“信息论”研究生课程教学改革探索与实践

信息论是研究通信系统极限性能的科学理论, 是我校通信与信息系统学科的重要专业基础课。本课程不仅要使学生学习和掌握相关基础理论知识, 而且还要使学生今后从事信息技术相关工作的知识创新源泉。本课程的指导思想是:既考虑到理论的严谨性, 又考虑工程实用性;既要求掌握经典的基本原理, 又要求了解新理论与新技术。由于该课程理论计算复杂, 抽象深奥和理解应用困难, 特别是面对当前信息技术发展对高素质通信与信息类科研人才基本素质提出的新要求, 迫切需要培养研究生既有创新思维又能解决科研实际问题的能力, 为此我们在系统总结近10年《信息论》课程教学经验的基础上, 坚持“以满足行业需求为目标, 以创新能力培养为根本”的教学理念, 从课程的教学内容、教学方法、教学模式等方面进行了实践探索, 在促进研究生创新教育, 提高研究生教育质量上取得了实效。

一、顺应教育发展形势, 合理设置课程定位

当前通信与信息类研究生的教育发展迅速, 培训规模和要求持续提高, 给作为本学科研究生公共学位课“信息论”教学带来了新的课题。在教学中我们全面顺应当前研究生教育的新形势, 以研究生创新思维和解决实际科研问题的能力为核心, 贯穿知识、能力、素质综合协调发展的原则, 以问题一设计一方法一结果一分析一评价为主线, 全面帮助研究生树立严谨科研态度, 建立全面系统的思维模式, 培养分析问题和解决问题的能力。在整体课程的教学中全面突出对研究生创新思维和能力培养, 为其成长为高层次信息技术专门人才打下良好的基础。

二、不断完善教学内容和教学体系

信息论是用概率论与随机过程的方法研究通信系统有效性和可靠性传输的理论, 是当代通信与信息处理技术的基础。本课程的教学内容以信息熵为基本概念, 以描述香农三个编码定理为核心。

我们在保证基础理论讲授的前提下, 为与课程改革密切结合, 教学内容每学期都有适当调整, 加入信息领域的最新研究成果作为补充;通过对新理论新技术的适度介绍, 激发学生的学习兴趣和求知欲。在教学内容上, 既保证基础性, 又具备前沿性和时代性, 并注重与科研相结合。

三、选用编写优质教材, 提高课程教学质量

在课程体系不断发展与完善、教学内容不断更新的同时, 适时研讨调整教学大纲, 坚持吸收国内外最新研究成果, 将信息基础理论的最新发展方向、动态与教材建设相结合。近年来, 我们积极选用、编写本学科硕士研究生教学使用教材。

目前使用的硕士研究生教材为电子工业出版社出版, 2007年12月第2版《信息论——基础理论与应用》。该教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。为便于理论与我校以“信息技术”为特色的工程实际相结合, 我们编写了《信息论基础》教材 (2007年12月由高等教育出版社出版) 作为研究生的辅助教材。从而形成了从国家级统编优秀教材到辅助参考教材的较完整的“信息论”教材体系, 极大地拓展了“信息论”教学的知识和信息的覆盖面, 增加了教学的深度, 保证了教学质量。

四、理论教学与科研相融合, 提升课程的科技敏感性

信息理论是来源于通信实践, 又反过来指导通信实践的理论, 其概念和原理都有很强的实际工程背景。教学改革实行理论教学和科研相融合的方式, 把“信息论”课程内容相关联的科学研究和教学研究与课程教学结合起来, 形成了教、学、研一体化的教学模式。

课程组成员既是课程授课老师, 又是科研的骨干人员。在完成科研项目的过程中, 我们不断完善和加深对信息论基本理论的理解。例如, 为实现第三代移动通信中的信源压缩编码技术, 必须对香农无失真和限失真编码定理有较深的理解;为分析Turbo码性能, 必须对高斯信道容量的概念有很好的理解。另一方面, 通过完成科研项目, 使我们获得了更广泛的教学素材, 例如, 通过对空时码的研究, 提供了MIMO信道容量的教学内容, 等等。

五、进行以调动学生积极性为核心的教学方法改革

信息基础理论课程具有概念抽象、理论性强的特点。如何提高这些课程的教学质量, 激发学生的学习兴趣, 是该课程系列教学改革的重要内容。对此, 我们深化了教学方法改革, 课程组提倡多样化的教学方式与个性化的教学设计, 灵活应用多种教学方法 (如启发式教学、互动式教学、研究式教学) , 有机整合多个教学环节, 这些探索与实践在每年的研究生选课学生的实际教学中取得了良好的效果。

六、课程教学特色鲜明, 教学质量持续提高

通过“信息论”研究生课程教学改革, 课程教学形成十分鲜明的特色, 并构建了以满足行业需求为目标, 以创新能力培养为根本的“创新能力导向型”课程教学模式。该模式在近年来的教学实践中得到了充分的肯定。2008年“信息论”课程获重庆市研究生优质课程建设立项;2009年课程组获重庆市教学成果奖三等奖。同时, 经调查反馈, 研究生对信息论课程的学习兴趣不断增强, 研究生的科技创新能力不断增强, 科研论文的水平逐年提高, 从而也推动全校通信与信息系统学科科研水平的不断提高。