基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

徐勝紅 李瑞濤 吳修振

[摘 要] 根據(jù)海軍戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型新形勢(shì)下人才需求特點(diǎn)，針對(duì)“慣導(dǎo)原理”課程原有教學(xué)手段和教學(xué)模式在多專業(yè)、多層次高素質(zhì)實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)中存在的不足，研究基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)改革關(guān)鍵問題，利用改革初步成果，借助交互式虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段，進(jìn)行了虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式的初步實(shí)踐，取得了較好效果。

[關(guān)鍵詞] 實(shí)戰(zhàn)化;專業(yè)基礎(chǔ)課程;虛擬實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式

當(dāng)前，我海軍正逐步實(shí)現(xiàn)近海防御型向近海防御與遠(yuǎn)海護(hù)衛(wèi)型結(jié)合的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變[1]。“人才興則軍隊(duì)興”，在這樣重大的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，培養(yǎng)和造就一大批適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需要的實(shí)戰(zhàn)型人才就顯得尤其重要。作為新型軍事人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]，院校教育必須緊緊圍繞實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)這個(gè)中心實(shí)施教學(xué)和訓(xùn)練，而課程教學(xué)改革則是其中非常重要的手段和組成部分。

“慣導(dǎo)原理”課程作為制導(dǎo)與控制工程、武器發(fā)射工程等多個(gè)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是專業(yè)方向的核心課程，也是進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)的啟蒙課程，是銜接基礎(chǔ)課和專業(yè)課的紐帶，歷年來在這些專業(yè)的軍事人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用[3]?！皯T導(dǎo)原理”課程不僅知識(shí)點(diǎn)豐富、覆蓋面廣，而且理論比較抽象，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。完全依賴實(shí)體實(shí)驗(yàn)室配合的傳統(tǒng)“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)模式不僅投入大、周期長(zhǎng)、更新困難，而且教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段都受到一定限制，在教育教學(xué)改革、培養(yǎng)計(jì)劃調(diào)整，特別是實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)需求的大環(huán)境下，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

為此，本文立足新型實(shí)戰(zhàn)型軍事人才素質(zhì)和能力培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合課程信息化改革的實(shí)踐，研究“慣導(dǎo)原理”課程的基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)改革措施，充分發(fā)揮課程的專業(yè)基礎(chǔ)性作用以適應(yīng)海軍對(duì)高素質(zhì)實(shí)戰(zhàn)型專門人才培養(yǎng)的需求，為新形勢(shì)下院校教育改革和教學(xué)轉(zhuǎn)型、建立健全新型軍事人才培養(yǎng)體系進(jìn)行有益探索。

一、“慣導(dǎo)原理”課程特點(diǎn)與教學(xué)模式分析

（一）“慣導(dǎo)原理”課程的內(nèi)容特點(diǎn)

專業(yè)基礎(chǔ)課通常是學(xué)員進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)的啟蒙課程，銜接基礎(chǔ)課和專業(yè)課，起著承前啟后、促進(jìn)整個(gè)知識(shí)和能力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的作用[4]，一般都具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性[5]?！皯T導(dǎo)原理”課程就是飛行器測(cè)試與控制等專業(yè)的入門基礎(chǔ)課程，也是后續(xù)“控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理”等專業(yè)課內(nèi)容的基石[3]。該課程涉及慣性器件和設(shè)備原理、解算方程、誤差分析等內(nèi)容，基本概念、理論推導(dǎo)及公式較多，知識(shí)點(diǎn)豐富、覆蓋面廣，有些原理又比較抽象。通過課程的教學(xué)，不僅需要提供給學(xué)員慣性器件、慣性導(dǎo)航和組合導(dǎo)航等方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)，還需要幫助他們掌握基本的慣性理論分析方法和慣性原理實(shí)驗(yàn)技能，并能夠與海軍裝備相結(jié)合對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能加以綜合運(yùn)用。

