1.培养学生的创新意识、创造思维方式和实践能力
学生在探究学习的过程中不拘泥书本，不迷信权威，不墨守成规。它要求教师尽量减少对学生的限制，并适时适度地给学生指导和帮助，鼓励学生充分发挥自己的主观能动性，独立思考，大胆探索，积极提出自己的新观点、新思路和新方法。探究学习的过程，主要是情感活动的过程。学生通过探究学习获得的成果，绝大多数只能是在自己现有基础上的创新，还不可能达到科学发现的水平。探究学习强调让学生自主参与类似科学探索的活动，获得亲身体验，形成喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向，为以后进行各种创新打下牢固的基础。
探究学习课程的实施往往需要围绕某课题进行，其中更多的是采用自主探究模式，这有助于学生创造性思维和实际操作与应用能力的培养。
2.培养学生的信息意识和主动获取信息并处理信息的能力
与传统教育以记忆、理解为目标的一般学习方式相比，探究学习的过程围绕着一个需要研究解决的课题进行，以解决问题和表达交流为结束。在一个开放环境中，学生的信息意识和主动获取信息并处理信息的能力的培养是个关键。一方面，知识激增使得人们在数量上追逐知识已不可能；另一方面，掌握的知识或信息多不等于就是好，更重要的是要学会如何处理、利用这些信息。探究学习就是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境和途径，让学生通过主动的探索、发现和体验，学会对大量信息进行收集、分析和判断，从而增进思考力和创造力。
3.培养学生的问题意识和独立发现问题、提出问题并解决问题的能力
就探究学习的过程而言，主要目的是培养学生发现问题、提出问题并解决问题的能力。
为达到此目的，要求学生掌握基本的科学方法，学会利用多种有效手段，通过多种途径，激活已有的知识储存，学习和运用一些探究方法，发现问题、提出问题并解决问题。
4.培养学生的团队精神和沟通、交往能力
具备积极合作精神和有效的人际交往能力是现代人高素质的一个重要标志。现代科学技术的发展都是人们合作探索的结果，社会的人文精神弘扬也把乐于合作、善于合作作为重要的基石。但是在以往的课堂教学中，培养学生合作精神的机会并不多，且较多停留在口头引导或鼓励的层面。
探究学习提供了有利于人际沟通与合作交往的良好空间，学生在这个过程中要发展乐于合作的团队精神，学会交流和分享研究的信息、创意和成果。在大型探究创新型实验实施中，小组合作学习作为基本组织形式贯穿学习过程的始终。为了达到共同的学习目标，小组成员之间必须学会相互理解、彼此尊重和信任，学会互相帮助和支持，使学生之间建立一种融洽、友爱的亲密伙伴关系。
5.培养和提高学生的管理能力
在传统教育中，多数学生自理能力比较差，更谈不上有多大的管理能力。探究学习多采用小组活动方式，强调学生自主。因此必然涉及组织和管理问题，怎样协调工作关系、人际关系，怎样调动每个人活动的积极性，学生对此都会得到体验、得到经验积累，管理能力就会在探究过程中得以形成并发展。
四、我们的展望：“培养学生自主学习、终身学习的能力”
探究性学习以问题为载体，使学生在学习实践中成为发现问题、提出问题、分析问题并解决问题的主人。实验教学具有理论教学不可替代的作用，它是连接科学理论与生产实际的纽带和桥梁。在实验教学中应大力培养和提高学生发现问题、分析问题并解决问题的能力，培养学生探索精神和创新能力。几年来的实践使我们认识到，目前的实验教学改革可以把学生从传统的实验方式中解放出来，变被动为主动，对培养学生的实验技能，提高学生的工程能力和创新能力效果显着。我们将在今后的工作中不断探索、继续改进，以使本课程达到最高的要求、收到最好的效果。
“信息论基础”课程教学方法改革的探索与思考
吴昊，陈霞
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：本文从培养学生的创新思维及综合应用能力出发，针对“信息论基础”课程的特点，结合多年教学实践，从采用新的教学模式、改革传统教学方法、互动式教学等3个方面进行了教学改革的初步探索。
