APPLICATION OF JMODELICA.ORG TO TEACHING THE FUNDAMENTALS OF DYNAMICS OF FOUCAULT PENDULUM-LIKE GUIDED SYSTEMS TO ENGINEERING STUDENTS
The present educational research is focused on the solution of didactic problem of an engineering-friendly description and explanation of the dynamics and control of Foucault pendulum-like systems, which have arisen from practical problems of boom crane dynamics in lifting-and-handling machinery and...
Uložené v:
| Vydané v: | Information technologies and learning tools Ročník 62; číslo 6; s. 151 - 178 |
|---|---|
| Hlavní autori: | , , , , |
| Médium: | Journal Article |
| Jazyk: | English |
| Vydavateľské údaje: |
Kyiv
Institute for Digitalisation of Education of the National Academy of Educational Sciences of Ukraine
01.01.2017
Institute for Digitalisation of Education of the NAES of Ukraine |
| Predmet: | |
| ISSN: | 2076-8184, 2076-8184 |
| On-line prístup: | Získať plný text |
| Tagy: |
Pridať tag
Žiadne tagy, Buďte prvý, kto otaguje tento záznam!
|
| Shrnutí: | The present educational research is focused on the solution of didactic problem of an engineering-friendly description and explanation of the dynamics and control of Foucault pendulum-like systems, which have arisen from practical problems of boom crane dynamics in lifting-and-handling machinery and transport. An educational actuality of the present research is grounded on the absence of a proper description and explanation of this topic in available textbooks and scientific articles in the fields of classical mechanics, control engineering, transport, lifting-and-handling machinery, engineering education, mechanical engineering education, and classical mechanics education. Among learning tools this article uses the following educational techniques: Modelica-assisted simulation with acausal equation-based freeware computer system JModelica.org with Optimica extension, physical simulation techniques, allegoric fairy tale analogy, didactic transposition method and a complex of individual Modelica-enhanced students’ computational assignments. The proposed educational approach provides a broadening of students’ ideas concerning the applicability of abstract physical concepts to the theory and practice of freeware-assisted mechanical engineering education of undergraduate and graduate students majoring in dynamics and control of guided lifting-and-handling machinery. Research finding, concepts and ideas of this research have found a practical educational application through the formulation of practical computational problems of term design works, planning of MSc degree students’ works, and freeware-enhanced curriculum of Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine.
Представленное образовательное исследование сосредоточено на решении дидактической задачи доступного для инженеров описания и разъяснения динамики и управления Фуко-подобными маятниковыми системами, которые возникают из практических задач динамики стреловых кранов в подъёмно-транспортном машиностроении и транспорте. Образовательная значимость представленного исследования основывается на отсутствии надлежащего описания и истолкования данной темы в известных учебниках и научных публикациях в сферах классической механики, инженерии управляемых систем, транспорта, подъёмно-транспортного машиностроения, инженерного образования, преподавания инженерной механики и преподавания классической механики. Среди образовательных инструментов данная статья использует следующие педагогические инструменты: Modelica-основанное моделирование в рамках применения акаузального открытого программного обеспечения JModelica.org с расширением Optimica, методы физического моделирования, аллегорическую сказочную аналогию, метод дидактической транспозиции и комплекс индивидуальных студенческих заданий при использовании вычислительных возможностей языка Modelica. Предложенный образовательный подход обеспечивает расширение студенческих представлений относительно применимости абстрактных физических концепций к теории и практике преподавания инженерной механики для младшекурсников и старшекурсников, специализирующихся в сферах динамики и управления подъёмно-транспортными машинами, в рамках широкого использования открытого программного обеспечения. Результаты исследования, концепции и методики данного исследования нашли практическое образовательное применение посредством формулировки практических расчетно-графических заданий, постановке заданий для курсового и дипломного проектирования в учебных программах студентов бакалаврата и магистратуры Донбасской государственной машиностроительной академии, Краматорск, Украина.
Представлене навчальне дослідження зосереджено на розв’язанні дидактичної задачі доступного для інженерів опису і роз’яснення динаміки s керування Фуко-подібними маятниковими системами, які виникають з практичних задач динаміки стрілових кранів у підіймально-транспортному машинобудуванні і транспорті. Навчальна значимість представленого дослідження ґрунтується на відсутності належного опису й витлумачення цієї теми у відомих підручниках і наукових публікаціях у сферах класичної механіки, інженерії керованих систем, транспорту, підіймально-транспортного машинобудування, інженерної освіти, викладання інженерної механіки і викладання класичної механіки. Серед освітніх інструментів представлена стаття використовує такі педагогічні інструменти: Modelica-основане моделювання в рамках застосування акаузального відкритого програмного забезпечення JModelica.org із розширенням Optimica, методи фізичного моделювання, алегоричну казкову аналогію, метод дидактичної транспозиції і комплекс індивідуальних студентських завдань при використанні обчислювальних можливостей мови Modelica. Запропонований навчальний підхід забезпечує розширення студентських уявлень відносно можливостей застосування абстрактних фізичних концепцій до теорії і практики викладання інженерної механіки для студентів молодших і старших курсів, які спеціалізуються у сферах динаміки і керування піднімально-транспортними машинами, в рамках широкого використання відкритого програмного забезпечення. Результати дослідження, концепції та методики представленої роботи знайшли практичне навчальне застосування шляхом формулювання практичних розрахунково-графічних завдань, постановки завдань для курсового і дипломного проектування у навчальних програмах студентів бакалаврату і магістратури Донбаської державної машинобудівної академії, Краматорськ, Україна. |
|---|---|
| Bibliografia: | ObjectType-Article-1 SourceType-Scholarly Journals-1 ObjectType-Feature-2 content type line 14 |
| ISSN: | 2076-8184 2076-8184 |
| DOI: | 10.33407/itlt.v62i6.1926 |