АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ Российский патент 1998 года по МПК G09B7/00 

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано дня индивидуального ускоренного обучения различным теоретическим дисциплинам, а также иностранным языкам.

Известно телевизионное обучающее устройство [1], содержащее телевизионный приемник, узел управления режимом подачи информации, блок управления маскировкой и блок электронных масок, через который узел управления режимом подачи информации соединен с телевизионным приемником.

Известна автоматизированная система для обучения и контроля знаний [2], содержащая блок программного управления, аудиовизуальный демонстрационный блок, устройства ввода ответов обучаемого и их анализа. Обучаемому предъявляется одновременно визуальная и звуковая информация, которая записана предварительно.

Известна автоматизированная система для обучения и контроля знаний [3], содержащая блок программного управления, входы которого соединены с выходами устройства анализа и регистрации ответов и состояния обучаемого, первые входы которого подключены к выходам устройства ввода ответов и реакций обучаемого, второй вход - к первому выходу блока программного управления, третий вход - к первому выходу блока формирования сигналов учебной информации, соединенного вторым выходом с первым входом аудиовизуального демонстрационного блока и первым входом - с вторым выходом блока программного управления. В систему также входит устройство управления восприятием, состоянием и работоспособностью обучаемого, блок стимулирующего информационного фона и устройство рефлекторно-установочных воздействий, подключенное к первым выходам устройства управления восприятием, состоянием и работоспособностью обучаемого, второй выход которого соединен с вторым входом аудиовизуального демонстрационного блока, третий выход - с четвертым входом устройства анализа и регистрации ответов и состояния обучаемого, первый вход - с третьим выходом блока программного управления, второй вход - с первым выходом блока стимулирующего информационного фона, подключенного вторым выходом к второму входу блока формирования сигналов учебной информации и входом - с четвертым выходом блока программного управления.

Данная система позволяет управлять скоростью и ритмом информационной стимуляции, используя для этого регистрацию биореакций обучаемого, что создает для него известные неудобства (закрепление на его теле биодатчиков и стимулирующих электродов).

Ближайшим аналогом является устройство для обучения [4], содержащее пульт управления, соединенный с блоками ввода информации, которые подключены к блоку предъявления информации. Один из блоков ввода информации является блоком стимулирующего информационного фона. Устройство содержит также блок ввода ответных реакций учащегося, выход которого подключен к одному входу блока определения порога восприятия учебной информации, к другому входу которого подключен выход блока ввода информации. Блок определения порога восприятия учебной информации содержит анализатор количества реакций обучаемого, анализатор латентного периода реакций обучаемого и анализатор длительности реакции обучаемого, включенные параллельно. Выход блока определения восприятия учебной информации подключен к блоку регулирования выдачи учебной информации, содержащего регулятор скорости предъявления информационной стимуляции, регулятор освещенности предъявляемой информации и регулятор громкости. Конструктивно блок регулирования выдачи учебной информации совмещен с блоком предъявления учебной информации.

Это устройство позволяет в процессе обучения осуществлять сеанс информационной стимуляции, в процессе которого сигналы информационной стимуляции суммируются с сигналами учебной информации и поступают в аудиовизуальный демонстрационный блок. В процессе воспроизведений указанных сигналов обучаемому регистрируют его биореакции, при помощи которых управляют скоростью и ритмом воспроизведения сигналов информационного фона. Перед сеансом информационной стимуляции обучаемые тестируются и по результатам тестов формируются группы из обучающихся с максимально схожими психологическими характеристиками. Исходя из этих характеристик изменяется дозирование информационной стимуляции, параметры которой должны максимально соответствовать порогам восприятия обучаемых.

Процесс обучения слишком динамичен и уже из-за этого не может быть идеального варианта. Существуют самые разные возрастные и профессиональные группы, внутри которых существуют самые разные люди с различными индивидуальными способностями, которые, в свою очередь, могут изменяться на протяжении дня в зависимости от различных причин. Идеальный вариант обучения предполагает для каждого человека подходящую личную программу, которая вырабатывается совместно с преподавателем. Групповое обучение всегда компромисс.

Недостатками прототипа и вышеуказанных систем является низкая эффективность обучения, так как они не позволяют оперативно изменять или создавать новую учебную информацию самим обучающимся, что делает такие системы непригодными при использовании для индивидуального обучения.

Задание режима работы автоматизированной системы для обучения и контроля знаний, а также управление системой производится с пульта управления оператором, следящим за ходом обучения и вмешивающимся в него, когда кто-то из обучаемых выбивается из заданного ритма. Субъективность, вносимая оператором в процесс управления системой обучения, и жесткий (неизменяемый) алгоритм обучения и контроля, заложенный в систему, существенно снижают эффект получаемый при обучении с использовании информационной стимуляции на субсенсорном уровне.

