基于界殼理論的空氣動力學教學質量監控體系研究

焦景山 華欣 劉小雷

摘要：空氣動力學課程是民航運輸專業的基礎課程之一，課程公式較多，理論性強，學習難度大。本文以界殼理論為基礎模型，對基于界殼理論的空氣動力學教學質量監控體系進行了研究，提出以后教學過程中需要改進的方向。

關鍵詞：界殼理論；教學監控；質量評估

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

一、引言

空氣動力學課程是民航運輸專業的基礎課程之一，空氣動力學學科涉及知識較多，其中高等數學、物理和力學是基本的理論知識，應用于專業課程教學中?？諝鈩恿W課程主要是研究流體力學和空氣動力學的相關原理與知識，課程要掌握飛行高度和速度概念，并要了解大氣參數計算方法。流體力學和空氣動力學的研究比較抽象，課程公式較多，理論性強，因此空氣動力學課程的學習要有具備扎實的數學、物理等理論知識。教師在教學中也要做好講解工作，講解透徹、細致，內容合乎邏輯，對公式推導要能結合實踐，確保學生能準確理解相關概念，能正確掌握公式和定理的條件和結論，學習空氣動力學知識，掌握解決問題的方法。為完成教學任務，提高教學質量，做好課程的講解工作，讓學生充分了解空氣動力學課程的內容，本文提出并建立了基于界殼理論的空氣動力學教學監控體系，以做好空氣動力學課程的教學質量監控體系構建與完善工作。

二、構建現代教學理念深化教學體系改革

1.建立界殼理論模型。界殼理論的觀點是任何系統都有其周界，可與周邊環境分離形成一個整體的系統，并且是系統及其環境之間的部分，一個論域U可由系統S與環境E共同組成一個互通的環境，即U=S+E組成，如果系統分為系統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的界殼現象，研究普遍適應的規律，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、行為以及結構。不論在哪里，何種工作都會有界殼論的問題。界殼現象最具代表就是龜、鱉等長有堅硬甲殼來保護自己的現象。中國院墻、長城城墻，西歐的城堡，用來保護國民的國界或區界，也是界殼現象。在教學改革中，界殼理論模型的過程是一個課程組的概念，空氣動力學在教學改革中將每學期的教學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，以課堂教學質量監控為手段，采用界殼理論模型，在此模式定義下，以外部環境與教學質量為核心形成界殼理論模型，以學生的學習效果、論文質量和作業完成情況為基礎，形成評價系統，通過教學質量評估指標對教學進行監控，對教學質量評價并進行分析。

2.建立多層次的課堂實時監控體系。課堂實時監控體系就是在實踐教學過程自我完善與約束的過程，保證教學質量的重要手段之一，但要從多個角度入手對教學效果加以評估，包括確定教育目標、各個質量標準在教學環節的建立、信息的收集、信息的反饋、教學質量的評價、調整，對教育主管部門或人員管理教學質量掌控的重要手段。從教學高度對教學質量進行把控，要合理設置課程，通過多種方法和授課方式來對課堂教學效果加以評估，對教學質量進行嚴格管理。由學生來完成課堂教學的實時監控和課堂效果的反饋，通過制訂適宜的策略以評估促進教師專業能力的提升，提高教師學校課程的教學水平。在教學質量的監控系統中，第一個層次是通過監督管理與評價分析，對學校教師的教學能力進行評估，通過參加教師課程、旁聽教學效果，并由內部相關人員討論綜合評定，形成完整的意見反饋。第二個層次即是采用學期教學監控的管理模式，通過溝通調研發現教師教學質量等方面需要改進的內容，并有針對性地提出改進方案，以提升教學質量。第三個層次是在學校監督部門及教學督導組的督導下，促進教師教學水平的提升，豐富教學內容，提升教學實踐經驗，對教學方法進行總結。

