基于信息論的網(wǎng)絡(luò )集成課程教學(xué)研究論文

　　[關(guān)鍵詞]信息論網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)研究

　　[摘要]信息論是研究信息的計量、發(fā)送、傳遞、交換、接收和儲存的一門(mén)新興學(xué)科，而網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)放的信息系統。利用信息理論對網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)的各個(gè)教學(xué)環(huán)境進(jìn)行改革探討，指出網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)改革應采取的措施。

　　《網(wǎng)絡(luò )集成技術(shù)》是計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，主要向學(xué)生傳授網(wǎng)絡(luò )集成領(lǐng)域的基本知識和基礎理論，使學(xué)生理解并掌握網(wǎng)絡(luò )的設計方法、網(wǎng)絡(luò )工程的施工管理與技術(shù)指導、網(wǎng)絡(luò )工程的測試與驗收，以及相應的基本技能[1]。目前的網(wǎng)絡(luò )集成課程面臨巨大的挑戰，在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò )不僅形式繁多，且設備更新?lián)Q代很快，在該課程有限的教學(xué)時(shí)間內很難全部詳細講解，而且在傳統教學(xué)中教學(xué)方法死板，教學(xué)手段陳舊，考核方式單一。我們應改變傳統的教學(xué)方法和教學(xué)手段，更好地適應經(jīng)濟發(fā)展的需要，滿(mǎn)足職業(yè)崗位的技能要求，這是網(wǎng)絡(luò )集成改革的發(fā)展方向。筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和研究，將信息論引入網(wǎng)絡(luò )集成的教學(xué)過(guò)程中，希望改善網(wǎng)絡(luò )集成的教學(xué)效果。

　　信息論是20世紀40年代由美國數學(xué)家香農提出的。信息論有狹義和廣義之分。狹義信息論即香農早期的研究成果，它以編碼理論為中心，主要研究信息系統模型、信息的度量、信息容量、編碼理論及噪聲理論等。廣義信息論又稱(chēng)信息科學(xué)，是以信息為主要研究對象，以信息及其運動(dòng)規律為主要研究?jì)热�，以信息科學(xué)方法論為主要研究方法，以擴展人的信息器官的功能為主要研究目標的一門(mén)新興的橫向科學(xué)。它把各種事物都看作是一個(gè)信息流動(dòng)的系統，通過(guò)對信息流程的分析和處理，達到對事物復雜運動(dòng)規律認識的一種科學(xué)方法。它的特點(diǎn)是撇開(kāi)對象的具體運動(dòng)形態(tài)，把它作為一個(gè)信息流通過(guò)程加以分析。在網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)過(guò)程中將該課程當作一個(gè)信息流動(dòng)的系統，知識傳授是系統的信息輸入，采用改進(jìn)后的教法是信息的傳輸處理，學(xué)生的學(xué)習方法是信息的接收處理，最后以信息度量指導課程的測評。運用信息論指導網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)改革可以取得較好的教學(xué)效果[2]。

　　一、網(wǎng)絡(luò )集成課程準備階段的信息論應用

　　課程準備包括教學(xué)內容準備、教學(xué)環(huán)節準備、教學(xué)方法準備、教學(xué)評價(jià)準備等幾個(gè)方面。課程的準備實(shí)質(zhì)是信息資源的處理，它是依賴(lài)人的.理解能力的概念化的內容，學(xué)生通過(guò)閱讀、聆聽(tīng)、感知等認知方法處理接收到的信息。教師在課程準備階段就要考慮到所要傳遞的信息的形式、性質(zhì)、編碼形式等因素[2]。

　　網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)內容包括網(wǎng)絡(luò )設計與網(wǎng)絡(luò )管理、網(wǎng)絡(luò )標準與標準化、網(wǎng)絡(luò )施工與測試及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等內容�，F在的教材都有一個(gè)普遍不足，就是滯后于現實(shí)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展。另外在當今這樣一個(gè)信息時(shí)代，學(xué)生獲取網(wǎng)絡(luò )集成信息的渠道很廣，所以時(shí)常出現學(xué)生掌握的某些網(wǎng)絡(luò )知識深于教材、廣于教材的現象，所以一味的按照教材準備課程會(huì )很被動(dòng)。

