APPLICATION OF JMODELICA.ORG TO TEACHING THE FUNDAMENTALS OF DYNAMICS OF FOUCAULT PENDULUM-LIKE GUIDED SYSTEMS TO ENGINEERING STUDENTS
Інформаційні технології і засоби навчання
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
APPLICATION OF JMODELICA.ORG TO TEACHING THE FUNDAMENTALS OF DYNAMICS OF FOUCAULT PENDULUM-LIKE GUIDED SYSTEMS TO ENGINEERING STUDENTS
ПРИМЕНЕНИЕ JMODELICA.ORG ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ ОСНОВАМ ДИНАМИКИ ФУКО-ПОДОБНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ ЗАСТОСУВАННЯ JMODELICA.ORG ДЛЯ НАВЧАННЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ ВИШІВ ОСНОВАМ ДИНАМІКИ ФУКО-ПОДІБНИХ КЕРОВАНИХ СИСТЕМ |
|
| Creator |
Perig, Alexander V.
Kostikov, Alexander A. Skyrtach, Violetta M. Lozun, Ruslan R. Stadnik, Alexander N. |
|
| Subject |
Foucault pendulum-like system; mechanical engineering education; JModelica.org & Optimica freeware; crane arm guided rotation; open-loop load swaying control problem; acausal programming
Фуко-подобные системы; преподавание инженерной механики; JModelica.org и Optimica открытое программное обеспечение; управляемое вращение стрелы крана; задача управления раскачиванием груза с разомкнутым контуром регулирования; акаузальное программирование Фуко-подібні системи; викладання інженерної механіки; JModelica.org та Optimica відкрите програмне забезпечення; кероване обертання стріли крану; задача керування розгойдуванням вантажу з розімкненим контуром регулювання; акаузальне програмування |
|
| Description |
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. |
|
| Publisher |
Institute of Information Technologies and Learning Tools of NAES of Ukraine
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2017-12-30
|
|
| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion рецензована стаття — рецензируемая статья — Peer-reviewed Article JModelica.org, Didactic Transposition & Fairytale Analogy in Engineering Education |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1926
|
|
| Source |
Information Technologies and Learning Tools; Vol 62, No 6 (2017); 151-178
Информационные технологии и средства обучения; Vol 62, No 6 (2017); 151-178 Інформаційні технології і засоби навчання; Vol 62, No 6 (2017); 151-178 Інформаційні технології і засоби навчання; Vol 62, No 6 (2017); 151-178 2076-8184 |
|
| Language |
eng
|
|
| Relation |
https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1926/1288
|
|
| Rights |
Copyright (c) 2017 Alexander V. Perig, Alexander A. Kostikov, Violetta M. Skyrtach, Ruslan R. Lozun, Alexander N. Stadnik
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
|