從內(nèi)容上看，“慣導(dǎo)原理”課程具有較強(qiáng)的專業(yè)性特點(diǎn)。課程以高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、矩陣?yán)碚?、牛頓力學(xué)以及控制原理等基礎(chǔ)課程知識(shí)為基礎(chǔ)，逐步闡述和分析慣性器件和慣導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特性、原理、模型和誤差，討論分析方法和基本結(jié)論，專業(yè)特征顯著。隨著專業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，考慮到新技術(shù)應(yīng)用大多還是基于原有的基本理論和基本方法，課程在適應(yīng)新技術(shù)變化的同時(shí)，仍側(cè)重于基礎(chǔ)，基本內(nèi)容具有相對(duì)的穩(wěn)定性。

其次，該課程還具有較強(qiáng)的實(shí)踐性特點(diǎn)。一般而言，專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的設(shè)置是為專業(yè)課程奠定必要的理論和方法基礎(chǔ)，進(jìn)而指導(dǎo)工程實(shí)踐的，因此，專業(yè)基礎(chǔ)課程都與專業(yè)工程實(shí)踐密切相關(guān)[5]?！皯T導(dǎo)原理”課程實(shí)踐性特點(diǎn)更為突出，所以課程要充分重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同特點(diǎn)和要求，合理安排原理性、實(shí)操性、演示性或自主性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)員深刻掌握抽象的慣性導(dǎo)航基本理論、深入理解復(fù)雜的慣導(dǎo)設(shè)備工作過程，并對(duì)慣導(dǎo)基本分析與設(shè)計(jì)方法、慣導(dǎo)設(shè)備性能與應(yīng)用特點(diǎn)形成深刻認(rèn)知。

（二）“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)手段和模式分析

鑒于“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，在教學(xué)實(shí)施上，課程分為課堂講授、演示實(shí)驗(yàn)、原理實(shí)驗(yàn)及研討等三種主要教學(xué)方式，在教學(xué)中積極踐行適合學(xué)員的互動(dòng)式、啟發(fā)式和研討式教學(xué)，注重做好啟發(fā)、引導(dǎo)、組織工作。課堂原理教學(xué)以慣性器件和慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成和原理為主線，以由淺入深、由簡(jiǎn)到繁的基本認(rèn)知規(guī)律為依據(jù)，圍繞培養(yǎng)學(xué)員知識(shí)獲取能力、分析解決問題的能力和自主學(xué)習(xí)能力組織實(shí)施，理論講解結(jié)合演示驗(yàn)證和研討，增強(qiáng)原理的直觀性。

對(duì)于原理演示和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以慣性器件及系統(tǒng)實(shí)物模型或?qū)嶋H裝備為基本實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過觀察器件或系統(tǒng)工作過程和現(xiàn)象、記錄其輸出數(shù)據(jù)，從而總結(jié)器件或系統(tǒng)的基本規(guī)律，分析慣性器件、平臺(tái)系統(tǒng)和慣導(dǎo)系統(tǒng)基本原理。不過，慣性器件和慣導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，按這種傳統(tǒng)模式建立課程實(shí)驗(yàn)室所需經(jīng)費(fèi)多、維護(hù)成本高、效費(fèi)比低。同時(shí)，另一方面，針對(duì)實(shí)戰(zhàn)型專門軍事人才的培養(yǎng)，雖然不同層次和類別對(duì)課程教學(xué)的需求有所不同[3，6]，但總的來看，對(duì)學(xué)員知識(shí)和能力基礎(chǔ)的要求更加拓寬和堅(jiān)實(shí)。因此，“慣導(dǎo)原理”課程授課學(xué)時(shí)勢(shì)必有所壓縮，但教學(xué)要求卻并不能因之降低，甚至可以說更高。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

隨著高性能的計(jì)算機(jī)和功能強(qiáng)大的計(jì)算軟件的廣泛使用，教育領(lǐng)域的信息化取得了極大的發(fā)展。在院校，信息化技術(shù)則有力地促進(jìn)了傳統(tǒng)課程教學(xué)方式方法的變革，而這又同步促進(jìn)了課程內(nèi)容的調(diào)整更新。為了解決課程原有教學(xué)手段和模式不能適應(yīng)實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)需要的實(shí)際問題，慣導(dǎo)原理課程組實(shí)施了課程信息化改革項(xiàng)目，即借助專門軟件建立課程配套的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以補(bǔ)充和替代傳統(tǒng)的依賴實(shí)際器件和系統(tǒng)的演示和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。

