Устройство для обучения Советский патент 1982 года по МПК G09B7/07 

1

Изобретение относится к техничесКИМ средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для группового обучения с индивидуальным контролем учебного процесса и является усовершенствованием основного

По основному авт. ев tf известное устройство для обучения, содержащее пульт преподавателя, соединенный с генератором тактовых импульсов и пультами учащихся, подключенными через счетчик сигналов правильности ответов к блоку индикации результатов ответов и непосредственно к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с генератором тактовых импульсов, третьи входы - с выходами соответствующих амплитудных селекторов, а выходы через последовательно включенные счетчики времени и блок сравнения - с одними входами блока индикации результата ответа и через последовательно включенные элемент ИЛИ, блок определения средней производительности учащихся и сумматора с другими входами блока индикации результата ответов и со входами блока сравнения, а также последовательно включенные генератор высокочастотных сигналов, датчики электробиолюминесценции, соединенные со входами

10 соответствующих амплитудных селекторов, и индикаторы работоспособности учащихся, подключенные к выходам соответствующих амплитудных селекторов,

15 В устройстве обеспечены контроль утомления обучаемых и регулировка режима труда и отдыха по данным контроля } }.

Однако информативность контроля

20 утомления в известном устройстве недостаточна из-за подключения датчиков электробиолюминесценции к генератору высокочастотного сигнала, напряжение которого в процессе работы не изменяется Для устройства характерна также нестабильность контро ля из-за изменения величины сигнала датчика электробиолюминесценции при изменении положения тела обучаемого. Эти факторы снижают эффективность обучения. Целью изобретения является повышение точности устройства, позволяющее повысить эффективность обучения путем стабилизации положения датчиков электробиолюминесценции и измере ния их сигналов при изменении напряжения от высокочастотного генератора Цель достигается тем, что в устройство введены первые и вторые аттенюаторы, усилители, кольцевые счет чики, генератор одиночных импульсов счетчики импульсов электробиолюминес ценции, дешифраторы и дополнительные элементы И, причем выход генератора высокочастотных сигналов подключен к входам датчиков электробиолюминес ценции через последовательно соединенные соответствующие вторые аттенюаторы подключены и усилители, вхо ды амплитудных селекторов через соо ветствующие вторые аттенюаторы подключены к выходам соответствующих датчиков электробиолюминесценции и кольцевых счетчиков, первые и вторы входы которых соединены соответстве но с выходами генератора тактовых импульсов и генератора одиночных им пульсов, а выходы - с установочными входами счетчиков импульсов электро биолюминесценции , выходы основных элементов И через последовательно соединенные соответствующие счетчики импульсов электробиолюминесценции, дешифраторы и дополнительные элемен ты И подключены к входам соответствующих счетчиков времени и элемента ИЛИ, выходы дешифраторов соединены с входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся. Введение аттенюаторов позволя ет измерять электробиолюминесценции при нескольких значениях напряжения от генератора высокочастотного воздействия, что повышает информативность контроля. На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 и 3 схемы первого и второго аттенюаторов; на фиг конструкция датчика электробиолюминесценции и фиксируюи4его узла. Пульт 1 преподавателя соединен через пульт 2 учащихся со счетчиком 3 сигналов правильности ответов Кроме того, пульт 1 соединен с генератором тактовых импульспе. Выход генератора 5 высокочастотных сигналов подключен к сигнальным входам аттенюаторов 6, соединенных своими выходами через оконченные усилители 7с датчиками 8 электробиолюминесценции, выходы которых подключены к сигнальным входам аттенюаторов 9 Выходы аттенюаторов 9 подключены к входам амплитудных селекторов Ю, Сигнальные входы кольцевых счетчиков 11, соединены с генератором Ц тактовых импульсов и генератором 12 одиночных импульсов, а выходы - с управляющими входами аттенюаторов 6 и 9. Входы установки нуля кольцевых счетчиков 11 связаны с кнопкой 13, а вход генератора 12 - с кнопкой Н, Первые входы элементов И 15 соединены с генератором , вторые - с пультами 2, а третьи - с выходами амплитудных селекторов И). Выходы элементов И 15 соединены с сигнальными входами счетчиков 16 импульсов электробиолюминесценции, входы установки нуля которых подключены к нулевым выходам кольцевых счетчиков 11,8 выходы - к входам дешифраторов 17, выходы которых соединены с индикаторами 18 работоспособности учащихся и элементов И 19, которые соединены с пультами 2 и