新型慣性儀表網絡實驗探索

汪立新　劉潔瑜　熊　陶

[摘要]本文從網絡實驗特點、網絡實驗設計、收獲和體會等幾個方面介紹了“新型慣性儀表網絡實驗探索”。

[關鍵詞]網絡實驗新型慣性儀表教學效果

引言

慣性儀表是國防裝備的核心敏感裝置，是我院“控制科學與工程”本科的專業(yè)基礎課程。其結構復雜、原理深奧，一直是教學的重點和難點。而慣性儀表原理示范教學和實驗是增強學員感性認識、加深對慣性儀表原理的理解、提高教學效果行之有效的方法之一。目前配合“質性儀表課程”我們開設了機械式二自由度陀螺儀、加速度計和速率陀螺等三大實驗項目，對該門課程的學習起到了很大的促進作用。但是慣性儀表是高精密儀器，價格昂貴、壽命有限，目前實驗用慣性儀表大多時間太久已無法使用。而且隨著科學技術的進步和國防現代化的發(fā)展，各種新型慣性儀表相繼應用于國防裝備，慣性儀表的實驗越來越不能滿足教學需要，經費問題尤為突出。

為了解決這一矛盾，我們嘗試進行了慣性儀表實驗的改革探索，結合學院“2110”實驗室建設，通過更新和增添部分慣性儀表，改變以前實驗設備“一組一套”模式，通用網絡實驗手段，構建實驗設備“多組共用”，充分實現實驗資源共享、實驗過程自主、實驗結果可比。通過一期的實踐探索，初步解決了新型慣性儀表實驗難問題，取得了較好效果。

網絡實驗

1.實驗設計

在實驗課程設計上以傳統的機械慣性儀表為基本，開設陀螺儀基本實驗，使學員充分了解慣性儀表的定軸性、進動性等基本特征，為慣性儀表在國防裝備中的使用奠定基礎。

同時，更新學員思維，使學員了解新慣性儀表的工作原理，拓寬其學習興趣和知識面。

2.網絡實驗系統

新型慣性儀表網絡實驗以實驗室局域網為依托，通過網絡系統將實驗慣性儀表和實驗設備聯成一體。

系統主要由四部分組成：實驗慣性儀表、實驗設備、服務器和實驗終端。

實驗慣性儀表主要包括一套機械式二自由度陀螺儀、一套石英擺式加速度計、一套半液浮陀螺儀、一套激光陀螺儀、一套光纖陀螺儀、一套微機械陀螺儀等慣性儀表。

實驗設備主要有測試工控機、位置轉臺、速率轉臺、突停轉臺、測試平板、交直流電源等。測試工控機內有A/D板，完成慣性儀表模擬量輸出采集；計數板，完成慣性儀表數字量輸出采集。I／O板，控制各種慣性儀表加斷電及工作。

服務器是網絡實驗管理中心，受理各實驗小組的申請、實驗項目的授權、實驗時段的分配，提供各種實驗設備信息、實驗大綱、實驗規(guī)范，記錄各種實驗信息，并且具有課程教學內容課件，供實驗時查閱瀏覽。

3.實驗模式

各種實驗慣性儀表連接在實驗室局域網絡上，不同實驗小組在實驗終端上通過服務器申請，按服務器授權的實驗項目、實驗時段進行實驗。首先服務器通過實驗設備控制慣性儀表加電工作，工作正常后轉入實驗小組進程。實驗小組通過網絡采集慣性儀表的輸出、時間等性能參數，并進行實驗數據處理、性能分析、比對和多次實驗。學員還可以瀏覽服務器中各種慣性儀表原理、實驗原理、實驗步驟、實驗手冊、數據處理和性能分析方法。

該網絡實驗特點是一套慣性儀表、一套實驗設備、多組同時實驗、資源充分共享。它減少了實驗用慣性儀表，簡化了實驗設備，節(jié)約了慣性儀表的壽命，并具有網絡學習功能。

收獲和體會

1.更新教學實驗觀念，大力推進現代化教學

因為觀念確定方法，正確的觀念才能產生行之有效的教學方法。因此在傳授知識、能力培養(yǎng)、提高素質的關系上，要克服忽視學員能力培養(yǎng)和素質養(yǎng)成的做法，樹立知識、能力、素質辯證統一的思想；在教與學的關系上，樹立在教員指導下學習，發(fā)揮學員獨立性與創(chuàng)造性的思想；在統一要求和個性發(fā)展的關系上，樹立在一定的教學目標指導下，促進學生個性發(fā)展的思想。應用這些先進思想，并充分運用現代化教育手段，才能營造出良好的、行之有效的教學實驗環(huán)境，才能提高教學效果及其質量。

2.充分運用現代化教育技術和手段，是實行網絡實驗的基本保障

隨著科學和技術的進步，多媒體技術、網絡技術、數據庫技術廣泛地應用于現代化教學中。網絡實驗就是運用了現代化計算機網絡技術，即采用基于實驗室局域網實施實驗。網絡技術是集計算機技術、通訊技術和數據庫技術為一體，應用于教學中，使教學信息量增大，教學信息交流速度加快，教學員之間的時空差距縮短，這樣才有條件和有效地貫徹啟發(fā)式、討論式、探究式等教學方法，才能實施開放式、交互式和異步式教學，才能獲得良好的教學效果。

3.課程設計和準備充分是網絡實驗的關鍵

不同的課程有不同的教學體系，具有不同的教學特色。需要研究課程的體系結構，分析課程的特點，有針對性地進行課程設計。網絡實驗中的相應知識庫，其設計的指導思想與思路較為新穎。從研究學員學法和課程的系統性出發(fā)，按主干和分支層層分解教學內容，按學員學習的思路去設計實驗，以問題引導學員自主組織實驗。對同一概念從不同角度分析設計實驗項目，以幫助學員加深加快理解所學知識。

參考文獻：

錢培賢，汪立新.交互式網絡教學法研究.中華教育與教學實踐，汕頭大學出版社，2002年.