信息熵對理論實踐一體化教學過程的評價研究

齊安鑫 齊 茜 李 鑫

（山東畜牧獸醫職業學院山東濰坊261061)

信息熵對理論實踐一體化教學過程的評價研究

齊安鑫 齊 茜 李 鑫

（山東畜牧獸醫職業學院山東濰坊261061)

信息熵是度量信源、信息傳遞過程中所含信息量的標尺。教學過程是信息傳遞過程，其信息熵稱為教學信息熵。教學過程的信息傳遞依賴于師生的互動行為。弗蘭德斯分析了課堂教學過程，將師生的互動語言行為歸納為10類。觀察理實一體化教學過程，對弗蘭德斯師生互動行為體系進行修正，可得到該教學模式下的另一個行為體系。記錄該行為體系內各行為發生的次數，依據統計原理和香農信息熵表達式，能計算出各行為發生的概率和教學信息熵。用其評價理論實踐一體化教學過程的質量和效率，既簡單易行，又客觀公正。

信息熵；理論實踐一體化；教學過程評價；互動行為

對教學的評價包括對教案、教學過程和教學結果的評價。事實上，教案為過程而設計，結果則源于過程。因此，對教學過程的評價是教學評價的核心。目前，高職教學模式由理論實踐分離向理論實踐一體化轉變，傳統的教室變為實驗室或實訓室，沿用傳統方法評價教學過程已不再適合。近年來，有些專家提出了新的教學評價體系。但是，如何客觀地對理論實踐一體化教學過程進行評價仍缺乏研究。信息熵已被用于純理論課的過程評價，它為研究理論實踐一體化過程評價提供了一把鑰匙。

信息的意思是事物現象及其屬性標識的集合，即客觀事物的本來面貌。信息傳播過程總是摻雜著冗余，而且信息和冗余高度融合為一體，其中含有的信息量是不確定的。為了度量信息的量，信息論創始人香農（ClaudeElwoodShannon）把物理學中的“熵”的概念引入信息論中，提出了“信息熵”的概念，以此來度量信息的量。

在物理學中，熵是用來度量一個體系混亂度的標尺。一個體系的混亂度越高，熵值越大。美國教授查爾斯·亨利·貝內特（CharlesHBennett）曾解釋過信息熵，他認為信息的銷毀是一個不可逆的過程，是符合熱力學第二定律的。而產生信息，則是給系統引入負熵的過程。所以，信息熵的符號與熱力學熵的符號是相反的。一般而言，當一種信息出現的概率更高時，信息熵的絕對值則越大，表明信息被傳播得更廣泛。

香農信息熵的數學表達式為:

S為信息熵，K為轉換系數（1.443），P為事件出現的概率。

教學過程是信息傳播過程，師生通過多種行為對科學知識、生產技術和工作技能等信息進行傳遞。美國教育學家弗蘭德斯（Nedflandrs）對課堂教學的信息傳遞進行了分析，認為師生間通過10類（見表1）互動語言行為完成信息傳遞。連續觀察并記錄教學過程中這10類互動行為，可以得到師生互動行為分布圖，并能計算出各行為出現的概率，再通過香農信息熵表達式計算出教學過程的信息熵。教學信息熵越大，傳遞的信息量則越大。這樣，我們可以通過教學信息熵的大小，對教學過程的質量和效率做出客觀評價。

表1 弗蘭德斯師生互動語言體系表

理論實踐一體化教學過程與傳統課堂教學相比，師生間的互動行為有顯著差異。主要表現為:教師講授減少，演示增加；提問測試減少，動作指導增加；指令行為減少，活動糾偏增加；學生聽覺接收減少，視覺接收增加，個體學習減少，合作學習增加，靜態學習減少，動態學習增加。詳細觀察理論實踐一體化過程師生互動行為，并仿照弗蘭德斯進行分類，可建立起一個修正體系。經過對修正體系各行為進行觀察記錄、統計、計算，可得到各行為發生的概率和教學信息熵，用以評價理論實踐一體化教學過程，從而得出客觀的評價結論。

研究材料

優質課90分鐘教學過程師生互動行為信息資料；評價對象90分鐘教學過程師生互動行為信息資料；多功能計算器。

過程與方法

理論實踐一體化教學過程師生互動行為類型確定從食品系選擇6名教學經驗豐富的教師，利用集合意見法收集理論實踐一體化教學過程師生互動行為，再通過聚類分析法對行為進行分析、綜合、整理，形成12種行為類型（見表2）。

優質課行為資料收集與評價標準確定從食品系40歲以上、教學15年以上、教學質量較好的教師中隨機選3位（A、B、C）教師的教學過程作為觀察對象，以表2中的互動行為類型作為觀察內容，制作記錄表格。經培訓，安排4名學生，分兩組隨堂（90分鐘）分別記錄下實際發生的師生行為，每30秒鐘記錄一次，作為原始資料。對所得的12份資料進行統計，計算出行為發生的平均概率和平均信息熵作為評價標準（見表3）。

表2 理實一體化教學過程師生互動行為類型表

表3 概率標準值與標準信息熵表

評價對象行為資料收集與統計、計算隨機抽取評價對象3個單元課（a、b、c）教學過程。經培訓，安排4名學生，分兩組隨堂（90m）分別記錄下實際發生的師生行為，每30秒鐘記錄一次，作為原始資料。對所得的12份資料進行統計，計算出評價對象各行為平均概率和平均信息熵（見表4）。

表4 評價對象行為概率與信息熵表

概率相對值與相對信息熵的計算以所得的平均概率、平均信息熵作除數，以所得的概率標準值和標準信息熵作被除數。計算出各行為概率相對值和相對信息熵，作為分析和評價的依據（見下頁表5）。

教學過程評價利用對比法，將評價對象各值與標準值進行對比，若評價對象某行為發生概率低于標準，則說明教學過程中該行為欠缺；若平均信息熵低于標準，則說明教學全過程信息傳遞總量欠缺。反之，則說明信息傳遞總量大。

討論

由表5可知，評價對象不足之處表現為:教師講課時間偏多，指導與動作糾偏較少，評價與反饋太少；學生間互學行為較少，詢問與記錄行為欠缺，少數學生的無效行為是標準的2.79倍；平均信息熵僅為標準的53%。說明這是不成功的教學過程。建議教師在以后的教學過程中注意調整各種行為的比例，加強學習型課堂建設，提高教學效率。

表5 相對概率及信息熵表

教學信息熵用于對理實一體化教學過程的評價，可從一個側面實現教學評價的客觀、公正。但還不能對課程教學進行全面評價。要對教學做全面評價，需結合教案、教學結果進行三位一體的評價。

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G717

A

1672-5727（2013）09-0045-03

齊安鑫（1955—)，男，山東昌邑人，山東畜牧獸醫職業學院副教授，研究方向為教學管理。