с генераторами , а выходы - с входами счетчиков 20 времени и входами элемента ИЛИ 21, выходы которого через блок 22 определения средней производительности учащихся соединены с входами сумматора 23, выход которого соединен с входом блока 2k индикации результата ответов К входам блока 25 сравнения подключены выходы счетчиков 20 времени, к вторым входам - выходы сумматора 23, выходы блока 25 соединены с входом блока 2k, вход которого соединен также со счетчиком 3. Над датчиками 8размещены фиксирующие узлы 26. Первый аттенюатор 6 содержит резистор 27, включенный между сигнальным входом и выходом аттенюатора, транзистором 28, коллекторы которых через резисторы 29 подключены к выходу, а базы соединены с управляющими входами аттенюатора Во втором аттенюаторе 9 между сигнальным входом и выходом включен регулируемый резистор 30, а коллекторы транзисторов 31 подключены к выходам аттеню- агора через регулируемуе резисторы 32, базы соединены с управляющими входами аттенюатора. Датчик 8 электробиолюминесценции содержит электрод 33, подключенный к выходу усилителя 7, и фотоэлемент З, соединенный с сигнальным входом второго аттенюатора 9. Электрод 33 представляет собой прозрачную диэлектрическую, наприме стеклянную, пластину 35 с напыленным на нее прозрачным токопроводящи слоем 36, например двуокиси олова, и поверх этого слоя, по краю его, слоем 37 металла (например, серебра к которому припаян вывод , соединенный со входом датчика 8 электробиолюминесценции. Электрод 33 распо ложен между фиксирующим узлом 26 и фотоэлементом 3+ токопроводящим сло ем в сторону последнего. Фиксирующий узел 26 содержит диэлектрическую пластину 39 с отверст ем 0, имеющим коническую форму, Устройство для обучения работает следующим образом, Предварительная настройка элементов устройства на каждом рабочем мес те обучаемого сводится к подбору фик сирующего узла 26, закрепляемого затем над датчиком 8, и к регулировке с помощью резисторов 30 и 32 уров ней срабатывания амплитудного селектора. При этом включается только часть блоков устройства, а именно, на каждом рабочем месте включены генераторы 6 и 12, усилитель 7, селектор 10, атте нюаторы 6 и 9. Для измерения уровня электробиолюминесценции обучаемый вставляет средний палец левой руки в отверстие ЛО фиксирующего узла 26. Фиксирующий узел 26 подбирается для каждого обучаемого из комплекта таких узлов, отличающихся диаметром отверстия 0, таким образо чтобы фотоэлемент 3 фиксировал уровень электробиолюминесценции, который не менялся бы при изменении положения пальца относительно отверстия. Уровень электробиолюминесценции, измеряемый при , является фоновым уровнем для неутомленного обучаемого. При измерении этого уров ня производится нажатие вначале на кнопку 13 затем ма кнопку }k. При нажатии на кнопку 13 устанавливается исходное положение кольцевого счетчика 11. При этом один из транзисторов 28, связанный с соответствующим выходом кольцевого счетчика 11, открывается, подключая параллельно входу усилителя 7 включенный в коллекторе этого транзистора резистор 29. Напряжение на выходе аттенюатора 6 определяется соотношением сопротивлений резисторов 27 и 29, При каждом нажатии на кнопку состояние кольцевого счетчика 11 изменяется вследствие поступления на его вход импульса от генератора 12, сигнал появляется на одном из выходов счетчика 11, открывается один из транзисторов 28, подключающий один-из резисторов 29. Регулировка резисторов 30 и 32 осуществляется при каждом нажатии кнопок таким образом, чтобы напряжение на входе селектора 10 оставалось неизменным при переключении резисторов. Включение всех узлов и блоков устройства производится при получении обучаемыми учебной программы Переключение при этом резисторов в аттенюаторах 6 и 9 производится при поступлении импульсов от генератора , В начале работы над программой уров ни электробиолюминесценции, измеряемые датчиками 8, равны фоновым и не изменяются при переключении резисторов в аттенюаторах. По мере утомления эти уровни начинают снижаться Сопротивления резисторов выбраны такими, что при переключении изменяется напряжение на электроде. Закон измерения интенсивности свечения от утомления для различных значений напряжения различен, поэтому величина напряжения на входе амплитудного селектора 10 при утомлении будет изменяться при коммутации резисторов. Селектор 10 настроен таким образом, что единичный сигнал на его выходе сменяется нулевым при падении напряжения на его входе ниже заданного порогового уровня, при коммутации резисторов напряжение на входе селектора в какие-то моменты выше, а в какие-то - ниже порога, сигнал на выходе селектора представляет собой последовательность нулей и единиц. Утомление каждого обучаемого в процессе активной работы над программой определяется путем анализа этой последовательности на основе подсчета числа нулей и единиц