劉　齊　陶愛峰

(1.南京師范大學　教育科學學院，江蘇　南京　210097；2.河海大學　港口海岸與近海工程學院，江蘇　南京　210098)

對國內(nèi)外高校開放教學資源的對比分析

——以水利與海洋相關(guān)課程為例*

劉齊1陶愛峰2

(1.南京師范大學教育科學學院，江蘇南京210097；2.河海大學港口海岸與近海工程學院，江蘇南京210098)

摘要開放教學資源正成為教育發(fā)展的趨勢，越來越多的國內(nèi)外高校開設了網(wǎng)絡教學平臺。美國麻省理工學院是開放課程的先導者，文章以麻省理工學院的水利與海洋相關(guān)課程為例，同時介紹了河海大學、荷蘭代爾夫特理工大學、臺灣成功大學的水利與海洋相關(guān)課程開放資源的課程設置和發(fā)展狀況，指出我國高校開放課程發(fā)展過程中存在的問題，為今后的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞開放教學資源；水利；海洋；麻省理工學院

2012年以來，“大規(guī)模在線開放課程”(Massive Open Online Courses，MOOCs)在全球迅速興起，以麻省理工學院和哈佛大學共同創(chuàng)辦的非營利在線教育平臺edX為代表，對傳統(tǒng)高等教育的深刻變革之勢呼之欲出。在此背景之下，我國高等教育同樣面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。2013年6月26日，首批120門中國大學資源共享課正式通過“愛課程網(wǎng)”向社會大眾免費開放，這是繼中國大學視頻公開課之后，中國開放教育成果的又一次大規(guī)模亮相。而一周之后，旨在推廣終身教育、推進信息技術(shù)與教育教學的融合，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享的國家開放大學門戶網(wǎng)站也正式上線，3 600多個“5分鐘課程”提供給廣大學習者。

培養(yǎng)人才、發(fā)展科學、服務社會，這是大學的基本任務。把高等院校特有的、優(yōu)質(zhì)的教學資源信息化、數(shù)字化、公開化，既擴大了受教群體，又促使更多科技成果的轉(zhuǎn)化普及，更是服務社會的重要舉措。當然，網(wǎng)絡公開課尚處于上線初期，還有待進一步改進和完善。而國內(nèi)外一些著名高校已經(jīng)建成的開放教學資源，可以為此提供借鑒。筆者以水利與海洋相關(guān)課程為例，整理匯集了若干所大學的開放教學資源，并做了對比分析，以資參考。

一、麻省理工學院的開放課程

麻省理工學院開放課程(Open Course Ware)是一項基于網(wǎng)絡的開放式課程計劃。1999年，面對日益興起的網(wǎng)絡和信息技術(shù)革命的挑戰(zhàn)，麻省理工學院要求學院教育技術(shù)委員會提供策略上的規(guī)劃，讓麻省理工學院能夠確立自己在長遠和電子教學環(huán)境中的定位[1]。在以市場為導向的大環(huán)境下，絕大多數(shù)策劃團隊向校長遞交的策劃書中都十分注重知識的商業(yè)價值，試圖建立遠程教育盈利性機構(gòu)，這也與當時很多美國高校的策略如出一轍。然而，一名叫俞久平的華裔教授領(lǐng)導的小組卻提出了另外一種思路：將所有大學部和研究所的課程教材上網(wǎng)，免費提供給世界各地的任何使用者[2]。在解決了一些教授關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)等方面的顧慮之后，他的想法出人意料地得到了學院自上而下的支持。因為，開放課程的宗旨與麻省理工學院的辦學理念，即推進知識進步和傳播，在科學、技術(shù)及其他學術(shù)領(lǐng)域教育和培養(yǎng)學生，與更好地服務于民族和世界的發(fā)展宗旨不謀而合。同時，這也延續(xù)了麻省理工學院和美國高等教育的傳統(tǒng)：開放分享教育資源、教育理念和思考模式。另外，麻省理工學院也希望借此契機引導世界上的其他大學將網(wǎng)絡資源作為教學內(nèi)容的重要組成部分。

