陀螺教案大全11篇
时间：2023-03-01 16:26:49
陀螺教案篇（1）
1 案例呈现
案例一：区域游戏时间到了，教师请四位幼儿参加科学区的游戏，在游戏过程中，这四位幼儿分别找到自己喜欢的游戏材料进行游戏，庆庆从柜子里那起了一个放大镜，然后把放大镜放在自己的眼前，通过放大镜看事物，当他把放大镜对准教师时，突然高兴的说：“我看到你的眼睛了，你的眼睛变大了，变得好大！” 教师对他说：“我也看到你的眼睛了，真的很大！”这时，他把放大镜反过来，又朝我看，他自言自语的说：“从这边看也很大。”说完，他就走到植物角，用放大镜对着一盆吊兰看，看了一会又把放大镜反过来再看，翔翔看到庆庆拿着放大镜在玩，就放下了手里的吸铁石，也从柜子里拿出一个放大镜，跟着一起看，然后他高兴的叫着：“花变大了！”两个人就这样拿着放大镜到处走，看到好玩的东西就照一照，时不时的就能听见他们说这个变大了，说那个变大了，玩的不亦乐乎。
这时，家汇拿着一面镜子在照自己的脸，一会点点眼睛，一会又冲着镜子笑了，她对边上的璨颖说：“看，这是我的眼睛，这是我的嘴巴，哈哈，真好玩，你也来照照。”璨颖就那起镜子对着自己照了起来，家汇就凑过去和她一起照，她指着镜子里的两人说：“我有酒窝，你没有哎。”璨颖说：“我这边有痣，你没有。”两个人一边照镜子，一边讨论两人脸上不一样的地方，玩的也很开心。他们俩在游戏中认识了自己身体的各个部位，也知道了五官生长的地方了，在游戏中孩子们的互动性很强。
案例二：陀螺是一种非常具有中国特色的民间游戏，当教师向孩子们出示这些外形十分可爱的陀螺时，孩子们都把目光聚集到这边，有些比较活跃的幼儿就马上拿起一个陀螺说：“我的是只梨。”另一个小朋友马上举起自己手里的陀螺对笔者说：“我的是只苹果” 教师问他们：“这些玩具的外形像水果，但它有一个好听的名字，你们知道是什么吗？”这是所有的幼儿都一脸茫然的看着我，教师对他们说：“它叫做陀螺，那你们知道陀螺是怎么玩的吗？”大家都开始拿起手里的陀螺玩了起来，我看到家荷用小手拿起陀螺的柄，然后把陀螺的另一端放在桌子上，用小手轻轻的一拧，陀螺就转起来了，但是没过多久，陀螺又马上倒了下去。教师对家荷的这一行为马上给予了表扬和评价：“家荷做的真棒，她呀知道用手轻轻的一拧，陀螺就能旋转起来了。”家荷听到了笔者的表扬，马上高兴的说：“我家也有的，妈妈买给我的。”笔者说：“你把自己知道的本领告诉大家，让大家都知道了怎么玩这个新玩具。但是呀，我们看到，家荷在玩陀螺时，陀螺马上就倒下了，我来看看谁能让让陀螺旋转的更久，更稳？”这时候大家又开始玩起手里的陀螺，并和边上的幼儿互相讨论了起来。浩浩激动的说：“朱老师你看我，你看我的！”只见他的陀螺旋转持续的时间很长，问：“你做的真棒！你怎么做的呢？”“我是这样转的。” 教师说：“哦，原来浩浩是很稳的拿起陀螺放在桌子上转的，这样陀螺才能转得久，转得稳，其他小朋友你们想不想用这个方法来试一试呢？”大家都很积极的表示愿意，然后用浩浩的方法试着旋转陀螺，并和边上的幼儿互相讨论了起来。
2 案例分析
在案例一中，幼儿对这些较为新鲜的事物都很感兴趣，充分运用了我们所提供的操作材料，在游戏发的过程中，孩子们对照镜子有浓厚的兴趣，尤其是大家一起照镜子，给孩子们带来了快乐，他们从镜子里观察了自己的五官，同样也观察了同伴的五官，无形当中，我们为孩子提供了观察自己和认识自己的一个方式，在游戏的过程中，他们也发现了放大镜的秘密。
陀螺教案篇（2）
珩珩说：“陀螺底一定要尖尖的才能转起来。”
晨晨说：“陀螺的叶子分开一点，会转得快些。”
扬扬说：“陀螺的叶子硬一点更好，转得长又快。”
观察力较强的思思说：“我发现可以在纸盘上让陀螺转起来。”
……
一次次的游戏表明孩子的探究越来越深入。他们发现同一个陀螺在不同的地方转，旋转的时间也会不一样。我抓住这个契机，启发孩子进一步探究思考：同一个陀螺，在什么地方转得快，转的时间长？我还为孩子们提供了这样一组材料：塑料垫、毛巾、纸盘、玻璃、木板等。孩子玩陀螺时，我就站在一边仔细观察，并准备适时提供指导。
陀螺教案篇（3）
中图分类号：TD175.5文献标识码：A
Abstract: The coal mining will inevitably involve through projects,through engineering high precision and the most common approach to improve the accuracy is to add survey the top side.The precision of the edge of gyro directly decide the accuracy of the wire.At present,the gyro theodolite can not only be used to direct azimuth,but also to address the accumulation of accidental errors of the underground conductor wire,to improve the strength and accuracy of the downhole control. In particular, additional surveying a gyro side, the differences affect the postion accuracy, and thus there is the subject of the best position to select additional surveying gyro edge. In addition, the location of the encounter point also have a certain influence on the accuracy,so to find the location of the best encounter is also a great improvement of the accuracy.The first part of article discusses the ideal situation that the underground conductor regard as a straight wire.In the last of one , this article takes examples that prediction of the breakthrough error in Xing Fu coal mine ventilating shaft., discussing the best position of an additional gyro-side with the use of mathematical searching method andorientation of gyro-theodolite,comparing with the design of A and B to come to a conclusion.
