Интерактивный обучающий стенд для демонстрации палеонтологических и археологических объектов Российский патент 2023 года по МПК G09B1/00 

Изобретение относится к моделирующим обучающим и тренировочным устройствам, а именно к интерактивным стендам воссоздающие условия проведение раскопок, и может быть использовано для демонстрации обучающимся анатомо-морфологических особенностей и строения скелетов ископаемых животных и растений, культурного слоя с археологическими памятниками, геоморфологических особенностей, и повышения практических навыков работы с палеонтологическими и археологическими объектами с учетом стратиграфической корреляцией геологических разрезов.

Во время обучения и подготовки специалистов в области палеонтологии и археологии необходимо полноценное и всестороннее изучение теоретического и практического материала изучаемых дисциплин. Результатом такого изучения является развитое системное мышление, глубинное осмысление методологии науки с наработкой практических навыков проведения раскопок различного типа и сложности, вне зависимости от наличия реальных раскопок в полевых условиях.

Из уровня техники известны средства и способы изучения стратиграфических методов в палеонтологии в основном связанные с теоретическими лекциями и семинарами, где наглядно представлены объекты изучения в виде отдельных предметов и наглядных пособий и фильмов. Закрепление полученных в ходе теоретических лекций и практических занятий на семинарах происходит во время полевых экспедиционных работ, на геологических разрезах и стратотипах (Иван Ефремов - Тафономия и геологическая летопись (https://efremov-fiction.ru/nauka/34/page/49)). Методика палеонтологических исследований. Серия «Науки о Земле», т. 51. Мир, М., 1973. - 391 с.; Сунгатуллина Г.М. Палеонтология (краткий конспект лекций). ИГНТ КФУ. Казань, 2013. - 108 с.; Рычкова И.В. Основы стратиграфии и геохронологии (конспект лекций). Изд-во НИТПУ. Томск, 2014. - 53 с.).

Недостатками данных средств и способов изучения стратиграфических и иных методов в палеонтологии являются высокие материальные и временные затраты на проведение полевых экспедиционных работ, а также их региональной ограниченностью. Именно данный недостаток в обучении и демонстрации позволяет решить данный интерактивный обучающий стенд.

Известны также средства и способы обучения проведения археологического исследования (Мартынов А.И., Шер Я.А. Методы археологического исследования: Учеб. пособие для студентов вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 223 с.), которые включают снятие верхнего слоя грунта и проведение раскопок по принципу сплошного раскопа или прокладывания траншеи, с разметкой предполагаемой площади раскопок.

Недостатками указанных средств и способов археологического исследования также являются высокие материальные и временные затраты на полевые экспедиционные работы.

Из уровня техники известен интерактивный обучающий стенд для визуальной и тактильной демонстрации геологических, палеонтологических и археологических объектов (US 3509645 А, 05.05.1970 г.), в котором для имитации различных геологических разрезов и культурных слоев, в которых произвольно или заранее определенным образом расположены палеонтологические и археологические объекты - натурные объекты или их муляжи, находящиеся в слоях полностью или частично, используют наполнитель, выполненный из природной горной породы или ее имитации, идентичной по свойствам и внешними виду природными горными породами.

Недостатком указанного технического решения является его техническая и методическая ограниченность в имитации проведении палеонтологических и археологических предраскопочных, раскопочных и постраскопочных работ, а также сложность обеспечения необходимого контроля за проведением данных работ.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Задача изобретения заключается в разработке интерактивного обучающего стенда позволяющее имитировать и демонстрировать проведение палеонтологических и археологических работ различного типа и сложности, а также осуществлять должный контроль за выполнимыми работами, фиксировать и оценивать достигнутые результаты.

