信息论 教学改革立项 申请书

附件4：项目编号?大学教育教学改革立项项目申请书 项目名称 信息论基础课程教学 内容改革的研究与实践 项目负责人 ? 项目类型 一般项目 起止时间 2010.9-2013.9 推荐单位 数学与信息学院 联系电话 13?83 填表时间 2010.6.25 ?大学制一项目及项目负责人情况项目情况项目情况项目名称信息论基础课程教学内容改革的研究与实践预期成果专著 论文 研究报告 教材 CAI 其他申请经费（万元）0.8项目负责人情况姓名?性别男出生年月职称讲师学位硕士研究专长密码学与信息安全主要教学工作简历时间课程名称授课对象学时所在单位2006.9-2007.1信息论基础04信计本172数学与信息学院2007.3-2007.7现代密码学04信计本136数学与信息学院2007.9-2008.1信息论基础04信计本172数学与信息学院2008.9-2009.1信息论基础04信计本172数学与信息学院2006.10-2010.7高等数学E电子科学专业108电子与电气工程学院主要研究工作简历时间研究内容主要成果获奖情况B类论文7篇，EI论文2篇山东省优秀学士学位论文（指导）二项目组其他成员简况姓名性别出生年月职称工作单位研究专长学历签名男19782讲师数学与信息学院信息科学、密码学博士研究生女1977.11讲师数学与信息学院信息科学、密码学硕士研究生三项目的研究内容论证（1、项目研究的必要性；2、项目研究内容与拟解决的关键问题；3、项目研究实践应用和推广预测；4、项目特色和创新。） 研究的必要性：信息与计算科学是教育部1998年新增的专业。信息论基础课程是信息与计算科学专业的基础与核心课程。信息论课程建设的好坏直接影响到信息科学专业本科生的培养质量,影响到信息与计算科学学科建设。因此，对于该课程的课程建设显得十分迫切和重要。但学生在学习这门课程时,普遍反映该课程理论性太强,也不知道信息论在信息安全中起的作用是什么。所以，对该课程的教学内容进行适度的改革是必要的。 研究内容：本项目试图分析出现该问题的原因,并结合作者在教学过程中的一些心得与体会,从教学模式和手段、教学内容、实验教学等方面提出一些改进措施。作为信息科学与密码学专业的研究团队，高伟博士、李飞讲师与刘锋讲师正致力于信息学科基础的、针对本专业学生的学科体系建设，着手点主要有：信息论、密码学方面的毕业论文写作，编码实战，高新信息技术研讨等，以提高同学们的学习热情。 拟解决的关键问题：与信息论课程的重要性形成鲜明对比的是，它的课程建设和教学效果却相对落后。这主要是由于2000年之前,“信息论”基本上属于通信专业的研究生课程。2000年之后,随着信息安全专业的陆续设立,“信息论”才逐渐成为本科生课程。但是教学内容、教学方法等基本沿用了研究生教学的模式。纵观“信息论”课程的教学工作,结合自己的教学实践发现“信息论”课程的本科生教学主要存在如下一些急需解决的问题： 作为一门重要的本科生课程,“信息论”的教学内容基本沿用了研究生的教学内容,过于抽象,不能深入浅出,脱离学生的实践经验，不符合大学生的认知规律； 教学方法基本沿用了研究生课程的教学方法,以掌握知识为主要目的,以课堂理论教学为主,缺少实践和启发互动环节；不利于发现问题、解决问题能力的培养,进而影响到创新思维的发展； 项目研究推广预测：以数据压缩编码为例，如果课堂教学过程中联系学生的实际，增加启发互动环节，教师可以抛出一系列相关问题。如同一首歌,分别保存成WAV格式和MP3格式,占用的存储空间能差多少？听起来的感觉有差别吗？促使学生课下做实验、查资料,既使学生深入理解有损压缩、拓宽知识面,又培养了学生的动手能力、查找文献资料的能力、发现分析解决问题的能力,而且还将枯燥的理论与学生的生活经验结合起来,激发学生的学习兴趣；进而，提高教学效果。 项目特色和创新： 寻找、补充更多的事例，努力实现课堂讲解广泛联系实际,以加深学生对概念的认识； 突出基本概念的理解与实现，体现出作为数据结构课程和计算机相关课程的先修课程的作用； 处理好所涉及到的数学知识,让学生体会到将数学用到通信中的乐趣,同时让学生认识到数学基础的重要性； 课堂组织实现由教师引出一条主线,学生自由组成团队,采用一方主讲,另一方纠错的策略,共同形成一个信息交流的立体网络,在激烈地竞争与讨论中、在这种师生互动的教学过程中,大大地调动学生的积极性和参与意识,并达到了温故知新的学习效果； 寻找、设计更多的实验案例，加强学生实践环节的教学,这样才能让学生在严峻的就业形势下突显自己的特长,更好地适应将来的工作。