关键词：教学改革 教学模式 互动式教学 创新思维 综合应用能力
信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、加密学、数据压缩等问题的应用数学学科。“信息论基础”是通信与信息系统学科的一门专业基础课程。本课程设置的主要目标是为学生将来从事信息与通信领域的研究开发和工程应用打下坚实的理论基础，使其能够站在更高的角度理解当今数字化、信息化技术的发展与应用。
目前我校设置的“信息论基础”课程有32学时，是大三学生的限选课程。原有的教学模式以课堂讲解为主，而“信息论基础”是一门理论性较强的课程，主要涉及的数学工具是概率论，在讲课过程中，如果仅仅局限于数学推导，这样容易使学生失去学习兴趣。结合通信系统的发展和“信息论基础”课程的特点，非常有必要探索新的教学方法改革措施。
本文将从采用新的教学模式、改革传统教学方法、互动式教学等3个方面进行“信息论基础”课程教学改革的初步探索。
一、采用新的教学模式
“信息论基础”是一门理论性较强的课程，需要有一定的概率论和随机信号分析的数学理论基础，传统的教学模式是以教师为中心，以课堂讲解为主，对考试的方法、内容和答案限制得过死，学生学习的积极性与创造性受到极大约束，这种被动接受学习的方式不利于学生创新思维和应用能力的提高。因此，要对“信息论基础”课程进行教学改革，就应首先采用新的教学模式。新的教学模式可以表述为：以学生为中心，由教师组织、指导教学过程的实施，通过情境、协作、讨论等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达成使学生有效地实现建构新知识的意义的目的。
新的教学模式强调学习不是外部刺激的结果，是外部环境与认知主体内部心理相互作用的结果。采用新的教学模式并不是放弃传统的课堂讲授，而是发挥教师和学生的不同作用，倡导在教师的指导下、以学生为中心的学习。努力建构以学生为主体的学习环境和氛围，充分调动学生的学习欲望，让学生主动愉快地学习。在教学过程中学生是知识意义的主动建构者，而不是外界刺激的被动接受者和知识灌输的对象。教师是教学过程的组织者、指导者、知识意义建构的帮助者、促进者，而不是主动施教的知识灌输者，这就要求教师不能满足于向学生灌输教学内容，而应帮助学生自主学习，分析问题并解决问题。
新的教学模式强调认知主体对学习的能动作用，提出学习者是知识意义的主动建构者。
教材所提供的知识是学生主动建构意义的对象，而不是教师向学生灌输的内容。
新的教学模式强调学习环境对形成有效学习的作用，其中包括“硬环境”和“软环境”。媒体是创设学习情境，使学生主动学习、协作、探索、完成知识意义建构的认知工具，而不是教师向学生灌输所使用的手段、方法。
总的来说，在新的教学模式中，教师、学生和教材3个要素的作用就是帮助和促进学生对知识意义的建构，而媒体主要是在创建学习环境方面发挥特有的作用。
二、改革传统教学方法
工科院校的课程建设更注重强调研究性教学，“信息论基础”课程的传统教学方法局限于公式推导、定理证明等，这样的教学不利于培养学生的创新思维和综合应用能力。对该门课程的教学改革主要体现在采用多元化（课堂讲授、习题课、讨论课、实验课等）的教学方法和形式，并结合现代教学理论（如互动式教学和启发式教学），充分调动学生的主观能动性，注重理论知识与实际综合应用的联系，注重基本技能的训练，力求融知识传授、能力培养、素质提高于一体。
1.课堂讲授
课堂讲授可采用传统教学和多媒体教学相结合的方法，目前“信息论基础”课程的内容已经完全实现教案电子化，使枯燥的课程教学变得直观具体、生动形象。在对一些定理等进行理论推导、给出结论后，可编制动画演示效果，如互信息的极值性等，从而使学生学有兴趣、理解全面、记忆深刻，提高了学生的理解能力。在讲授“无失真信源编码”一节内容时，可编制相关FLASH 动画演示一些编码技术的实现过程，并给出计算机仿真结果，这样能够达到比较好的教学效果。
