Обучающее устройство Советский патент 1985 года по МПК G09B9/00 

Jiita

1

Од CD 9

-{ -Г«1

2. Устройство по П.1, о т л и -, чающееся тем, что в нем блок адаптивного преобразования учебной информации содержит генератор, подключенный к входам переключателей ввода информации, готовности ответа и режима работы, выхода которых через соответствующие развязывающие элементы соединены с входами форми

6363

рователей импульсов первой группы, а через соответствующие щифраторы с входами формирователей импульсов второй группы, входы развязывающих злементов и шифраторов являются соответствуклдими входами блока, а выходы формирователей импульсов первой и второй групп являются первым и вторым выходами блока соответственно-.

1.0БУЧАКЮ1ЁЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок задания программы обучения, первые вход и выход которого соединены соответственно с первыми выходом и входом блока сопряжения, а второй, третий и четвертый выходы - с входами первого, второго и третьего блоков предъявления учебной информации соответственно, блок имитации объекта тренировки,первый выход и вход которого подключены соответственно к вторым вхот ду и выходу блока сопряжения, отличающееся тем , что, с целью расширения дидак- тических возможностей устройства, в него введены лоследовательно включенные формирователь кодов- и блок адаптивного преобразования учебной информации,.-второй вход которого подключен к второму выходу блока имитации объекта тренировки, а первый I и второй выходы - JC второму и третьему входам блока задания программы (Л обучения соответственно.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, применяемым при подготовке операторов сложных технических систем.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства.

На фиг, 1 изображена структура обучакядего устройства; на фиг, 2 схема блока адаптивного преобразования учебной информации.

Обучающее у |тройство содержит блок 1 задания программы обучения, блок 2 адаптивного преобразования учебной информации, индикат-оры 3 и 4, выполненные на базе электронно-лучевых трубок, видеконтролеры 5, формирователь 6 кодов, блок имитации объекта тренировки, блок 8 сопряжения, блок 9 предъявления учебной информации. Блок 1 вьшолнен на базе электронно-вычислительной машины и содержит схему Ю прерьшания, выходные регистры 11-14, входные регистры 15 и 16. Индикаторы 3 и 4 вместе с соответствующими видеоконтролерами 5 объединены в блоки предъявления информации учебной информации (позиции на чертеже «е показаны },

Блок 2 содержит (фиг.2) входные шины 17, развязывающие элементы 18, формирователи 19 импульсов, первую и вторую выходные шины 20 и 21, шифраторы 22, переключатели ввода информации 23, готовности ответа 24 и режима работы 25, генератор 26 (логической единицы).

Взаимоактивная фоно-визуальная система обучакщего устройства может работать одновременно в одном из двух режимов работы: программированного обучения или самообучения.

В режиме программированного обучения процесс тренировки осуществляется по адаптивной программе, реализованной на вычислительной машине

блока 1, и представляет собой определенным образом организованное чередование циклов обучения и контроля. При этом взаимодействие основных узлов обучающего устройства состоит в следукяцем.

Перед очередным сеансом программированного обучения после нажатия . кнопки Программированное обучение и последовательного нажатия кнопки,

определяющих учетный номер обучающегося, обучающая программа отображает некоторую порцию учебной информации на экранах индикаторов 3 и 4 j сопровождая ее соответствующими пояснениями, воспроизводимыми при помо щи синтезатора речи блока 9. Информация, отображения, интерпретирования последовательностью нулей и единиц соответственно черным и белым

элементам телевизионного растра, передается покадровыми массивами из памяти блока 1 через выходные регистры 1 1 и 1 2 в память соответствующих видеоконтролеров 5, В каждом видеоконтролере 5 осуществляется преобразование информации в синхронизируемые от соответствующего индикатора построчные последовательности модулирующих импульсов, воздействие которых

на катод кинескопа приводит к формированию тонового напряжения учебной информации в виде текста, графиков, рисунков, мнемосхемы и т.д. на экране телевизора. Речевая учебная ин-формация передается также покадровыми массивами из выходного регистра 1 в память синтезатора речи блока 9, превращается в последовательност членораздельных звуков, образующих слова и фразы, комментирующие учебную информацию, вьщаваемую визуально.