в счетчике 16„ Дешифратор 17, представляющий собой набор элементов И, ИЛИ, подключен к выходам счетчика 16 таким образом, что сигнал на его выходе появляется при определенных комбинациях нулей и единиц на входе счетчика 2б, например, когда число единиц превосходит число нулей Исчезновение сигнала на выходе дешифратора 17 свидетельствует об утомлении обучаемого „ До момента фиксации утомления с дешифратора 17 поступает сигнал на первый вход второго элемента 19, на второй вход которого до момента ввода правильного ответа обучаемым поступает сигнал с пульта 2, В результате этого тактовые импульсы через элемент 19 поступают на счетчик 20 и через элемент 21, блок 22, обеспечивающий деление на число обучаемых в группе - на сумматор 23. С выхода сумматора 23 сигнал поступает на вто рые входы блоков 25 и 2, На первые входы блока 25 поступает сигнал от сметчика 20, а с выхода блока 25 сравнения - на блок 24. Однако блок 2k не обеспечивает визуальной индикации из-за отсутствия сигнала разрешения из счетчика 3. В момент утомления прекращается поступление сигнала с дешифратора 17 иа индикатор 18 и на второй элемент 19, что вызывает отключение индикатора 18 и прекращение работы счетчика 20. При отключении индикатора 18 обучаемый прерывает работу над программой до восстановления работоспособности Сигнал восстановления работоспособности , вырабатываемый на выходе дешифратора 17 при возвращении уровня электробиолюминесценции, определяемого датчиком В до исходного значения, приводит к включению ин дикатора 1 и возобновлению работы обучаемого над программой и поступле нию вновь тактовых импульсов через элемент 19 и на счетчик 20„ Так рабо та будет проходить до момента ввода обучаемым правильного ответа В этом случае из пульта 2 сигнал правильного ответа поступает в счетчик 3, а сигнал запрета - на элемент 19. Таки образом, к моменту усвоения программы обучаемым в счетчик 20 будет записано время его активной работы над программой, В сумматор 23 из канала данного обучаемого через элемент 21 и блок 22 будет записано время актив ной работы обучаемого, деленное на число обучаемых в группе Аналогичным образом будет происходить работа устройства параллельно для камдого обучаемого. Когда все обучаемые дадут правильные ответы, в счетчиках 20 будет записано время активной работы каждого обучаемого над программой, а в сумматоре 23 - общее время активной работы всех учащихся над программой, деленное на число учащихся в группе, т„е, средняя трудоемкость усвоения программы. Одновременно из счетчика 3 поступает си|- нал разрешения на блок 2. В этом слуслучае, блок 2k обеспечивает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сигналы со счетчика 20, поступающие на первые входы блока 25, обеспечивают появление сигналов на выходах блока 25, срабатывание блока 2k и индикацию уровня усвоения программы обучаемым в зависимости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления программы Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха обучаемых в процессе обучения в сочетании с точным учетом трудоемкости усвоения программ позволяет значительно повысить эффективность обученияо Экономическая эффективность использования предлагаемого изобретения в системе автоматизации обучения системы автоматизации проектных разработок (САПР) может быть определена , исходя из анализа следующих показателей:стоимость автоматизированного оборудования, расходы, связанные с обслуживанием технических средств обучения, время, затрачиваемое на обучение и фонд зарплаты обучающихся специалистов за время обучениЯоФормула изобретения Устройство для обучения по авт. св. № , отличающееся тем, чти, с.целью повышения точности устройства, в него введены первые и вторые аттенюаторы, усилители, кольцевые счетчики, генератор одиночных импульсов, счетчики импульсов электробиолюминесценции, дешифраторы и дополнительные элементы И, причем выход генератора высокочастотных сигналов подключен к входам датчиков электробиолюминесценции через последовательно соединенные cooi ветствующие первые аттенюаторы и уси лители, входы амплитудных селекторов через соответствующие вторые аттенюаторы подключены к выходам соответствующих датчиков электробиолюминесценции и кольцевых счетчиков, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходами генератора тактовых импульсов и генератора одиночных импульсов, а выходы - с установочными входами счетчиков импуль9110 сов электробиолюминесценции, выходы основных элементов И через последовательно соединенные соответствующие счетчики импульсов электробиолюминесценции, дешифраторы и дополнительные элементы И подключены к входам соответствующих счетчиков времени и элемента ИЛИ, выходы дешифраторов соединены с входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 7505 7, кл, G 09 В 7/07, 1978 (прототип).

39

26

3S

33

П

35 36

37

ФигЛ