2001年4月，麻省理工學院在網(wǎng)上正式公布了首批500門課程，所公開的資料主要包括主講教師信息、教學大綱、課程筆記、作業(yè)及答案、考核標準、參考資料，部分課程材料中還包括教師上課的實時錄音或視頻資料。到目前為止，麻省理工學院陸續(xù)公開了6個學院共32個系所的2 000門課程，幾乎所有原本麻省理工學院學生才能接觸的課程都已經(jīng)公諸于眾。

(一)海岸海洋動力基礎課程

自1893年麻省理工學院應美國海軍戰(zhàn)事所需成立了造船與海洋工程系以來，麻省理工學院一直都走在船舶與海洋工程專業(yè)的國際前沿地帶。1970年，該系更名為海洋工程系，2005年海洋工程系歸入機械工程系，以海洋工程中心的形式繼續(xù)正常運作。在這110多年的歷史里，麻省理工學院不僅造就了一大批學術(shù)精英，還悉心凝練了一系列的經(jīng)典課程。比如麻省理工學院海洋工程專業(yè)研究生的必修基礎課程“Marine Hydrodynamics”，該課程經(jīng)歷了J.N.Newman及Dick K.P.Yue等幾代大師的精心錘煉，從教學理念、教學手段、教學材料等各方面都已經(jīng)相當完善，幾乎每個環(huán)節(jié)都有值得借鑒的地方，筆者將在另一篇文章對該課程進行專題評述。

麻省理工學院早在1974年就出版了國際流體力學協(xié)會(NCFMF)主編的IllustratedExperimentsinFluidMechanics，并發(fā)布了所有實驗的影像資料。實驗圍繞21個課題展開，涉及了流體力學的所有主要內(nèi)容，比如流體力學的歐拉與拉格朗日描述、連續(xù)介質(zhì)變形、流體中的波動、磁流動力學等。這些珍貴的實驗文字與影像資料，對所有流體專業(yè)的初學者而言，可謂意義非凡，因為它不僅幫助學生理解了很多流體力學課程中的難點，還激發(fā)了學生對自然界發(fā)自內(nèi)心的好奇。而今天，這些資源和所有相關(guān)的課程一起都可以為全世界的人共享了。

表1所列為麻省理工學院開放課程中的所有海洋工程專業(yè)基礎課程，共17門。其中4門本科生課程，1門本科研究生通用課程，其余12門為研究生課程，最后的5門課程均和數(shù)值計算有關(guān)。因是專業(yè)基礎課，授課人員與輔導人員一般都是經(jīng)驗豐富的教授，特別是研究生課程。一些大課更是特殊對待，如“Advanced Fluid Mechanics”，通常安排3～4位教授分學期輪流授課，每個學期的課一般有2名教授一起上，1位主講課程，1位輔導作業(yè)。作業(yè)與課程的課時基本一致，且輔導作業(yè)的教授經(jīng)驗和資歷往往比主講教授更勝一籌。

表1　麻省理工學院開放課程中的海洋工程專業(yè)基礎課

(二)海岸海洋工程相關(guān)專業(yè)課程

麻省理工學院主樓正門右側(cè)最引人注目的藝術(shù)品就是一個巨大而古老的船錨，船錨的背后是麻省理工學院著名的開放于1922年的船舶博物館(Hart Nautical Gallery)。這一醒目的船錨和歷史悠久的船舶博物館，時刻提醒著麻省理工學院的所有師生及游客們銘記麻省理工學院在船舶與海洋工程專業(yè)的巨大成就。因麻省理工學院培養(yǎng)了美國近半數(shù)的海軍技術(shù)軍官，海軍一直以來都是麻省理工學院海洋工程專業(yè)的友好合作伙伴。因此，麻省理工學院的很多海洋工程相關(guān)的科研項目也或多或少地與軍事有關(guān)，比如如何設計潛艇外形及其動作使其規(guī)避監(jiān)測等。

