基于界殼理論的空氣動力學(xué)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系研究

焦景山 華欣 劉小雷

摘要：空氣動力學(xué)課程是民航運輸專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，課程公式較多，理論性強，學(xué)習(xí)難度大。本文以界殼理論為基礎(chǔ)模型，對基于界殼理論的空氣動力學(xué)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系進(jìn)行了研究，提出以后教學(xué)過程中需要改進(jìn)的方向。

關(guān)鍵詞：界殼理論；教學(xué)監(jiān)控；質(zhì)量評估

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0193-02

一、引言

空氣動力學(xué)課程是民航運輸專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，空氣動力學(xué)學(xué)科涉及知識較多，其中高等數(shù)學(xué)、物理和力學(xué)是基本的理論知識，應(yīng)用于專業(yè)課程教學(xué)中。空氣動力學(xué)課程主要是研究流體力學(xué)和空氣動力學(xué)的相關(guān)原理與知識，課程要掌握飛行高度和速度概念，并要了解大氣參數(shù)計算方法。流體力學(xué)和空氣動力學(xué)的研究比較抽象，課程公式較多，理論性強，因此空氣動力學(xué)課程的學(xué)習(xí)要有具備扎實的數(shù)學(xué)、物理等理論知識。教師在教學(xué)中也要做好講解工作，講解透徹、細(xì)致，內(nèi)容合乎邏輯，對公式推導(dǎo)要能結(jié)合實踐，確保學(xué)生能準(zhǔn)確理解相關(guān)概念，能正確掌握公式和定理的條件和結(jié)論，學(xué)習(xí)空氣動力學(xué)知識，掌握解決問題的方法。為完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量，做好課程的講解工作，讓學(xué)生充分了解空氣動力學(xué)課程的內(nèi)容，本文提出并建立了基于界殼理論的空氣動力學(xué)教學(xué)監(jiān)控體系，以做好空氣動力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系構(gòu)建與完善工作。

二、構(gòu)建現(xiàn)代教學(xué)理念深化教學(xué)體系改革

1.建立界殼理論模型。界殼理論的觀點是任何系統(tǒng)都有其周界，可與周邊環(huán)境分離形成一個整體的系統(tǒng)，并且是系統(tǒng)及其環(huán)境之間的部分，一個論域U可由系統(tǒng)S與環(huán)境E共同組成一個互通的環(huán)境，即U=S+E組成，如果系統(tǒng)分為系統(tǒng)I和周界J，那么U=I+J+E。形成一個多維的問題群組，I和J是一個系統(tǒng)的兩部分。界殼理論或界殼論要研究的就是上述I和J的界殼現(xiàn)象，研究普遍適應(yīng)的規(guī)律，但不是研究一個一個的單獨界殼。主要研究的是界殼的功能、行為以及結(jié)構(gòu)。不論在哪里，何種工作都會有界殼論的問題。界殼現(xiàn)象最具代表就是龜、鱉等長有堅硬甲殼來保護(hù)自己的現(xiàn)象。中國院墻、長城城墻，西歐的城堡，用來保護(hù)國民的國界或區(qū)界，也是界殼現(xiàn)象。在教學(xué)改革中，界殼理論模型的過程是一個課程組的概念，空氣動力學(xué)在教學(xué)改革中將每學(xué)期的教學(xué)成果定義為基本研究對象，定義了基于論域U所取得的成就，以課堂教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控為手段，采用界殼理論模型，在此模式定義下，以外部環(huán)境與教學(xué)質(zhì)量為核心形成界殼理論模型，以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、論文質(zhì)量和作業(yè)完成情況為基礎(chǔ)，形成評價系統(tǒng)，通過教學(xué)質(zhì)量評估指標(biāo)對教學(xué)進(jìn)行監(jiān)控，對教學(xué)質(zhì)量評價并進(jìn)行分析。

2.建立多層次的課堂實時監(jiān)控體系。課堂實時監(jiān)控體系就是在實踐教學(xué)過程自我完善與約束的過程，保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段之一，但要從多個角度入手對教學(xué)效果加以評估，包括確定教育目標(biāo)、各個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)環(huán)節(jié)的建立、信息的收集、信息的反饋、教學(xué)質(zhì)量的評價、調(diào)整，對教育主管部門或人員管理教學(xué)質(zhì)量掌控的重要手段。從教學(xué)高度對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行把控，要合理設(shè)置課程，通過多種方法和授課方式來對課堂教學(xué)效果加以評估，對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管理。由學(xué)生來完成課堂教學(xué)的實時監(jiān)控和課堂效果的反饋，通過制訂適宜的策略以評估促進(jìn)教師專業(yè)能力的提升，提高教師學(xué)校課程的教學(xué)水平。在教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控系統(tǒng)中，第一個層次是通過監(jiān)督管理與評價分析，對學(xué)校教師的教學(xué)能力進(jìn)行評估，通過參加教師課程、旁聽教學(xué)效果，并由內(nèi)部相關(guān)人員討論綜合評定，形成完整的意見反饋。第二個層次即是采用學(xué)期教學(xué)監(jiān)控的管理模式，通過溝通調(diào)研發(fā)現(xiàn)教師教學(xué)質(zhì)量等方面需要改進(jìn)的內(nèi)容，并有針對性地提出改進(jìn)方案，以提升教學(xué)質(zhì)量。第三個層次是在學(xué)校監(jiān)督部門及教學(xué)督導(dǎo)組的督導(dǎo)下，促進(jìn)教師教學(xué)水平的提升，豐富教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)實踐經(jīng)驗，對教學(xué)方法進(jìn)行總結(jié)。