Key words: breakthrough survey; error prediction; gyro-side; gyro orientation
0引言
贯通测量对采矿生产起着尤为重要的作用，必须采取有效措施保证其测量精度。导线中加测陀螺定向边可以减少终点的横向误差。陀螺定向边加在什么位置，从而取得最优的成果，是本文要阐述的问题。
1 阜矿集团兴阜煤矿贯通误差预计
1.1 两井贯通概况
本文介绍兴阜煤矿南风井到提升斜井井下贯通工程的概况,由于井内地质构造复杂，以混合抽出式通风作为通风方式，并采取两井同时以全断面相向掘进的施工方法。
贯通导线示意图如图1：
图1两井贯通示意图
1.2贯通相遇点的最佳位置[4]
最佳贯通位置处的坐标系为图纸坐标系，即图纸左下角，横、竖轴分别为y、x坐标，、为地面和井下导线总个数。 地面导线顶点的重心在轴上投影[5] =544m
井下导线顶点的重心在轴上投影=344m
=75.69+116=119.69m
最后求得最佳贯通相遇点418.134m，即图上导线25-26边上一点。如图2：
图2最佳贯通位置示意图
2 兴阜煤矿改造风井通方案设计
确定最佳贯通相遇点后，本文设计A、B两套方案，A方案仅在风井处加测定向边，B方案还在风井与贯通点之间的最佳位置处加测一条陀螺边。基本思想为：两套方案在井上近井点布设、平面联系测量中采用相同的方法，只是在井下导线测量中采用二种不同的方法。各项测量的误差参数均根据《煤矿测量规程》中的限差规定反算求得。
2.1 A设计方案与误差预计
2.1.1近井点布设
采用GPS网测设地面控制点，选用E级精度测设两井口附近的近井点A、B,为保证GPS网图形精度，至少应以两个高级点为基础，保证精度的前提下根据本矿区实际情况，联测两个高等级控制点，采用边连接的形式。GPS网图形设计主要取决于用户的要求，经费，时间，人力以及所投入接收机的类型、数量和后勤保障条件等【2】【3】。
误差估算如下：
（1）
其中，—固定误差；b—比例误差系数；s —A、B两点距离；—近井点A和B之间的边长中误差 。
（2）
其中，—S边与贯通重
要方向x'之间夹角。
2.1.2井下导线布设
采用索佳SRX2型全站仪测角量边，标称精度测角，单棱镜精度。要求施测按《煤矿测量规程》有关规定，一般边长160m，各角度独立测量两次。
（1）测角误差(角度独立测量两次)：
（3）
—井下测角中误差；
—K点与各导线点连线在轴上的投影长度，可以直接从误差预计图2上量取，其值见表1。
图2最佳贯通位置示意图
表1 投影长度统计表
（2）量边误差：
(4)—井下光电测距的量边误差，一般按仪器厂家给定的计算公
式确定；—导线各边与轴的夹角，其值见表2。
表2 夹角COS值统计表
（3）井下导线总误差：
(5)
水平重要方向上的误差预计。
a地面采用GPS测量误差引起K点在x'方
向上的误差
（6）
（7）
其中a、b含义 同（1）式；—两近井点连线S与贯通重要方向 轴之间的夹角。
b定向误差引起K点在方向上的误差：
改造风井陀螺定向的误差所引起K点的误差：
(8)
—井下导线起始点与K点连线在y'方向上的投影长度，可由预计图上直接
量得分别代入公式(7)得：
(9)
c井下导线测量误差引起的K点在方向上的误差为：
d贯通相遇点K点在方向上的总中误差为：
K点在方向上的误差预计为：
2.2B设计方案与误差预计
由于实例中导线走向复杂，边长长度不一，不能适用前文所推导的加测陀螺边最佳位置公式。此方案与A方案的不同之处在于： 此方案随意加测一条陀螺定向边，其他条件
都相同，不做赘述，只说明井下导线布设情况。B方案贯通重要方向上总误差预计：
(10)
由于在风井和贯通点之间加测了一条陀螺定向边，将这段导线分成两段，则导线边i之前的重心为，B方案不同于A地方在于：
（11）
贯通相遇点K点在方向上的总中误差为：
（12）
—井下导线测角误差； —井下陀螺边定向误差；
—井下测角中误差；—各段导线点至本段导线重心点O连线在轴上的投影长度；—由加测陀螺边的末端点至导线终点的各导线点与K点连线在轴上的投影长度。井下导线量边误差，地面导线误差，陀螺定向误差和A方案误差相同，故只要求出此时的最小值时，此方案误差预计最小，即以不同导线边加测陀螺方向为变量，求此时极小值。下面利用EXCEL表格计算此式在加测陀螺边不同位置时总误差见表3。
表3 误差统计表
总误差随加测陀螺边位置不同的变化函数
如图4。
(13)
K点在方向上的误差预计为：
3 结论
在井下导线中加测一定数量的陀螺边，可以进一步限制导线偶然误差的积累，改善井下控制的强度和精度。结合阜矿集团兴阜煤矿实例，方案A在没有加测陀螺边的情况下K点在方向上的误差预计为，方案B在边22--23上加测一条陀螺边时，K点在方向上的误差预计为，精度提升19%，非常显著。结论适用于中短距离的巷道，对于较长距离的巷道或地下线状工程，可以讨论加测两条或更多陀螺边最佳位置，从而提高贯通工程的测量精度。
图4 误差变化图
参考文献
[1]中华人民共和国能源部.煤矿测量规程[Z]，1989.
[2]中华人民共和国建设部.工程测量规范[Z]，2008.
陀螺教案篇（4）
“快来啊，看我的转得多快。”“哇，真的真的。”“让开，给我看看。”我从厕所里出来，就听到活动室里一片吵闹声。我循声望去，只见十几个孩子围在一起，里层的单腿跪着，的踮着脚并撅着屁股，扒拉着往里张望。看着这乱哄哄的场面，我气不打一处来。我飞快地冲向人堆，剥春笋似的，拨开嬉闹的孩子，这才发现是昀昀和宇宇两人在玩陀螺。其他孩子好奇才来围观的，都是这陀螺惹的祸，幸亏我及时发现，这么多孩子挤在一块儿，后果不堪设想。“你们干什么？谁让你们把陀螺带到幼儿园来玩的？”我按捺不住心头的怒火，厉声问道。“我们在比谁的转得快。”昀昀壮着胆，小声嘟囔着。“给我。”我一边从昀昀手里接过陀螺，一边寻思该怎么处理这件事。“老师，这是动画片《陀螺大家族》里的陀螺，可好玩了。”不知哪个小孩子冲我喊道。哦，怪不得他们会这么起劲，我心里暗笑：有了！我看看陀螺，再看看低着头等待“发落”的两个小家伙，细声说道：“你们别怕，知道老师刚才为什么生气吗？”他们抬头望着我，一脸茫然。“那么多人挤在一起，多危险啊。你们真想玩，也要注意安全啊，对不对？”“嗯。”两个小家伙似乎看出我并不想批评他们，笑意又爬上了眼角。“老师带你们玩，怎么样？”“好。”教室里一片欢呼。“但是，必须记住一点：那就是安全并有秩序地玩。现在该怎么办？”孩子们一听，迅速回到座位，端端正正地坐好。“他们刚才不是比谁的转得快吗？那你们猜猜看，如果昀昀和宇宇还用这么大的力气，陀螺在活动室的地面砖上、外面的水泥地上、还有草地上，会转得一样快吗？”我先扬后抑，抛砖引玉。“一样快。”“不对，瓷砖上快。”“水泥地上快。”孩子们争得面红耳赤，谁也不服输。“别争了，我们试试吧。”我请昀昀和宇宇在瓷砖上玩，小朋友都伸长了脖子，竭力证实自己的猜想。陀螺优雅地转起了圈，要不是会碰到小椅子的脚，仿佛就停不了了。然后孩子们带着好奇来到室外。室外的场地长年累月地受着风吹日晒，都已经抛沙了，不是很平整。昀昀和宇宇在“开始”声中，拉动拉条，只见陀螺像喝醉了酒的汉子一样，身子直晃动，“啪！”突然就倒下了。我们又来到草地上，孩子们这才发现，陀螺在这里根本无用武之地，最多一圈就停下了。通过实践，孩子们很快找到了答案：地面越光滑，陀螺的转速也越快，转的时间也越长。孩子们回到活动室，还沉浸在那种欢乐中。我抓住机会，鼓励孩子把我们的发现用绘画的形式表现出来，并张贴在科学发现区。
