Обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(54 ) ОБУЧАШЩЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для обучения, и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации программированного обучения.

По основному авт.св. 723646 известно обучающее устройство, содержсщее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения ответов и блока памяти, выход блока памяти соединен со входом блока воспроизведения, подк- юченного к входам блока регистрации, блока сравнения ответов и блока сравнения адресов, выходкоторого соединен со входом блока памяти, блок определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входами блоков сравнения адресов и ответов и блока управления, и регистр адреса, по дключенный к выходам блоков воспроизведения и управления и ко входам блоков сравнения адресов и памяти

Данное устройство позволяет реализовать разветвленные обучающие nporpaMN&i, в которых процесс адап гации производится по ответам учащихся с В1адачей визуальной информации а также дает возможность использовать синхронизированный магнитофон для выдачи звуковой инфО мации.

Однако известное устройство не позволяет точно и объективно оценивать индивидуальные особенности мышления обучаемого при восприятии и переработке визуальной и звуковой информации. Кроме того, при использовании текстовой программы для определения индивидуальных особенностей требуется дополнительное время гфеподавателя и учащихся, а

5 также значительный расход программоносителя. Следовательно, это-устройство не позволяет правильно управлять выдачей визуальной и звуковой информацией в зависимости от особен0ностей учащегося воспринимать и перерабатывать различные виды информации.

Причиной этого недостатка является отсутствие возможности индивиду5ально определять наиболее приемлемую форму мышления данного учащегося в зависимости от вида информации и выбирать обучающую программу с оптимальным соотношением видов учеб0ной информации. ч

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет учета Физиологического состояния учащихся.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены последовательио включенаые датчик сигнала физиологических параметров учащегося, генератор и блок анализа физиологического состояния учащегося, соединенный с выходами блоков ввода ответов и определения признаков и со входом регистра адреса, выход блока сравнения адресов подключен ко.входу блока воспроизведения.

При этом блок анализа физиологического состояния учащегося содержит элементы И, инвертор, триггеры, одновибратор и элемент задержки, соединенный через первый элемент И с первыми входами блока и непосредственно с первым входом второго элемента и, второй вход которого непосредственно подключен ко второму входу блока, а выход - через первый триггер к первому выходу блока, выход третьего элемента И через йторой триггер соединен со вторым выходом блока, первый вход - через инвертор со вторым входом блока, а второй вход - через одновибратор с одним из первых входов блока.

В предлагаемом устройстве использован эффект депрессии альфа-ритмов мозга у определенного круга индивидуумов, динамика которых связана с особенностями, мышления индивидуума.

Альфа-ритм наблюдается постоянно у 15% людей, у 15% его нет,а у 70% он появляется тогда, когда мозг отдыхает. Те индивидуумы, у которых альфа-ритма никогда не было, имеют хорошую зрительно-образную память, и они луьаие воспринимают и перерабатывают визуальную информацию. У тех индивидуумов, у которых альфа-ритм наблюдается постоянно {не депрессирует),оперирование слуховыми образами в процессе мышления преобладают над зрительными.Кроме того, они испытывают трудности при.восприятии и переработке визуальной информации. юди с нормальной динамикой альфа-ритма способны пользоваться как слуховыми, так и зрительными образами при обучении.

Устройство позволяет обучаться по программам, в которьк соотношение выдаваемой визуальной и звуковой информации соответствуетособенностям ышления учащегося.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 ри типа кодов со схематическим изоражением блока воспроизведения; на фиг.З - функциональная схема блока анализа физиологического состояния чащегося.

Обущающее устройство (фиг.1) содержит блок 1 ввода ответов, с язанный с блоком 2 сравнения ответов, блоком 3 анализа физиологического состояния учащегося и блоком 4 памяти, соединенным с блоком 5 воспроизведения, который подключен к блоку б регистрации, блоку 7 сравнения ад.ресов, регистру 8 адреса, блоку 2 (сравнения ответов и блоку 9 определения признаков, соединенному с блоком 3 блоком 7 сравнения адресов, блоком 10 управления и блоком 2 сравнения ответов, связанным с блокс 1 10 управления, который соединен с блоком 6 регистрации и регистром 8 адреса, подключенным к блоку 4 памяти и блоку 7 сравнения адресов, выход которого подсоединен к блоку 4 .памяти и ко входу блока 5 воспроиз-, ведения, а,кроме того, датчик 11 через генератор 12 соединен с блоком 3, выход которого подключен к регистру 8 адреса.

Блок ввода ответов состоит из кнопки Готов, триггера Готов, цифро-буквенных кнопок ввода ответов , деишФратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны)

Блок 4 памяти включает носитель иформации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления, проекционную .лампу, и реверсивный лентопротяжный механизм (не показан.Ы),

Блок 5 воспроизведения состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей 13, преобразунхдих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их, а также из синхронизированного магнитофона 14.

