Обучающее устройство Советский патент 1982 года по МПК G09B7/00 G09B9/00 

(Б) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к обучающи устройствам и может найти применение в качестве тренажера для обучения операторов систем управления. Известно обучающее устройство, содержащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося, который имеет пульт обучаемого, узел индикаторов, узел вычисления средне го времени, соединенные с блоком преподавателя, счетчик времени, соединенный через узел сравнения со счетчиком правильных ответов L1 J Недостатком известного обучающег устройства является невысокая эффек тивность обучения. Цель изобретения - повышение эффективности обучения. Поставленная цель достигается тем, что обучающее устройство, соде шащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося, который имеет пульт обучаемого, узел индикаторов, узел вычисления среднего времени, соединенные с блоком преподавателя, счетчик времени, соединенный через узел сравнения со счет; чиком правильных ответов, имеет узел генераторов сигналов воздействия, усилитель мощности, узел преобразования питания, датчик .электробиолюминесценции, амплитудный селектор, дифференцирующую цепь узел логической обработки информации и узел счетчиков времени, при этом узел генераторов сигналов воз действия непосредственно и через усилитель мощности соединен с узлом преобразования питания, один из входов которого связан с первым выходом узла логической обработки -«нформации, который вторым выходом соединен с информационным входом узла вычисления среднего времени, а третьим выходом - с управляющим входом счетчика времени, информационный выход усилителя мощности через последовательно соединенные датчик

электробиолюминесценции, амплитудный селектор соединен с входом дифференцирующей цепи и управляющим входом блока преподавателя, выход дифференцирующей цепи подключен к входу узла счетчиков времени и информационному входу узла логической обработки информации.

Узел преобразования питания имеет полупроводниковый стабилизатор напряжения, переключатель, триггер и дифференцирующую цепь, при этом выход дифференцирующей цепи через последовательно соединенные триггер и переключатель подсоединены к одним из выводов полупроводникового стабилизатора напряжения.

На фиг. 1 представлена схема связи рабочего места преподавателя с рабочими местами обучаемых; на фиг. 2 и фиг. 3 - схемы рабочего места преподавателя и рабочего места обучаемого соответственно; на фиг. - схема узла преобразования питания при использовании транзис-Торных стабилизатора напряжения и электронного ключа.

Рабочее место 1 преподавателя содинено с рабочими местами 2 обучаемых. Рабочее место 1 преподавателя содержит пульт 3 преподавателя, генратор 4 тактовых импульсов, первые счетчики 5 времени, сумматор 6, индикаторы 7 работоспособности, индикатор 8 времени выполнения задания . Рабочее место 2 обучаемого содержит пульт 9 обучаемого, генерато 10 высокочастотного воздействия, генератор 11 модулирующих импульсов импульсный модулятор 12, усилитель 13 мощности, узлы преобразования И питания, датчик 15 электробиолюминесценции, регулируемый амплитудный селектор 16, первый логический элемент 17 И, первый логический элемен 18 ИЛИ, узел 191 вычисления среднего времени работы над программой, первую дифференцирующую цепь 20, инвертор 21, первый счетчик 5 времени второй счетчик 22 времени, третий счетчик 23 времени, вторые логичес кие элементы 2 И, вторые логические элементы 2f И, вторые логически элементы 25 ИЛИ, блок 26 сравнения, счетчик 27 правильных ответов.

Выходы генераторов 10 и 11 подключены соответственно к первому и второму входам импульсного модулятора 12,выход которого соединен со

входом усилителя 13 мощности. Узлы 10-13 подключены к узлу 14 преобра- зования питания. Выход усилителя 13 соединен с датчиком 15, выход которого подключен ко входу селектора 16. Первый вход первого логического элемента 17 И соединен с генерато ром k, а выход- с входом первого счетчика 5 времени и первого логического элемента 18 ИЛИ, выход которого через узел 19 соединен со входом сумматора 6, выход которого подключен к индикатору 8. К первому входу блока 26 подключен выход счетчика 5, ко второму входу - выход сумматора 6, выход блока 26 соединен с входом счетчика 27 правильных ответов каждый из индикаторов 7 подключен к выходу соответствующего селёктора 16, соединенному также через первую дифференцирующую цепь 20 со вхо(дом установки нуля второго счетчика времени и входами инвертора 21, вы- j ход которого .подключен к входу ус

тановки нуля третьего счетчика 23 времени, счетнь е входы счетчиков 22 и 23 соединены с выходом генератора 4, а выходы этих счетчиков через вторые логические элементы 2k И,

а также выход первой дифференцирующей цепи 20 подключены к входам второго логического элемента 25 ИЛИ. Выход второго логического элемента 25 ИЛИ связан с узлом 14, который

содержит выпрямитель 28, регулируемый транзистор 29, балластный резистор 30, стабилитрон 31, транзистор 32 электронного ключа, переключат ель 33 и триггер З. Коллектор транзистора 29 подключен к потенциальному