Задачей изобретения является создание индивидуального технического средства обучения с гибким алгоритмом обучения, максимально адаптированного к обучаемому, использующего информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия для ускоренного обучения различным теоретическим дисциплинам, а также иностранным языкам при индивидуальном обучении.

Задачи высокой степени адаптации без использования персонального компьютера данной автоматизированной системой для обучения и контроля знаний решены быть не могут.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированной системе для обучения и контроля знаний, содержащей пульт управления, устройство ввода ответов и реакций обучаемого, блоки ввода информации, блок предъявления информации, в качестве пульта управления использован процессор персонального компьютера и его программное обеспечение, в качестве устройства ввода ответов и реакций обучаемого использована клавиатура персонального компьютера, в качестве одного блока ввода информации использован видеоадаптер, а другой блок ввода информации (блок стимулирующего информационного фона) выполнен в виде платы, подключенной к разъему системной шины персонального компьютера и содержащей дешифратор управляющих сигналов, буфер данных, устройство управления и синхронизации, счетчик адреса, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый мультиплексор, причем входы дешифратора управляющих сигналов и буфера данных подключены к системной шине, выходы дешифратора управляющих сигналов подключены к устройству управления и синхронизации, выходы которого подключены к управляющим входам буфера данных, счетчика адреса, блока памяти и аналогового мультиплексора, выход буфера данных подключен к блоку памяти, адресный вход которого подключен к выходу счетчика адреса, а выход соединен с входом цифроаналогового преобразователя, один вход аналогового мультиплексора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход соединен с аналоговым выходом видеоадаптера, а выход аналогового мультиплексора подключен к аналоговому входу видеомонитора, синхровходы которого подключены к выходам устройства управления и синхронизации, синхровходы устройства управления и синхронизации подключены к синхровыходам видеоадаптера.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемой автоматизированной системы для обучения и контроля знаний; на фиг.2 - структурная схема блока стимулирующего информационного фона.

Устройство включает: процессор 1, память 2, адаптер клавиатуры 3, клавиатуру персонального компьютера 4, видеоадаптер 5, видеомонитор 6, блок стимулирующего информационного фона 7.

Процессор 1 соединен через системную шину с памятью 2, адаптером клавиатуры 3, видеоадаптером 5, блоком стимулирующего информационного фона 7, выход адаптера клавиатуры 3 соединен с клавиатурой персонального компьютера 4, выход видеоадаптера 5 соединен с вторым входом блока стимулирующего информационного фона 7, выход блока стимулирующего информационного фона 7 - с входом видеомонитора 6.

Блок стимулирующего информационного фона 7 содержит дешифратор управляющих сигналов 8, буфер данных 9, схему управления и синхронизации 10, счетчик адреса 11, блок памяти 12, цифроаналоговый преобразователь 13, мультиплексор аналоговых сигналов 14.

Входы дешифратора управляющих сигналов 8 и буфера данных 9 подключены через разъем системной шины к выходам процессора 1.

Входы дешифратора управляющих сигналов 8 подключены к системной шине, а выходы - к устройству управления и синхронизации 10. Входы буфера данных 9 с одной стороны подключены к системной шине 1, а с другой стороны к устройству управления и синхронизации 10, выходы буфера данных 9 подключены к шине данных блока памяти 12. Выходы устройства управления и синхронизации 10 подключены к входам счетчика адреса 11, выходы которого подключены к шине адреса блока памяти 12. Управляющие входы блока памяти 12 соединены с устройством управления и синхронизации 10. Выход блока памяти 12 подключен к входу цифроаналогового преобразователя 13. Входы аналогового мультиплексора соединены с одной стороны с выходом цифроаналогового преобразователя 13, а с другой стороны - с аналоговым выходом видеоадаптера 5. Синхровыходы видеоадаптера 5 подключены к устройству управления и синхронизации 10, выходы которого подключены к управляющему входу аналогового мультиплексора 14. Выход аналогового мультиплексора 14 подключен к аналоговому входу видеомонитора 6, синхровходы которого подключены к выходам устройства управления и синхронизации 10.

Автоматизированная система работает следующим образом.

Работа начинается сеансом тестирования. На экран видеомонитора 6 выводятся психофизиологические тесты: тест на скорость реакции, тест на определение порога осознанного восприятия, на уровень внимания, тест для проверки порогов зрения обучаемого, тесты на мнемические способности. При этом обучаемый получает инструкцию нажимать на определенные клавиши на клавиатуре персонального компьютера 4, сигналы с которой анализируются.