БЛОК 6 регистрации включает в себя счетчик ошибок со схемой совпадения на счетном йходе, дешифратор и индикаторные лампы оценок (не показаны).

Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (фиг.2). В предлагаемом устройстве программа имеет три типа 15, 16 и 17 кодов с различными функциями в управлении работой устройства.

Коды типа 15 содержат код 18 возможного ответа, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд 19 Обязательное сравнение, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 20 Неправильно , предназначенный дли занесения одного штрафного балла в блок регистрации, и отличительный признак 21, служащий для опознавания кодов типа 15. Отличительный признак содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов (например.

3-Jl снизу разряд светлый, а 2-й снизу - темный).

Коды типа 16 содержат адрес (код) 22 следующего кадра, по которому нужно искать следукядий кадр/ а также разряд 23 направления движения кинопленки Реверс. Отличительный признак 24 предназначен для опознавания кодов типа 16 (например, 3-й снизу разряд темный, 2-й снизу разряд светлый).

Коды типа 17 содержат адрес (код) 25 кадра, являющийся двоичным номеро кадра и предназначенный для сравнени с адресом следующего кадра, разряд 2 служащий для включения синхронизированного магнитофона,и отличительный признак 27 (например, 2-й и 3-й снизу разряды светлые).

В кодах всех типов существует один служебный разряд 28 Маркер, предназначенный для формирования разрешсшщего сигнала на считывание всего кода.

Блок 5 воспроизведения включает разряды 29-36 (фиг.2).

Блок 3 анализа физиологического состояния учащегося состоит (фиг.З) из элементов И 37-39, инвертора 40,. триггеров 41 и 42, Сдиовибратора 43 и элемента задержки 44.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Учащийся перед обучением в то время, когда его мозг отдыхает, нажимает кнопку Готов блока 1 ввода ответов. Триггер Готов устанавлива ется в единичное состояние и блок 1 ввода ответов выдает разрешающий сигнал на определение уровня альфаритма в блок 3, по которому последний запоминает низкий уровень сигнала, приходящего с генератора 12, тем самым фиксируя низкий уровень альфа-ритма во время отдыха мозга. Кроме того, из блока 1 в блок 4 памяти поступает сигнал, по которому включается проекционная лампа, и кадр с учебным материалом проектируется на экран; Через промежуток времени, необходимый для осмысливани учащимся визуальной информации, блок 3 записывает сигнал высокого уроннд из генератора 12 по разрешающему сигналу блока 9 определения признаков о-наличии кода типа 17, тем фиксируя отсутствие депрессии альфаритма во время работы мозга. Если

во время отдыха мозга уровень альфаритма был высоким, а во время работы мозга - низким, то блок 3 запоминает наличие депрессии альфа-ритма-. Из блока 3 на два элемента регистра 8 адреса поступает код, свидетельствующий об отсутствии сшьфа-ритма, о постоянном присутствии альфа-ритма или о наличии депрессии альфа-ритма у учащегося, что определяет подпрограмму, по которой следует обучать

учащегося,Обучающие подпрограммы отличаются определенным соотношением звуковой и визуальной информации, наилучшим образом соответствующим особенностям мыаления г.инного учащегося. В первой подпрограмме экспозиция кадров не дополняется (или почти не дополняется) звуковым сопровождением, во второй - почти все кадры дополняются звуковым сопровождением. 3 третьей подпрограмме соогашение звуковой и визуальной информации определяется особениост ми программируемого учебиого материала для учащихся с депрессируем Авьфа-ритмом.

После ввода учащимся: ответа блок 1 ввода ответов выдает код ответа в блок 2 сравнения ответов« а по коду ответа особенности мьволения учащегося и кодам, считываемом с кииопленки, осуществляется гюиск необходимого кадра. В блок 2 поступают сигналы с фотоэлектрических усилителей 13 блока 5/воспроизведения, считьшаю дих коды возможных ответов и разряд Обязательное сравнение, а из блока определения признаков 9 поступают сигналы о считывании кодов типа. 15.

В исходном состояний.устройство реагирует только на коды типа 15.Пут поразрядном сравнении кода ответа с кодом возможного ответа И при иаличи сигнала из блока 9 блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10 управлеиия. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа, то прндет код типа 1 стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд .Обязательное сравнение , и при считывании такого кода блок 2 выдает сигнал в блок 10.