1951年起，在麻省理工學院師生的共同倡議下，所有和軍事直接相關(guān)的研究項目一起搬到馬薩諸塞州的林肯實驗室，從此麻省理工學院聲明，所有在主校區(qū)的研究均以基礎研究及民用為主，且所有成果可以公開發(fā)表，這一舉動使得麻省理工學院的卓著成績開始廣泛分布在包括軍事和民用的各個領(lǐng)域。目前來看，幾乎所有的人都感受到了整個世界對新能源的呼吁，麻省理工學院海洋工程中心一直以來不僅充當著呼吁者的身份，而且是步履鏗鏘的先行者。作為呼吁者，麻省理工學院校長Susan Hockfield曾在白宮為新能源問題發(fā)表演說。作為先行者，以美國皇家院士華裔科學家Chiang.C.Mei為代表的一批大師們，帶領(lǐng)各自的團隊從太陽能、核能、風能、波浪能等各個方向已經(jīng)開展了多年的探索性工作。2005年起，土工工程系等6個系所共同開設了“Sustainable Energy”，2007年重新整編，參與授課者有3名教授和1位負責新能源協(xié)會的博士。美國設在Cape Cod的最大的海上風能發(fā)電場的主要設計及研究人員也包括麻省理工學院的海洋工程中心。與海洋工程相關(guān)的一系列專業(yè)課程正是圍繞這樣的背景開設，并積極發(fā)展著。表2中共列出了8門專業(yè)課程。

表2　麻省理工學院開放課程中的海洋工程相關(guān)專業(yè)課

(三)海洋科學專業(yè)課程

麻省理工學院機械系的海洋工程專業(yè)主要圍繞海岸、近海、海洋及船舶工程問題開展工作，地球、大氣與行星科學系有個大氣海洋與氣候?qū)I(yè)(Atmospheres，Oceans，and Climate)，主要圍繞大尺度的海洋科學問題開展工作，兩個本身已屬強勢的專業(yè)與世界最大的私立海洋研究所——美國伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)聯(lián)合培養(yǎng)海洋工程和海洋科學專業(yè)的學生，且已有40年的聯(lián)合培養(yǎng)經(jīng)歷。參與聯(lián)合培養(yǎng)的學生一般前兩年在麻省理工學院上基礎課，之后到WHOI，通常都會經(jīng)歷外海的大型科學調(diào)查項目的考驗。因此，麻省理工學院的海洋科學相關(guān)課程不僅凝聚著麻省理工學院眾多學者的智慧，也包含著伍茲霍爾海洋研究所多位大師的努力。表3列出了海洋科學相關(guān)的12門課程。

表3　麻省理工學院開放課程中的海洋科學專業(yè)課程

(四)水文水資源專業(yè)課程

如果大家注意觀察麻省理工學院的主頁，經(jīng)常會看到麻省理工學院學生或教師為發(fā)展中國家設計簡易實用凈水設備，每年暑假都有很多來自麻省理工學院土木與環(huán)境工程系的學生到世界各地有飲用水問題的貧困地區(qū)，因地制宜地制造或發(fā)展一些技術(shù)，幫助當?shù)鼐用褡罱K獲得新水源或達到提高飲水質(zhì)量的目的，他們最近幫助過的地方是加納，還曾圍繞印度、尼泊爾等國家的貧困民眾飲水問題，開展過多年的研究工作。結(jié)合遇到的各種問題，麻省理工學院也漸漸開設了一系列的水文水資源相關(guān)的課程，一些近5年內(nèi)開設的課程如水化學(Aquatic Chemistry)等雖然新開不久，但也吸引了不少學生選課。在前些年的墨西哥灣漏油事件和波士頓飲用水荒事件后，麻省理工學院校長再次呼吁加強與水相關(guān)的系列研究工作。相信在這樣的背景下，水文水資源相關(guān)的課程將會引起更多麻省理工學院學生的關(guān)注。表4列出了水文水資源相關(guān)的8門課程。

表4　麻省理工學院開放課程中的水文水資源相關(guān)專業(yè)課程

二、其他高校的開放課程

正是由于麻省理工學院的這一創(chuàng)舉，開創(chuàng)了世界遠程教育的新局面，耶魯大學、日本早稻田大學等來自全世界范圍的100多所大學和研究機構(gòu)，相繼在知識的開放與共享上做出新的貢獻。