“慣導(dǎo)原理”課程基礎(chǔ)內(nèi)容包括慣性敏感器件（加速度計(jì)和陀螺儀）、平臺(tái)慣導(dǎo)原理、捷聯(lián)慣導(dǎo)原理、初始對(duì)準(zhǔn)原理、組合導(dǎo)航原理等部分，同時(shí)為突出實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)的針對(duì)性，課程還特別注重通用原理和典型設(shè)備的結(jié)合。針對(duì)課程這些內(nèi)容及特點(diǎn)，利用3D Max、Unity等軟件工具建立虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有操作直觀方便、可交互和可拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)。“慣導(dǎo)原理”課程虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)包括以下內(nèi)容。

建立慣性器件和典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)模型。平臺(tái)建立了較為典型的石英撓性擺式加速度計(jì)、兩自由度陀螺儀、動(dòng)力調(diào)諧式陀螺儀和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)等器件和設(shè)備的3D模型，具備慣性器件和陀螺平臺(tái)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)自由度，可以從多角度、多尺度結(jié)合觀察器件和設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)，能夠以靜態(tài)方式展示器件測(cè)量和平臺(tái)調(diào)整時(shí)的狀態(tài)變化。

慣性器件和系統(tǒng)的交互式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。借助Unity等3D引擎實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)需求與3D模型動(dòng)態(tài)的交互，能夠動(dòng)態(tài)演示慣性器件運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象和特性、測(cè)量過程和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)調(diào)整跟蹤的基本過程，并形象展示測(cè)量信號(hào)、控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換和信息傳遞過程。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)演示具有較強(qiáng)的交互能力，可以人為設(shè)定演示速度、觀察角度和尺度，將慣性器件測(cè)量原理和陀螺平臺(tái)穩(wěn)定原理形象而具體地按需求演示出來。兩自由度陀螺儀等部分模塊還可以在一定范圍給定輸入?yún)?shù)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)測(cè)量和誤差輸出的定量演示和分析。

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可拓展性設(shè)計(jì)。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)石英加速度計(jì)、兩自由度陀螺儀、動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)建立了實(shí)驗(yàn)?zāi)K，這只是“慣導(dǎo)原理”課程所涉及的慣性器件、系統(tǒng)和設(shè)備的一部分，課程還包括平臺(tái)慣導(dǎo)、慣導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)、組合導(dǎo)航、典型慣導(dǎo)設(shè)備等結(jié)構(gòu)和原理更為復(fù)雜的內(nèi)容。

三、“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)改革與初步實(shí)踐

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立拓展了結(jié)構(gòu)展示和原理演示的手段，促進(jìn)了部分課程教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步優(yōu)化和教學(xué)模式的調(diào)整改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，研究傳統(tǒng)教學(xué)手段與虛擬平臺(tái)相配合的課程教學(xué)模式，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行了適應(yīng)性的調(diào)整。

