Устройство для обучения Советский патент 1986 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо- жёт быть использовано при обучении и при исследовании учебного процесса

Цель изобретения - расширение, дн4 . дактических возможностей устройства

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обучения; на фиг. 2 - схема вычислителей.

Устройство (фиг. 1) содерж1-1т пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, генератор -k тактовых импульсов, блоки 5 анализа психофизиологических параметров, счетчики б и 7 вре- ,мени, инверторы 8, блоки 9 выделения временных интервалов, блок 10 оценки, вычислители 11 и 12, блок

1249565 2

и четвертом входе элемента И 20. В этом случае тактовые импульсы от генератора 4 через элемент И 20 в счетчик 6 не проходят.

5 По возобновлении активной деятельности вновь фиксируется наличие Q-ритмов и элемент И 20 открывается. Если же учащийся утомляется в процессе работы, то в спектре физиоло10 гических сигналов его головного моз- г а появляются S -ритмы, что фиксируется цепочкой датчик 21, преобразователь 22, фильтр 23, ив результате чего открывается элемент И 24, с вы15 ходов которого сигнал -поступает на пульт 1, сигнализируя преподавателю о появлении признаков утомления у

данного учащегося, и на первый вход 13 индикации, блок 14 сравнения.

Блоки 5 содержат узел 15 фиксации активности и узел 16 диагностики утомляемости. Узел 15 содержит датчик 17 биотоков, аналого-цифровой преобразователь 18, фильтр 19 и элемент И 20. Узел 16 содержит датчик 21 биотоков, цифроаиалоговый преобразователь 22, фильтр 23 и элемент И 24. Вычислители 11 и 12 содержат группу сумматоров 25, сумматор

блока 9, которая осуществляет вре- 20 манную задержку, так как.кратковременное наличие о-ритмов еще не означает, что учащийся уже устал до такой степени, что не воспринимает информации осваиваемой программы. Если 25 5-ритмы присутствуют длительное время (большее, чем время, заданное в блоке 9), то. это значит, что имеет место утомление учащегося и он зоке не в состоянии активно работать над

26, регистр 27 сдвига, элемент И 28, зо программой. В этом случае элемент счетчик 29 и преобразователь 30 кодов,

И 20 закрывается через третий вход сигналом с блока 9 через инвертор и сигн.алы от генератора 4 через бл 9 и инвертор 8 поступают в счетчик В результате этого в счетчике 7 фи сируется время, в течение которого учащийся находится в состоянии уто ления .

Устройство работает следующим образом.

Учащиеся получают nporpaMbiy, после чего с пульта 1 включаются все блоки устройства. При этом генератор 4 подает тактовые импульсы на первые входы элементов И 20 и 24. Если хотя бы один из учащихся начинает активно работать над программой, то его датчик 17 совместно с преобразователем 18 и фильтром 19 фиксирует наличие Q-ритмов головного мозга и подает сигнал на один вход элемента Е 20, на другой вход которого до момента ввода правильного ответа учащимся поступает сигнал с пульта 2, а на третий вход до момента появления |Г-ритмов поступает сигнал с инвертора 8. В результате этого тактовые импульсы через элемент И 20 поступают в счетч1пси 6 времени. Если учащийся начинает отвлекаться, т.е. перестает активно работать над прогр.ам- мой, то в спектре .физиологических сигналов его головного мозга исчезают Q-ритмы, а следовательно, исчезает сигнал на выходе фильтра 19

данного учащегося, и на первый вход

блока 9, которая осуществляет вре- 20 манную задержку, так как.кратковременное наличие о-ритмов еще не означает, что учащийся уже устал до такой степени, что не воспринимает информации осваиваемой программы. Если 25 5-ритмы присутствуют длительное время (большее, чем время, заданное в блоке 9), то. это значит, что имеет место утомление учащегося и он зоке не в состоянии активно работать над

рограммой. В этом случае элемент

И 20 закрывается через третий вход сигналом с блока 9 через инвертор 8, и сигн.алы от генератора 4 через блок 9 и инвертор 8 поступают в счетчик 7. В результате этого в счетчике 7 фиксируется время, в течение которого учащийся находится в состоянии утомления .

После того, как у учащегося проходит период утомления, и он вновь на- . чинает активно работать, у него пропадают S-ритмы. В этом случае элемент И 24 запирается по третьему входу, а элемент И 20 начинает пропускать, импульсы от генератора 4 в счетчик 6. Так работа будет проходить до момента ввода учащимся правильного ответа. В этом случае из пульта 2 сигнал правильного ответа поступает в счетчик 3, а сигнал запрета - на элемент И 20. Таким образом, к моменту усвоения программы учащимся в счетчике 6 будет записано время его активной работы над программой, а в счетчике 7 - время периода его утомления в процессе работы над программой. Аналогичным образом будет происходить работа устройства парал

лельно для каждого учащегося. После завершения работы учащихся над программой в вычислителе 11 определяется средняя трудоемкость усвоения программы группой учащихся, а в вычислителе 12 определяется средний период утомления учащихся в процессе работы над программой.

Вычислитель 11 средней трудоемкости усвоения работает следующим образом (фиг. 2).

После того, как на выходах счетчиков 6 устанавливаются кодовые комбинации, определяющие время активной работы каждого учащегося над дозой информации, эти комбинации подаются на адресные .входы первого каскада сумматоров 25, причем каждый сумматор первого каскада подключен к двум счетчикам 6. Соответственно на выходах сумматоров 25 появляются кодовые комбинации, соответствующие кодовым комбинациям чисел, просуммированных из счетчиков 6, которые подаются на адресные входы сумматора 2 второго каскада, на выходе которого будет сумма чисел, записанных в счетчиках б, поступающая на информационные входы регистра 27 сдвига. Одно- временно на первый вход преобразователя 30 с выхода генератора 4 поступают импульсы, которые проходят на счетный вход счетчика 29 только при поступлении сигналов на второй и тртий входы преобразователя 30 из блока 3. Сигналь с выхода вычислителя 11 поступают в .блЬк 14 сравнения, «который осуществляет сравнение времени работы конкретного учащегося с средним временем работы группы учащихся.

