在卓越工程師教育計劃背景下,將多年課堂教學、實驗教學和相關(guān)科研工作的經(jīng)驗融入到實驗教學中,探索培養(yǎng)研究生的開放式、研究型實驗教學方法。該方法的主要特點是提供開放式的模塊化實驗平臺,讓學生獨立設(shè)計、完成實驗。在實驗中,教師由傳統(tǒng)的主導(dǎo)角色轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助、引導(dǎo)角色,這種實驗教學方法能夠?qū)崿F(xiàn)激發(fā)學生熱情、導(dǎo)引前沿技術(shù)、提供平臺和協(xié)助完成實驗的作用。文章的方法在《慣性導(dǎo)航技術(shù)綜合實驗》課程中進行了教學實踐,并起到了較好的效果。 

【文章來源】：高教學刊. 2019,(04)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

綜合實驗教學平臺組成

術(shù)綜合實驗》課程教學中進行了教學實踐。實驗教學過程中，學生分為8組，每組的組長負責組織本組學生進行方案討論、組內(nèi)任務(wù)分工。實驗相關(guān)的基礎(chǔ)知識與前沿技術(shù)在講座中進行集中教學，實驗設(shè)計與實踐則分組進行。這樣，每組會有不同的實驗方案、實驗數(shù)據(jù)，且均為獨立設(shè)計與完成。學生應(yīng)用控制界面可以任意設(shè)定運動滑軌的運動參數(shù)和狀態(tài)。程序設(shè)定的運動參數(shù)是利用慣性測量單元（慣性器件）進行運動誤差評價的基準。利用慣性測量單元中X軸加速度計輸出信號計算導(dǎo)軌橫向移動距離，則會得到一組運動參數(shù)誤差實驗數(shù)據(jù)如圖2所示。圖2運動參數(shù)誤差曲線圖2中，橫軸是采樣點數(shù)，系統(tǒng)采樣率是100Hz，所以橫軸對應(yīng)的時間是50秒。圖中三條數(shù)據(jù)曲線從下至上分別對應(yīng)加速度計的輸出數(shù)據(jù)、利用加速度計數(shù)據(jù)計算的速度誤差和位置誤差。慣性測量單元安裝誤差、MEMS加速度計誤差導(dǎo)致了較大速度誤差和位置誤差。圖2數(shù)據(jù)顯示了慣性系統(tǒng)的誤差隨時間累積，且器件誤差越大累積的誤差越大，這與基本原理相符。通過實驗學生能對慣性導(dǎo)航相關(guān)知識有深入、直觀的理解。四、結(jié)束語相較于老師為學生演示實驗過程，或按實驗指導(dǎo)書機械執(zhí)行的確定性實驗教學方式，本文提出的開放式研究型實驗課程中，學生的積極性與參與性明顯提高，形成了一種組內(nèi)合作、組間競爭的良好氣氛；實驗方案設(shè)計過程中相互討論，對實驗本質(zhì)有了深入認識，同時也培養(yǎng)了提出科學研究思路和方法的能力，而實驗方案的開放性設(shè)計，則激發(fā)與匯聚成實驗方案的創(chuàng)新性。這樣，開放式研究型實驗教學為學生營造了一種開放、活躍、積極、和諧的研究氣氛，學生在實驗過程中能夠充分發(fā)揮自己的主觀能動性與創(chuàng)造力，利用實驗平臺提供的軟、硬件條件，獨立完成了創(chuàng)新性工作，使自身的科學實踐能?

其中,USB＿PCL6045B控制子系統(tǒng)用于控制驅(qū)動器實現(xiàn)運動滑軌的運動控制,運動滑軌(包括直線運動滑軌和旋轉(zhuǎn)滑軌)在電機帶動下產(chǎn)生直線和旋轉(zhuǎn)運動,固定在運動滑軌上的慣性測量單元(也可以只有加速度計或陀螺儀)敏感滑軌的運動,并對運動參數(shù)進行測量,測量的運動參數(shù)與設(shè)定的運動參數(shù)進行比較即能驗證慣性導(dǎo)航原理、導(dǎo)航定位算法和滑軌控制方法�；诖似脚_,通過數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)產(chǎn)生不同的運動滑軌運動狀態(tài)(可進行直線運動、旋轉(zhuǎn)運動組合),測量運動信息既可以采用完整的慣性測量單元,也可以采用單個陀螺儀與加速度計。將上述各種設(shè)備和不同方法組合起來,學生可以根據(jù)需要自行設(shè)計多種實驗。

【參考文獻】：
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本文編號：3580335