По окончании текущего цикла обучения на зкране индикатора 3 обучаемому предъявляется контрольный тест, состоящий из группы вопросов, сопрововдаемых возможными вариантами ответов (до ПЯ.ТИ ответов на каяздый из вопросов) или вопросов, требугацих альтернативных ответов да или нет. Обучаемый вводит ответы в блок 1 при помощи кнопочных переключателей, расположенных в блоке 2. При этом для ввода ответа на каждый из вопросов достаточно нажать одну из кнопок в зависимости от характера вопроса.

По анализу ответов обучаемого на текувщй проверочный тест обучающая программа выбирает наиболее целесообразную стратегию обучения в последующем цикле, к примеру - предъявить очередную порцию учебной информации, повторить в более медленном темпе текущую порцию учебной информации, привести обучаемому некоторые дополнительные сведения и повторить текущий циклконтроля и т.п.

Обучаемый может прервать сеанс программированного обучения нажатием кнопки Самообучение в блоке. 2, переведя тем самым обучакхцую систему из активного в пассивный режим работы. При этом программа запоминает, на каком цикле бьт прерван текущий сеанс обучения данным обучаемым по его учетному номеру, введенному перед началом текуп1его сеанса обучения. Сеанс с данным обучаемым начинается с аннотированного обзора ранее пройденного учебного материала и продолжается coi ласно основной программе обучения, начиная с прерванного цикла..С целью оптимизации темпа предъявления учебной информации на первом сеансе программированного обучения осуществляется психологическое тестирование

обучаемого для определе.ния характеристик скорости- и безошибочности протекания познавательных процессов.

По мере накопления знаний об изучаемом техническом объекте.в контролные тесты вводятся элементы практического обучения в виде заданий по оптимальной настройке параметров системы или устранению параметрических неисправностей при помощи имитаторов органов управления, выполненных на многопозиционных переключателях, установленных на структурных элементах блока 7,

С этой целью в память вычислительной машины блока 1 заложена математическая модель, отображающая связь Между вектором отклонений регулируемых параметров объекта и вектором сигналов взаимодействия между структурными элементами объекта, а также подпрограммы имитации отклонений параметров от их оптимальных значений и подпрограмма интерпретации имитируемой осциллограммы сигнала информационным массивом телевизионного кадра. Имитаторы органов -управления блока 7 связаны через блок 8 с памятью блока 1 таким образом, что имеется возможность, задавая адрес имитатора органа управления в выходном регистре 13, фиксировать в приемном регистре 16 двоично-кодированный номер положения переключателя, служащего имитагтором органа управлений. За счет этого осуществляется периоди ческое обновление информации о состонии имитаторов органов управления в памяти вычислительной машины, что дает возможность отображать реакцию объекта на управлякяцие воздействия со стороны операторов в реальном масштабе времени.

Задача обучаемого при выполнении контрольного текта заключается в локализации параметрических неисправностей при помощи осциллографа, имитатором которого в данном случае служит индикатор 4,и подстройки вьш1едших за допуск параметров с помощью имитаторов органов управления блока 7. Индикатор 3 в данной ситуации используется для отображения детализированных мнемосхем структурных элементов объекта При этом для вызова осциллограм)чы на имитатор осциллографа обучаемому достаточно прикоснуться указкой

