Обучающее устройство Советский патент 1987 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным системам обучения, и может быть использовано как при обучении, так и при исследовании учебного процесса. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства с повышением эффективности обучения путем реализации возможности оперативного управления ходом учебного процесса как для группы в целом, так и для каждого обучаемого за счет оперативного определения напряженности умственной работы обучаемых непрерывно в течение всего времени работы над программой, оперативного форми- роания однородных групп обучаемых, а также наглядного предъявления всей этой информации.

На фиг. 1 приведена реоэнцефалограмма при спокойном состоянии объекта; на фиг.2 - то же, при активной умствен- , ной работе, где Hi - высота основной волны, Нд - высота катакротического зубца); на фиг.З - структура устройства; на фиг.4-6 - схемы блоков устройства; на фиг.7 - алгоритм работы устройства.

Устройство содержит пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, биодатчики 4, выполненные в виде электродов, укрепленных на висках учашихся, аналоговый коммутатор 5, регистр 6 номера канала, ко-мпаратор 7, источник 8 опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь 9, буферный регистр 10, второй элемент И 11, третий элемент И 12, первый элемент И 13, блок 14 задания программы обучения, блок 15 индикации.

Аналоговый коммутатор 5 выполнен на базе ключей 16, включенных .параллельно и управляемых через дешифратор 17, при этом выходы ключей 16 соединены с входом усилителя-повторителя 18 (фиг.4).

Буферный регистр 10 конструктивно выполнен на элементе 19 памяти и инверторах 20 (фиг.5).

Блок 14 имеет типовую схему (фиг.6) и состоит из микропроцессора 21, генератора 22 тактовых импульсов, буфера 23 адреса, системного контроллера 24, постоянного запоминающего узла 25, оперативного запоминающего узла 26, блока 27 прерывания, кварцевого разонатора 28. На фиг.6 также изображены шины управления 29, адреса 30 и данных 31.

Устройство работает следующим образом.

Учащиеся получают программу, после чего с пульта 1 включаются все блоки устройства. После начальной установки блок 14 принудительно сбрасывает регистр 6 в «ноль и запускает преобразователь 9.

Через биодатчики 4 протекает слабый ток. При работе обучаемых над программой на выходе биодатчика 4 с порядковым номером «О, который записан в регистре 6, появляется сигнал (фиг.2). Этот сигнал через коммутатор 5 поступает на вхо

ды компаратора 7 и преобразователя 9. Уровень срабатывания компаратора 7 задается источником 8. При равенстве уровней сигнала и опорного напряжения на выходе компаратора 7 появляется логическая «1, которая поступает в элемент 11. По окончании работы преобразователь 9 с выхода выдает сигнал в регистр 10, по которому данные о преобразовании (двоичный код) переписываются

в регистр 10. Одновременно сигнал с выхода преобразователя 9 поступает на вход элемента 11, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на вход блока 14. По этому сигналу блок 14 считывает состояние регистра 10, вычитает из него предыдущее

значение (в данном случае 0) и если разность не попадает в допуск Д, записанный в узел 25 (его величина выбирается из соображений оптимальной точности .поиска экстремума в условиях щума дифференцирования), то новое значение запоминается вместо старого в узле 26. Если разность попадает в допуск, значит обнаружен экстремум сигнала и согласно его номеру блок 14 запоминает NI или Na, а N2 - пропускает. При получении.экстремумов № 1 и № 3 блок 14 вычисляет катакротическое отношение как К -, затем наращивает Нн,

состояние регистра 6 и то же самое выполняется для следующего канала. Таким образом, перебираются все каналы. Когда состояние регистра 6 достигает максимального значения (числа обучаемых в группе), то блок 14 вычисляет среднее для группы значение катакротического отношения и цикл работы повторяется. Алгоритм описанного выше вычисления катакротического отношения приведен на фиг.7. Значения ката- кротических отношений для каждого обучаемого и среднее для группы выводятся в цифровом виде в блоке 15. Это дает возможность преподавателю наблюдать динамику изменения активности труда обучаемых в течение всего времени работы над программой, обеспечивая тем самым условия для реализации оперативного управления ходом учебного процесса как для группы в целом, так и для каждого обучаемого индивидуально.