После окончания тестов происходит сеанс информационной стимуляции, при которой обучаемому воспроизводят на субсенсорном уровне восприятия учебную информацию на фоне его обычной работы, выполняемой на персональном компьютере. При работе с персональным компьютером на экран видеомонитора 6 с видеоадаптера 5 каждую секунду передается от 60 до 100 кадров.

Через несколько кадров блок стимулирующего информационного фона 7 перехватывает управление видеомонитором у видеоадаптера и выставляет свой кадр с учебной информацией. Чтобы учебная информация не воспринималась как осознанная, после вывода информации, предназначенной для запоминания, схема управления и синхронизации 10 выдает сигнал на смену кадра (VER.SYNC) и выводит маскирующую информацию, которая стирает с экрана учебную информацию, после чего блок стимулирующей информации 7 возвращает управление видеомонитором видеоадаптеру 5. Информация, предназначенная для запоминания, предварительно заносится в блок памяти 12. Для получения цветов и оттенков на экране видеомонитора используется цифроаналоговый преобразователь 13. Схема управления и синхронизации 10 вырабатывает сигналы, необходимые для нормальной работы блока памяти 12 и синхронизирует их с сигналами вертикальной и горизонтальной разверток (VER.SYNC, HOR.SYNC), выдаваемыми с видеоадаптера 5 для формирования устойчивого изображения на экране видеомонитора.

Так как сигналы информационной стимуляции представляют собой визуальные сигналы учебной информации, параметры которых находятся в области физиологического порога восприятия обучения до его осознанного восприятия, это позволяет снизить антисуггестивный барьер восприятия обучаемого и активизировать неосознанную психическую деятельность обучаемого и его мнемические способности.

После того как учебная информация будет исчерпана, включается программа сеанса реминисценции (отсроченное воспоминание учебной информации), при котором обучающему воспроизводится учебная информация в виде заданий и вопросов.

Неусвоенный материал переносится на следующий сеанс информационной стимуляции, после которого повторяется сеанс реминисценции и так до полного усвоения.

Предлагаемая автоматизированиая система позволяет значительно повысить эффективность обучения, максимально использовать информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия для ускорения обучения различным теоретическим дисциплинам при индивидуальном обучении.

Кроме того, предлагаемое устройство конструктивно вписывается в корпус персонального компьютера и не влияет на его работу в автономном режиме.

Использование: для индивидуального обучения различным теоретическим дисциплинам. Система выполнена на базе персонального компьютера, использующего информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия при индивидуальном обучении. В качестве пульта управления использован процессор персонального компьютера и его программное обеспечение, в качестве устройства ввода ответов и реакций обучаемого использована клавиатура персонального компьютера, в качестве одного блока ввода информации использован видеоадаптер, а другой блок ввода информации (блок стимулирующего информационного фона) выполнен в виде платы, подключенной к разъему системной шины персонального компьютера и содержащей дешифратор управляющих сигналов, буфер данных, устройство управления и синхронизации, счетчик адреса, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый мультиплексор. Система позволяет повысить эффективность обучения, максимально использовать информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия. 2 ил.

Автоматизированная система для обучения и контроля знаний, содержащая пульт управления, устройство ввода ответов и реакций обучаемого, блоки ввода информации, блок предъявления информации, отличающаяся тем, что в качестве пульта управления использован процессор персонального компьютера и его программное обеспечение, в качестве устройства ввода ответов и реакций обучаемого использована клавиатура персонального компьютера, в качестве одного блока ввода информации использован видеоадаптер, а другой блок ввода информации выполнен в виде платы, подключенной к разъему системной шины персонального компьютера и содержащей дешифратор управляющих сигналов, буфер данных, устройство управления и синхронизации, счетчик адреса, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый мультиплексор, причем входы дешифратора управляющих сигналов и буфера данных подключены к системной шине, выходы дешифратора управляющих сигналов подключены к устройству управления и синхронизации, выходы которого подключены к управляющим входам буфера данных, счетчика адреса, блока памяти и аналогового мультиплексора; выход буфера данных подключен к блоку памяти, адресный вход которого подключен к выходу счетчика адреса, а выход соединен с входом цифроаналогового преобразователя, один вход аналогового мультиплексора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход соединен с аналоговым выходом видеоадаптера, а второй вход соединен с аналоговым выходом видеоадаптера, а выход аналогового мультиплексора подключен к аналоговому входу видеомонитора, синхровходы которого подключены к выходам устройства управления и синхронизации, синхровходы устройства управления и синхронизации подключены к синхровыходам видеоадаптера.