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

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к техническим средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для целей группового обучения с индивидуальным контролем учебного процесса .

По основному авт. ев, f известно устройство, 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 соот ветствующие счетчики времени и блок сравнения - с одним входами блока индикации результата ответов и ч ерез последовательно включенные элемент ИЛИ, блок определения средней производительности уча||(их&я и сунматор - с другими входами блока индикации результата ответов и со входами блока сравнения, последовательно включенные генератор высокочастотных сигналов, датчики электронолюминесценции, соединенные со входами соответствующих амплитудных се10лекторов, и индикаторы работоспособности учащихся, подключенные к выходам соответствующих амплитудных селекторов р J.

15

В устройстве обеспечен контроль утомления обучаемых на основе замера уровня электробиолюминесценции и регулировка режима, труда и отдыха по данным контроля.

20

Однако чувствительность такого контроля недостаточна, так как электробиолюминесценция, измеряемая в

устройстве, представляет собой в действительности сине-фиолетовую сумму люминесценции воздуха, находящегося внутри датчика, которая .слабо- зависит от утомления обучаемого, и красно-желтой составляющей, имеющей биогенную природу. Кроме того, источником ошибок измерения является нестабильность амплитуды выходного напряжения генератора высокочастотного воздействия,, Постоянный контакт с датчиком электробиолюминесценции отвлекает обучаемого от работы над программой. Эти факторы снижают эффективность обучения.. Цель изобретения - повышение эффективности обучения путем совершенствовани;я контроля утомления обучаемого. Цель достигается тем, что в устройство для обучения введены стабили заторы амплитуды импульсов и последо вательно включенные элементы И второ группы, счетчики времени второй труп пы, элементы И третьей группы, триг геры и элементы И четвертой группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся, а вторые входы - с выходами соответствующих пультов учащихся, подключенными к вторым входам соответствующих тригге ров и к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы генераторов высокочастотных сигналов подключены к соответствующим датчикам электробиолюминесценции через соответствующие стабилизаторы амплитуды импульсов, причем стабилизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного из которы и один вывод резистора являются входом стабилизатора, анод другого диод и другой вывод резистора являются вы ходом стабилизатора, а датчик электр биолюминесценции содержит связанные последовательно излучатель света,. полупрозрачное зеркало, светофильтр, первый фотодатчик, первый логарифмический усилитель, инвертор и дополнительный сумматор, а также последовательно соединенные второй фотодатчик.и второй логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумматора, выход которого является выходом датчика, вход второго фотодатчика через полупрозрачное зеркало оптически связан с излучателем света, вход которого является входом датчика. На чертеже представлена структура устройства, Пульт 1 преподавателя соединен через пульты 2 учащихся со счетчиком 3 правильности ответов. Кроме того, пульт 1 соединен с генератором тактовых импульсов. Источники 5 пи-: тания соединены с генератором 6 высокочастотных сигналов через пульты 2. Выходы генераторов 6 подключены через стабилизаторы 7 амплитуды импульсов к датчикам 8 электробиолюминесценции. Выход датчика 8 соединен со входом амплитудного селектора 9, выход которого подключен через пульт 2 к третьему входу элементов 10 И, первой группы , второй вход которых подключен к пульту 2, первый - к генератору . тактовых импульсов, а выход связан с входом счетчика 11 времени и элемента 12 ИЛИ выход которого через блок 13 определения средней производительности учащихся соединен с входом сумматора 14, выход которого соединен с входом блока 15 индикации результата ответов К первым входам блока 16 сравнения подключены выходы счетчиков 11 времени, к вторым входам ,,. выходы сумматора 14, выходы блока 16 сравнения соединены со входом счетчика 3 Индикатор 17 работоспособности учащихся подключен к выходу амплитудного селектора 9. Элементы 18 И второй группы связаны своим первым входом с пультом 2, вторым - с ге нератором 4 тактовых импульсов, выход элементов 18 И подключен к входу счетчика 19 времени, соединенного своими выходами с входами элементов 20 И, третьей группы, выход которых подключен к первому входу триггера 21. Второй вход триггера 21 соединен с пультом 2, а выход под v ключен к первому входу элементов 22 И четвертой группы, второй вход которых связан с пультом 2, а выход подключен к индикатору 17 работоспособности учащихся. Стабилизатор 7 содержит последовательно соединенные резистор 23 и включенные встречно разделительные элементы - Диоды 2, резистор 23 включен между входом и выходом стабилизатора. Датчик 8 электробиолюминесценции содержит излучатель света - элек трод 25, подключенный к генератору 6, полупрозрачное зеркало 26, первый фотодатчик 27, светофильтр 28, второй фотодатчик 29, первый логарфимический усилитель 30 и второй логариф мический усилитель 31 о Выход первого логарифмического усилителя 30 непосредственно, а выход второго логариф мического усилителя 31 через инвертор 32 подключены к входам сумматора 33, выход которого соединен с вхо дом селектора 9. Устройство работает следующим образом. При получении программы с пульта 1 включаются блоки устройства. Учебная программа представляет собой совокупность ряда задач, после решения каждой из которых оценивается утомление обучаемого. Решив задачу, обучаемый вводит ответ, соединяет (с пульта 2) источник 5 питания с генератором 6, а выход амплитудного селектора 9 с входом элемента ТО И, после чего происходит замер электробиолюминесценции датчиком 8 и анализ данных этого замера. Элементы 2k по