Выходы блоков 10, 11, 12 и 14 подключены к блоку 13 индикации, однако визуальная индикация будет происходить только после прихода сигнала разрешение с выхода блока 3, т.е. когда все учащиеся дадут правильные ответы. В этом случае блок 13 обеспечивает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы учащимися (сигнал с вычислителя 11) и среднего периода утомления учащихся в процессе работы над программой (сигнал с вычислителя 12). Кроме того, в блоке 13 индицируются результаты оценки уровней тредоемкости усвоения программы для каждого учащегося (сигналы из блока 14): I уровень

5

0

5

0

5

0

если время активной работы учащегося меньше среднего времени работы группы; II уровень - если время активной работы учащегося равно среднему времени работы группы; III уровень - если время активной работы учащегося больше средней трудоемкости усвоения программы.

В блоке 13 индицируется также степень утомляемости для каждого учащегося (сигналы из блока 10); I степень - если суммарный период утомления у учащегося меньше среднего периода; II период - если они равны; III степень - если период утомления учащегося больше среднего периода.

По результатам индикации средней трудоемкости усвоения программы и среднего периода утомления можно объективно оценивать сложность учебных программ и курсов и при необходимости проводить их коррекцию. По результатам же индикации уровней трудоемкости усвоения программы и степени утомляемости можно группировать учащихся с учетом как времени работы над программой, так и периода утомления. Такая более тонкая дифференциация учащихся позволяет получать учебные группы с высокой степенью гомогенности как по интеллектуальным, так и по психофизиологическим показателям, что весьма важно при реализации дифференцированного обучения в условиях массовости самого обучения. Кроме того, возможность диагностирования утомляемости и оперативное информирование об этом преподавателя предоставляет возможность предотвращать нервные стрессовые срывы у учащихся.

формула изобретения

1. Устройство для обучения, содер- жащее пульт преподавателя, выход которого подключен к входу генератора тактовых импульсов и к входам блоков анализа психофизиологических параметров, вторые входы которых соеди- 50 нены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы - с входами счетчиков времени первой группы, выходы ко-торых подключены к входам группы блока сравнения, выходы которого под- 55 ключены к входам группы блока индикации, а первый и второй входы - к соответствующим выходам первого вычислителя,, отличающееся тем

,что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены вторая группа счетчиков времени, инверторы, блоки выделения временных интервалов, блок оценки и второй вычислитель, входы группы которого подключены к выходам счетчиков времени второй группы, подключенных к входам группы блока оценки, выходы которых подключены к выходам второй группы блока индикации, первый вход которого подключен к первому выходу первого вычислителя, а второй вход - к первому выходу второго вычислителя, подключенному к первому входу блока оценки, второй вход которого подключен к второму выходу второго вычислителя, при этом первый выход счетчика правиль- .ных ответов подключен к первым входам первого и второго вычислителей и к третьему входу блока индикации, второй выход - к вторым входам первого и второго вычислителей, выход генератора тактовых импульсов подключен к третьим входам первого и второго вычислителей и блока сравнения и к первым входам блоков вы- .л ления временных интервалов, вторые

входы которых соединены с выходами блоков анализа психофизиологических параметров, выходы - к входам инвер- торов, выходы которых подключены к входам счетчиков времени вт.орой группы и к третьим входам блоков анализа психофизиологических параметров, а ВЫХОДЫ счетчиков времени первой груп- ы соединены с входами группы первого вычислителя.

2. Устройство ПОП.1, отли- чаютцееся тем, что вычислители содержат последовательно соединенные группу сумматоров, сумматор и регистр сдвига, последовательно соединенные преобразователь кодов, счетчик и элемент И, выход которого

подключен к второму входу регистра сдвига, второй выход преобразователя кодов подключен к второму входу сумматора и к объединенным первым входам сумматоров группы, вторые входы которых являются входами группы блока, выходы регистра сдвига - выходами блока, первьш вход преобразователя кодов - первым входом блока, второй и третий входы преобразователя кодов - вторым и третьим входами блока.

Изобретение относится к ав тома- тике и вычислительной технике, конкретнее - к техническим средствам обучения, и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации учебного процесса. В изобретении рассматривается устройство для обучения, включающее пульт преподавателя, пульты обучаемых, счетчик правильных ответов, блок индикации, генератор та ктовых импульсов, блоки анализа психофизиологи- 4ecKiix параметров, первую и вторую группы счетчиков времени, блок сравнения, первый и второй вычислители, блок индикации, блоки выделения временных интервалов и блок оценки, и имеющее более широкие дидактические возможности за счет учета среднего периода утомления и диагностики утомляемости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл N5 4; со ел 05 сл

АД

123

so yf

ff7(

/V

« «

/77

:РЛ /f/ft7

l /V.

/{14 fro)

±

1 2.

AOAIA

7 234

25

AOW AT A MfCS

/i/Vv/ A/v/vs.

Om6lf4)

Редактор Н. Яцола

Составитель Т. Панина Техред М.Ходанич

Заказ 4330/52Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

;Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужг ород, ул. Проектная, 4

/77

/777

1

/ гз

r 234

25

25

A/v/vs.

MAI A3 A A/jCS

.L 4

/Mvfv /TV /tvtvK A

фиг. 2

Корректор Е. Сирохман