基于界壳理论的空气动力学教学质量监控体系研究

来源:用户上传      作者: 魏志强

　　摘要 ：以界壳理论为基础模型，建立了空气动力学教学质量监控体系，监控课堂教学质量，以学生对于课程知识的掌握程度为判据，建立教学质量评估体系，提高空气动力学的教学质量。
　　关键词：界壳理论 教学监控 质量评估
　　
　　引言
　　该课程属于民航交通运输专业基础课，其目标是在高等数学、物理及力学的基础上, 学习流体力学和空气动力学中最基本的一些定理和方程, 通过本课程的学习，学生应掌握空气的基本流动规律及其对飞机的作用力, 掌握飞机的基本气动特性, 了解飞机操纵性与稳定性基础知识，理解飞行过程中涉及到的高度、速度的概念及相互关系，掌握标准大气的应用及非标准大气参数的有关计算。
　　本课程比较抽象、公式多、理论性较强，要求学生有较好的数学、物理、力学基础和学习自觉性。因此要求教师在教学上，需要讲述正确、逻辑性强、公式推导严谨，并可以把理论和实际应用有机结合起来，确保学生可以准确的理解各种概念，掌握公式的推导及定理的条件和结论，学会空气动力学中的分析问题解决问题的方法。
　　为了更好的实施教学任务，提高教学质量，在本次空气动力学课程的教学改革中，本着提高课堂教学效果的目标，课程组结合本课程本身的特点，以及学校、学院、课程组的实际情况，提出并建立了基于界壳理论的空气动力学教学监控体系，以形成一套有效的监督体系来促进教学水平的提高。
　　一 、界壳理论模型的建立
　　界壳理论认为，任何一个系统都有它的周界，可以藉此将该系统与其环境分隔开，周界既是系统的一部分，又是系统与其环境间的中介。一个论域U可以由系统S及其环境E组成，即U=S+E，若将系统分为系里I和周界J，则有U=I+J+E，这样问题就由二体(S， E)变为三体(I， J， E)问题，而且是一种特殊的三体问题，因为I和J是一个系统的两个部分。从结构上讲，界壳由界壁(W)和界门或通道(P)组成，界壁是用来卫护系统自身的，系统通过界门来与环境进行交换。设系统周界的周长为l，定义界壳开放度为ρ=p/l，其中p为界门宽度。
　　课程组在教学改革的过程中，以界壳理论为模型，定义空气动力学的教学改革成果，即每学期教学成果为基本研究对象，定义为主论域U；课堂授课质量监控为手段，在本模型中定义为最外层环境E；课程教学质量为核心系统（S），在核心体系S中，从结构上分析有两部分组成，外圈周界的黄色区域为考试以及作业质量评分，系里即核心系统的最终结论（I）为课程教学成果评分值。下面是整个模型的图示：
　　在核心系统中以课程督导组满意度以及学生试卷、作业成绩为基础判据，界门P的开放程度以试卷分析和教学总结为评定依据。通过质量评估指标体系的得分判定计算课堂教学成果跟教学质量之间的开放度，得出各学期的教学质量监控的评定等级。
　　二、 外层环境教学质量监控体系简介
　　建立多层次的课堂实时监控体系，通过课程组、院系领导以及学校教学监控科的三级体系，通过听课的方法和手段，实现课堂教学质量的严格把关。课堂实时监控与监控成果的反馈主要是通过听课完成的，听课是促进教师专业能力提升和发展的传统策略，是一种有效提高整个课程组教师教学水平的有效途径。
　　在本监控体系中，第一层次的，也就是最基础的听课团队是以组长或者资深教师组成的课程组内部听课小组，通过监督上课情况，完成听课意见书，然后每个周末进行课程组内部讨论，将听课中形成的意见进行整理，完成反馈。经过对每个教师教学方法上的优缺点的分析，一方面做到好的教学方法与手段进行全组推广，另一方面可以提醒教师理论教学中存在的各种问题。
　　第二层次的监控体系为院系领导层的教学监控，以学院每学期都要进行的教学检查为契机，通过与院系领导的多方面沟通，对课程组未发现的问题进行查缺补漏，进一步提升课程教学质量。
　　第三层次为学校教学监控科以及教学督导组。很多做教学督导作用的老教师有着丰富的课程教学经验，他们是检验我们课堂授课质量很好的一把标尺，通过学校的教学检查，系统的分析教学准备工作、教学实施阶段以及教学总结阶段的问题，完成详尽的课堂教学质量报告书，分析整个学期内的教学方面的得失，提高整个教学质量。
　　三 、课程教学质量评估体系
　　教学质量的提高是教学改革的出发点，也是本系统的目标所在，随着课程教学质量体系的建立，教师对于课堂理论知识的方法的改进能不能取的预期的效果，需要我们通过教学质量来检验。在本质量评估体系中，界门P的开放度意味着外层环境，也就是课堂授课的提高改进对最终教学质量的提高究竟起了多大的作用，我们将开放度定义为5个层次。
　　而界门的开放度我们由以下的指标体系进行计算综合所得：
　　1）试卷成绩分析
　　以试卷分析为判定依据，以试卷平均分、成绩等级分布值为评分指标，综合给出最后的平均分。
　　2）作业质量分析
　　作业是空气动力学教学中非常重要的一部分，在本次教学改革中，我们不仅更新了试题库，也对布置作业的难度、题型等问题进行了分析和调整。通过课下批改、课堂抽查的多种检验方式，对作业质量进行评估，给出分数值。
　　3）学风、考风的分析
　　针对我学院学风建设、考风建设中出现的问题，加强课堂管理，严把考试监考关。这一部分将以课程组内部打分的形式对其作出判定。
　　四 、周界的反馈体系
　　在本模型中，界门的开放不是单向的，也就是说我们不仅仅要单纯的考察课堂质量的提高带来的教学质量的提高，而且还需要通过教学质量的评估对课程的讲授方法与考试方式进行反馈与提高。
　　第一层反馈，是每个层次内部的反馈。比如我们在课堂授课质量监控中建立了实时的反馈体系，做到每周总结提高一次，将教学方法的优化贯穿于整个学期的每节课。
　　第二层反馈，是由里及外的反馈。在我们教改的进行过程中，对最后的成果进行评判不是我们进行改革终点，更应该成为我们指导另外一次教学方法提高的起点。我们通过考试中出现的问题，去发现我们在教学中的问题；我们通过考试中出现的薄弱环节，去发现我们在平时课堂作业的布置中的疏漏；我们通过对考卷的分析，去发现我们理论授课体系中的欠缺，只有经过总结反馈到授课这一层次的各类信息，我们才能做到每学期都有进步，每一次授课都有新的提高。
　　结论
　　基于界壳理论建立的空气动力学教学质量的监控体系，一方面可以做到教学成果的实时反馈，另外一方面还可以通过反馈信息对教学的流程给出合理化的建议，丰富教学素材，提高最终的教学成果。本课程组在新一轮的教学过程中，对本模型进行了应用和完善，取得了比较好的效果。
　　参考文献
　　1 曹鸿兴.系统周界的一半理论――界壳论.北京：气象出版社，1997
　　2 曹鸿兴.系统周界的模型与理论.科技导报，1994；（2）：19-21
　　项目名称
　　空气动力学课程三维演示系统开发研究，中国民航大学教育教学研究与改革项目
　　作者简介
　　任强，谷润平，魏志强 天津市中国民航大学空中交通管理学院航务系

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-423484.htm