Технический результат заключается в повышении эффективности и качества обучения специалистов в области палеонтологии и археологии, в обеспечении быстрого и устойчивого закрепления у обучающихся практических навыков по проведения предраскопочных, раскопочных и постраскопочных и иных работ, а также по определению и запоминанию палеонтологических и археологических объектов, в точном моделировании захоронения палеонтологических и археологических объектов и в наглядной визуализации палеонтологических местонахождений и археологических стоянок в их эталонных стратотипов, в обеспечении должного контроля и оценки профессионально-значимых качеств обучаемых.

Поставленная задача решается за счет того, что интерактивный обучающий стенд, включает полую конструкцию, стенки которой выполнены из smart-стекла с переменной прозрачностью, интерактивный дисплей, проекторы, мобильные источники света, наполнитель, палеонтологические и археологические объекты.

Интерактивный обучающий стенд выполнен в виде полой конструкция, чьи стенки выполнены из smart-стекла с переменной прозрачностью, позволяющее в прозрачном режиме отслеживать ход проведения работ, а в непрозрачном - использовать стенки короба в качестве экрана для проекции. Полая конструкция может быть выполнена в виде различных геометрических фигур в зависимости от потребностей пользователей.

Интерактивный обучающий стенд оснащен интерактивным дисплеем выполняющая функцию системы управления стендом, содержащий программы ЭВМ и базы данных технического, научного, методического и иного характера, направленные на достижение образовательных и научно-исследовательских целей проводимых работ, например, правила проведения полевых работ и оформления отчетной документации и т.п. С помощью интерактивного дисплея осуществляется управление стенками из smart-стекла, проекторами и мобильными источниками света по ранее заданным параметрам или в режиме онлайн.

Интерактивный обучающий стенд также содержит проекторы как источники светового изображения, транслируемые на стенки полой конструкции в режиме экрана для проекции или иную поверхность. Проекторы выполнены в виде мобильных устройств, оснащенные специальными фиксаторами с функцией закрепления на различной поверхности.

Внутри стенда находится наполнитель, выполненный в виде сыпучего материала, микрочастицы которого имеют произвольную форму. Рекомендуемый диаметр микрочастиц не более 2-10 мм. В качестве наполнителя 4 может использоваться природная горная порода, либо ее имитация, микрочастицы которой своим внешним видом, цветом, твердостью и размерами условно идентичны природным горным породам. При этом часть наполнителя своим внешним видом, формой, цветом, твердостью и размерами микрочастиц в совокупности способны имитировать различные геологические разрезы и (или) культурные слои. Данный наполнитель в зависимости от поставленных образовательных целей может насыпаться в стенд сплошной недифференцированной массой, либо послойно, при этом в каждом из слоев расположены микрочастицы с одинаковыми характеристиками. В наполнителе, в его сплошной массе или в его слоях произвольно или заранее определенным образом расположены палеонтологические и археологические объекты. Данные палеонтологические и археологические объекты могут быть засыпаны наполнителем полностью или частично. Также данные палеонтологические и археологические объекты могут свободно соприкасаются друг с другом. В качестве палеонтологических и археологических объектов используются натурные объекты или их муляжи.

Интерактивный обучающий стенд также содержит мобильные источники света, оснащенные специальными фиксаторами для закрепления на поверхности, создающие статический оптический луч, и расположенные во внутренней стороне стенок полой конструкции. С помощью мобильных источников света могут создаваться набор координат характерных точек территории исследуемого объекта, например общую координатную сетку, по ограниченным оптическим разметкам или условным квадратам.