这次意外收获让我欣喜不已，其实主要得益于《3～6岁儿童学习与发展指南》（以下简称《指南》）的理论学习，是它让我懂得克制自己的冲动，学会蹲下身来，用睿智敏锐的眼光捕捉孩子的行为，用无私的爱心走进孩子的内心，用宽容和耐心去正确引导孩子；是《指南》让我明白：在幼儿探究活动中，容忍幼儿因探究而弄脏、弄乱，甚至破坏物品的行为；是《指南》告诉我：要充分尊重和保护幼儿的好奇心和学习兴趣，帮助幼儿逐步养成积极主动、认真专注、不怕困难、勇于探究和尝试、乐于想象和创造等良好的学习品质。孩子们一时玩得兴起，忘了地上不干净，忘了安全隐患的存在，也是情理之中的事。冷静下来，用恰当的方法引导孩子认识自己的错，才是明智之举。
孩子爱模仿动画片里的主人翁玩陀螺，这是孩子的天性使然。孩子对科学的爱好和探究应该渗透在每一个生活细节。老师如果不问青红皂白，批评打击孩子，无疑是亲手掐断了一个未来科学家的幼苗。《指南》中强调：幼儿科学学习的核心是激发探究欲望，体验探究过程，发展初步的探究能力。成人要善于发现和保护孩子的好奇心，充分利用自然和实际生活机会，引导幼儿通过观察、比较、操作、实验等方法，学习发现问题、分析问题和解决问题。陶行知先生也曾提出“生活即教育”的理论。孩子们对动画片里的陀螺很感兴趣，这是老师引导他们探究的切入点。这个时候，提出搬到不同地方观察陀螺转速，会引起孩子们的好奇心。在孩子们动手前，抛出问题，让孩子们带着问题，用手去玩，用眼睛去观察，然后得出结论：地面越光滑，转速就越快；反之，地面越粗糙，转得就越慢。“支持和鼓励幼儿大胆联想、猜测问题的答案，并设法验证。”这无论如何总比枯燥无谓的说教效果要好。老师在幼儿观察以后，要求孩子把观察到的记录下来，既是活动的延续，又让幼儿对这次观察留下了难以磨灭的印象。
其实类似的现象无时无刻不在我们周围上演，关键是作为老师，应该用智慧的心，冷静的头脑，先进的教育理念，真正走进《指南》，理解《指南》，用好《指南》，这才是《指南》制定的初衷，是对它最好的诠释，更是《指南》实施的关键所在。
有人说，教师不但是一份职业，更是一种快乐。这种快乐是在《指南》精神的引领下踏踏实实沉下去，在理论指导下得心应手地运用中潇潇洒洒浮起来的快乐；是老师们每一次成功施教背后的快乐。这种快乐高于教师职业本身，充满更深远的意义。
陀螺教案篇（5）
由此可见，如何加强陀螺运动员的心理训练尤为重要。笔者根据陀螺运动项目的特性，结合自身多年的比赛和教学实践，就这一问题进行了一些粗浅研究，希望对陀螺运动的训练和比赛起到一定的帮助作用。
1.加强运动员的心理训练
高水平竞技运动发展到今天，运动员之间技术、体能的差距已日渐缩小，得失往往取决于心理能力。现代科学证明，在训练和比赛中不仅消耗身体能量，而且消耗心理能力，平时没有良好的心理训练，即使得到良好的身体训练和技术训练，在比赛中也很难取得优异的运动成绩。在项群训练理论中陀螺这个项目应为技能主导类表现准确性项群，在此项群中决定运动员竞技能力的因素有体能、技术、战术、心理、智能等，而运动员的技能训练和心理训练是最重要的两个因素。陀螺运动的技术要求比较单一，练习和比赛时要多次重复同样的技术动作，但又不能直接去衡量运动员的体能水平。因此，运动员的心理能力对其总体竞技能力水平、对其比赛的结果，有着巨大的极为重要的影响。因此，重视与加强陀螺运动员的心理训练不容忽视，心理训练应成为陀螺运动员训练过程中的一个重要组成部分，在训练和比赛中应作为一项重要工作来抓。
2.提高教练员的专业素质
教练员所从事的是一项具有专门化的教育活动。无论是从他的工作内容或是工作方法，都要求教练员必须具备很强的业务素质，这样才能不断提高训练水平，使运动员的潜能得到挖掘。就民族体育项目开展的现状而言，少数民族传统体育项目不可能配备心理专家随队指导运动员的心理训练，因而教练员是训练和比赛中进行心理工作的最佳人选。教练员的一个眼神、一个动作就可使运动员心领神会。教练员应该以自学的形式，通过网络、阅读书籍等不断学习有关知识，不断武装自己，运用运动心理学知识指导运动员的训练和比赛。
3.坚持科学选材
正确选材是造就优秀运动员的先决条件。运动员选材是一项多因素的细致的系统工作，从这项工作的程序上讲，应在科学诊断和科学预测的基础上，对选材对象进行多因素的分析和进行最优化的选择。陀螺运动员的竞技能力决定因素中的心理特征为：运动员的注意力与稳定、自我控制能力、感知觉和运动表象再现能力等占有相当大的比重。因此应根据陀螺项目的特点，有针对性地进行科学选材，通过专门的心理测试仪器对运动员的感知、记忆思维等智力活动特点、心理特点或心理品质进行科学选材。教练员还可以通过在训练和比赛中详细了解、观察，选择那些在复杂、困难条件中难以发挥水平的队员。教练员还可以通过间接调查法，收集、整理、分析被测试运动员的心理活动，加以分析建档。
4.加强意志品质训练
陀螺运动是一个追求准确性的项目，其各基本技术是紧密相连、不可分割的，技术结构单一，训练从开始到结束都是重复同样的动作，因此易使运动员产生厌烦情绪，精神高度疲劳。在这样枯燥无味的训练过程中，没有坚强的意志力和坚韧的毅力，没有不怕困难、勇往直前的勇气，不可能取得优异的成绩，也不可能成为优秀的陀螺选手。因此，教练员要善于指导运动员的意志品质训练，始终如一地、巧妙地安排训练方法，培养良好的意志品质。意志与毅力的训练方法很多，可结合陀螺专项训练进行，也可拓展其训练渠道，在其他运动项目中，甚至通过非体育运动领域的渠道进行。教练员善于捕捉时机，精心设计方案，有目的地进行该项训练，培养运动员坚强的意志品质。
5.情绪调控方法要灵活多变
陀螺比赛时，运动员的情绪调控方法没有固定的模式可循，关键是要学习和掌握一定的运动心理知识，在比赛中根据赛场情况采用灵活的方法将情绪调整到合适的状态。在情绪稳定与情绪调控能力的培养中，教练员要特别注意引导运动员正确对待胜利与挫折。要有平常心，做到胜不骄败不馁。当训练、比赛成功时，不要过于兴奋，应在肯定成绩的同时，找出不足，提出更高的要求。当训练遇到困难或比赛失利时不要情绪低落、失去信心，不埋怨责怪，而应冷静分析，提出对策，以利再战。