выходу выпрямителя 28, а эмиттер соединен с выходбм узла И. Между эмиттером и базой транзистора 29 включен резистор 30, между базой транзистора 29 и корпусным выходом узла 14 - стабилитрон 31 и выводы коллектора и эмиттера транзистора 32, база которого через переключатель 33 может соединяться с корпусцым выходом источника 14 или с,выходом триггера 34, управляющий вход которого связан с выходом второго логического элемента 25 ИЛИ, а вход установки единицы - с пультом 2 преподавателя

через вторую дифференцирующую цепь 35 Узел генераторов сигналов воздействия включает в себя генераторы 10, 11 и импульсный модулятор 12. Узел логической обработки информации имеет 5 логические элементы И 17, ИЛИ 18, инвертор 21, логические элементы И и ИЛИ 25. Узел счетчиков времени имеет счетчики 22 и 23. Узел преобразования питания имеет полупроводн ковый стабилизатор напряжения, вклю чающий в себя выпрямитель 28, транзистор 29, резистор 30, стабилитрон 31, транзистор 32, а также переключатель 33, триггер 3 и дифференцирующую цепь 35. . После включения устройство работ ет следующим образом. Перед получением обучаемым прогр ; мы производится предварительная настройка устройства. При этом на каждом рабочем месте включены блоки 10-12, 15, 16 и узлы 14 питания. Переключатель 33 установлен в таком положении, что база транзистора 32 соединена с корпусным выходом источ ника питания, таким образом, транзи стор 32 закрыт, напряжение на выход источника 14 равно номинальному, определяемому стабилитроном 31. На )выходе импульсного модулятора 12 на ряжение имеет форму радиоимпульсов, которые, усиливаясь усилителем 13, обеспечивают работу датчика 15 электробиолюминесценции. Выходное напряжение датчика 15, представляющее собой исходный уровень электробиолюминесценции для каждого обучаемого, измеряется, и производится соответствующая индивидуальная регу лировка порога срабатывания каждог регулируемого амплитудного селектора 16. Затем обучаемые получают програм му. Переключатель 33 переводится в положение, соединяющее базу транзистора 32 с выходом двоичйого триггера 34. С пульта 2 преподавателя включаются блоки устройства, в момент включения блоков на выходе второй дифференцирующей цепи 35 фор мируется импульс, устанавливающий на выходе триггера 34 и, соответственно, на базе транзистора 32 нену« левой потенциал, соответствующий логической единице. При этом транзистор 32 открывается, напряжение на стабилитроне 31 и, соответственно, на выходе узла 14, падает до величины, близкой к нулю. При этом питание узлов 10-13 отключается, С момента получения учащимися програм мы тактовые импульсы с генератора 4 поступают на входы первых логических элементов 17 И. С амплитудного селектора 1б поступает сигнал на третий вход первого логического элемента 17 И, на второй вход ко торого до момента ввода правильного ответа обучаемым поступает сигнал с пульта 9 обучаемого. В резуль тате этого тактовые импульсы через первый логический элемент 17 И поступают на первый счетчик 5 времени и через первый логический элемент 18 ИЛИ, узел 19 вычисления среднего времени работы над программой , обеспечивающей деление на число обучаемых в группе, поступают на сумматор 6. С выхода сумматора 6 сигнал поступает на вторые входы блока 2б сравнения, поступает еигнал от первого счетчика $ времени, а с выхода блока 26сравнения,- на индикатор 8. Однако индикатор 8 не обеспечивает визуальной инди- : кации из-за отсутствия сигнала разрешения из счетчика 27 правильных ответов, В момент получения программы, отключения узла 14, падения напряжения на выходе датчиков 15 и селектора 16 на выходе первой дифференцирующей цепи 20 формируется импульс, устанавливающий на нуль третий счетчик 23 времени, С этого момента третий счетчик произ водит отсчет времени работы над программой. На основании данных о решении обучаемыми аналогичных задач (работе над программами аналогичной трудности) еще до начала работы устройства устанавливается минимальное время t работы обучаемого над программой без отдыха и минимальное время t отдыха. При этом в эти промежутки времени в контроле состояния обучаемого нет необходимости. Вторые логические элементы 2k И подключены к выходам счетчиков времени таким образом, что на выходе одного из элементов появляется сигнал при наличии на выходах связанного с ним счетчика комбинации сигналов, соответствующих ц, а на выходе другого элемента - t. До истечения t с момента начала работы над программой напряжение питания на узлы 1013 не подается, напряжение на входе датчика 15 близко к нулю, на выходр селектора 16- нулевой уровень. В мо мент гц на выходе элемента И 24 соот ветственно на выходе элемента 25 ИЛИ появляется.