Учитывая, что в условиях массового обучения одним из способов индивидуализации обучения является создание однородных (гомогенных) групп, предлагаемое устройство реализует и формирование групп обучаемых, однородных по напряженности умственной работы над программой. При этом число формируемых групп может быть различным и определяется по желанию преподавателя. Для формирования пяти групп необходимо разбить диапазон изменения катакротического отношения () на пять поддиапазонов и присвоить каждому из них определенный цвет, например О-0,2 - зона бедствия, фиолетовый; 0,2-0,4 - ниже

нормы, синий; 0,4-0,6 - нормальная напряженность, зеленый; 0,6-0,8 - выше нормы, красный; свыше 0,8 - состояние, близкое к стрессовому, желтый. В этом случае оперативность и наглядность формирования однородных групп достигается за счет предъявления на экране блока 15 плана класса с нумерацией и окраской каждого пульта обучаемого цветом, соответствующим данному уровню напряженности умственной рабоключены к соответствующим информационным входам аналогового коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом регистра номера канала, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к шине данных и выходу первого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с шинами адреса и управления, буферный регистр, первый и второй управляюты. На основании этой группировки сфор-ю щие входы и выход которого подключены к

мированным подгруппам могут выдаватьсяшинам адреса, управления и данных соотпрограммы различной сложности в соот-ветственно, и блок задания программы обуветствии с успешностью и напряженностьючения, информационный вход, адресный выих умственной работы. Алгоритм реализа-ход и управляющий выход которого соедиции группировки обучаемых по уровням на-нены соответственно с шинами данных,

пряженности умственной работы приведен на15 адреса и управления, отличающееся тем, что,

фиг.7.с целью расширения дидактических возможТаким образом, предлагаемое устройствоностей устройства, в него введены второй,

значительно повышает точность, надежностьтретий элементы И, компаратор, источник

и оперативность определения напряженностиопорного напряжения и аналого-цифровой

умственной работы обучаемых, а также - преобразователь, информационный вход ко- - торого соединен с выходом аналогового

коммутатора, управляющий вход - с выходом третьего элемента И, а выходы - с соответствующими информационными входами буферного регистра, выход второго элеменОбучающее устройство, содержащее25 та И подключен к управляющему входу блопульт преподавателя, выход которого под-ка задания программы обучения, первый

ключен к входам пультов обучаемых, выхо-вход - к одному из выходов аналого-цифды которых соединены с соответствующимирового преобразователя, а второй вход - к

входами счетчика правильных ответов, вы-выходу компаратора, первый и второй входы

ход которого подключен к первому входукоторого соединены с выходами аналогового

блока индикации, второй, третий и четвер-30 компаратора и источника опорного напрятый входы которого соединены с шинамижения соответственно, первый и второй входанных, адреса и управления соответствен-ды третьего элемента И подключены соно, группу биодатчиков, выходы которых под-ответственно к шинам адреса и управления.

оперативность и наглядность формирования гомогенных групп обучаемых.

Формула изобретения

ключены к соответствующим информационным входам аналогового коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом регистра номера канала, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к шине данных и выходу первого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с шинами адреса и управления, буферный регистр, первый и второй управляю

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным системам обучения. Оно может быть использовано во всех сферах народного образования. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей. Устройство содержит пульт преподавателя, пульты обучаемых, счетчик правильных ответов, биодатчики, аналоговый коммутатор, регистр номера канала, буферный регистр, первый элемент И, блок задания программы обучения и блок индикации. Кроме того, для повышения эффективности обучения за счет реализации оперативного управления ходом процесса обучения путем оперативного определения напряженности умственной работы обучаемых в процессе всего периода работы над программой в устройство введены источник опорного напряжения, компаратор, второй элемент И, аналого-цифровой преобразователь и третий элемент И. В основе принципа работы устройства лежит, электроэнцефалографический способ регистрации психической напряженности умственной работы, при котором измеряют сопротивление участка кожи на черепе человека, затем анализируют реоэнце- фалограмму, определяя катакротическое отношение К -и, которое возрастает прямо- пропорционально психической напряженности умственной работы и имеет предельную величину К 1. Оперативно вычисляя катакротическое отношение для каждого обучаемого в процессе его работы, можно наблюдать объективную динамику хода процесса обучения каждог о обучаемого и группы в целом, что создает необходимые условия для организации оперативного управления учебным процессом. Дальнейшая обработка полученных данных позволяет объективно оценивать сложность программы, а также создавать однородные (гомогенные) группы обучаемых. 7 ил. € (Л со о ю ОО

Фиг. 2

Фиг. 5

От S/iOKOL tt

С

Начало

i

D

Ввов числа7 аВцчченых n /

:

M O.J-O.K O..L-0,P 0 I Уапустигпь ЦЛ

з;

Роэрешаятб прврь1ойнив

i

(

Р г о, Считать код Ni из Bf-W

H-Hl

К- K -l

л

/Ij-Nl

I

Вычислить КО} - АЗ /fit

8ы1оа уробня L

Л1 .L a.

n„ „Составитель А. Карлов

Заказ%0/50 ° Техред И. ВересКорректор Н. Король

йныипы 34Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4