四项目的研究条件论证（1、项目负责人及主要成员过去的研究基础和目前的研究情况，可用于研究的时间，人员分工等；2、项目研究的资料，设备，研究手段等。） 研究基础和研究情况?主持了校科研基金一项（在研），具备负责项目的经验；可用于研究的时间6月/年；?博士参与过学校精品课程数学分析的建设，对课程建设积累了一定的经验；可用于研究的时间3月/年。在近两年的毕业论文指导方面，注重对信计专业学生的引导，完成了两篇信息论基本定理推广和一篇线性编码实现的学士学位论文，获得了较好的学术评价。 项目研究的资料较为充足；但是由于信息论科目的本科教学，全国范围内，目前仍处于探索时期，教材的选取、教学内容的设计等基本环节仍然需要更新的、更容易理解的资料进行完善。另外，信息论基础的实验教学是一个全新的内容，而且对任课教师在编码与码率分析方面有较高的要求；目前可借鉴的、较为成熟的实验几乎空白，所以这方面的教学研究资料也是需要不断留心搜集的。 项目研究的研究手段：以课堂教学改革为主，注重教学过程的设计，加强与学生的互动。如上所述，信息论科目的建设仍处于探索阶段，向兄弟院校学习，积极参与该类课程建设的研讨会，对本校该类课程的建设不无裨益。五项目的实施方案 教学内容在教学过程中将教学内容分为基本教学内容、扩展的教学内容和实验教学内容三部分。基本教学内容包括构建支持学生终身学习的知识基础,如信息的统计度量、信源、信道、编码概述等内容。扩展的教学内容及时、适当地介绍本学科的最新动态和新的发展,使课程教学内容保持基础性的计算机教育教育与教学研究；同时,不断提高课程内容的时代性和前沿性。实验教学可以有效提高学生的实际动手能力和解决实际问题的能力,将理论知识和实际问题融合贯通,提高综合素质。要与信息安全密切联系，如安全的数据传输协议、安全的会议密钥协商方案等密码系统建立的信息论原理等。 课堂组织由于“信息论基础”这门课程是应用近代数理统计方法研究信息的度量、编码和通信的科学,是概率论与通信技术相结合的理论学科,自然需要学生具备扎实的数学功底,才能便于对基本概念和定理的理解.由于单向陈述并不能激发学生的记忆系统,采用师生与生生多边互动的方式来回顾已学数学知识.由教师引出一条主线,学生自由组成团队,采用一方主讲,另一方纠错的策略,共同形成一个信息交流的立体网络,在激烈地竞争与讨论中重建了概率论与数理统计的知识结构.在这种师生互动的教学过程中,大大地调动了学生的积极性和参与意识,并达到了温故知新的学习效果.执行过程以学生为核心,展示团队表现力；教师负责引出“信息论基础”这门课程的整体框架结构,并介绍信息论的发展状况及其实际应用领域;然后向学生说明本门课程将要采取的教学改革方案及实施步骤;最后,根据教师以往的授课经验,为学生团队的报告内容提出可行性建议并配以加分机制作为奖励. 实验设计实验的设计应该从学生的实践经验出发,在充分考虑学生理解、动手等能力和专业特点的基础上,设计若干个简单的、对理解课程内容有利的、学生付出一定的努力能够实现的实验。以帮助学生理解课程内容,提高动手动脑能力,培养创新意识和发现问题、解决问题的能力。例如可以让学生编程实现某个编码算法让学生设计一个算法,判断两种编码方式的好坏,并给出算法设计的依据让学生写一篇关于信息论在密码学方案或协议设计中重要作用的论文等等。六经费预算时间预算经费支出细目2010.9-2011.10.2万元购置资料、参与兄弟院校研讨会2011.4-2012.10.2万元实验教学资料的建设2012.4-2012.90.2万元研究论文、研究报告2013.4-2013.90.2万元研究论文、参与兄弟院校研讨会七项目负责人所在单位推荐意见 本课题试图对信息论课程进行深入的改革。信息论课程作为信息科学专业的基础课程，亟需从课程教学内容、课堂教学手段等方面进行革新。教学内容方面：该课题组经过研究发现，现在的信息科学专业的本科教学仍然沿用研究生的教学模式，这对学生理解课程、学习兴趣的提高都是不利的，从而在与此相关的后续课程的学习时可能会产生不够积极的影响。课堂教学手段方面：信息科学应该重视学生实践能力的培养，这一观点在信息论课程中应该也有所体现。但是，现阶段这方面的建设在国内、国际上都是比较欠缺的。因此，本课题的建设思路新颖，对本课程的建设非常有意义。 单位负责人签字： 单位盖章 年 月 日八专家组评审意见 组长签字 年 月 日九学校意见 学校负责人签字 学校盖章 年 月 日