（一）基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的“慣導(dǎo)原理”課程教學(xué)改革

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整。在課程學(xué)時(shí)有一定壓縮之后，教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了必要精減，但核心仍應(yīng)滿足相關(guān)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)和后續(xù)課程基礎(chǔ)的需要。而借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，教學(xué)效率得到提升，學(xué)員可以更容易理解和接受重要知識(shí)點(diǎn)，也可以通過虛擬演示過程更好地培養(yǎng)系統(tǒng)分析能力。這樣，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，仍可以適時(shí)、適量、靈活地補(bǔ)充一些教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)崗位能力培養(yǎng)和潛力挖掘的切實(shí)需要。比如，動(dòng)力調(diào)諧式陀螺儀是部分裝備中所采用的陀螺儀，結(jié)構(gòu)較為特殊，利用所謂的“動(dòng)力調(diào)諧”解決角度測(cè)量中的錐形進(jìn)動(dòng)問題。不過，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力調(diào)諧過程的平衡環(huán)運(yùn)動(dòng)極為關(guān)鍵但很復(fù)雜，在沒有模型演示的情況下很難形象地描述清楚，使得針對(duì)該部分內(nèi)容的講解往往點(diǎn)到為止。有了動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的虛擬實(shí)驗(yàn)，就不僅可以靜態(tài)展示陀螺儀的特殊雙環(huán)結(jié)構(gòu)，還可以動(dòng)態(tài)地演示其角度測(cè)量過程，形象地分析錐形進(jìn)動(dòng)產(chǎn)生的原因、平衡環(huán)的振蕩運(yùn)動(dòng)以及由此形成的動(dòng)力調(diào)諧原理，也就是說，動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的部分內(nèi)容就可以安排得更為深入一些，利于學(xué)員更充分理解陀螺儀工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)。根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)進(jìn)度，課程在撓性加速度計(jì)、兩自由度陀螺儀、動(dòng)力調(diào)諧式陀螺儀、單軸陀螺平臺(tái)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適量的補(bǔ)充和調(diào)整優(yōu)化，后續(xù)還將隨著虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的進(jìn)一步建設(shè)繼續(xù)完善，最終形成更適合新形勢(shì)下實(shí)戰(zhàn)型人才培養(yǎng)需求的課程教學(xué)內(nèi)容體系。

教學(xué)模式的更新改進(jìn)。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立不僅僅是提供了慣性器件和設(shè)備虛擬實(shí)驗(yàn)裝置，可以替代實(shí)驗(yàn)室實(shí)物實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它還提供了將實(shí)驗(yàn)演示與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合或者說將實(shí)驗(yàn)搬進(jìn)教室、搬上屏幕的選項(xiàng)，這就為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)創(chuàng)造了條件。課堂教學(xué)方面，將慣性器件、設(shè)備結(jié)構(gòu)展示和原理演示融合到相應(yīng)內(nèi)容的講解中，使學(xué)員能更形象地了解器件和設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、工作過程以及器件測(cè)量和設(shè)備工作原理，特別是部分交互式的演示，更能使學(xué)員從多角度、多尺度和多條件觀察器件和設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、分析和理解其工作原理，書本和屏幕上的文字、圖形就以虛擬演示的方式活起來、動(dòng)起來，進(jìn)而成為學(xué)員更容易掌握的知識(shí)點(diǎn)。

（二）“慣導(dǎo)原理”課程虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式的初步實(shí)踐

“慣導(dǎo)原理”課程組通過改革項(xiàng)目構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并對(duì)課程內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上，將平臺(tái)建設(shè)和教學(xué)改革成果在課程教學(xué)中進(jìn)行了初步實(shí)踐，取得了較好效果。

第一，課堂教學(xué)。課堂教學(xué)是院校教學(xué)的主要方式，為了使學(xué)生更主動(dòng)、更容易地接受、理解、記憶和運(yùn)用教學(xué)內(nèi)容中的知識(shí)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的[7，8]。“慣導(dǎo)原理”課程利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在采用目標(biāo)法引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)全過程的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮出啟發(fā)式教學(xué)和案例式教學(xué)等針對(duì)性教學(xué)方法的作用。

啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)是借助學(xué)員已有的知識(shí)基礎(chǔ)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，通過知識(shí)點(diǎn)的比較和分析，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的目的[9]。在“慣導(dǎo)原理”課程的教學(xué)過程中將常規(guī)的課件教學(xué)與虛擬演示教學(xué)結(jié)合起來，做到理論分析教學(xué)與啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)的統(tǒng)一，不斷提高學(xué)員主動(dòng)思考、自主學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)的最優(yōu)化效果。比如：在討論兩自由度陀螺儀基本特性時(shí)，利用日常生活和軍事裝備中的陀螺現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比啟發(fā)，使學(xué)員對(duì)定軸性和進(jìn)動(dòng)性有初步的認(rèn)識(shí);然后，利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中兩自由度陀螺儀基本特性模塊，結(jié)合學(xué)員已經(jīng)掌握的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，多角度、多尺度進(jìn)行特性演示，逐步啟發(fā)，使學(xué)員理解陀螺儀定軸性和進(jìn)動(dòng)性的物理學(xué)原理。