　�。ㄒ唬┰诮虒W(xué)內容準備上，根據信息論的理論，若某一事件產(chǎn)生的概率是P，此時(shí)的信息量為：H=-log2p。事件發(fā)生的概率越小，所含信息量越大[3]。教學(xué)內容的準備是對小概率內容的編碼，即對專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性強的知識點(diǎn)進(jìn)行組合、構造，以便保證充足的信息量，并且安排適當的信息點(diǎn)密度。

　　例如，網(wǎng)絡(luò )設備產(chǎn)品更新速度很快，尤其是某些網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品每半年升級換代一次。在備課環(huán)節上，一是要注重收集最新的產(chǎn)品信息，二是要抓住產(chǎn)品的延續性，從這樣的角度對抽象信息進(jìn)行歸納整理。

　�。ǘ�）在教學(xué)環(huán)節準備上，根據信息編碼的原理，建議采用哈夫曼編碼。哈夫曼編碼是一種無(wú)損壓縮編碼，它的編碼思想是對于出現概率高的信息，編碼長(cháng)度較短，即可以簡(jiǎn)單表示或不表示；對于出現概率低的內容（即獨特的網(wǎng)絡(luò )特征）應重點(diǎn)表示，以達到用最經(jīng)濟的成本實(shí)現最大的信息到達率。

　　例如：在準備網(wǎng)絡(luò )設備章節課程時(shí)，對家庭常用網(wǎng)絡(luò )設備略講，采用自學(xué)、導讀等形式；而企業(yè)級、區域級的網(wǎng)絡(luò )設備的特點(diǎn)、性能要重點(diǎn)講解，并以設備的實(shí)際應用舉例來(lái)加強理解，最后安排到實(shí)習基地進(jìn)行感性的觀(guān)摩實(shí)習，以強化學(xué)生的認知。

　�。ㄈ�）在教學(xué)方法準備上，根據信息傳輸原理中的香農公式C=Wlog（1+S/N），S/N是信噪比，C是教學(xué)效果，W是教學(xué)方法[3]。根據這個(gè)公式可知，要提高有效信息，就必須抑制噪聲，減小干擾。為了實(shí)現這個(gè)目標，應該對傳遞信息的信道加以甄選。

　　例如：在講授網(wǎng)絡(luò )集成課程時(shí)，不能只使用一種教學(xué)方法。因為多么先進(jìn)的教學(xué)方法也有它的適用條件。我們要根據不同的課程內容選擇不同的教法，比如案例教學(xué)法、討論式教學(xué)法、辯論式教學(xué)法等等。

　�。ㄋ模┰诮虒W(xué)評價(jià)準備上，改革課程的評價(jià)方式，是課程改革的關(guān)鍵環(huán)節。傳統的網(wǎng)絡(luò )集成課程考核形式較為單一，主要是閉卷筆試，不能全面反映出學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )集成的知識和技能的真正掌握情況，特別是技能方面的能力在閉卷筆試中往往是很難得體現出來(lái)的。按照信息論原理對學(xué)生接收、掌握的信息量進(jìn)行評價(jià)，主要運用概率理論。具體的評價(jià)方法應該是多元化的，比如形成性考核、筆試、實(shí)訓考核及考核等形式，綜合運用這些評價(jià)方法可以有效地檢測出學(xué)生對課程掌握的真實(shí)情況。

　　課程準備階段是教學(xué)環(huán)節中關(guān)鍵階段，不僅要針對教學(xué)內容、教學(xué)方法、教學(xué)方法進(jìn)行準備，還應該針對不同的專(zhuān)業(yè)實(shí)際需要，針對不同的學(xué)生特點(diǎn)有重點(diǎn)的、分層次備課。在學(xué)時(shí)安排、具體教學(xué)內容上要體現差異性，改變過(guò)去單純追求網(wǎng)絡(luò )集成課程體系自身的系統性和完整性情況。

