（项目名称：随机、非光滑等复杂形式微分方程的有界性和渐近性;项目批准号：11961021）;

广西自然科学基金项目：（项目名称：几类具有比例时滞的神经网络的周期解和稳定性研究;项目批准号：2019JJA110051）。