(一)河海大學海岸動力學開放課程

自1952年嚴愷院士開設“海岸動力學”課程以來，河海大學該課程經(jīng)歷了近60年的發(fā)展歷程。1980年，由薛鴻超、顧家龍和任汝述教授編寫的高等學校試用教材《海岸動力學》成為了我國在該課程上的第一本教材。20世紀90年代初，在嚴愷院士的帶領(lǐng)下，海岸工程課題組完成了《中國海岸工程》的編著。該著作在國內(nèi)外產(chǎn)生了重大影響，它集中體現(xiàn)了海岸工程課題組卓越的科研實力，為“海岸動力學”課程的教學提供了堅實的后盾。2006年，為了適應培養(yǎng)新世紀復合型人才的需要，課題組組織編寫了該課程的英文教材，并在2007年以雙語教學的模式通過了“國家精品課程”的評選，通過發(fā)布課程錄像和課件等教學內(nèi)容成為了一門網(wǎng)絡開放課程。

這一課程采用雙語教學模式，同時提供中英文配套教材，主要以英文課件進行課堂講授，教師大都具備國外留學經(jīng)歷，有效地保證了雙語教學的開展。同時，適用于本科教學，旨在為學生建立海岸工程相關(guān)領(lǐng)域的基本認識。該課程主要介紹海岸動力因素(包括波浪和近岸水流)的基本理論和海岸泥沙運動的基本規(guī)律及其岸灘演變，并簡要涉及港口選址、港口與航道工程的平面布置，港口與航道的回淤分析及海岸工程的環(huán)境影響等問題，為學習水運工程規(guī)劃、港口工程和海岸工程等專業(yè)課程以及今后從事科學研究打下基礎[3]。

(二)荷蘭代爾夫特理工大學(Technische Universiteit Delft)的近海工程開放課程

代爾夫特理工大學的近海工程開放課程是專門為研究生開設的課程。它主要包括Offshore Hydromechanics和Offshore Moorings兩門理論課程和Offshore Wind Farm Design一門實踐性課程。它綜合了土木工程、海洋工程、工程力學等學科的內(nèi)容，關(guān)注近海固定和浮式鉆井平臺的穩(wěn)定性問題，主要包括水靜力學、流體動力學和波浪理論等基礎課程，并通過數(shù)值方法模擬波浪場中近海漂浮物的運動狀況。在實踐課程Offshore Wind Farm Design中，學生必須自行設計實驗方案，模擬出一個切實可行的風力發(fā)電場。在學習過程中，學生必須具備解決前所未見的難題的勇氣，并擁有足夠的主動性和積極性去完成一些創(chuàng)造性的活動，這才是該開放性課程設立的初衷。

(三)臺灣成功大學海岸工程相關(guān)開放課程

成功大學的海岸工程相關(guān)課程主要有“海岸管理”和“海洋污染”兩門課程。主講者均為社會科學家，旨在從海岸帶資源和環(huán)境綜合保護角度，為理工科學生灌輸一些合理利用海岸資源的方法，培養(yǎng)他們的社會道德責任感。在課程設置上，介紹了海岸管理和海岸環(huán)境保護基礎的法律法規(guī)，大量應用最新研究成果和研究方法充實課程內(nèi)容，并廣泛借鑒發(fā)達國家的案例充實理論教學。值得一提的是，課程內(nèi)容注重聯(lián)系國際一流期刊如Nature、Science等的最新觀點和研究成果，引導學生深入思考學術(shù)前沿問題，開拓了學生的視野和研究思路。

三、對上述高校開放課程的比較和討論

麻省理工學院作為開放課程的先驅(qū)，在很多方面值得我們學習和借鑒。從前文介紹的幾門水利與海洋類課程中，我們可以看出麻省理工學院開放課程具有以下幾個方面的特點。

