Скачать дополнительные файлы к мультимедийному курсу (содержат поправки) (2045 Кб).
Государство процветает и здравствует до тех пор, пока находит наиболее удачные способы передачи знаний от поколения
к поколению.
Древнекитайская мудрость Настоящая книга представляет собой составную (печатную) часть мультимедийного проекта, в который входит электронный курс лекций по теоретической механике с применением компьютерных технологий, записанного на CD или другие носители информации. Для базового варианта общий объем курса 210 часов. Из них: лекции 51 час; практические занятия – 51 час; самостоятельная работа 108 часов. Данная книга предназначена для преподавателей, читающих этот курс лекций, и она может быть использована для дист нционного обучения студентов и аспирантов естественно-научных и технических специальностей и их самообучения. В печатном варианте представлен основной текстовый и графический материал лекций, изложены основные особенности методики проведения лекций и приведено описание программных модулей, реализующих динамическую визуализацию движения рассматриваемых мех низмов, а также правил работы с программами. Электронный вариант курса может воспроизводиться непосредственно с CD, если нет необходимости менять исходные данные в программных модулях. В противном случае необходимо скопировать содержимое CD на жесткий диск компьютера. – Знакомство с основными понятиями и положениями теоретической механики. – Знания основных законов, методов, задач и направлений развития теоретической механики. – Знания о методах вывода уравнений движения и равновесия материальных объектов. – Представление об основных математических моделях, используемых в теоретической механике, и о новых подходах и задачах теоретической механики в области исследования нелинейных динамических систем. – Умение выводить и анализировать уравнения движения и равновесия, составляющие основу математических моделей подвижных и взаимодействующих материальных объектов. – Умение и навыки применять полученные знания по теоретической механике для решения научных и инженерных задач при проектировании новых конструкций, приборов, машин, сооружений и других технических объектов и систем. – Умение и навыки самообучения, т.е. студенту прививаются такие знания и навыки, которые позволят ему в дальнейшей работе всю необходимую дополнительную информацию находить и усваивать с мостоятельно. Прежде чем приступить к изложению основного материала, рассмотрим несколько важных вопросов, ответы на которые позволят читателю яснее понять суть и смысл данной книги. – Этот курс, читаемый студентам – будущим специалистам в области естественно-научных и технических дисциплин включает в себя весьма сложный, как по содержанию, так и по форме, учебный материал. – В настоящее время неуклонно повышаются требования к качеству образования студентов при одновременном сокращении времени на обучение. – Необходимы существенный рост эффективности обучающего процесса и оптимизация преподавания. Да, поскольку накопленный интеллектуальный опыт преподавания и имеющиеся возможности современных стандартных и специально разработанных программных и аппаратных средств позволяют проводить обучение не только с помощью "мела и доски", но и с помощью компьютера, мультимедийного проектора и специально разработанного программного обеспечения. – Разработка методики чтения лекций и применения программных средств. – Создание необходимого дидактического, алгоритмического и программного обеспечения. – Весь материал курса (рис. А.1) разбит на разделы и представлен в виде пакетов презентационных слайдов в стандартной программной среде PowerPoint и программ математического моделирования рассматриваемых материальных точек и систем, твердых тел, механизмов и устройств. – В курсе лекций предусмотрено компьютерное математическое моделирование, анимация и динамическая одно- двух- и трехмерная визуализация решений кинематических и динамических уравнений движения материальных точек, тел и механизмов (рис. А.2). При этом предусмотрен вывод основных кинематических и динамических характеристик (векторов скоростей, сил и других), изменяющихся в процессе движения материальной точки, твердого тела или механизм и их графиков, как функций времени. В необходимых случаях движение тела или механизма можно посмотреть с различных ракурсов, управляя поворотом рисунка при нажатой левой клавиши мыши компьютера. Для динамической визуализации разработано специализированное программное обеспечение c использованием программного комплекса Borland C++ Builder и графического интерфейса Open GL. Вызов специализированных программ из презентаций PowerPoint осуществляется с помощью гиперссылок. Математическое моделирование и динамическая визуализация позволяет наглядно представить функционирование того или иного рассматриваемого механизма и изучить влияние параметров на его движение. – Разработанное программное обеспечение адаптировано к станд ртной вычислительной среде персональных компьютеров, использует типовую операционную систему Windows, требуемая оперативная п мять 512 МБ, оно полностью автономно и не требует дополнительных программных средств. – Сложные рисунки, формулы, графики, таблицы, примеры, задания для самостоятельной работы, программа курса лекций и т.