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第18章 开放式课程对电子信息工程专业课程改革的启示

孙象然

(中国传媒大学信息工程学院电子信息工程系)

摘要:通过对美国麻省理工学院开放式课程的发展和意义,以及其具体课程设置的阐述,包括课程、教学大纲、课内外教学活动、学习材料、课程评估等方面,探讨了麻省理工学院电子类教育对我国电子信息工程专业教育的启示。

关键词:开放式课程、电子信息工程专业、启示

一、开放式课程的历史、发展和意义

麻省理工学院开放式课程(MIT Open Course Ware,简称MITOCW)体现了知识开放与共享的理念,对全世界产生了极大的影响。MIT OCW以网站为架构,将学院内许多教授的教学内容大规模地进行开放分享,让全世界不分种族、国籍、宗教信仰的教师、学生与自学者能够免费搜寻麻省理工学院各课程的教材。其秉承了推进知识和教育,追求卓越、创新和领先的价值理念以及服务于全人类的使命,成为全世界教师、学生和自学者的一个免费、开放的教育资源。正如校长苏珊·霍克菲尔德女士所评论的,“通过麻省理工学院开放式课件,世界各地的教育者和学者都能从我们教师的学术活动中受益,同时也加入到了一个世界性的学习型群体中,大家都一同公开、自由地分享知识与交流思想,并从中获益。”[1]

2001年4月,在Mellon基金会和Hewlett基金会的慷慨赞助下,麻省理工学院斥资近1亿美元启动了“开放式课程”计划。2002年9月,MIT开放式课程网站试运行。近年来,麻省理工学院又投入了大量人力和资金开发新的课程。这些课程种类繁多,涉及6大学院中的航空太空工程、人类学、建筑学、生物医学工程、生物学、脑与认知科学、化学工程等30多个领域。据统计,2003年9月30日MIT OCW正式对外发布了500门课程,2004年4月1日网站新增了201门课程,到2008年已有近900门课程的核心资料全部发布到网络上。在网站上,使用者可以自由观看、下载各课程的教学大纲、上课笔记和讲稿等,其中许多课程包含了影音档案、习题与解答,另有延伸阅读清单等附加部分。麻省理工学院声明“开放式课程”上的内容可以被任何人使用、复制、发送、翻译和修改,但前提是这些资料必须应用于非商业化目的,如果该资料被再出版或是再复制于网站上,必须要注明原作者,而且使用者和修改者必须和麻省理工学院开放式课程一样,与人共享这些资料。

开放教育是一种新型的高等教育模式,主要采用面授与多媒体教学手段相结合的教学形式。学员可以根据自身情况自主安排学习计划,选择课程、媒体教材、时间、地点和学习进度。开放教育不仅意味着对教育对象的开放,更重要的是教育观念、教育资源和教育过程的开放,它的本质是人人享有终身接受教育的权利。MIT开放式课程则具有以下特点:(1)使用麻省理工学院教材的网络版;(2)所有课程教材均可免费提供给世界各地的使用者;(3)不需要任何注册;(4)不是授予学位或是证书的网站;(5)不提供麻省理工学院入学申请。从这些方面可以看出,MIT OCW和其他网络教育系统、开放教育有所不同。开放教育是一种教育模式,是对高等教育模式的丰富和补充。它牵涉到在教师和学生之间的主动资讯交换,目的是获得某种形式的证书,教学的对象针对那些有能力和愿意付费的学习者。麻省理工学院开放式课程网页则将内容资料对全世界免费开放,而不是取代高等教育的证书授予系统或是收费课程。相对而言,开放教育是一个更广的概念,而MIT开放式课程可以看做是开放教育中的资源要素。

在这个将自己的创作内容以专利权的形式加以保护的时代,OCW以一个独特的视角和大胆的做法抓住了全世界的眼球。有人会问,MIT OCW把“看家”的资源公开了,那么它将怎样生存呢?这里外国人展现了一个传统的智慧:OCW是麻省理工学院最大的一个广告!这是一种自信的展示,既然有这么丰富的资源,那么学校肯定是非常好的。

麻省理工学院还有一个理念:反对知识的私有化和商业化,推进知识的开放共享。MIT OCW背后的思想是领导并促成大学在利用网络作为教育媒介的方式上的根本变革,这符合麻省理工学院倡导的优秀卓越、改革创新和引导潮流的价值导向。

二、麻省理工学院电子工程与计算机科学专业开放式课件

电子工程与计算机科学专业开放式课件提供了一套完整的支持电子信息与计算机类教学和学习的课程资源,包括课程设置、课程大纲、课程日历、讲授笔记或教学活动、学习材料和课程评估以及其他类型的资源,如学习指南、课外作业、试卷、视频演讲、问题解决单元、研究项目、超文本电子书、仿真设备、范例或学习工具等。