(一)注重學科交叉領(lǐng)域的發(fā)展

麻省理工學院十分重視通過跨學科培養(yǎng)綜合性的高級人才，為此他們專門成立了“ 科學、技術(shù)與社會規(guī)劃學院”(STS)，有組織、有計劃地在自然科學、技術(shù)科學與人文科學、社會科學相互交叉的學科領(lǐng)域進行跨學科教育[4]，這種培養(yǎng)理念無處不在地滲透在麻省理工學院的科研和教學活動中。

以“波浪傳播”(Wave Propagation)為例，這是一門于2006年秋學期開設的研究生課程。就課程題目而言，我們更多地會想到這是一門講述海洋波浪的課程。然而，它卻從我們身邊常見的彈簧拉伸現(xiàn)象入手，以固體力學中的胡克定律為切入點，擴展到彈性桿的縱向和橫向波動，繼而延伸到應用流體力學理論建立的公路交通流數(shù)學模型，血管中血液流動的脈動機理，最后才涉及發(fā)生在海洋里的波浪運動現(xiàn)象。這是一個由簡到繁，由具象到抽象的過程，該課程首先呈現(xiàn)了自然界各個領(lǐng)域中發(fā)生的波動現(xiàn)象，橫向?qū)Ρ绕浒l(fā)生的過程，簡述各自的研究方法，提供了海洋波浪理論研究的新思路，是交叉學科教學一個很好的例子。然后，課程回歸到了海洋波浪領(lǐng)域，在流體力學的框架下，深入介紹了一些研究海洋波浪傳播的基本理論，體現(xiàn)了研究生課程應有的深度。

為了繼承這種傳統(tǒng)，麻省理工學院專門成立了大約70個跨學科研究組織并給予了極大的物質(zhì)支撐。然而，更重要的是，其中體現(xiàn)了一種不斷開拓科學“無人區(qū)”的精神，這才是科學領(lǐng)域最重要的增長極。通過開放課程計劃，麻省理工學院也向世人傳達了這種寶貴的科學精神。

(二)注重經(jīng)典教育

麻省理工學院的開放課程中，尤其是經(jīng)典理論課程，一般都具備這樣的特點：課件表達清楚完整，觸類旁通，給出了詳細的公式推導過程，并在“相關(guān)資料”(Related resources)中提供了比較經(jīng)典的論文和書籍，供讀者查閱或者進行擴展閱讀。對于經(jīng)典理論的學習，學習者必須以一種高山仰止的虔誠心態(tài)，從最基本的理論基礎和公式推導入手，逐步攻克經(jīng)典理論的每個環(huán)節(jié)，才能從根本上真正掌握。另外，對于理工科來說，經(jīng)典理論的創(chuàng)立者第一次將一種簡單或者復雜的自然現(xiàn)象，運用數(shù)學方法升華到理論的高度，只有通過閱讀經(jīng)典理論書籍，了解理論生發(fā)的初始過程，才能使尋找到抽象自然現(xiàn)象的新途徑才為可能。麻省理工學院歷來以這種最接近真理的方式進行教學，有利于學生掌握全面的基礎知識，形成扎實的知識體系并極具原創(chuàng)性。

(三)注重實踐課程的開展

“Mind and Hand”是麻省理工學院的校訓，毫無疑問，實踐課程是其教學體系中的重要環(huán)節(jié)。在9門海岸工程開放課程中，除了4門實踐課程外，還有“海洋水動力學”(Marine Hydrodynamics)等課程也包含有實踐環(huán)節(jié)。實踐課程一般在簡要介紹了基礎知識后，給出需要解決的實際問題并設置實驗設計框架。這些問題一般都比較貼近生活，學生必須自行設計實驗方案，提出解決方法。

這種原創(chuàng)性實踐課程的有效開展，能夠檢驗學生對基礎知識的掌握程度，極大地鍛煉了手腦結(jié)合的能力，是世界各地的大學必須具備的一種教學手段。

自2003 年教育部啟動“高等學校教學質(zhì)量和教學改革工程”以來，我國高校精品課程建設一直處在技術(shù)準備和成果推廣階段，受到的關(guān)注程度遠遠不能達到引領(lǐng)信息時代發(fā)展和普及遠程教育的目的，這與開放課程創(chuàng)立近十年之際，世界著名大學開放資源的蓬勃發(fā)展極不協(xié)調(diào)。

