新型惯性仪表网络实验探索

汪立新　刘洁瑜　熊　陶

[摘要]本文从网络实验特点、网络实验设计、收获和体会等几个方面介绍了“新型惯性仪表网络实验探索”。

[关键词]网络实验新型惯性仪表教学效果

引言

惯性仪表是国防装备的核心敏感装置，是我院“控制科学与工程”本科的专业基础课程。其结构复杂、原理深奥，一直是教学的重点和难点。而惯性仪表原理示范教学和实验是增强学员感性认识、加深对惯性仪表原理的理解、提高教学效果行之有效的方法之一。目前配合“质性仪表课程”我们开设了机械式二自由度陀螺仪、加速度计和速率陀螺等三大实验项目，对该门课程的学习起到了很大的促进作用。但是惯性仪表是高精密仪器，价格昂贵、寿命有限，目前实验用惯性仪表大多时间太久已无法使用。而且随着科学技术的进步和国防现代化的发展，各种新型惯性仪表相继应用于国防装备，惯性仪表的实验越来越不能满足教学需要，经费问题尤为突出。

为了解决这一矛盾，我们尝试进行了惯性仪表实验的改革探索，结合学院“2110”实验室建设，通过更新和增添部分惯性仪表，改变以前实验设备“一组一套”模式，通用网络实验手段，构建实验设备“多组共用”，充分实现实验资源共享、实验过程自主、实验结果可比。通过一期的实践探索，初步解决了新型惯性仪表实验难问题，取得了较好效果。

网络实验

1.实验设计

在实验课程设计上以传统的机械惯性仪表为基本，开设陀螺仪基本实验，使学员充分了解惯性仪表的定轴性、进动性等基本特征，为惯性仪表在国防装备中的使用奠定基础。

同时，更新学员思维，使学员了解新惯性仪表的工作原理，拓宽其学习兴趣和知识面。

2.网络实验系统

新型惯性仪表网络实验以实验室局域网为依托，通过网络系统将实验惯性仪表和实验设备联成一体。

系统主要由四部分组成：实验惯性仪表、实验设备、服务器和实验终端。

实验惯性仪表主要包括一套机械式二自由度陀螺仪、一套石英摆式加速度计、一套半液浮陀螺仪、一套激光陀螺仪、一套光纤陀螺仪、一套微机械陀螺仪等惯性仪表。

实验设备主要有测试工控机、位置转台、速率转台、突停转台、测试平板、交直流电源等。测试工控机内有A/D板，完成惯性仪表模拟量输出采集；计数板，完成惯性仪表数字量输出采集。I／O板，控制各种惯性仪表加断电及工作。

服务器是网络实验管理中心，受理各实验小组的申请、实验项目的授权、实验时段的分配，提供各种实验设备信息、实验大纲、实验规范，记录各种实验信息，并且具有课程教学内容课件，供实验时查阅浏览。

3.实验模式

各种实验惯性仪表连接在实验室局域网络上，不同实验小组在实验终端上通过服务器申请，按服务器授权的实验项目、实验时段进行实验。首先服务器通过实验设备控制惯性仪表加电工作，工作正常后转入实验小组进程。实验小组通过网络采集惯性仪表的输出、时间等性能参数，并进行实验数据处理、性能分析、比对和多次实验。学员还可以浏览服务器中各种惯性仪表原理、实验原理、实验步骤、实验手册、数据处理和性能分析方法。

该网络实验特点是一套惯性仪表、一套实验设备、多组同时实验、资源充分共享。它减少了实验用惯性仪表，简化了实验设备，节约了惯性仪表的寿命，并具有网络学习功能。

收获和体会

1.更新教学实验观念，大力推进现代化教学

因为观念确定方法，正确的观念才能产生行之有效的教学方法。因此在传授知识、能力培养、提高素质的关系上，要克服忽视学员能力培养和素质养成的做法，树立知识、能力、素质辩证统一的思想；在教与学的关系上，树立在教员指导下学习，发挥学员独立性与创造性的思想；在统一要求和个性发展的关系上，树立在一定的教学目标指导下，促进学生个性发展的思想。应用这些先进思想，并充分运用现代化教育手段，才能营造出良好的、行之有效的教学实验环境，才能提高教学效果及其质量。

2.充分运用现代化教育技术和手段，是实行网络实验的基本保障

随着科学和技术的进步，多媒体技术、网络技术、数据库技术广泛地应用于现代化教学中。网络实验就是运用了现代化计算机网络技术，即采用基于实验室局域网实施实验。网络技术是集计算机技术、通讯技术和数据库技术为一体，应用于教学中，使教学信息量增大，教学信息交流速度加快，教学员之间的时空差距缩短，这样才有条件和有效地贯彻启发式、讨论式、探究式等教学方法，才能实施开放式、交互式和异步式教学，才能获得良好的教学效果。

3.课程设计和准备充分是网络实验的关键

不同的课程有不同的教学体系，具有不同的教学特色。需要研究课程的体系结构，分析课程的特点，有针对性地进行课程设计。网络实验中的相应知识库，其设计的指导思想与思路较为新颖。从研究学员学法和课程的系统性出发，按主干和分支层层分解教学内容，按学员学习的思路去设计实验，以问题引导学员自主组织实验。对同一概念从不同角度分析设计实验项目，以帮助学员加深加快理解所学知识。

参考文献：

钱培贤，汪立新.交互式网络教学法研究.中华教育与教学实践，汕头大学出版社，2002年.