добраны таким образом, что напряжени пробоя каждого из них несколько ниже минимально возможной амплитуды выход ного напряжения генератора 6. Цепочка встречно последовательно включенных элементов 2 работает как двух сторонний амплитудный ограничитель, обеспечиваю1чий при своем подключении амплитуду напряжения, равную напряжению пробоя, В датчике 8 общий световой поток электробиолюминесценции разделяется полупрозрачным зеркалом 26 на две части, одна из которых поступает на первый фотодатчик 27, измеряющий интенсивность всего спектра электробиолюминесценции, а вторая через красно-желтый светофильтр 28 на второй фотодатмик 29, Логарйфми, ческие усилители 30-31, инвертор 32 и сумматор 33 обеспечивают вычисление разности логарифмов, то есть логарифма отношения интенсивностей кра но-желтой области и всего спектра свечения. Утомление каждого обучаемо го фиксируется датчиком 8 совместно С амплитудным селектором 9 по снижению этого отношения по сравнению с величиной, характерной для неутомленного обучаемого. Если после решения задачи оператор не утомлен, с амплитудного селектора 9 поступает сигнал на первый вход элемента 10 И, на. второй вход которого до правильного решения всех задач обучаемым поступает сигнал с пульта 2, а на трегий вход подаются импульсы от генератора , которые поступают на счетчик 11 и через элемент 12 ИЛИ, блок 13, обеспечивающий деление на число обучаемых в группе, подаются на сумматор }k, с выхода которого сигнал поступает на вторые входы блока 16 сравнения. На первые входы блока 16 поступает сигнал от счетчика 11, а с выхода блока 16 - на блок llj, который не обеспечивает визуальной индикации из-за отсутствия сигнала разрешения из счетчика 3. В случае утомления обучаемого сигнал с амплитудного селектора 9 на индикатор 17 и на элемент 10 И не подается, что вызывает отключение индикатора 17 и прекращение работы счетчика 11, При отключении индикатора 17 обучаемый прерывает работу над программой. При прекращении работы обучае1Чый (Подает i с пульта 2 разрешающий сигнал на первые входы элементов И 18 и 22, при этом через элемент 18 И на счетчик 19 поступают тактовые импульсы с. генератора При отсчете требуемого интервала времени возникает импульс на выходе элемента 20 И, который перебрасывает триггер 21, на выходе которого возникает разрешающий потенциал, что приводит к включению индикатора 17 и что является для обучаемого сигналом о необходимости контроля состояния, восприняв который оператор с пульта 2 устанавливает на время измерения счетчик 19 и триггер 21, включает питание датчика 8, измеряется электробиолюминесценция аналогично ранее описанному. В случае восстановления работоспособности обучаемый возобновляет решение задач, в противном случае перерыв продолжается. При возобновении работы обучаемым вновь включа- , ется индикатор 17, тактовые импульы через элемент 10 И поступают а счетчик 11. 7 При правильном решении всех задач из пульта 2 сигнал поступает в счетчик 3, а сигнал запрета - на эле мент 10 И„ Таким образом, к моменту усвоения программы обучаемым в счетчик 11 будет записано Ёремя его активной работы над программой„ В сумматор 1 из канала данного обучаемого через элемент 12 ИЛИ и блок 13 будет записано время активной работы обучаемого, деленное на число обучаемых в группе. Аналогичным образом будет происхо дить работа устройства параллельно для каждого обучаемого. Когда все обучаемые завершат работу над программой в счетчиках 11 времени будет записано время активной работы каждого обучаемого над программой,а в сумматоре Н - общее время активно работы всех учащихся над программой деленное на число учащихся в группе т.е. средняя трудоемкость усвоения программы Одновременно поступает сигнал разрешения индикации в блок 15. В этом случае блок 15 обеспечит веет визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сиг нал счетчика J 1 , поступающий на одни входы блока 16 сравнения„ и сигналы, поступающие от сумматора Т на други входы блока 16 сравнения, обеспечива ют появление сигналов на е.го выходах, срабатывание блока 15 и индикацию уровня усвоения программь обучаемым в зависимости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления программыо Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха обучаемых в процессе обучения в сочетании с точным учетом трудоемкости усвоения программ позво лит значительно повысить эффективность обучения. Формула изобретения 1. Устройство для обучения по авт ев, № отличающееся тем. Что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены стабилизаторы 0 амплитуды импульсов и пocлJeдoвaтeльно включенные элементы И второй группы, счетчики времени второй группы, элементы И третьей группы, триггеры и элементы И четвертой группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся, а вторые входы - с выходами соответствующих пультов учащихся, подключенными к вторым входам соответствующих триггеров и к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы генераторов вь1сокоч&стотных сигналов подключены к соответствующим датчикам электробиолюминесценции через соответствующие стабилизаторы амплитуды импульсов, 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем стабилизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного из которых и один вывод резистора являются вхо дом стабилизатора, а анод другого диода и другой вывод резистора являются выходом стабилизатора. 3.Устройство по п, 1, о т л и ч.ющееся тем, что в нем датчик электробиолюминесценции содержит связанные последовательно излучатель света, полупрозрачное зеркало. светофильтр, первый фотодатчик, пер.вый логарифмический усилитель, инвертор и дополнительный сумматор, а также последовательно соединенные второй фотодатчик и второй логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумматора, выход которого является выходом датчика, вход второго фотодатчика через полупрозрачное зеркало оптически связан с излучателем света, вход которого является входом датчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 750547, кл. G 09 В 7/07, 1978 (прототип),