比較文中列舉的河海大學“海岸動力學”開放課程和其他3所世界著名大學的水利與海洋相關(guān)開放課程，可以看到國內(nèi)高校開放課程建設還存在著諸多問題和不足。

首先，雙語教學有利于激發(fā)學生學習英語的興趣，培養(yǎng)學生閱讀英文專業(yè)文獻的能力，但由于開放課程的普及程度不高，并沒有達到預期的效果。其次，課程更新不夠及時，與國際前沿技術(shù)和最新觀點的聯(lián)系不夠，學生無法了解該學科領(lǐng)域的最新動態(tài)，不利于學生開展創(chuàng)新性的科研活動。再次，實踐教學環(huán)節(jié)主要以海岸災害與防護教育部重點實驗室內(nèi)波浪水槽為依托，主要開展驗證性試驗，缺乏啟發(fā)性實驗和以學生自主設計為主的實踐過程。這種缺乏創(chuàng)新的實踐環(huán)節(jié)設置，不利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性和參與其中的熱情。最后，宣傳力度不足，沒有足夠的求學者參與其中，因而沒有像麻省理工學院那樣形成課程設立者和課程參與者共同學習的良性氛圍，也使得國內(nèi)其他高校相同或相近專業(yè)沒有得到充分的交流觀摩。

當然，我們不能否認，無論是目前各高校開放課程，還是其提供的寶貴資源，對于全世界教育事業(yè)的發(fā)展而言，都無疑是無價之寶。然而，面對眾多的開放課程，如何選擇真正適合學習或者借鑒的資源，卻也成了一個非?，F(xiàn)實的問題。同時，包括“課程運行機制、課程質(zhì)量評估、學分認定、共享平臺機制等方面都需進行專門的研究”[5]。

資源開發(fā)者也必須要“調(diào)查和分析學生不同的學習需求，在需求分析的基礎上，設計好教學內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)和媒體表現(xiàn)形式，以建立不同模塊組合的資源”[6]。

此外，雖然各高校都公開了優(yōu)質(zhì)的實物性資源，但每門課程的背景及蘊含的文化卻是難以公開的。而這些，也正是需要我們進一步思考和解決，并繼續(xù)向國外其他高校學習和借鑒的重要話題。

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(責任編輯李世萍)

Comparative Analysis of Open Teaching Resources in Natioal and Abroad Universities—Taking Water Resources and Marine Related Courses as an Example

LIUQi1，TAOAi-feng2

(1.School of Education Science，Nanjing Normal University，Nanjing，210097，China；2.School of Harbour and Offshore Engineering，Hohai University，Nanjing，210098，China)

Abstract：Opening the teaching resources has become the trend of the development of the education，and more and more national and abroad universities have set up network teaching platform.Massachusetts Institute of Technology is a pioneer of opening courses.In this paper，we take water resources and marine related courses of Massachusetts Institute of Technology as an example，and describe the development and curriculum about the water conservancy and marine-related opening resources in other three universities named Hohai University，the Dutch Delft University of Technology and Science and Taiwan Chenggong University，which also points out that the development problems existed in the process of openig courses in Chinese universities provides the references for the future development.

Key words：open teaching resources；water resources；marine；MIT

*收稿日期2015-05-19

作者簡介劉齊(1986-)男，湖北黃岡人，講師，博士，主要從事中國教育史研究.

中圖分類號G642.4

文獻標識碼A

資助項目江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目(PAPD)；江蘇省2015年度研究生教育教學改革研究與實踐課題“具有專業(yè)特色的全日制專業(yè)學位研究生培養(yǎng)質(zhì)量保障體系研究”(項目編號：JGLX15_067)；江蘇省高等教育教改研究立項課題“產(chǎn)學研一體化的卓越工程師培養(yǎng)體系研究與實踐——以港口航道與海岸工程專業(yè)為例”(項目編號：2013JSJG119).