О возможности применения свободной системы аналитических вычислений Maxima в образовании

Житников Вадим Вадимович

В настоящее время невозможно представить преподавание математики, физики и других технических дисциплин без применения компьютеров и специализированного программного обеспечения. Причём речь идёт не о написании процедур на языке Fortran, а о современных математических пакетах, которые значительно более удобны для пользователя и позволяют формулировать и решать задачи в виде, максимально приближенном к традиционному. Интересную статистику по использованию математических программ в Российской высшей школе можно получить с сайта http://www.exponenta.ru. Среди других материалов этот сайт содержит банк методических разработок и банк решений задач, которые следующим образом распределяются по используемым пакетам:


        MathCAD         - 66
        Maple           - 29
        Mathematica     - 17
        MatLab          - 15
        Excel           - 6
        GAP             - 1
        Прочее          - 18

Пример 1. Методические разработки


        MathCAD         - 115
        Maple           - 23
        MatLab          - 16
        Excel           - 6
        Mathematica     - 3
        GAP             - 2
        Прочее          - 8

Пример 2. Задачи

Здесь упоминается только одна свободная программа — GAP. Но это не означает, что свободных математических программ нет. Напротив, их довольно много, причём некоторые из них являются непосредственными аналогами вышеперечисленных коммерческих пакетов. Достаточно назвать следующие пакеты: Axiom, GAP, Octave, SciLab, R-project. Кроме того, существует не менее двух десятков других математических программ, зачастую ориентированных на решение специальных задач, и не меньшее количество графических программ для визуализации математических данных. С моей точки зрения, наиболее перспективной, с точки зрения применения в обучении, является свободная (GPL) система аналитических вычислений Maxima.

Программа Macsyma является исторически самой первой в мире системой аналитических вычислений, и её разработка велась с 1968 по 1982 годы. В 1982 году Maxima возникла как ответвление данного проекта, а с 1998 года Maxima была официально выпущена под свободной лицензией GPL. В настоящий момент Maxima активно развивается как международный проект.

Maxima имеет широчайший набор средств для проведения аналитических вычислений, численных вычислений и построения графиков. По набору возможностей система близка к таким коммерческим системам как Maple и Mathematica. Более того, по сравнению с ними она является вполне конкурентоспособной.

Перечислим главные привлекательные особенности Maxima:

Вместе с тем, существует и ряд недостатков, препятствующих использованию системы в обучении:

В заключение хотелось бы отметить, что уже сейчас Maxima довольно активно применяется в образовании. К сожалению, это не относится к российскому образованию. При дальнейшем развитии и разрешении некоторых вышеупомянутых проблем Maxima вполне способна успешно заменить в образовании такие программы как Maple, Mathematica и MathCAD.