案例式教學(xué)是目前廣泛應(yīng)用于軍事學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、法學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的教學(xué)方法[ 10 ]。立足培養(yǎng)實(shí)戰(zhàn)型人才的最終目標(biāo)，“慣導(dǎo)原理”課程在教學(xué)過程中大量采用案例教學(xué)，緊密聯(lián)系部隊(duì)裝備，使課堂教學(xué)擺脫純理論灌輸，強(qiáng)化學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)和目的性。而借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以模擬復(fù)現(xiàn)慣性器件或設(shè)備在實(shí)際裝備中的工作過程，使案例教學(xué)更加直觀具體，使學(xué)員對(duì)理論及其應(yīng)用的理解更加深刻。比如：在講授兩自由度陀螺儀穩(wěn)定特性在飛行器測(cè)角中的應(yīng)用時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以模擬飛行器在飛行過程中的姿態(tài)變化，同時(shí)演示測(cè)角陀螺的工作過程，充分展示兩自由度陀螺儀轉(zhuǎn)子軸指向的穩(wěn)定和外環(huán)軸上角度傳感器隨飛行器姿態(tài)變化而產(chǎn)生的輸出變化，陀螺儀穩(wěn)定特性的應(yīng)用一目了然。

第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的主要目的是使學(xué)員借助實(shí)驗(yàn)過程，直觀地觀察器件和設(shè)備工作過程，通過深入思考和分析，將抽象的原理性內(nèi)容具體化，使學(xué)員對(duì)原理的理解更加深刻[ 11 ]?！皯T導(dǎo)原理”課程根據(jù)教學(xué)需要，安排了慣性器件和慣導(dǎo)原理等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置與現(xiàn)有裝備技術(shù)實(shí)際緊密結(jié)合，真實(shí)反映實(shí)際裝備的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，“慣導(dǎo)原理”課程利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)兩自由度陀螺儀基本特性、加速度計(jì)測(cè)試標(biāo)定、單軸陀螺平臺(tái)原理與性能分析等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)，主要采用研討式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[9]，開展虛實(shí)互補(bǔ)模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。比如，在兩自由度陀螺儀進(jìn)動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置進(jìn)動(dòng)大小和方向判斷等實(shí)驗(yàn)研討主題，首先利用實(shí)物實(shí)驗(yàn)裝置觀察進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，根據(jù)進(jìn)動(dòng)基本力學(xué)原理進(jìn)行分析研討，然后基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的兩自由度陀螺儀模塊開展進(jìn)動(dòng)規(guī)律虛擬實(shí)驗(yàn)，在虛擬實(shí)驗(yàn)中可以借助平臺(tái)的交互功能實(shí)現(xiàn)不同大小和方向外力矩作用下的進(jìn)動(dòng)過程，使學(xué)員可以結(jié)合實(shí)物實(shí)驗(yàn)定性演示和虛擬實(shí)驗(yàn)定量分析分別從不同角度完成進(jìn)動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)，通過進(jìn)一步研討，深刻理解和掌握兩自由度陀螺儀的進(jìn)動(dòng)特性規(guī)律。

四、結(jié)語

新形式下實(shí)戰(zhàn)型軍事人才培養(yǎng)是海軍發(fā)展的百年之基，對(duì)院校的課程教學(xué)提出了新的、更高的要求。在此背景下，“慣導(dǎo)原理”課程作為多個(gè)專業(yè)方向的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，必須要通過課程改革使之適應(yīng)新的培養(yǎng)任務(wù)要求。為克服依賴課堂教學(xué)實(shí)物演示和實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入大、周期長(zhǎng)、更新困難，現(xiàn)代信息化教學(xué)手段運(yùn)用受限等不足，“慣導(dǎo)原理”課程依托教學(xué)改革項(xiàng)目建立虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整以及教學(xué)手段、教學(xué)模式的更新改進(jìn)，在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)教學(xué)效果都具有明顯促進(jìn)作用。

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