6.加强集中注意力的训练
注意力集中训练就是使运动员学会全神贯注于一个确定目标，不受任何外界刺激和内心杂念的影响，始终把心理活动指向和集中于当前的活动任务。在比赛中，诸如环境、观念、气氛及对手的表现等因素往往会直接影响陀螺运动员的注意力，使其注意力分散，影响技术水平的发挥，甚至直接导致比赛的失败。因此在平常的训练中应加强注意力集中训练。
7.定期进行模拟训练
陀螺教案篇（6）
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）03-0081
一、教学目标
1. 体会伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同观点和依据；2. 认识伽利略理想实验的方法是科学研究的重要方法，它对物理学发展的重要意义；3. 理解牛顿第一定律的内容和含义，能够运用牛顿第一定律解释有关现象；4. 知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度，会用惯性概念解释有关实际问题。
二、教学重点
探究“力与运动的关系”的过程，理解牛顿第一定律的意义。
三、教学难点
体会伽利略的科学思维方法。
四、教学方法
启发式、合作探究。
五、教学过程
1. 创设情景，引入新课
展示一些小的和大的（火箭发射）运动视频。
2. 新课教学
（1）提出问题
师：展示陀螺，让学生转动，并想方设法转得更持久一些。请学生谈体会及方法。
师：其实，要使陀螺旋转得更久些，这是比较复杂的问题，同学们也提出了许多具有建设性的方案，在本节课结束后，大家还可以继续探讨这个问题。在这里，其中有一种方案值得大家关注――陀螺在更光滑一些的地方会转得更持久一些。
（2）理论分析
师：同学们请想，陀螺原来是静止的，是什么原因让它转动起来的？力！有力物体才会动起来。基于日常生活中的经验，同学们还观察到哪些此类现象？
生：举例。
师：可陀螺最后仍然停下来了，为什么？
生：回答。
师：对，陀螺受到了桌面和空气的（教师可以补充上这点，学生一般会认为只有桌面）摩擦力，这个摩擦力对陀螺来说是阻力。如果没有阻力，陀螺会怎样呢？
生：思考，回答。
师：同学们提出了很好的猜想，怎样来验证我们的想法是正确的呢？对陀螺来说，怎样让它不受阻力呢？
生：思考，回答。
师：评价（可能有极端的想法，比如到真空中，到太空中）。同学们的意见很有建设性，到太空中对我们学生来说还有点困难，能不能结合我们目前的实际情况来做一些工作呢？
师：请同学们再想一下陀螺，刚才转动的时候，怎么样才会更长久一些？对，减小阻力。
（3）自主探究
师：请同学们利用桌面上的器材，来对比验证一下我们的想法。
生：做实验。
师：提问。
生：说结论。
师：总结，并提问，我们毕竟还没有完全忽略阻力的影响，那么根据我们的实验，能否得出没有阻力存在的结果呢？请同学们结合刚才的结果设想一下，阻力越小，会越来越……小到零，会……
师：很好，同学们用的这个方法叫“外推”。利用外推，我得到了运动不需要力来维持。
师：板书：运动不需要力来维持。
师：提问，那么力在运动中扮演了什么角色呢？再回想一下我们的陀螺，不用力不会转动起来，若没有力也会一直转下去，力的存在让它……
生：回答。
（4）得出结论
师：总结：力是改变物体运动状态的原因。
师：让我们把目光投向2千年前。
（5）回顾历史
古希腊学者亚里士多德根据日常生活的经验，得出“力是维持物体运动的原因”这一结论。当时却统治人类思想将近2000年！直到300多年前，伽利略通过自己的观察和思考对这个观点进行了质疑，并指出此结论错误的根源在于研究力和运动关系的时候，忽视了摩擦这一客观存在的事实，从而使人们对力和运动关系的认识误入歧途。同时，他通过仔细的观察，设计出著名的“理想斜面实验”来反驳亚里士多德的观点。
（6）理想斜面实验
师：演示斜面实验
师：我们也可以通过刚才的设想，利用气垫导轨来验证一下伽利略的猜想。
师：介绍气垫导轨，操作验证。
3. 牛顿第一定律
（1）内容
（2）含义
①力是改变物体运动状态的原因；②一切物体都有保持原来静止或匀速直线运动状态不变的性质。
（3）惯性
4. 知识总结
陀螺教案篇（7）
另外，象征物也被看成佛陀身体的组成部分：宝伞代表头部；金鱼代表双眼；宝瓶代表颈部；莲花代表舌头；金轮代表双足；胜利幢代表“身”；海螺代表“语”；吉祥结代表“意”。
还有一种说法，“八瑞相”还象征着佛教教义的“八正道”――正见、正思、正语、正业、正命、正精进、正念和正定。
“八瑞相”最初在是作为藏传佛教的法器、神器和礼器出现的，但在宗教生活与日常生活逐渐相融合的漫长的历史过程当中，如今“八瑞相”已不仅仅是宗教的器物或符号，它们带着吉祥和祈福的象征意义，经常出现在百姓生活的一些重要的场合，如婚礼、生辰、启程、新年等等，还出现在画卷、墙壁、瓷器、哈达、地毯、屋梁上和丝绸织物上。同时，人们也用它来装饰宗教建筑、私人住宅、木雕家具或衣物等。
辨识器形图案，解读其中奥秘，让我们步入一个神奇的园地去领略这象征吉祥智慧的“八宝祥徽”。
1. 宝伞（梵文：chatra ；藏文：gDugs）
宝伞，最早在印度是作为权利和皇室阶层的标志，是印度皇族的象征物和保护伞。宝伞是撑在头部上方的，自然象征着荣誉、身份和尊崇。延伸到宗教观念中，意为“保护和免受杂染”（在佛教教义中，“杂染”是指心神不定造恶业的根）。
宝伞下的阴影代表让人免受炎热阳光的暴晒之苦，阴凉象征着保护人们避开欲、障、疾病和邪恶力量。作为皇族或世俗财富的象征，仪仗队中随行人员擎举宝伞的数量越多表明其社会等级地位越高。国王可以撑用13把宝伞，早期印度佛教徒把“十三”这个数字看成化身为转轮王佛陀之权利象征。13个伞轮构成各类佛塔的锥形塔尖。佛塔记述了佛陀一生中的主要事件或用于安放其遗物。这种习俗后来用于所有藏传佛教佛塔的设计上。
宝伞的圆顶代表智慧，悬挂的丝绸帷幔象征着各种慈悲的方法或方便善巧。白色或黄色宝伞是至高无上的宗教权利的象征，而世俗权贵则使用孔雀羽毛编织成的伞以体现其权威。
在八种吉祥徽中，宝伞代表了一种积极的精神力量，和其他标志一样，它的含义从世俗意义转移到了宗教的精神领域。敬献给佛陀的宝伞象征着他护佑众生免于诱惑，克服恐惧。
2.金鱼（梵文：suvarnamatsya ; 藏文：gSer-nya）
在梵文中，金鱼亦称“双鱼”，常常被画成两鼻相触，或竖直或略微交叉，头在下方且相对。早在公元3世纪，“双鱼”就出现在黏土制的容器上。“双鱼”原本代表的是古印度境内的两大圣河：恒河和朱木纳河，两条大河作为象征符号还代表着阴阳脉或脉道。
