ИГРА-ТРЕНАЖЕР Российский патент 1995 года по МПК A63F3/00 

Изобретение относится к обучающим устройствам игрового типа и может быть использовано в качестве тренажера по строительной механике, теории упругости, сопротивлению материалов и другим расчетным и конструкторским дисциплинам.

Известно обучающее устройство игрового типа для проведения игр в вопросы и ответы, в котором носитель информации ответов на вопросы выполнен в виде барабана. Каждый барабан состоит из нескольких цилиндрических секций, установленных на одной оси и имеющих на торцовой поверхности канавки. Регистратор имеет токосъемные щетки, а контакты и щетки регистратора установлены в канавках барабанов.

Однако относительная сложность при его изготовлении, отсутствие соревновательного момента (нет двух противоборствующих сторон и в связи с этим невысокая его занимательность), невозможность проявления творческого конструктивного подхода (из-за ограниченных возможностей самого устройства: какой ответ заложен, такой и нужно подобрать) не позволяет качественно использовать это устройство как обучающее устройство игрового типа по расчетно-конструкторским дисциплинам.

Известно устройство "Шашечная игра", содержащее доску с металлизированным игровым полем и комплекс шашек двух цветов с вкладышами из магнитов. Данное устройство принято в качестве прототипа.

Несмотря на занимательность этого изобретения, наличия противоборствующих сторон, участвующих в игре, оно не относится к какому-либо из тренажеров (т.к. не является обучающим устройством игрового типа). В него нельзя вложить смысл и логику профессиональной игры по строительной механике.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем соединения игрового интереса, обучающего момента (в расчетно-конструкторских дисциплинах) и профессионализма.

Это достигается за счет того, что металлизированное игровое поле снабжено сменным бумажным покрытием с изображенной на нем схемой типичной строительной конструкции (балки, арки, рамы, фермы), рассеченной пронумерованными тонкими вертикальными линиями, равноотстоящими друг от друга, а игровые элементы выполнены в виде карточек с изображением общепринятых условных обозначений силовых и регулирующих воздействий, наклеенных на магнитные вкладыши.

За счет замены клеточного (шахматного) поля на поле с изображением строительной конструкции, а также замены фигур на фигуры, имитирующие силовые и регулирующие воздействия, игра приобретает новые свойства. Появляется возможность создавать в конструкции различные ситуации, связанные с ее нагружением, на которых можно отрабатывать приемы эффективной и безопасной эксплуатации реальных конструкций. Тем самым расширяются дидактические возможности, возникает профессионализм инженера-конструктора и инженера-строителя, игра приобретает характер обучающей деловой игры по расчетно-конструкторским дисциплинам.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями не позволило выявить признаки, отличающие данное решение, что обеспечивает ему соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена игра, общий вид; на фиг. 2 игровой элемент, вид снизу; на фиг. 3 лицевая сторона игрового элемента; на фиг. 4 то же, сосредоточенная нагрузка одной команды; на фиг. 5 то же, вертикальное смещение опоры; на фиг. 6 то же, распределенная нагрузка противоборствующей команды; на фиг. 7 ситуация, когда нападающая команда сделала первый ход; на фиг. 8 то же, когда обороняющаяся команда сделала ответный ход; на фиг. 9 один из вариантов финала игры, когда у нападающей команды весь запас фигур исчерпан, а обороняющаяся команда еще не выставила одну оставшуюся фигуру.

Устройство содержит металлизированное поле 1, сменное бумажное покрытие 2 с изображенной на ней схемой конструкции 3, рассеченной пронумерованными тонкими вертикальными линиями 4, равноотстоящими друг от друга, игровые элементы 5 нападающей команды, игровые элементы 6 обороняющейся команды, магнитный вкладыш 7.

Игра происходит следующим образом. Участвуют две команды игроков, каждая из которых поочередно с помощью нагрузок и(или) регуляторов нагружает данную конструкцию. Одна команда пытается сымитировать в конструкции некоторую экстремальную ситуацию (например добиться наибольшего значения изгибающего момента или прогиба в заданном сечении) вплоть до ее разрушения, а другая команда теми же средствами пытается эту ситуацию максимально снизить. В игре имеется противоборство двух сторон, одна из которых нападает, а другая обороняется. Здесь имеется и интуитивный (подсознательный) момент, и логический, когда человек действует, опираясь либо на интуицию и жизненный опыт, либо на свои специальные знания. С целью фиксации ходов игры для ее последующего методического разбора и количественной оценки результатов используется либо запись на специальных бланках (с этой целью и используется дискретная нумерация сечения, образованных пересечением вертикальных линий с изображением конструкции), либо игра сопровождается компьютером со специальной программой оптимизации расчета данной системы. Оценка хода в этом случае осуществляется автоматически в процентах по отношению к оптимальному решению. Выигрывает та команда, которая либо израсходовала все фигуры (и при этом у команды-противника фигуры еще остались), либо поставившая противника в цейтнот, либо набравшая наибольший рейтинг по сумме оценок всех ходов. Участники игры поочередно ставят игровые элементы либо совмещая их с точками пересечения вертикальных линий с конструкцией (для фигур, имитирующих виды сосредоточенных нагрузок и т.п.) либо ставя их между этими линиями (для распределенной нагрузки, настила и т.п.). Фигура имитирует ту нагрузку, которая на ней изображена. За один ход ставится только одна фигура. Запрещается ставить в одну и ту же клетку, имитирующие однотипные нагрузки.