В блок 9 определения признаков поступают сигналы из разрядов 34 и 35 блока 5 воспроизведения, занятых отличительными при знак гили, а .из блока 9 поступают разрвиающие сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 15, в блок управления 10, если считываемый код относится к типу 16, в блок 7 сравнения адресов и в блок 3 анализа физиологического состояния учащегося, если это код типа 17.

Блок управления 10 по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выцает кратковременный сигнал на запись и индикацию ошибки в блок 6 регистрации, и если в сравниваемом коде типа 15 закодирован разряд, Неправильно , который из блока. . 5 подается в блок 6, то при совпадении двух сигналов блок б регистрирует и индицирует ошибку. После запоминания сигнала

сравнения кода возможного ответа и кода ответа блоком 10 первый пришедший код типа 16 вызывает появление сигнала из блока 9 в блок 10, которъгй вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса необходимого кадра в регистр 8 адреса. Адрес необходимого кадра формируется из адреса 22 следующего кадра и сигнала 23 Реверс , приходящих в блок 8 из блока 5, а также из двух разрядов кода приходящего в блок 8 из блсжа З.Бсл необходимый кадр находится в стороне, противоположной первоначальному направлению движения кинопленки, то регистр 8 адреса подает сигнал Реверс в блок 4 памяти, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное.

Блок сравнения адресов 7 производит поразрядное сравнение адреса нужного кадра, приходящего из регистра 8 адреса, и кода кадра, приходящего из блока 5 воспроизведения, при наличии разрешающего сигнала из блока 9 определения признаков {о наличии кода типа 17),П1М поразрядном сравнении блоксяи 7 вьшгштс сигнал на остано йку лентопротяжного механизма а блок 4 памяти и разрешающий сигнал на включение синхронизированного магнитофона 14. Если в кодв- ипа 17 содержится закодированный разряд 26, то по сигналу из фотоэлектрических усилителей 13 включится синхронизированный магнитофон 14.

Обучакндее устройство работает следунедим образомi

С учащегося во время отдыха мозга датчиком 11 снимается уровень альфа-ритма. Генератор 12 с пороговыми элементами преобразует альфаритм в логические уровни сигналов. При отсутствии альфа-ритм у учащегося низкий уровень сигнала с генератора 12 инвертируется эле «нтом 40 и подается на первый вход элемев та И 38. При нажатии учащимся кнопки Готов в блоке 1 ввода ответоа, одновибратор 43 вырабатывает разрш ккдий импульс на второй вход элелвнта И 38, с выхода которого сигнал, свидетельствукяций о низком уровне альфа-ритма учащегося, записывается в триггер 41. Если при нажатии кнопки Готов во время отдыха мозга учащегося на выходе генератора 12 прису ствует высокий сигнал, то он яе записывается в триггер 41.

Сигнал наличия кадра с учебной информацией приходит на первый вход элемента И 37, на его второй вход приходит сигнал с Yp rrepa Готов блока 1. Через врем|1, определяемое элементом задержки 44 и необходимое для осмысливания учебного материеша, во время работы мозга разрешаизщий сигнал с элемента задержки .44 прихо

дит на первый вход элемента И 39. На второй вход элемента и 39 приходит сигнёш высокого уровня с генератора 12, свидетельствующий-о том, что альфа-ритм присутствует постоянно, или приходит сигнал низкого уровня. При наличии сигнала высокого уровня единичный сигнал элемента И 39 запишется в триггер 42.

Таким образом, если в триггерах |41 и 42 присутствует комбинация уровней , то это свидетельствует о постоянном отсутствии альфа-ритм учащегося, если о постоянном присутствии альфа-ритма, комбинация - о нормальной динамике альфа-ритма. Сигналы с выходов триггеров 41 и 42 поступают в блок 8, где записываются в начале и сохраняются до конца обучения. В первом случае учащемуся выдается: подпрограмма без использования магнитофона, во втором - с его преимущественным использованием, s третьем случае магнитофон подключается в определенных ситуациях.

Применение предлагаемого устройства позволяет подвысить эффективность обучения. Определение способности учащегося воспринимать и перерабатывать информацию определенного вида (звуковую, зрительную или как звуковую, так и зрительную) позволяет адаптивно обучать учащихся. При этом производится выбор подпрограммы с определеи шм соотношением зрительной и эвуковой информации, соответствующим особенностям мышления учащегося.

ФО1жула изобретения

и со ахоясал регистра адреса, выход блока сравнения адресов подключен ко входу блока воспроизведения.

и непосредственно - с первым входом второго элемента И, второй вход которого непосредственно подключен ко второму входу блока, а выход - через первый, триггер к первому выходу блО

ка, выход третьего элемента И через второй триггер соединен со вторым выходом блока, первый вход - через инвертор со вторым, входом блока, а второй вход - через одновибратор с одним из первых входов Блока.

IS

15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).

17