“金鱼”这一吉祥符号在印度教、耆那教和佛教中十分普遍。在东方的传统中，“金鱼”因与某些慈悲之神有关而被视为圣鱼。
因为它们在水中自由的游动，在印度，“金鱼”还代表不受种性制度和地位约束的自由舒适，代表好运。又由于繁殖迅速，在世人的理解中，“金鱼”也代表多子多孙。在藏传佛教中，“金鱼”代表着精神的自主。
在《甘丹达杰林寺法事经典》中，关于金鱼有这样的文字：“他们带着一切皆知的慧眼在海面浮出，并在利他之水中游动，象征方便与智慧两者的结合。他们的金眼就是互利（利他利己），他们挥动鱼翅覆盖四周。愿吉祥金鱼赐福于十方。”
3.宝瓶（梵文：nidhana-kumbha ; 藏文：gTer-bum-pa）
宝瓶主要是财神的象征，而财神包括宝藏神、多闻天王（佛经中的北方神）和增禄天母（亦称“财宝天母”，赐予财宝成就的佛教密乘本尊名）。宝瓶常常作为一种器物出现在这些财神的脚下。增禄天母的化身之一就是站在一对宝瓶之上，宝瓶连续不断地喷出珠宝，无论从瓶中取走多少珠宝，瓶内永远珠宝满盈。
典型的藏式宝瓶被画成极其华丽的金瓶，其各个部位都散射着莲花瓣图案。一块如意宝或三联宝石作为饰顶，象征着佛、法、僧三宝。
佛教坛城中所描述的大宝瓶是金制的，饰有大量的奇珍异宝，瓶颈上系有来自神域的一方丝绸，顶饰是一株如意树，树根浸泡在长寿水中，树根上还长出各色各样神奇的珠宝。
4.妙莲（梵文：padum, kamala ; 藏文：Pad-ma,Chu-skyes）
妙莲（即荷花）并不生长在藏区，但出污泥而不染的莲花是表示纯净和断灭的佛教象征。神灵端坐或站立的莲花宝座，象征着他们的神圣本源。这些神灵显现在轮回之中，没有受到不洁之物、意障和心障的污染，他们是洁白无暇、极尽善美的，其身、语、意是绝对清净的。吠陀教的创生之神梵天就诞生在一朵金色莲花里。太阳神的每只手都持有一朵莲花。密教大师莲花生将佛教传入，他同样被神化为生于一朵奇异的莲花里，开放在印度乌仗那王国的丹纳阔沙湖上。
佛教中的莲花作为手持器物，通常呈粉色和浅红色，共有8个或16个莲瓣。藏传佛教中的莲花丰富多彩，有许多不同的样式。盛开的莲花可以是白色、黄色、金黄色、蓝色和黑色。梵文“utpala”专指蓝色或黑色的“夜莲花”。
莲花是西方红色阿弥陀佛，即“莲花部怙主”的象征。阿弥陀佛之伴偶般罗的手持器物是一朵红色莲花，阿弥陀佛麾下的菩萨是莲花手观音。
5.白海螺（梵文：dakshinavarta-shankha ; 藏文：Dung-gyas-vkhyil）
右旋海螺是古印度战神的器物，巨大的海螺号宣告人们在战斗中表现出的骁勇和胜利。作为战斗号角，海螺如同军号，是力量、权威和统治的象征。吉祥的号声可以驱除邪恶精灵，避开自然灾祸并恫吓一切有害生灵。
现实生活中，右旋白海螺（顺时针旋转）是极为罕见的，因此它又被奉为是最吉祥的宗教祭祀中的容器或乐器。
早期佛教徒将海螺视为其宗教统治的礼仪象征，是佛陀教义至高无上的象征。海螺象征着佛陀在宣讲佛法真谛时的大无畏精神以及他号召为众生利益而获得圆满和努力的精进。作为手持器物，它是宣讲佛法的“佛语”，代表佛教教义的声誉，代表一种愿望，希望佛法如白海螺之声传播十方。
同时，在藏传佛教中，白海螺作为响亮的发声乐器更是受到珍视，僧人们用白海螺召集法会或者在宗教仪式上用它的音乐施颂佛法。海螺号深沉的声音是佛陀32个大相之一，是“达摩的优美声音”，其声音响彻大地，意味着密咒教义的口头传播。
作为八瑞祥之一，白色海螺通常垂直绘制，从口部的曲线和螺孔可以看出螺的右旋。
6.吉祥结（梵文：shrivatsa, granthi ; 藏文：dPal-bevu）
梵文“shrivatsa”意即“室利的钟爱之物”。室利指的是罗乞什密女神（即吉祥天女），在藏传佛教中常被称作“班登拉姆”。由于罗乞什密是财富和幸运之神，因此，“吉祥结”就自然形成了一个吉祥符号。“吉祥结”既可呈三角形的旋涡状，又可呈垂直的菱形，其中4个主要内角挂有环圈。
吉祥结的另一个名字是“nandyavarta”，其意为“喜旋”。在许多古代教派中，代表永恒、无限或神秘的吉祥结十分常见。早期，这是两条或多条蛇缠绕形成的吉祥图案。也有人说为这个符号是“d”字形符号的变体或与希腊“十”字架形状具有某种关联。
在藏传佛教文化中，“吉祥结”是诸法存在的方式，吉祥结自成一个密闭的没有缝隙的整体，相互缠结的线条结构提示我们，诸法是互相联结、相互作用的，并依赖于原因和条件。人们确信“吉祥结”代表了最高意义上的吉祥如意，如将吉祥结作为礼物或是置于贺卡上，可以使赠予者与受赠者之间建立吉祥如意的桥梁，同时也表明未来的好结果源于现在种下的原因。作为佛教思想的象征物，吉祥结纵横交错、无始无终，因此，也象征了佛陀智慧和慈悲的无限性，代表着强调因果轮回的“十二因缘”的延续性。
7. 胜利幢（梵文：dhvaja ; 藏文：rGyal-mtshan）
胜利幢意为旗帜、旗子或军旗，最初起源古印度战争中的战旗。在古代印度，每面战旗都是胜者或王者的具体标识。“胜利幢”主要是湿婆（婆罗门教和印度教的主神之一）这个毁灭之神、苦行之神、舞蹈之神的军旗。该旗顶有一个三股叉，象征着湿婆在天、地和地下三界（欲界、色界和无色界）的胜利。
在藏传佛教文化传统中，11种形状各异的胜利幢代表着11种制欲的具体方法。我们在藏传佛教寺庙屋顶的四角常可以看到插有不同形状的胜利幢，它们象征着佛陀战胜四魔的胜利。而作为手持标识，“胜利幢”是众多神灵的器物。
在世俗生活中，“胜利幢”这个符号也用来装饰在私人住宅的屋顶上，代表克服一切障碍，获得幸福快乐，既是一种短暂的世俗谛，也是最终的一种胜义谛。
8. 金轮（梵文：chakra; 藏文：vKhor-lo）
“金轮”在早期印度是太阳的象征，象征着统治、保护和创生。
轮是吠陀时期的保护神毗湿奴的主要器物。喷焰的六辐金轮代表着宇宙万象之轮，代表着运动、持续性和变化，宛如天界圆形天体一样永远旋转向前。
的藏文词汇“Chos-kyi-vkhor-lo”的字面含义是“转”或精神的变化。轮的快速转动代表佛陀教义揭示的迅速及其精神转变。佛陀在鹿野苑“初转”，就阐述了“四圣谛”和“八正道”等佛教基本教义。
陀螺教案篇（8）
论文关键词：稳定回路 双闭环控制 模糊控制
1964年美国的l．a．zadeh教授创立了檬朔集合理论，提出用“隶属函数”概念来定量描述事物模糊性，奠定了模糊数学的基础。1974年英国的e．h．mamdani研制出第一个模糊控制器，近几年模糊控制已经应用于生活的各领域。模糊控制是一种基于专家知识的控制系统，本文将模糊控制引人平台稳定回路控制，理论研究了引入模糊控制器后系统整体性能，为模糊控制在稳定回路中的工程应用奠定理论基础。
1惯导平台的稳定原理与稳定回路的组成