П р и м е р 1. В качестве конструкции рассматривается статически определимая многопролетная балка, рассеченная на 20 равных частей 21 линией, длина одной части равна 4 см. Имеется следующий набор фигур: одна сосредоточенная сила, одна равномерно распределенная нагрузка на участок длиной 12 см, один настил длиной 8 см и один изгибающий момент. Цель игры: добиться максимально возможного изгибающего момента в середине конструкции (для нападающей команды) или максимально возможно его снизить (для обороняющейся команды). Первый ход делает нападающая команда: становится в серединное сечение (оно имеет номер 11) сосредоточенная сила, направленная вертикально вниз. Ответный ход обоpоняющейся команды: к участку, содержащему сечение с номером 11, прикладывается распределенная нагрузка, направлен- ная вертикально вниз. Каждый из этих ходов оценивается соответствующим образом. Затем нападающая команда делает свой второй ход: в сечение с номером 17 ставится изгибающий момент, направленный по часовой стрелке. Ответный второй ход обороняющейся команды: под сосредоточенную силу ставится настил. Третий ход нападающая команда выполнить не смогла, поэтому победа присуждается обороняющейся команде.

П р и м е р 2. Конструкция представляет собой статически неопределимую многопролетную балку. Сечения те же, что и в примере 1. Имеющийся набор фигур тот же, что и в примере 1, и, кроме того, имеется еще одна фигура: вертикальное смещение опоры. Первый ход обеих команд точно такой же, как в примере 1. Второй ход нападающей команды: в сечение с номером 15 (опорное) ставится смещение опоры, направленное вверх. Ответный ход обороняющейся команды: под сосредоточенную силу, охватывая сечения с номерами 10, 11 и 12, ставится настил. Третий ход нападающей команды: в сечение с номерами 7, 8, 9 и 10 ставится распределенная нагрузка. Обороняющаяся команда отвечает тем, что ставит в сечение 7 (опорное) смещение опоры, направленное вниз. Четвертый ход нападающей команды: на консоль (сечение с номером 21) ставится момент, направленный по часовой стрелке. Ответный ход обороняющейся команды: в сечение с номером 8 ставится сосредоточенная сила, направленная вниз. Пятый и последний ход нападающей команды: под сосредоточенную силу, охватывая сечения с номерами 7, 8 и 9, ставится настил. И, наконец, последний ход обороняющейся команды (оказавшийся ошибочным): в сечение с номером 7 ставится момент, направленный по часовой стрелке. По сумме очков (рейтингу) выигрывает нападающая команда.

Положительный эффект достигается за счет того, что изобретение относится к профессиональным средствам обучения, повышающим наглядность, расширяющим дидактические возможности, повышающим занимательность, развивающим логическое мышление. Игра позволяет отрабатывать приемы защиты сооружений и конструкций от внешних воздействий, могущих привести к аварийной ситуации.

Сущность изобретения: игра-тренажер содержит металлизированное игровое поле и комплект снабженных магнитами игровых элементов двух цветов. Для использования игры при обучении расчесто-конструкторским дисциплинам игровое поле снабжено сменным покрытием с изображенной на нем схемой строительной конструкции, например балки, арки, рамы, фермы, разделенной равноотстоящими одна от другой пронумерованными вертикальными линиями. Игровые элементы выполнены в виде карточек с нанесенными на них обозначениями силовых и регулирующих воздействий и приклеены к магнитам. 9 ил.

ИГРА-ТРЕНАЖЕР, содержащая металлизированное игровое поле и комплект снабженных магнитами игровых элементов двух цветов, отличающаяся тем, что игровое поле для обучения расчетно-конструкторским дисциплинам снабжено сменным покрытием с изображенной на нем схемой строительной конструкции, например балки, арки, рамы, фермы, разделенной равноотстоящими одна от другой пронумерованными вертикальными линиями, при этом игровые элементы выполнены в виде карточек с нанесенными на них обозначениями силовых и регулирующих воздействий и приклеены к магнитам.