　　例如：根據網(wǎng)絡(luò )技術(shù)兩年制、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)三年制、網(wǎng)絡(luò )系統三年制等不同專(zhuān)業(yè)的需要，合理安排周學(xué)時(shí)和教學(xué)內容。網(wǎng)絡(luò )技術(shù)二年制專(zhuān)業(yè)應側重網(wǎng)絡(luò )工程的實(shí)施及操作等內容；網(wǎng)絡(luò )技術(shù)三年制專(zhuān)業(yè)應側重網(wǎng)絡(luò )的設計等內容；網(wǎng)絡(luò )系統三年制專(zhuān)業(yè)應側重網(wǎng)絡(luò )建設管理等內容。不僅要注意教學(xué)內容要與不同專(zhuān)業(yè)的崗位需求相適應，同時(shí)應注意與其他課程的前后銜接及橫向聯(lián)系，重復部分應根據專(zhuān)業(yè)需要進(jìn)行調整。

　　二、網(wǎng)絡(luò )集成課程課堂教學(xué)階段的信息論應用

　　教學(xué)過(guò)程是一種教師與學(xué)生間以語(yǔ)言進(jìn)行信息傳遞的過(guò)程，教學(xué)過(guò)程可以通過(guò)教師與學(xué)生語(yǔ)言序列的記錄來(lái)表述。在對教學(xué)過(guò)程中教師與學(xué)生的語(yǔ)言進(jìn)行統計分析時(shí)，發(fā)現傳統的講授方法，存在信息量小、傳輸方式呆板、模式陳舊的缺點(diǎn)。

　　所以當今的課堂教學(xué)應注重轉變傳統教學(xué)模式，進(jìn)行形式豐富、貼近實(shí)際的教學(xué)改革，以符合現代教育培養人才的標準。新的標準不是以掌握理論知識和傳統的課程體系來(lái)衡量，而是以分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力及實(shí)踐動(dòng)手能力的強弱為標準。因而傳統的教學(xué)方式已不能滿(mǎn)足需要，教學(xué)改革成為必然。根據信息論原理中的香農公式C=Wlog（1+S/N），教學(xué)效果C隨著(zhù)教學(xué)方法W改善，但是C與W的關(guān)系是非線(xiàn)性的，W→∞時(shí)，C→1.44，而不是∞[3]。結論是改革教學(xué)方法，可以提高教學(xué)效果，但不可能無(wú)限提高教學(xué)效果。我們應該一方面改革教學(xué)方法，另一方面通過(guò)完善教學(xué)大綱、充實(shí)教學(xué)內容等多種渠道來(lái)進(jìn)一步提高教學(xué)水平。   對于網(wǎng)絡(luò )集成課程，如何改革教學(xué)方法呢？

　　將傳統的學(xué)科體系轉變?yōu)槟芰�體系。教學(xué)中不能只簡(jiǎn)單教授知識點(diǎn)，而是要善于鼓勵學(xué)生應用所學(xué)知識區別不同的問(wèn)題，找出內在的聯(lián)系，提出解決思路和方法，促進(jìn)學(xué)生能力的培養。同時(shí)要加大實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節的比例，給學(xué)生提供更多的實(shí)訓、實(shí)踐的機會(huì )，提高他們的動(dòng)手操作能力和理論聯(lián)系實(shí)踐的水平。

