Устройство для обучения Советский патент 1991 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным обучающим системам (ДОС), и может быть использовано как при обучении, так и при проведении психолого- педэгогических экспериментов в ходе учебного процесса.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства,

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид реоэнцефалограммы при спокойном состоянии обучаемого; на фиг. 3 - то же, при активной умственной работе; на фиг. 4 - то же. блока индикации; на фиг. 5 - то же, блока индикации консультативной информации; на фиг. 6 - то же, блока интегрирования; на фиг. 7 - то же, первого блока сравнения; на фиг. 8 - то же, третьего блока сравнения; на фиг. 9 - то же, блока счетчиков времени.

Устройство содержит (фиг. 1) пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, блок 4 индикации, блок 5 ввода реакций обучаемых, блок 6 ключей, блок 7 индикации консультативной информации, блок 8 интегрирования, первый блок 9 сравнения, второй блок 10 сравнения, пороговый блок 11, счетчики 12, блок 13 синхронизации, блок 14 задания пороговых напряжений, третий блок 15 сравнения, блок 16 счетчиков времени.

Блок 4 индикации состоит из элементов 17-19 индикации уровней логического мышления для каждого обучаемого, элементов 20-22 индикации уровней образного мышления для каждого обучаемого, элемента 23 индикации логической трудоемкости программы и элемента 24 индикации образной трудоемкости программы.

Блок 5 ввода реакций обучаемых, как и в основном изобретении,состоит из последовательно включенных двух групп биодатчиков, узла усилителей, коммутатора, селектора и аналого-цифрового преобразователя.

Блок 6 ключей, как и в основном изобретении, включает электронные ключи по числу пультов обучаемых.

Блок 7 индикации консультативной информации состоит из цепочек по две на каж- дый пульт 2 обучаемого, содержащих первый регистр 25, первый узел 26 сравнения, первый счетчик 27, второй узел 28 срав- нения, первый индикатор 29, второй регистр 30, третий узел 31 сравнения, второй счетчик 32, четвертый узел 33 сравнения, второй индикатор 34, элемент И 35. третий индикатор 36.

Блок 8 интегрирования содержит первые интеграторы 37 и узлы 38 умножения, первый групповой интегратор 39, вторые интеграторы 40 и узел 41 умножения, второй групповой индикатор 42.

Первый блок 9 сравнения представлен

узлами 43 и 44 сравнения по два узла на

каждый пульт обучаемого. На выходах узлов

43 и 44 сравнения появляются сигналы:

0 Больше, Равно или Меньше.

Второй блок 10 сравнения, как и в основном изобретении, состоит из цепочек последовательно включенных узлов сравнения и логических элементов И, а также циф- 5 роаналоговых преобразователей.

Пороговый блок 11, как и в основном изобретении, представлен логическими элементами определения экстремума. Счетчики 12, как и в основном изобретении, 0 представлены реверсивными счетчиками.

Блок 13 синхронизации, как и в основном изобретении, включает последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, распредели- 5 тель импульсов и триггер.

Блок 14 представлен набором переключателей, позволяющих задавать в цифровом коде предельные значения Н2тах и времени работы ta max (для блока 7) и фоновое значе- 0 ние Н2ф (для блока 15).

Третий блок 15 сравнения представлен узлами 45 и 46 сравнения по два узла на каждый пульт 2 обучаемого.

Блок 16 счетчиков времени представлен 5 счетчиками 47 и 48 времени по два на каждый пульт 2 обучаемого.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в блоке 14 уста- 0 навливается фоновое значение Н2ф (в спокойном состоянии), предельно допустимое значение Н2тах, а также предельно допустимое время работы обучаемого на уровне H2max - tamax. Учащиеся получают програм- 5 му, после чего с пульта 1 включаются все блоки устройства и через электроды биодатчиков блока 5 пропускают слабый ток. На выходе этих биодатчиков для обучаемого, начавшего работать над программой, появ- 0 ляется сигнал, форма которого приведена на фиг. 2. Эти сигналы проходят через узел усилителей, нормирующий сигнал, коммутатор, обеспечивающий переключение с одного канала на другой по сигналам из блока 13, 5 селектор, обеспечивающий выделение сигнала основной волны Hi, и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя . блока 5 и узлы сравнения блока 10, уровни срабатывания которых смещены один относительно другого на интервал квантования