1．1惯导平台的稳定原理
三轴液浮积分陀螺稳定平台，具有三条参数不同而基本工作原理相同的伺服回路通道，用以保证平台台体相对于惯性空间稳定。当台体转动时，陀螺转子的主轴相对惯性空间要保持稳定，陀螺传感器输出陀螺主轴相对惯性空间的角差信号，经过放大和校正后馈送到平台力矩电机，力矩电机产生扭转力矩，使平台向减少角差的方向扭转，直至信号器输出为零，平台相应轴完成对陀螺主轴跟踪，平台稳定于惯性坐标系内。wwW.133229.COm
1．2惯导平台的稳定回路的结构组成平台稳定回路是一个位置反馈控制系统，组成如图1所示。
2惯导平台稳定回路双闭环控制分析框图与被控对象数学模型
平台稳定回路的单闭环控制只有位置反馈环，本文研究平台稳定回路的双环控制，在位置环之内再加一个速度反馈，形成双闭环控制系统。平台稳定回路的双闭环控制框图如图2。
图2中：日为液浮积分陀螺的角动量；为陀螺传感器的放大倍数；k为耦合放大器和前置放大器的总放大倍数；伺服分解器变比系数；ki功率放大器放大倍数；力矩马达放大倍数；校正网络放大倍数；wa(s)校正网路；j内框组合件绕轴的转动惯量；j2浮筒组件绕进动轴的转动惯量；c：积分陀螺阻尼系数；力矩马达电枢绕组电磁时间常数；k反馈系数。
平台稳定回路单通道双闭环开环传递函数，如式(1)所示。
除校正环节外将上式代人参数，得到平台稳定回路系统被控对象如式(2)。
3平台稳定回路双闭环系统模糊控制研究
平台稳定回路二维模糊控制示意图如图3所示。
3．1稳定回路模糊控制器设计
3．1．1清晰量的模糊化
本文中模糊控制输入变量为：陀螺的定轴和平台坐标系的角差e和其增量e，模糊控制输出变量：
3．1．2模糊控制规则
经过长期工程实践的经验总结，得到的平台稳定回路模糊控制规则，如表1所示。
本文共用了49条模糊控制语句；
3．1．3模糊控制查询表
运用mandani推理法进行模糊推理，根据最大隶属度原则进行解模糊化处理后，由表1得到模糊控制量查询表的三维输出曲线如图5所示，模糊控制量查询表如表2所示。
3．1．4模糊控制器性能分析
在单位阶跃输入(1rad)时系统响应如图6所示：
稳定回路设计要求的性能指标为：超调量不大于20ch，；调整时间不大于0．3s；振荡次数不大于2。
如图6所示，系统在单位阶跃输人下，响应曲线的超调量为5％；上升时间为0．1s；调整时间为0．3s；振荡次数为1。性能指标满足回路设计指标要求。
3．2带多个修正因子的模糊控制
对二维模糊控制系统而言，当误差较大时，控制系统的主要任务是消除误差，这时对误差在控制规则中的修正加权应该大些；相反，当误差较小时，此时系统已经接近稳态，控制系统的主要任务是使系统尽快稳定，为此必须减少超调，这样就要求在控制规则中误差变化起的作用大些，即对误差变化加权大些。这就要求考虑在不同的误差等级引入不同的加权因子，以实现对模糊控制规则的自调整。
带有多个修正因子的模糊控制算法表达式如下：
即得到模糊控制和带修正因子的模糊控制器在单位阶跃输入(1rad)时，系统响应比较图如图7所示。
由图7可知，系统在带多个修正因子的模糊控制器控制下，单位阶跃响应的超调量减小，达到稳态的速度更快，系统性能得到改善。
陀螺教案篇（9）
DAC8412； 光纤陀螺（FOG）； 电路设计； 逻辑设计
中图分类号： U 666.1 文献标识码： A
引 言
基于光学Sagnac效应的光纤陀螺通过多年的研究与发展，已成为目前国内惯性仪表领域的主流陀螺之一。它具有无转动部件的全固态结构、动态范围大、响应速度快、功耗低、抗冲击振动、启动过程短、寿命长等突出优点[1，2]，精度可以覆盖从战术级到战略级、从民用到军用多种领域，具有良好的应用前景。
数字闭环光纤陀螺检测电路原理如图1所示[3]。
光纤陀螺检测电路包括信号检测部分、数字信号处理部分和数字相位阶梯波反馈三部分，主要完成信号解调、信号处理和信号反馈等功能。具体由前置放大电路、A/D转换电路、D/A转换电路、时序控制电路及以 FPGA为核心的数字信号处理电路组成。检测电路中的方波产生部分、D/A反馈部分和光源驱动电路中的恒流源部分都需要可调的电压基准，原方案中采用电压基准再分压得到，调试较麻烦。文中提出采用FPGA控制多路D/A的方法得到多路电压基准，实现了调试的程序控制，给陀螺电路调试带来极大方便。
1 DAC8412的特点
DAC8412是由ADI公司推出的4路、12位数模转换器[4]。该转换器是具有回读能力的电压输出DAC，采用高压BiCMOS工艺制造，这种单片集成电路DAC提供了非常高的封装密度。输出电压摆幅则是由两个参考输入VREFH 和VREFL共同决定。通过设置在VREFL 输入为0 V和VREFH输入为正电压，则DAC提供单极性正输出范围。一个类似的配置与VREFH 在0 V和VREFL 在一负电压提供了一个单极性负输出范围。双极性输出的配置，连接在VREFH 和VREFL 为非零电压。这种设定输出电压范围的方法比较灵活。数字控制允许用户载入或者回读来自任何DAC 的数据，载入任何一个DAC并在同一时间将数据传输到所有的DAC。RESET低电平有效时，对于DAC8412 载入所有的DAC 输出寄存器到中间刻度。DAC8412 可以采用28 线陶瓷DIP 封装。电源电压是±15 V，参考电压±10 V。功耗小于330 mW。DAC8412主要应用于自动测试设备，数字控制校准，伺服系统控制，过程控制设备。
2 电路设计
DAC把输入的数字量转换为随输入变化的模拟量。检测电路中的方波产生部分、D/A反馈部分和光源驱动电路中的恒流源部分都需要可调的电压基准，也就是说需要三路可变的电压信号。DAC8412输出四路模拟量，因此满足转换通道数要求。多路DAC8412转换电路包括FPGA电路、D/A转换电路两部分，硬件框图如图2所示。
2.1 FPGA电路
FPGA在光纤陀螺检测电路中作为整个信号处理系统的核心，要完成的任务包括数字解调、时序控制、数据存储、数据格式转换等几部分功能。FPGA在多路DAC8412转换电路中负责向DAC8412提供输入数字量和时序逻辑控制。电路原理框图如图3所示。
5 结 论
把FPGA控制多路D/A的电路接入光纤陀螺检测电路，陀螺零漂测试精度跟采用电压基准再分压的方法一样，说明该电路设计合理，能够满足整个陀螺系统对电压基准调整稳定性的要求。值得指出的是：这种方法提高了陀螺调试的程序控制化水平，但理论上认为采用电压基准再分压的方法得到电压基准更为稳定，因为D/A输出有LSB漂移[7]；可以把12位并行输入的DAC8412换成串行输入的多路D/A，这样可以减少FPGA管脚使用数。
参考文献：
[1] 张桂才.光纤陀螺原理与技术[M].北京：国防工业出版社，2008：1-3.