　　例如：講廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)章節時(shí)，采用互動(dòng)式教學(xué)法，各種廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的特點(diǎn)、協(xié)議、主要技術(shù)原理等基礎知識讓學(xué)生提前自學(xué)，做好筆記。課堂上教師主持討論，要讓學(xué)生充分發(fā)表自己的學(xué)習體會(huì )，分析這幾種廣域網(wǎng)技術(shù)的區別及各自的優(yōu)勢，最后總結出這幾種廣域網(wǎng)技術(shù)的適用環(huán)境，課后作業(yè)是針對某一網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行廣域網(wǎng)技術(shù)選擇并解釋原因，在實(shí)踐中驗證自己的結論。在有限的課時(shí)內，完成了傳統教法的23倍的信息量，而學(xué)生的參與性提高，分析問(wèn)題的能力也提高了。

　　大力推進(jìn)校企合作，以便學(xué)以致用、學(xué)用結合。長(cháng)期封閉的課堂教學(xué)，無(wú)論教學(xué)方法再先進(jìn)，教學(xué)手段再科學(xué)，總是有一種“紙上談兵”的感覺(jué)。而走出課堂進(jìn)入企業(yè)，在專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的介紹指導下，不僅對各種知識、技術(shù)有了全面細致的了解，增加了感性認識，同時(shí)也大大地調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的積極性。返校后的討論、總結可以極大地豐富課堂的教學(xué)內容，深化學(xué)生對知識的理解消化。

　　例如：在網(wǎng)絡(luò )綜合布線(xiàn)章節時(shí)，我們采用開(kāi)放式教法，提前講授打線(xiàn)、布線(xiàn)的基本知識和技能，并在學(xué)校的實(shí)訓室做了一些相應的練習。然后組織學(xué)生到某集成工程工地實(shí)習，由工程師、技術(shù)員進(jìn)行講解并跟班工作，雖然只工作了1天，但是產(chǎn)生的效果卻出奇的好。

　　在能力培養方面要采用“項目導向式”教學(xué)方法。所謂項目導向式的教學(xué)方法是指學(xué)生在教師指導下自己選擇一個(gè)項目主題，自己制定項目的實(shí)施步驟，在教師的輔助下完成整個(gè)項目，最后與教師討論實(shí)踐結果。項目導向式教學(xué)方法對于教師的要求較高，因為每個(gè)學(xué)生的方案各不相同，一名教師要應對多個(gè)學(xué)生的方案進(jìn)行討論和論證，需要付出更多的精力。

　　例如：在網(wǎng)絡(luò )集成的實(shí)踐環(huán)節中，教師可以布置設計“網(wǎng)絡(luò )方案”的實(shí)訓作業(yè)。學(xué)生可以根據自己熟悉和感興趣的方向選擇設計對象。教師要與學(xué)生共同討論方案的設計目標及可行性，并在設計中給予全程指導。通過(guò)這樣的實(shí)踐活動(dòng)可以使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò )集成有深入全面的理解和掌握。

　　三、網(wǎng)絡(luò )集成課程考核階段的信息論應用

　　網(wǎng)絡(luò )集成課程考核一般是由理論筆試和實(shí)踐考核（實(shí)訓報告、實(shí)踐）兩部分構成。對實(shí)訓的考核，我們按照一定的時(shí)間間隔和模塊，對學(xué)生的學(xué)習情況和實(shí)踐情況進(jìn)行記錄，由此可實(shí)現對整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程行為的有效記錄，即“形成性考核”。形成性考核是體現學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中參與程度、掌握程度的最佳考核方式。

　　例如：教師對學(xué)生每一次的實(shí)訓都進(jìn)行成績(jì)記錄，最后得出本課程的綜合實(shí)踐成績(jì)。

　　四、結語(yǔ)

　　網(wǎng)絡(luò )集成是一門(mén)交叉性科學(xué)，它融合了很多學(xué)科的知識。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)時(shí)，應該借鑒和吸取其他學(xué)科成熟的理論，進(jìn)行消化吸收，以豐富教學(xué)內容和教學(xué)方法。而信息論對信息的傳播、接收、評價(jià)有一套完整的體系，應用在網(wǎng)絡(luò )集成教學(xué)上，可以起到事半功倍的作用。

　　參考文獻：

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