在讲授过程中，要采用多种灵活方法来提高学生学习的兴趣。例如：在讲授“绪论”阶段，使学生了解信息论的产生背景及所取得的重大成就，对于提高学生的兴趣将产生良好的效果。在讲课过程当中，结合课程内容介绍一些着名的信息论学者的轶事对于改善教学效果也有积极作用。在给出信息概念的定义时，为了说明接收者的主观性将导致信息度量难度增加，可给出一些图片示例（如“树与人”、“少女与老妇”等），让学生认识到不同的观察者将获得不同的信息，也就是人们常说的见仁见智，这样比单纯采用文字语言讲解效果更好。对于信息论中出现的通信专业术语给出中英文双语解释，可以增强学生对专业词汇的掌握能力，为他们今后阅读国外文献打下良好的基础。
2.习题课和讨论课
除课堂授课外，还应该设置一定量的习题课和讨论课。根据学生完成作业的情况，习题课注重解决学生的难点和疑点，把容易出错及概念不清的地方进行重点讲解。自学加课堂讨论主要是引导学生了解和追踪学科最新前沿研究方向，根据信息论研究的发展情况，不断补充新的内容，融入目前各种先进的相关技术和理论，例如，添加OFDM、Turbo 码等当前通信领域的研究热点问题。鼓励学生多看相关参考书和文献，学会自学的方法。具体操作可结合科研项目及实际通信系统中的一些相关问题，拿出一定的课时进行讨论。布置一些习题由学生相互合作、搜集资料、共同学习、研究、解释、判断，直至共同作出结论，在讨论课上由学生就相关问题介绍自己的解决方法并进行讨论，激发学生主动学习的意识，提高他们思考问题和解决问题的能力。
3.开设开放性实验
检验学生对知识的掌握情况的手段是考试，而检验学生能力提高情况的途径则是通过实验。实验教学是教育教学工作的重要组成部分，它与理论教学相辅相成、互相促进，是学生深刻理解和综合运用理论知识的重要渠道，对学生的知识掌握和科学研究方法、实验技能及创新精神的培养，都具有重要的地位和作用。以往在“信息论基础”课程教学中，主要强调理论方面的分析与学习，对实验环节不够重视，这不利于研究性教学的实施，必须开设相关开放性实验，更要认识到实验教学的地位、作用与重要性，从而提高学生分析和解决实际问题的能力。
实验方式采用开放式实验，开放式实验是一种崭新的教育模式，对于深化教育改革、全面推进素质教育具有重要意义。开放实验教学在教学方式和手段上为学生营造了良好的学习环境，让学生提前走进实验室。在“信息论基础”实验教学过程中，我们安排学生自己编写huffman 压缩编码等。开放式实验是实行教学内容的开放、时间的开放和手段的开放的实验教学。时间的开放是指给老师和学生充分的自主权，既不影响学生正常的学习任务，又不会给学生带来负担。内容的开放是以实验任务书取代实验指导书，要求学生自己查找资料、设计算法。这样充分发挥了学生的主动性，提高了学生对学习的兴趣，取得了突出的效果。
手段的开放是指让学生自己先解决实验过程中所遇到的问题，教师检查实验效果，改变学生不经思考就向教师请教的情况，充分发挥学生的主动性，激发学生的创造热情。
在开放式实验教学中，教师可经常组织讨论，对问题进行深入分析，采用研究性讨论的教学方式，让学生深刻理解归纳、分析、综合的学习方法，这样更有助于学生学到新知识、发挥独立思考的能力。
三、互动式教学
互动式教学通过强调教师与学生的双向交流，充分调动双方的积极性和能动性，从而活跃课堂气氛，实现教与学两方面的最佳效益，已成为一种越来越受到重视的教学方法。对于“信息论基础”这样偏理论的课程来说，采用互动式教学是非常有必要的。互动式教学的一个重要特征就是学生的参与性，它的主要优势在于：有利于改变学生被动听讲的消极性，发挥其学习的主观能动性，使学生通过自己的积极思考领会所学知识，在参与中完成学习任务。互动式教学要求学生参与的过程增加，必然督促学生在课下认真阅读并查阅相关资料，以满足课堂上参与相关主题的讨论和学习的需要。互动式教学对教师也是一种教学上的鞭策和督促，由于教师要最大限度地调动学生在课堂主动参与的积极性，必然要认真钻研、精心备课，谋划好如何既能使所讲知识易于被学生掌握，又能使学生主动参与到课堂教学中来。