[2] 王 研.数字闭环光纤陀螺环路控制特性研究[D].北京：北京航空航天大学，2004：1-2.
[3] 张 唏.光纤陀螺闭环检测与控制[D].北京：北京航空航天大学，2001：19-21.
[4] 何希才.常用集成电路简明速查手册[M].北京：国防工业出版社，2006：246-247.
陀螺教案篇（10）
论文关键词：稳定回路 双闭环控制 模糊控制
1964年美国的l．a．zadeh教授创立了檬朔集合理论，提出用“隶属函数”概念来定量描述事物模糊性，奠定了模糊数学的基础。1974年英国的e．h．mamdani研制出第一个模糊控制器，近几年模糊控制已经应用于生活的各领域。模糊控制是一种基于专家知识的控制系统，本文将模糊控制引人平台稳定回路控制，理论研究了引入模糊控制器后系统整体性能，为模糊控制在稳定回路中的工程应用奠定理论基础。
1惯导平台的稳定原理与稳定回路的组成
1．1惯导平台的稳定原理
三轴液浮积分陀螺稳定平台，具有三条参数不同而基本工作原理相同的伺服回路通道，用以保证平台台体相对于惯性空间稳定。当台体转动时，陀螺转子的主轴相对惯性空间要保持稳定，陀螺传感器输出陀螺主轴相对惯性空间的角差信号，经过放大和校正后馈送到平台力矩电机，力矩电机产生扭转力矩，使平台向减少角差的方向扭转，直至信号器输出为零，平台相应轴完成对陀螺主轴跟踪，平台稳定于惯性坐标系内。
1．2惯导平台的稳定回路的结构组成平台稳定回路是一个位置反馈控制系统，组成如图1所示。
2惯导平台稳定回路双闭环控制分析框图与被控对象数学模型
平台稳定回路的单闭环控制只有位置反馈环，本文研究平台稳定回路的双环控制，在位置环之内再加一个速度反馈，形成双闭环控制系统。平台稳定回路的双闭环控制框图如图2。
图2中：日为液浮积分陀螺的角动量；为陀螺传感器的放大倍数；k为耦合放大器和前置放大器的总放大倍数；伺服分解器变比系数；ki功率放大器放大倍数；力矩马达放大倍数；校正网络放大倍数；wa(s)校正网路；j内框组合件绕轴的转动惯量；j2浮筒组件绕进动轴的转动惯量；c：积分陀螺阻尼系数；力矩马达电枢绕组电磁时间常数；k反馈系数。
平台稳定回路单通道双闭环开环传递函数，如式(1)所示。
除校正环节外将上式代人参数，得到平台稳定回路系统被控对象如式(2)。
3平台稳定回路双闭环系统模糊控制研究
平台稳定回路二维模糊控制示意图如图3所示。
3．1稳定回路模糊控制器设计
3．1．1清晰量的模糊化
本文中模糊控制输入变量为：陀螺的定轴和平台坐标系的角差e和其增量e，模糊控制输出变量：
3．1．2模糊控制规则
经过长期工程实践的经验总结，得到的平台稳定回路模糊控制规则，如表1所示。
本文共用了49条模糊控制语句；
3．1．3模糊控制查询表
运用mandani推理法进行模糊推理，根据最大隶属度原则进行解模糊化处理后，由表1得到模糊控制量查询表的三维输出曲线如图5所示，模糊控制量查询表如表2所示。
3．1．4模糊控制器性能分析
在单位阶跃输入(1rad)时系统响应如图6所示：
稳定回路设计要求的性能指标为：超调量不大于20ch，；调整时间不大于0．3s；振荡次数不大于2。
如图6所示，系统在单位阶跃输人下，响应曲线的超调量为5％；上升时间为0．1s；调整时间为0．3s；振荡次数为1。性能指标满足回路设计指标要求。
3．2带多个修正因子的模糊控制
对二维模糊控制系统而言，当误差较大时，控制系统的主要任务是消除误差，这时对误差在控制规则中的修正加权应该大些；相反，当误差较小时，此时系统已经接近稳态，控制系统的主要任务是使系统尽快稳定，为此必须减少超调，这样就要求在控制规则中误差变化起的作用大些，即对误差变化加权大些。这就要求考虑在不同的误差等级引入不同的加权因子，以实现对模糊控制规则的自调整。
带有多个修正因子的模糊控制算法表达式如下：
即得到模糊控制和带修正因子的模糊控制器在单位阶跃输入(1rad)时，系统响应比较图如图7所示。
由图7可知，系统在带多个修正因子的模糊控制器控制下，单位阶跃响应的超调量减小，达到稳态的速度更快，系统性能得到改善。
陀螺教案篇（11）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0123-02
目前，伴随着高清显示屏、智能手机和太阳能利用等的普及，光电产业界急需具有扎实动手能力和研发能力的光学薄膜工程师。然而，作为一个知识、技术和资金密集型的高科技产业，光学薄膜要求从业者不断地进行智力投资和知识更新，进一步加剧了薄膜工程师供不应求的现状。为更好地适应前沿科研和产业界的需要，多个大学和研究所纷纷开设了《薄膜光学》课程，代表性单位有浙江大学、中科院长春光机所、国防科技大学、西北工业大学、长春理工大学等，中科院上海光机所还经常组织光学薄膜暑期培训班。然而，由于《薄膜光学》是门专业性很强的交叉性工程技术学科，涉及数学、计算机、光电、真空、材料和自动控制等领域，课程内容多而课时短，往往造成在其课堂教学中易偏重于理论讲解，造成学生学完课程后仍然不清楚薄膜设计、制备和测试的实际过程，动手能力锻炼严重不足，实践教学长期处于教学短板。为此，笔者试着以实际科研项目训练的方式探讨《薄膜光学》实践教学的可行性及效果。
一、问题的提出