3.實驗教學和創新實踐密切結合?？諝鈩恿W課程教學中采用實驗教學方式能讓教學更加生動，更加形象，通過實驗讓學生有深刻印象，感知到課程教學的特點、重點與難點，并基于實際課程情況提高創新意識。說到創新，我們首先應該明確創新的含義，創新是以新思維、新發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）創造新的東西；（3）改變。創新不僅指為整個社會、整個人類文明帶來變革的新質因素的產出，也包括對于自我具有提升生命質量的發現和開拓。馬斯洛將前者稱為“特殊才能的創造性”，將后者稱為“自我實現的創造性”。從一定意義上來講，創新是自我實現的最高表現形式，讓學生的感性認知和理性認知相結合，以提高教學效果。通過實驗教學方式，讓學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。

創新實踐教學環節強調優秀的團隊意識和團隊實踐經驗，注重培養學生的創新實踐意識。首先，利用美國國家航空航天實驗教學中心的三大教學平臺，構建現代空氣動力學的創新實踐教學體系。實踐教學體系是基于流體力學的基礎上，采取科研與教學之間的互動方式進行。在知識的傳授中教給學生科學研究的方法，讓學生了解最新的研究進展，開闊學生的思路，讓學生形成新的思維模式。創新實踐與實驗教學相結合，能共同促進教學效果的提升。其次，培養學生的創新實踐意識，同時利用學生的課外科技活動，擴大理論和實驗教學內容，引導學生開展創新實踐活動，以避免自發無序的活動，以達到事半功倍的效果。而學生的創新意識和課外科技活動緊密結合在一起，并融入到實踐教學體系中，這是現代高等工程教育的重要組成部分。此外，為加強教學實踐活動，激發學生的學習意識和自我管理能力，要從人才培養的角度出發，建立起空氣動力學教學的實踐教學基地。

三、改進教學評估的方法，不斷提高教學效果

基于界殼理論的空氣動力學教學質量監控體系構建的目標即是要提高教學質量，完善教學體系。在質量評價體系中，P是指外部環境，促進教學質量的提高，開啟了五個級別的定義。指標體系的構建主要是通過以下幾方面來實現的，以加強課堂管理，嚴把考試大關。

1.堅持基礎教育課程改革的核心理念是“以學生的全面發展為本”。要發揮教學評估的教育功能，“建立促進學生全面發展的評估體系”。對學生的考試成績加以分析，計算后得出最終得分。課下學習的重點是空氣動力學。確定教學工作評估指標體系，要從學生全面發展的需要出發，注重學生的學習狀態和情感體驗，注重教學過程中學生主體地位的體現，重點課程空氣流體力學著重學習，鼓勵發現、探究與質疑，以利于培養學生的創新精神和實踐能力。

2.注重教學中界殼理論重點講解。界殼理論教學是一個完整的過程，是一個復雜多變的系統，要全面反映這個過程需要羅列相當多的因素。在進行運行質量分析在教學改革中，確定教學工作評估指標體系，既要著眼于教學工作的全過程，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講說分解中。

3.堅持評教學管理、評教與評學相結合，側重于評學和開放性?！霸u教學管理”，就是要看教學管理是否到位，是否有利于學生的發展；“評教”，要建立促進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質量；界殼理論在某種意義上可以理解為專人負專責。給責任與權力做個嚴格的限定。確定教學工作評估指標體系，既要體現教學工作的一般特征，又要為不同學科和不同條件的教學工作留有可變通的余地。提倡創新，鼓勵個性化教學。評估要點必須是可觀察、可感受、可測量的，便于評估者進行判斷；評估辦法要注重質性評估和綜合判斷，力求簡單、易于操作。

四、結語

基于界殼理論建立空氣動力學教學質量監控體系能夠對教師的教學效果進行評估，實時反饋教學效果，以豐富教材內容，提高教學質量。同時，在教學中應用界殼理論也讓復雜的空氣動力學理論易于學生理解，有利于教學效果的全面提升。

參考文獻：

[1]遲學為.高效課堂教學模式構建的文化思考與行動策略[J].課程·教材·教法，2012，（05）：37-40.

[2]余宏亮，秦淼.對話教學的致思方式及實踐轉向[J].課程·教材·教法，2012，（08）：28-33.

[3]曹鴻興.界殼理論及其應用[J].自然雜志，2000，（03）.

[4]曹鴻興.系統周界的一般理論——界殼論[M].北京：氣象出版社，1997.

[5]曹鴻興.系統周界的模型與理論[J].科技導報，1994，（02）.