基于熵減理論的醫學課程設計

成勁松

【摘要】 熵，又稱信息熵，表示事物的混亂程度，熵值低，則提示該事物有規律可循。教學過程，正是教學信息由教師、教材輸送給學生的傳遞過程。提高教學中的有效信息傳遞，可理解為是一個熵減的過程。在進行醫學課程設計時，可將熵減理論應用到當中，以增加信息傳導的準確性及有效性。在醫學教育中，熵減可作為教學目的之一，也可以作為醫學的備課原則之一。

【關鍵詞】信息熵，醫學，課程設計

【中圖分類號】G644.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2026-5328（2022）02--01

熵，又稱信息熵，是指離散隨機事件的出現概率。1948年，香農將統計物理中熵的概念，引申到信道通信的過程中，從而開創了“信息論”這門學科。香農定義的“熵”又被稱為“香農熵”或“信息熵”，用來描述隨機事件的混亂程度，也即該隨機事件所有結果所帶來平均不確定性。通俗來說，熵是事物的混亂程度，熵值越高，說明該事物越混亂。熵值越低，就說明該事物越有規律可循。本文擬探討熵減理論在醫學課程設計中的應用價值。

1 熵減理論在醫學教育的意義

1.1 熵值的產生，是由信源發出的信息，通過信道傳送，再由信宿獲取的過程。而教學過程，正是教學信息由教師、教材輸送給學生的傳遞過程。如何提高教學效果，實質上是如何提高教學中有效信息傳遞的問題。因此，如何減少熵值，便是教師在備課過程中需要考慮的問題。無序的音符，組成音樂;無序的文字，排成詩詞;無序的積木，堆成房子。熵減的過程中，產生價值。

目前，熵理論已經在管理[1]、金融、大數據分析、設計、天文、工程、甚至對生命的理解上得到廣泛應用，目的是提升信息的純度，提升價值及效率。但在教學領域，目前國內只有個別案例將熵理論應用于教學質量評估方面[2， 3]。

1.2 熵減理論在醫學課程中的意義。基于信息熵的上述特點，筆者認為，在進行教學課程設計時，應將熵值作為重點考慮的因素之一。課本知識可看作是熵值最高的知識載體，如教師只對課本的文字講解，學生通常不容易找到當中規律，學習效率低下。但如果教師通過重點講解、給予歸納性意見、并適當結合案例法或討論法引導，學生的學習效率自然會提升，這便是熵減。教學方式由以往的以教師為中心，到以學生為主體、教師為引導的授課，也是一個信息優化、熵減的過程。

2 熵減理論在醫學課程設計中的實踐應用

2.1 熵減思維，在備課時就應該得到充分體現。例如針對醫學課程在準備教案時，授課教師可先根據教學大綱做好重點、難點分析并做好相應對策。利用表格、圖表、思維導圖等方式設計好講課思路及各教學內容的時間安排。同時提前了解學生的能力和興趣，準備不同層次的問題。

2.2 在授課過程中，從粗到細再到粗，從簡單到復雜再回歸簡單，從大概了解到熟知每個知識點，逐漸走向精確。根據提前了解到學生的能力范圍及水平，進行分層遞進教學，并給予適當的思維拓展，讓學生跟著教師一步一個腳印，訓練臨床思維。比如教師在講解典型病原體肺炎時，可以以病原體類型、病因、發病機理、病理、臨床表現、并發癥、診斷、治療等作為記憶主線索，在每個知識點當中，提取出數個與之有關的重點詞匯（如“夾膜”、“免疫力下降”、“稽留熱”、“鐵銹色痰”、“PG”等是肺炎球菌肺炎的重點詞匯，“傳染性”、“夜間陣發干咳”、“IgE”、“大環內酯類”、“呼吸喹諾酮”等是肺炎支原體肺炎的重點詞匯）。講授時，教師圍繞線索、重點詞匯展開，在講完某個知識點后，又立即在板書中進行表格式的總結歸納，再次回到重點詞匯，以加深知識印象。在線索圍繞、應用重點詞匯、歸納總結、合理進行課堂反饋過程中，都體現出了熵減。

2.3 熵減理論重視以學生為中心以及學生的信息反饋。在教學過程中，授課教師高度重視信息的雙向性，除考慮到教師輸出熵值的穩定，還關注學生在學堂中的信息反饋，若發現信息輸出效果不能達到預期，則立即給予調整。如在講解肺炎一課時，教師發現部分學生還分不清肺部CT的左右方向及肺的分葉，則立即給予調整及引導。由于加快了反饋速度，縮短了反饋周期，從而使學生的認識及時得到強化，錯誤的認識及時得到糾正，降低了信息的熵值。

2.4 利用信息的多向性減低熵值。師生之間的信息交流是呈網絡狀的，我們在課前、課時或課后，都充分考慮到了這種多向性。比如，授課教師在課前、課后均對同學提出一些問題，讓學生展開充分的討論，由于學生基礎不同，能力也不同，因此在信息輸出時，可能會產生一些錯誤的信息。教師在授課過程中，都會搜集起來，再反饋給同學，從而達到糾正錯誤、深化理解的目的，以提高信息的價值，盡量減少學生課后產生的信息熵。比如，在課后布置學生們完成一些與臨床相關的作業及思考題，并要求學生們對授課教師進行教學反饋。老師在課后也會與學生保持密切聯系。除教師-學生之間的多向反饋，還包括教師-教師之間的多向反饋，其形式主要體現在年輕教師試講以及集體備課上面。

2.5 課后建立自我反省機制，以加強課程的功能性。在自我反省過程中，可加入新的知識、新的案例、新的教學方式、新的心態，督促教師在課后進行交流學習，對不足進行修復，這也可以看作是一個熵值減低的過程。

3 總結

隨著醫學的不斷發展，新的醫學技術不斷涌現、信息容量不斷增加、疾病的復雜程度不斷提升，而隨之產生的冗余、落后的知識就會越來越多，因此，醫學發展過程，可看作是一個熵增的過程。作為醫學教育工作者，由于新事物、新媒體的涌現，目前面臨著極大的挑戰，因此有必要在此基礎上做一些新的改革，用開放的態度看問題，專注熵減，否則不利于醫學教育的發展。

熵減理論，可以應用在課前、課中、課后全過程。教師若掌握熵減法，充分考慮信息的傳達效果，可讓信息的表達更準確、更規律、更有效。筆者認為，該理論可以作為醫學教學設計時的備課原則之一。

參考文獻：

[1] 丁偉， 陳海燕. 熵減——華為活力之源. 中信出版集團， 2018

[2] 彭丹. 基于”熵權和改進TOPSIS法”對”智慧課堂”教學質量的綜合評價體系構建[J]. 科教導刊， 2020， （26）： 112-114.

[3] 胡國強， 弋順超. 基于層次分析法和熵權法的高校教師教學質量評價——以學生評價教師為例[J]. 內蒙古師范大學學報（教育科學版）， 2019， 32（8）： 62-66.