импульс, переворачивающий триггер 3. При этом транзистор 29 запирается и узел 1 обеспечивает но минальное напряжениепитания узлов 10-13. Датчик 15 фиксирует уровни электробиолюминесценции, близкие к исходным для каждого обучаемого. Уто ление каждого обучаемого в процессе активной работы над программой фиксируется его датчиком 15 электробиолюминесценции совместно с амплитудным селектором 16 по снижению уро вня электробирлюминесценции. В мо|мент утомления прекращается поступ-ё ление сигнала с амплитудного селектс тора 16 на индикатор 7 работоспособности и на логический элемент 17 И, что вызывает отключение индикатора 7 работоспособности и прекращение работы первого счетчика 5 времени. При отключении индикатора 7 работоспособности обучаемый прерывает работу над программой до восстановления работоспособности. В это же время, вследствие падения напряжения на выходе селектора 16, на вы, ходе первой дифференцирующей цепи 20 формируется импульс, устанавлива1ощйй счетчик на нуль, после чего начинается отсчет времени перерыва. Этот же импульс проходит через второй у; логический элемент 25 ИЛИ на вход триггера З, что приводит к отключению питания узлов 10-13, и уровень электробиолюминесценции до моMeHta t с начала перерыва не фик- сируется. Включение узла 1 и возобновление фиксации в момент t- с начала перерыва происходит аналогично моменту t . Сигнал восстановления работоспособности, вырабатываемый на выходе амплитудного селектора 16 при возвращении уровня электробиолюминесценции, определяемого датчиком 15 электробиолюминесценции, до исходного значения, приводит к включению индикатора 7 работоспособности и возобновлению работы обучаемого над программой и поступлению вновь тактовых импульсов через логический элемент 17 на счетчик 5 времени. Так происходит работа до момента ввода обучаемым правильного ответа. В этом случае из пульта 9 обучаемого сигнал правильного ответа поступает в счетчик 27 правильных ответов, а сигнал запрета - -на логический элемент 17 И.Таким образом,к м менту усвоения программы обучаемым в счетчик 5 време ни будет записано вре мя его активной работы над программой. В сумматор 6 из канала данного обучаемого через первый логический элемент 18 ИЛИ и узел 19 вычисления будет записано время активной работы обучаемого. Когда все обучаемые дадут правильные ответы, Б счетчиках 5 времени будет записано время активной работы каждого обучаемого над программой, а в сумматоре 6- общее время активной работы всех учащихся над программой/ деленное на числа учащихся в группе, т.е. средняя труя доёмкость усвоения программы. Одновременно из счетчика 27 правильных ответов поступает сигнал разрешения на индикатор 8. В этом случае последний обеспечивает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сигналы со счетчика 5 времени, поступающие на первые входы блока 26 сравнения, ,и сигналы, поступающие от сумматора 6 на вторые входы блока 26 сравнения, обеспечивают появление сигналов на выходах блока 2б сравнения, срабатывание индикатора 8 и индикацию уровня усвоения программы обучаемым в зависимости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления прог-. раммы. Введение в схему устройства генераторов модулирующих импульсов и импульсных модуляторов (то обеспечивает запитку датчиков электробиолюминесценции радиоимпульсами), а такЖе отключение узлов 10-13 на значительные промежутки времени приводит к снижению средней мощности высокочастотного электромагнитного поля, воздействующего на человека и излучаемого в пространство. Использование изобретения позволяет также повысить эффективность обучения. Формула изобретения 1, Обучающее устройство; содержащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося у который имеет пульт обучаемого,узел индикаторов,узел вычисления среднего времени,соединенные с блоком преподавателя,счетчик времени,соединенный через узел сравнения со счетчиком правильных ответов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обучения, оно имеет узел генераторов сигналов воздействия, усилитель мощности, узел преобразования питани датчик электробиолюминесценции, амплитудный селектор, дифференцирующую цепь, узел логической обработки информации и узел счетчиков времени, при этом узел генераторов сигналов воздействия непосредственно и через усилитель мощности соединен с узлом преобразования питания, один из входов которого связан с первым выходом |узла логической обработки информации, который вторым выходом соединен с информационным .входом узла вы« числения среднего времени, а третьим выходом. - с управляющим входом счетчика времени, информационный выход усилителя мощности через последовательно соединенные датчик электробиолюминесценции, амплитудный селектор соединяется с входом дифференцирующей цепи и управляющим входом блока преподавателя, выход дифференцирующей цепи подключен к входу узла счетчиков времени и информационному входу узла логической обработки информации. 2. Устройство по п. 1, от л и чающееся тем, что узел преобразования питания имеет полупроводниковый стабилизатор напряжения, переключатель, триггер и дифференцирующую цепь, при этом выход дифференцирующей цепи через последовательно соединенные триггер и переключатель подсоединены к одним из выводов полупроводникового стабилизатора напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 7505 7, кл. G 09 В 7/07, 1978.

Фиг.