1.课程设置

电子工程技术与计算机科学相结合,覆盖的学科范围非常广泛,包括电子电路、电磁学、计算机、网络等方面的170余门课程。

2.教学大纲

每门课程都有完整翔实的教学大纲。以电路与电子学这门课程为例,它的教学大纲是“本课程旨在培养学生:(1)学会基本电子器件的电路模型的得出和使用,例如电阻、电源、电感、电容、二极管以及晶体管等。(2)具有抽象(概念)分析和设计简单电子电路的能力。(3)能够列出描述含有储能元件电路时间特性的微分方程并求解该微分方程的能力。(4)理解半导体二极管和效应管等复杂器件的建模过程以及它们在分析和设计实际电路过程中的具体运用。(5)具有设计和具体搭建电路、对实际电路性能进行测试,并与理想的电路模型加以比较进而分析其差异的能力。”[2]同时包含了学习结果、作业、实验和实验报告等内容。

3.教学日程

详细列出了一学期的教学安排,以及每节课的教学内容。例如第3周的第一次课讲授的内容为“数字提取、布尔逻辑、真值表、开关和组合门电路”,还布置了一次实验。[2]

4.教学活动

关注学生知识理解、运用和实际动手的能力,主要有知识讲座、课堂讨论和实验等环节,如提供了实验设备讲义和4个实验,学生在按既定要求完成实验后还要完成实验报告内容。

5.学习材料

紧密结合课程内容,利用多种手段资源,拓宽知识覆盖。除了基本的阅读材料和课堂的讲义外,还提供了每次课程的视频,视频是按照章节的具体内容分段上传到网上的,方便了学生的下载。

6.成绩评定

给出具体详细的评定标准,并且覆盖了课程学习的各个环节。如“成绩初评包括以下几个部分,其权重如下:作业5%、测验每次25%、期末考试45%。接下来整个教学组将会对你的平时作业的情况、实验时的表现及你的出勤率进行讨论。这次讨论将会影响你的最终成绩,特别是如果你的初评成绩在及格边缘的话。此外,如果你不完成本门课程的实验,你的成绩等级将为F。”[2]

三、麻省理工学院开放式课程对工科教育的启示

对MIT OCW项目的整体认识和对电路与电子学这门课程的教学大纲、教学内容、实验、作业和相关资料的研究和分析,给我国电子类工程专业教育很多的启示。

这种启示不仅是在宏观的专业课程设置和专业内容的安排上的,同时也是在微观的具体每一门课程的内容安排、教学环节和教学内容的开展上的。电子信息工程专业的培养目标是培养具备电子技术、信号处理、信息传输、计算机应用等领域的基础知识,能从事各类电子设备、信号处理系统、信息传输系统、计算机测控系统的研究、设计、制造、应用、开发、维护的高等工程技术与管理人才。对于电子信息工程专业学生的培养,有五条主要标准:(1)较高的综合素质;(2)较宽广的知识面;(3)较强的文化素质;(4)较强的学习能力;(5)较强的适应能力。借鉴MITOCW中电子工程和计算机科学专业课程的设置,并结合我国专业人才培养的具体要求,电子信息工程专业本科教育应当在培养目标、课程设置、教学内容等方面进行调整,构建完整的、覆盖相关学科的课程体系,进行整体优化,注重根据专业培养目标,构建模块式、桁架式课程体系。

在具体课程的教学中,应该体现出理论与实践的结合、教师讲授与学生思考的结合、课上学习与课下研究的结合、课堂教学与实验动手的结合。在教学手段上,教师应该采取多种手段丰富教学的内容,不仅要讲授多媒体课件,还应该结合教学内容增加大量的仿真程序的演示,加深学生对知识的理解。在课程资料的选择上,要提供丰富的、多种形式的相关资料,包括书籍、网页、国内外相应课程的资料、软件程序等。课堂教学环节要和课下的自学紧密结合起来,通过简单有趣的思考题,引发学生自己学习和自己思考的兴趣,有效地延伸课堂教学,提高学生的综合能力。设计详细实用的实验内容,一方面辅助课程的课堂教学,另一方面培养学生的动手能力,满足现代工程技术人才的宽口径要求。

参考文献

[1]“OpencoursewareHowTo”.ocw.mit.edu/OcwWeb/HowTo/index.htm

[2]www.core.org.cn/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-002Circuits-and-ElectronicsFall2000/CourseHome/index.htm

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