3.實驗教學(xué)和創(chuàng)新實踐密切結(jié)合?？諝鈩恿W(xué)課程教學(xué)中采用實驗教學(xué)方式能讓教學(xué)更加生動，更加形象，通過實驗讓學(xué)生有深刻印象，感知到課程教學(xué)的特點、重點與難點，并基于實際課程情況提高創(chuàng)新意識。說到創(chuàng)新，我們首先應(yīng)該明確創(chuàng)新的含義，創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新描述為特征的一種概念化過程。起源于拉丁語，它原意有三層含義：（1）更新；（2）創(chuàng)造新的東西；（3）改變。創(chuàng)新不僅指為整個社會、整個人類文明帶來變革的新質(zhì)因素的產(chǎn)出，也包括對于自我具有提升生命質(zhì)量的發(fā)現(xiàn)和開拓。馬斯洛將前者稱為“特殊才能的創(chuàng)造性”，將后者稱為“自我實現(xiàn)的創(chuàng)造性”。從一定意義上來講，創(chuàng)新是自我實現(xiàn)的最高表現(xiàn)形式，讓學(xué)生的感性認(rèn)知和理性認(rèn)知相結(jié)合，以提高教學(xué)效果。通過實驗教學(xué)方式，讓學(xué)生加深理論知識的理解，拓展思維方式，并提高動手能力和解決問題的能力。

創(chuàng)新實踐教學(xué)環(huán)節(jié)強調(diào)優(yōu)秀的團(tuán)隊意識和團(tuán)隊實踐經(jīng)驗，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐意識。首先，利用美國國家航空航天實驗教學(xué)中心的三大教學(xué)平臺，構(gòu)建現(xiàn)代空氣動力學(xué)的創(chuàng)新實踐教學(xué)體系。實踐教學(xué)體系是基于流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，采取科研與教學(xué)之間的互動方式進(jìn)行。在知識的傳授中教給學(xué)生科學(xué)研究的方法，讓學(xué)生了解最新的研究進(jìn)展，開闊學(xué)生的思路，讓學(xué)生形成新的思維模式。創(chuàng)新實踐與實驗教學(xué)相結(jié)合，能共同促進(jìn)教學(xué)效果的提升。其次，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐意識，同時利用學(xué)生的課外科技活動，擴(kuò)大理論和實驗教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實踐活動，以避免自發(fā)無序的活動，以達(dá)到事半功倍的效果。而學(xué)生的創(chuàng)新意識和課外科技活動緊密結(jié)合在一起，并融入到實踐教學(xué)體系中，這是現(xiàn)代高等工程教育的重要組成部分。此外，為加強教學(xué)實踐活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和自我管理能力，要從人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，建立起空氣動力學(xué)教學(xué)的實踐教學(xué)基地。

三、改進(jìn)教學(xué)評估的方法，不斷提高教學(xué)效果

基于界殼理論的空氣動力學(xué)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系構(gòu)建的目標(biāo)即是要提高教學(xué)質(zhì)量，完善教學(xué)體系。在質(zhì)量評價體系中，P是指外部環(huán)境，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，開啟了五個級別的定義。指標(biāo)體系的構(gòu)建主要是通過以下幾方面來實現(xiàn)的，以加強課堂管理，嚴(yán)把考試大關(guān)。

1.堅持基礎(chǔ)教育課程改革的核心理念是“以學(xué)生的全面發(fā)展為本”。要發(fā)揮教學(xué)評估的教育功能，“建立促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的評估體系”。對學(xué)生的考試成績加以分析，計算后得出最終得分。課下學(xué)習(xí)的重點是空氣動力學(xué)。確定教學(xué)工作評估指標(biāo)體系，要從學(xué)生全面發(fā)展的需要出發(fā)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情感體驗，注重教學(xué)過程中學(xué)生主體地位的體現(xiàn)，重點課程空氣流體力學(xué)著重學(xué)習(xí)，鼓勵發(fā)現(xiàn)、探究與質(zhì)疑，以利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

2.注重教學(xué)中界殼理論重點講解。界殼理論教學(xué)是一個完整的過程，是一個復(fù)雜多變的系統(tǒng)，要全面反映這個過程需要羅列相當(dāng)多的因素。在進(jìn)行運行質(zhì)量分析在教學(xué)改革中，確定教學(xué)工作評估指標(biāo)體系，既要著眼于教學(xué)工作的全過程，又不能面面俱到，要重點突出界殼理論講解、解說，并滲透到空氣流體力學(xué)講說分解中。

3.堅持評教學(xué)管理、評教與評學(xué)相結(jié)合，側(cè)重于評學(xué)和開放性?！霸u教學(xué)管理”，就是要看教學(xué)管理是否到位，是否有利于學(xué)生的發(fā)展；“評教”，要建立促進(jìn)教師不斷提高的評估界殼體系，這樣才有利于大面積提高教學(xué)質(zhì)量；界殼理論在某種意義上可以理解為專人負(fù)專責(zé)。給責(zé)任與權(quán)力做個嚴(yán)格的限定。確定教學(xué)工作評估指標(biāo)體系，既要體現(xiàn)教學(xué)工作的一般特征，又要為不同學(xué)科和不同條件的教學(xué)工作留有可變通的余地。提倡創(chuàng)新，鼓勵個性化教學(xué)。評估要點必須是可觀察、可感受、可測量的，便于評估者進(jìn)行判斷；評估辦法要注重質(zhì)性評估和綜合判斷，力求簡單、易于操作。

四、結(jié)語

基于界殼理論建立空氣動力學(xué)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系能夠?qū)處煹慕虒W(xué)效果進(jìn)行評估，實時反饋教學(xué)效果，以豐富教材內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。同時，在教學(xué)中應(yīng)用界殼理論也讓復(fù)雜的空氣動力學(xué)理論易于學(xué)生理解，有利于教學(xué)效果的全面提升。

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