п. распечатываются и выдаются студентам по мере необходимости на лекциях как раздаточный материал (рис. А.3). Общий объем компьютерного курса, включая все презентации слайд-шоу, программы динамической визуализации и раздаточный материал, не более 120 МБ. – При чтении лекций используется ноутбук, мультимедийный проектор с достаточной яркостью, чтобы слайды были хорошо видны с любого места в аудитории при дневном освещении и большой экран. При разработке компьютерного курса лекций по теоретической механике использованы учебники, задачники и книги выдающихся ученых по теоретической механике и работы авторов данной книги [1–17]. Компьютерный курс лекций по теоретической механике зарегистрирован [12] в Фонде алгоритмов и программ государственного координационного центра информационных технологий (рис. А.4). – Практически полное отсутствие надобности в работе "с мелом и доской" и существенное сокращение времени на выполнение других рутинных операций (диктовка программы курса и литературы, вопросов к экзамену и др.). – Гибкая и эффективная система компоновки, изменения и модернизации научного и учебного материала курса путем замены, добавления и исключения тех или иных его фрагментов. – Возможность демонстрации (в виде рисунков, фотографий, нимационных и видеофильмов, включения дополнительных презентаций и т.д.), сложных кинематических схем механизмов, реальных конструкций приборов и механизмов, их работы, исторических, документальных и других материалов. – Возможность подключения к Интернету в режимах on-line или off-line и использования из него тех или иных необходимых данных и материалов, например, материалов конференций. Применение разработанной методики и программных средств, позволяет, на взгляд авторов, решить следующие важные педагогические задачи. Для студентов – это углубленное изучение, понимание и усвоение сложного материала, повышение интереса к предмету исследования и возможность изучения самых новых достижений в области теоретической механики. Для лектора – оптимизация и повышение эффективности обучения, обеспечение наглядности результатов. В целом, применение предлагаемого подхода должно способствовать решению важной задачи подготовки научно образованных, квалифицированных специалистов, разработчиков и создателей современной техники. Текстовый и графический материал книги полностью соответствует электронному варианту лекций по теоретической механике с программами динамической визуализации, записанному на CD диске или другом носителе. Этот печатный материал может быть использован преподавателями и студентами как руководство при самостоятельном изучении курса или при дистанционном обучении, естественно за исключением динамической визуализации решений кинематических и динамических уравнений движения материальных точек, тел, механизмов и приборов. Для ориентации при изучении материала, в печатной версии, около текста, рисунков, формул, таблиц и других, которые предполагается использовать, как раздаточный материал, стоит пометка (РМ). Эта пометка означает, что в специальной папке "Раздаточный м териал" электронной версии курса лекций имеется этот материал, который можно распечатать в необходимом количестве экземпляров и раздать его студентам. Если в электронной версии используется анимация стандартными средствами программной среды PowerPoint, в тексте печатной версии стоит значок (А). Если в программе динамической визуализации имеется возможность просмотра (при нажатой левой клавиши мыши) механизма с различных ракурсов, то в тексте печатной версии стоит значок (Р). В том месте материала, где в электронной версии необходимо использовать разработанное программное обеспечение, в тексте изображается управляющая кнопка с гиперссылкой, с помощью которой вызывается из презентационного слайда программа динамической визуализации, другая презентация и т.д. <...> Скачать дополнительные файлы к мультимедийному курсу (см. выше). Перед началом работы с диском прочтите файл «readme.txt». После копирования файлов с диска на Ваш компьютер необходимо убрать атрибут «только чтение» для всех файлов, имеющих расширение «dat». ![]() Профессор кафедры теоретической механики Саратовского государственного технического университета,
доктор технических наук. Главный научный сотрудник, заведующий лабораторией Института проблем
точной механики и управления РАН (г. Саратов). Действительный член Академии навигации и управления
движением, член-корреспондент Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского. Область
научных интересов – инерциальные навигационные приборы и системы, теория возмущенных гироскопических
датчиков и систем. Автор более 160 научных работ.
Профессор, доктор технических наук, заместитель директора по науке Института проблем точной
механики и управления РАН (г.Саратов). Почетный работник высшего профессионального образования РФ.
Действительный член Академии навигации и управления движением и Российской академии космонавтики
имени К.Э.Циолковского. Область научных интересов – механика возмущенных гироскопических
приборов и систем. Автор более 150 научных работ и 30 изобретений.
Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем точной механики и управления
РАН (г.Саратов). Область научных интересов – математическое моделирование и программирование
динамических процессов в инерциальных датчиках, приборах и системах. Автор более 30 научных работ.
|