ДХ. Учитывая, что АЦП блока 5 работает на участке реоэнцефалограммы а, Ь, с, d (фиг. 2 и 3), где происходит уменьшение сигнала, то вначале сигналы из блока 10 проходят на прямые входы счетчиков 12, а в момент увеличения сигнала, что на участке реоэнцефалограммы а, Ь, с, d (фиг. 3) соответствует катакротическому зубцу (Ь - N2), сигналы начинают поступать из блока 10 на инверсные входы счетчиков 12. Этот момент (появление экстремума) фиксируется пороговым блоком 11, который включает блок б, и с АЦП блока 5 - второго выхода блока 5 через блок 6 ключей значение На поступает на первые входы регистров 25 и 30 блока 7, на вторые входы которых поступают сигналы от блока 13, обеспечивающие запись На с первого канала биодатчиков блока 5 в регистр 25, а с второго - в регистр 30. С выходов регистров 25 и 30 сигналы поступают на входы узлов 45 и 46 блока 15, где происходит их сравнение с сигналом Н2ф, поступающим из блока 14, на входы интеграторов 37 и 40 блока 8 и на входы первых узлов 26 и 31 блока 7, где происходит их сравнение с сигналом Н2тах, поступающим из блока 14. Как только На по любому из двух каналов (с выходов регистров 25 и 30) или по двум каналам сразу превысит значение Н2ф, на выходах соответствующих узлов 45 и 46 блока 15 появляются сигналы, которые, поступив на входы счетчиков 47 и 48 блока, разрешают счет импульсов, поступающих от блока 1,3. При снижении На ниже уровня Наф сигналов на выходах узлов 45 и 46 нет и счет импульсов счетчиками 47 и 48 прекращается. Таким образом, в счетчиках 47 и 48 записывается для каждого учащегося время его активной работы соответственно над логической и обратной частями учебного задания. Интеграторы 37 и 40 блока 8 при отсутствии сигналов от пультов 2, т.е. данный обучаемый работает над программой, осуществляют интегрирование значений На, поступающих с регистров 25 и 30. Как только обучаемый верно выполнит задание, сигнал с пульта 2 проходит на блок 8 и сигналы с выходов интеграторов 37 и 40 поступают на узлы 38 и 41, где осуществляется перемножение проинтегрированных величин На с активным временем работы обучаемого соответственно над логической и образной частью задания, поступающим от счетчиков 47 и 48 блока 16. В результате на выходе узлов 38 и 41 мы получаем сигналы комплексной оценки трудоемкости программы для данного обучаемого по логической (с выхода узла 38) и образной составляющей (с выхода узла 41). Эти сигналы поступают на первые входы узлов 43 и 44

блока 9 и групповые интеграторы 39 и 42, с выходов которых сигналы поступают на вторые входы узлов 43 и 44 блока 9 и индикаторы 23 и 24 блока 4. Узлы 43 и 44 блока 9 5 сравнивают значения трудоемкости программы для каждого обучаемого по логическому и образному компонентам с соответствующими среднегрупповыми этими же значениями и выдают сигналы Боль- 10 ше, Равно или Меньше, которые поступают на соответствующие элементы 17-22 индикации блока 4, которые трансформируют их при приходе сигнала разрешения от счетчика 3 в соответствующие 15 визуальные сигналы: I логический уровень. II логический уровень, III логический уровень, I образный уровень, II образный уровень и III образный уровень. Как только значение На по одному или 0 обоим каналам превысит значение Натах, на выходе соответствующих узлов 26 и 31 появляются сигналы, позволяющие запись импульсов, поступающих от блока 13, в счетчики 27 и 32. Эта запись прекращается, 5 как только На снизится ниже уровня Натах, а при последующем возрастании На выше указанного уровня вначале сигналом с узлов 25 и 31 производится сброс счетчиков 27 и 32, а затем начинается повторная запись 0 импульсов. Таким образом, в счетчики 27 и 32 записывается информация о времени непрерывной работы обучаемого на запредельных уровнях напряженности соответственно по логическому и образно- 5 му компонентам. Как только это время превысит заданное в блоке 14 время tamax. на выходе соответствующих узлов 28 и 33 появляется сигнал, обеспечивающий срабатывание соответствующих индикаторов 29 и 0 34. Если это произойдет в узле 28, то индикатор 29 обеспечивает визуальную надпись Переключитесь на образно-интуитивную часть задания, если - в узле 33, то через индикатор 34 - Переключитесь на логиче- 5 скую часть задания. Если же это произойдет и в узле 28, и в узле 33, то на выходе элемента 35 появляется сигнал, который погашает индикаторы 29 и 34 и включает индикатор 36 - Вам необходимо немного 0 отдохнуть, а затем вновь вернуться к работе над программой.