При использовании интерактивного обучающего стенда, благодаря стенкам из smart-стекла, проекторам и интерактивного дисплея, обучающиеся ознакомляются с научно-образовательными, архивно-библиографическими и музейными материалами, касающимися палеонтологических и археологических объектов и территорий, на которых были обнаружены и исследованы объекты палеонтологического и археологического наследия или же предполагается проведение натурных исследований по их обнаружению и исследованию. Практическая деятельность обучающихся с интерактивным обучающим стендом, помимо прочего включает также использование мобильных источников света, и направлена на поиск, раскоп и консервацию палеонтологических и археологических объектов с осуществлением земляных работ с исследованием геологических разрезов и культурных слоев путем заложения шурфов или без таковых, в том числе с полным или частичным изъятием палеонтологических и археологических объектов в целях их изучения, при должном контроле проведения работ и фиксации их результатов.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эффективность и качество обучения специалистов в области палеонтологии и археологии, обеспечит быстрое и устойчивое закрепление у обучающихся практических навыков по проведения предраскопочных, раскопочных и постраскопочных и иных работ, а также по определению и запоминанию палеонтологических и археологических объектов, в точном моделировании захоронения палеонтологических и археологических объектов и в наглядной визуализации палеонтологических местонахождений и археологических стоянок, и обеспечит должный контроль и оценку профессионально-значимых качеств обучаемых.

Изобретение относится к моделирующим обучающим и тренировочным устройствам, а именно к интерактивным стендам, воссоздающим условия проведения раскопок, и может быть использовано для демонстрации обучающимся анатомо-морфологических особенностей и строения скелетов ископаемых животных и растений, культурного слоя с археологическими памятниками, геоморфологических особенностей, и повышения практических навыков работы с палеонтологическими и археологическими объектами с учетом стратиграфической корреляции геологических разрезов. Интерактивный обучающий стенд включает полую конструкцию, чьи стенки выполнены из smart-стекла с переменной прозрачностью, позволяющей использовать ее в качестве экрана для проекции, интерактивный дисплей содержащей программы ЭВМ и базы данных, проекторы, выполненные в виде мобильных устройств, оснащенные специальными фиксаторами с функцией закрепления на различной поверхности, мобильные источники света, также оснащенные специальными фиксаторами для закрепления на различной поверхности, наполнитель, находящийся внутри стенда и выполненный в виде сыпучего материала, микрочастицы которого имеют произвольную форму, при этом в качестве наполнителя может использоваться природная горная порода, либо ее имитация, микрочастицы которой своим внешним видом, цветом, твердостью и размерами условно идентичны природным горным породам, и в своей совокупности способны имитировать различные геологические разрезы и культурные слои, в которых произвольно или заранее определенным образом расположены палеонтологические и археологические объекты - натурные объекты или их муляжи, засыпанные наполнителем полностью или частично. Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эффективность и качество обучения специалистов в области палеонтологии и археологии, обеспечит быстрое и устойчивое закрепление у обучающихся практических навыков по проведению предраскопочных, раскопочных и постраскопочных и иных работ, а также по определению и запоминанию палеонтологических и археологических объектов, в точном моделировании захоронения палеонтологических и археологических объектов и в наглядной визуализации палеонтологических местонахождений и археологических стоянок, и обеспечит должный контроль и оценку профессионально-значимых качеств обучаемых. 1 з.п. ф-лы.

1. Интерактивный обучающий стенд для демонстрации палеонтологических и археологических объектов, включающий полую конструкцию, чьи стенки выполнены из smart-стекла с переменной прозрачностью, позволяющей использовать ее в качестве экрана для проекции, интерактивной дисплей-содержащей программы ЭВМ и базы данных, проекторы, выполненные в виде мобильных устройств, оснащенные фиксаторами с функцией закрепления на различной поверхности, мобильные источники света, также оснащенные фиксаторами для закрепления на различной поверхности, наполнитель, находящийся внутри стенда и выполненный в виде сыпучего материала, микрочастицы которого имеют произвольную форму, при этом в качестве наполнителя используют природную горную породу, либо ее имитацию, микрочастицы которой своим внешним видом, цветом, твердостью и размерами условно идентичны природным горным породам и в своей совокупности способны имитировать различные геологические разрезы и культурные слои, в которых произвольно или заранее расположены палеонтологические и археологические объекты.

2. Интерактивный обучающий стенд по п. 1, отличающийся тем, что в качестве палеонтологических и археологических объектов используют натурные объекты или их муляжи, засыпанные наполнителем полностью или частично.