MAPLE В ИНЖЕНЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КРИВЫХ
А. В. Синельщиков, Е. В. Пономарева, Е. Д. Пономарева
Синельщиков Алексей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий, Астраханский государственный университет им. В. Н. Татищева, г. Астрахань, Российская Федерация, тел.: + 7 (927) 282-62-11; e-mail: laex@bk.ru;
Пономарева Елена Владимировна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общеинженерных дисциплин и наземного транспорта, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Российская Федерация, тел.: + 7 (927) 566-50-32; e-mail: acmpax@rambler.ru;
Пономарева Елена Дмитриевна, студент, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань, Российская Федерация, тел.: + 7 (917) 182-47-33; e-mail: elponedu@gmail.com
Рассматривается методика применения пакета Maple для моделирования механизмов воспроизведения кривых в инженерном образовании. В отличие от традиционных методов, не обладающих наглядностью, и САПР-систем, работающих как «черный ящик», предложенный подход основан на интеграции символьных вычислений и интерактивной визуализации. Научная новизна заключается в создании «прозрачной» дидактической среды, где студент может отследить прямую связь между параметрами математической модели и поведением механизма. На примерах рычажных и планетарных механизмов показано создание в Maple виртуальных моделей для анализа кинематики. Результаты подтверждают, что методология повышает наглядность обучения, углубляет концептуальное понимание механики и развивает навыки математического моделирования у будущих инженеров.
Ключевые слова:: механизмы, воспроизведение кривых, теоретическая механика, компьютерное моделирование, Maple, инженерное образование, математическое моделирование, учебный процесс, интерактивное обучение, техническое образование. |
MECHANISMS FOR CURVE REPRODUCTION: A REVIEW, CLASSIFICATION, AND DEVELOPMENT PROSPECTS
A. V. Sinelshchikov, Ye. V. Ponomareva, Ye. D. Ponomareva
Sinelshchikov Aleksey Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Information Technologies Department, Astrakhan State University named after V. N. Tatishchev, Astrakhan, Russian Federation, phone: + 7 (927) 282-62-11; e-mail: laex@bk.ru;
Ponomareva Yelena Vladimirovna, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor of the General Engineering Disciplines and Ground Transportation Department, Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russian Federation, phone: + 7 (927) 566-50-32; e-mail: acmpax@rambler.ru;
Ponomareva Yelena Dmitriyevna, student, Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russian Federation, phone: + 7 (917) 182-47-33; e-mail: elponedu@gmail.com
This paper examines a methodology for applying the Maple software package to model curve reproduction mechanisms in engineering education. In contrast to traditional methods, which lack visual clarity, and CAD systems that operate as ‘black boxes,’ the proposed approach is based on the integration of symbolic computation and interactive visualization. The scientific novelty lies in the creation of a ‘transparent-box’ didactic environment where students can trace the direct link between the parameters of a mathematical model and the mechanism’s actual behavior. The creation of virtual models in Maple for kinematic analysis is demonstrated using examples of lever and planetary mechanisms. The results confirm that this methodology enhances visual learning, deepens the conceptual understanding of mechanics, and develops mathematical modeling skills in prospective engineers.
Keywords: mechanisms, curve reproduction, theoretical mechanics, computer simulation, Maple, engineering education, mathematical modeling, educational process, interactive learning, technical education. |