环形激光陀螺（RLG）作为惯性导航与制导的理想角速度敏感元件，在西方发达国家许多领域已取代了传统机电陀螺，特别是在飞机、军用舰船、潜艇、导弹、火炮、战车、运载火箭和卫星等载体上应用广泛。经过40多年发展，目前西方发达国家已形成多种大小、不同精度的RLG型号产品，以满足不同应用场合需求。尽管国内RLG批生产时间比美国晚约20年，目前在中、高等精度陀螺生产工艺和参数指标上与世界一流水平已基本相当，但在小型化激光陀螺研制上还存在一些差距。在激光陀螺小型化的研制过程中，发现随着陀螺体积缩小，氦氖气体有效增益长度开始减小，而气体放电产生的辉光强度却基本不变，这严重影响陀螺输出信号的信噪比，对信号解调和技术指标产生不利影响，因此有必要研究一种能压制氦氖气体放电辉光而又不影响陀螺有用信号的滤光片方案。
二、实践教学的过程及效果
为此，实践教学的第一步是先确定待研制滤光片的光谱指标要求，包括中心波长、峰值透射率、通带宽度、截止带宽度及截止深度等参数。为了让学生对激光陀螺的辉光有个直观的印象，我们安排学生自行从网上下载查阅典型的环形激光陀螺及其放电辉光的图片。有了直观印象后，学生们开始讨论如何获得激光陀螺的辉光谱线及其分布情况。主要有两种观点，一是查已发表的资料，看看能否借鉴，二是直接用宽带光谱仪进行测量。经过一周的搜集后，学生们大多只搜索到了氦氖激光器的可能的一些激光谱线，尚未发现环形激光陀螺辉光光谱的公开报道。论文搜集失利后，只能走用光谱仪测量的思路。为此，学生们采用研究所现有光栅摄谱仪SGM100，对激光陀螺的辉光和输出光进行光谱测试。根据测量结果，激光陀螺的辉光光谱范围较宽，从380～760nm都有次峰，但主要分布在570～760nm波段，最强的次峰为640nm，这与人眼感觉辉光偏红的现象较一致。
因此，待研制的滤光片中心透射波长应为632.8nm，峰值透射率尽可能高，且透射带半峰值宽度不大于7nm，截止带为570nm～760nm区间中除632.8nm波长处的中心透射带以外的波段，截止透射率尽可能低。由于陀螺中激光以S偏振态运转，因此只需考虑S偏振光情况。由于光电探测器在可见光区的灵敏度响应因子随波长增大而近似线性增大，因此滤光片对辉光的压制在长波区显得更重要些。
经过前期的膜系设计理论的学习，为了实现光学滤波，学生们纷纷提到了可以使用F-P滤光片结构，理由是其具有近似三角形的通带，并且可以通过串置组合的方式组成多腔滤光片实现矩形通带。具体设计时，学生们的意见出现了分歧，一种观点是可以根据对称膜系和导纳匹配的原理来解析设计多腔F-P滤光片，另一种观点是采用当今强大的膜系设计软件中提供的自动合成方法进行全局设计，寻找最优解。为了激发学生的主动性，体验科研道路选择的多样性，将设计工作分成两个小组，一个小组负责用对称膜系等效折射率和导纳匹配层折射率的相互配合的解析设计方法，来构建多腔F-P滤光片的结构，最后用光学薄膜软件OpenFilter的计算分析功能进行光谱性能确认，另一个小组则直接用光学薄膜设计软件Optilayer中提供的“WDM Filter Design”自动设计模块方法进行全局寻优，设计时间都是两周。经过两周的设计，出现了有意思的情况，不同小组给出的结果既有相同又有不同的膜系结构，同一小组不同的设计学生给出的结果也多种多样，比如有17（10）和19（11）等单腔滤光片，19（6，16）和23（3，16）等双腔滤光片，以及19（3，10，18）、23（4，13，22）等三腔滤光片。这些不同设计结果表明，学生们已能较熟练地使用课堂上所学的解析设计方法或自动合成方法，能根据自身需要利用薄膜软件进行独立设计与分析，超出了教员原本预期的效果，从侧面反映了这种实践教学思路确实有助于提高学生的主动性和动手能力。另外，工程上希望滤光片设计通带具有一定的平坦度，能够容忍一定的膜厚随机误差。理论上，19（3，10，18）这个三腔滤光片以45°从空气中入射时中心波长为632.8nm，其附近通带较为平坦，峰值透射率为97.5%，半峰值宽度为22.5nm，而且矩形度较好，截止区的宽度和深度也都能满足要求，故选用上述滤光片作为首次试镀结构。
在进行样品试镀时，学生们现场观摩了超净间镀膜室的设备情况和镀膜过程，就课堂教学时讲解的真空获得装置，如机械泵、罗茨泵、低温泵等进行了现场确认，对其控制部分如低阀、预阀和高阀进行了初步操作，对镀膜样品仓、基片清洗、基片转盘、膜材料靶材、离子源等进行了细节提问，对膜厚监控的监控设备和监控软件进行了初步了解，在教员的指导下完成了上述滤光片的制备。一系列程序下来，学生尽管感觉镀膜操作步骤比较多，但都觉得镀膜不再那么神秘，课堂上讲解的科学过程大多都得到了具体体现，相信经过一段时间的练习或培训后，可以逐步胜任镀膜工程师的日常工作。
待镀制完样品，就可以取出样品，进行实践教学的第四步――薄膜光谱测试了。光谱测试所用的仪器是lambda950分光光度计，首先带领学生参观了光度计的外观和内部光路情况，指出了保证测试环境和操作过程洁净的重要性（避免膜片被污染），并现场演示了其测量过程。首先开启分光光度计电源按钮，待其光源预热稳定一段时间后，再开启其控制软件，选择一种光谱扫描测量方法，观察光斑形状是否正常，待其正常后即可进行初始化，然后将样品至于光路中心，即可展开透射谱测试。在测量的过程中，就课堂教学提到的样品口径、厚度、楔角、后表面等因素对测量结果的影响，进行了光路现场剖析观察，学生普遍反映这种教学方式使知识和技巧容易理解多了，对lambda950这种贵重测量设备也不再发怵，能够从容进行科学严谨的薄膜光谱测试。