Так осуществляется работа устройства до тех пор, пока все обучаемые правильно выполнят задание. После чего из счетчика 3 5 поступает сигнал разрешения в блок 4 на визуализацию информации через элементы 17 - 24. В результате по завершению работы всех обучаемых над программой мы имеем данные о средней групповой трудоемкости программы по ее логическому (элемент 23) и

образному компонентам (элемент 24), а для каждого обучаемого имеем соответственно данные об оценке уровня его логического мышления в виде: или I логический уровень (элемент 17), или II логический уровень (элемент 18), или III логический уровень (элемент 19) и образного мышления в виде: или I образный уровень (элемент 20), или II образный уровень (элемент 21), или III образный уровень (элемент 22). Таким образом, введение блока задания пороговых значений, третьего блока сравнения, блока счетчиков времени и их связей, а также особенностей конструктивного исполнения блока индикации консультативной информации и блока интегрирования, обеспечивает расширение дидактических возможностей устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для обучения по авт. св. Ns 1043719, отличающееся тем, что. с целью расширения дидактических возможностей устройства , в него введены блок задания пороговых напряжений, третий блок сравнения и блок счетчиков времени, выходы группы которого соединены с входами третьей группы блока интегрирования, входы второй группы которого объединены с входами первой группы третьего блока сравнения, выход которого соединен с входом разрешения блока счетчиков времени, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации и с тактовым входом блока индикации консультативной информации, второй и третий информационные входы которого соединены с первым и вторым выходами блока задания пороговых напряжений, третий выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок индикации консультативной информации содержит два регистра, четыре узла сравнения, два счетчика, три индикатора и элемент И, выход первого регистра подключен к первому входу первого

узла сравнения, выход которого соединен с входом разрешения первого счетчика, счетный вход которого является первым счетным входом блока, а выход соединен с

первым входом второго узла сравнения, выход которого соединен с информационным входом первого индикатора и с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго

индикаторов и с входом третьего индикатора, выход второго регистра соединен с первым входом третьего узла сравнения, выход которого соединен с входом разрешения второго счетчика, счетный вход которого является вторым Счетным входом блока, а выход соединен с первым входом четвертого узла сравнения, выход которого соединен с информационным входом второго индикатора и с вторым входом элемента И, вторые

входы первого и третьего узлов сравнения объединены и являются вторым информационным входом блока, вторые входы второго и четвертого узлов сравнения объединены и являются третьим информационным входом

блока, выходы первого и второго регистров являются выходами группы блока.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что. блок интегрирования содержит два узла умножения и два интегратора.

информационные входы первого и второго интеграторов являются первыми входами группы блока, управляющие входы первого и второго интеграторов объединены и являются вторым входом групп.ы блока, выход

первого интегратора соединен с первым входом первого узла умножения, выход второго интегратора соединен с первым входом второго узла умножения, второй вход которого и второй вход первого узла умножения являются входами третьей группы блока, выходы первого и второго узлов умножения соединены с входами первого и второго групповых интеграторов и являются выходами первой группы блока, выходы

первого и второго групповых интеграторов являются выходами второй группы блока.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным обучающим системам, и может быть использовано как при обучении, так и при проведении психолого-педагогических экспериментов в ходе учебного процесса. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, блок 4 индикации, блок 5 ввода реакций обучаемых, блок б ключей, блок 7 индикации консультативной информации, блок 8 интегрирования, блок 9 сравнения, второй блек 10 сравнения, пороговый блок 11, счетчики 12 и блок 13 синхронизации. Кроме того, устройство содержит блок 14 задания пороговых напряжений, третий блок 15 сравнения и блок 16 счетчиков времени. 2 з.п. ф-лы. 9 ил. со С г g сь ю ю 00 го

Фиг. 2

от блока 9

4

17

21

10

22

+

19

Li

от f/roKu в ФигЛ

Фиг.З

±г±

17

20

18

21

19

22

24

от М.З

Т

Фиг. 5

от блока 8

Ј.

к йлоку 4 Фиг. 7

к 5локд 16

от блока Фиг. в

к 6/to кап 7и8

от блока 15 Фиг. 9