к указателю выбранной структурной связн на мнемосхеме объекта в блоке 7 При этом сигнал с выхода блока 7.поступает на одну входных Ьин блока 2, вызывая появление двоичного кода номера выбранного указателя структурной связи на шинах 21 и фиксации этого кода в приемном регистре 15 блока 1. Этот же сигнал поступает через соответствующий элемент 18 и формирова--. тель 19 на одну из шин 20 и на связакную с ним шину прерываний схемы прерываний. При появлении данного сигнала осуществляется прерьгаание программы, перепись номера вызы ваемой осциллограмь из приемного регистра 15 в соответствующую ячейку- памяти вычислительной машины, по ле чего осуществляется обращение к математической модели объекта и расчет осциллограммы сигнала, действунядего в выбранной структурной связи с учетом подпрограммы состояНИИ имитаторов органов управления, полученной в предаадущем такте их спроса и хранимой в памяти вычислительной машины блока 1. После каждого такта опроса имитаторов органов управления блока 7 осуществляется обновление информации на экране индикатора 4 и достигается, таки образом, эффект отображения реакций объекта на управляющие воздейст ВИЯ обучаемого в реальном масштабе времени. Если в процессе поиска неисправности обучаемому потребуется вызвать детальну.о мнемосхему того или иного структурного элемента, то для этого, по аналогии с описанной процедурой вызова осциллограмм, ему достаточно прикоснуться указкой к выбранному структурному элементу блока 7. При этом детализированная мнемосхема данного структуиого элемента отображается на экране индикатора 3, Если обучаемому потребуется более детальная информация, он может вызвать ее, набрав номер необходимого элемента, отображаемой в данный момент мнемосхемы, при помощи пронумерованных от нуля до девяти кнопочных переключателей блока 6. При этом на экране индикатора 3 появляется необходимая обучаемому мнемосхема более высокого уровня детализащш ({более

низкого уровня обобщения ) и т.д. При нажатии на кнопку с надписью Вверх формирователя 6 для отображения вызывается предъявленная ранее мнемосхема более высокого уровня обобщения, а при последующих иажатиях на .кнопку Вниз формирователя 6 последовательно предъявляются ранее набранные мнемосхемы более низкого уровня обобщения (более высокого уровня детализации ). При н&жатии на кнопку Сброс в формирователе 6 обучаемому предъявляется мнемосхема объекта, аналогичная той, которая представлена на блоке 7, и обучаемый сможет, не прибегая к помощи указки, вызывать отображение мнемосхемы различной степени детализации на индика тор 3 и осциллограммы на индикатор 4 ПРИ помощи формирователя 6. Для этого структурные связи на. мнемосхемах различной степени детализации также пронумерованы. При нажатии кнопки Звук в формирователе 6 обзгчаемому вь(цаются аннотированные сведения, касающиеся мнемосхемы, отображаемой в данный момент на экране индикатора 3 по слуховому афферентному каналу через сиитезатор речи блока 9.

При.помощи такой организации учебной информации и метода управления ею реализуется возможность доступа к мнемосхеме любой структурной единицы сложной технической системы, а от нее - к мнемосхеме наивысшей степени обобв;ения за время, не превышающее время хранения в кратковре-менной памяти человека, что позволяет наиболее полно реализовать принцип непрерьшиости предъявления информации не только при программированном обучении, но и в режиме самообучения, а также при использовании обучающей системы для проведения лекционных занятий, что способствует существенной интенсификации процесса обучения.

Качество выполнения практических контрольных тестев оценивается по времени, затрачиваемому обучаемым на устранение того или иного параметрического отказа и оптимальную настройку параметров методом сравнения временных показателей с определенными нормативными значениями. При этом этап практического обучеЕиня продолжается до тех пор, пока все предъявленные контрольные тесгы не будут отрабатываться обучаемыми в нормативные сроки, В режиме самообученияуправление обучением осуществляется либо под руководством лектора, либо самостоятельно самим обучаемым. При этом цля управления учебной информацией используется указка блока 7 и формирователь 6, с помощью которых осуществляется доступ к информацион ным моделям объекта, представленным в виде мнемосз ем различной степени детализации, и к банку аннотированной речевой информации о назначении задачах, принципах функционирования объекта него структурных элементов. 638 Таким образом, фонр-твизуальная обучакяцая система данного устройства позволяет существенно нйтенсифицировать процессы подготовки операторов за счет обеспечения полианализаторского восприятия учебной информации, адаптивного управления процессом обучения, адекватного, отображения реакций объема на упразляющие воздействия со стороны обучаемых в реальном масштабе, времени, а также обеспечения доступа к информационным моделям объекта любой степени детализа ции за время, не превышающее время хранения информации в кратковременной памяти человека при самообучении.