Устройство для обучения

(54) УСТРОЙСТВО БУЧЕНИЯ дст- техидз ия в,овад а,ельо СССР 1981. чес- овно УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ЗОБРЕТЕКИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ГКНТ СССР(71) Сибирский металлургичинститут им,Серго Орджоники Институт проблем управле(57) Изобретение относится к сревам автоматики и вь 1 числительнойники, в частности к техническимствам обучения и игрового моделиния, и может быть использованопроведения учебных, исследователских или тестируюших деловых игручебных заведениях, в исследоватских и проектных организациях. Цизобретения - расширение дидактиких возможностей устройства. Осню и йи Уд 7 48 Мик фУфР едактор И,Дербак ук Корректор Э.Лончакова саз 6086/5 Тираж 46 Подписн роизв Гагарина,ЮИав /ЮЛЯ рдуРРР д/б,О идти дйУРийРставитель А,Карлов осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. ч/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро501 10 3 1513 из новых возможностей устройства является возможность проведения деловых игр различного характера и назначения, в частности игр, модилирующих поведение л 1 одей в процессе эксплуатации природных или других ресурсов. При этом существенно усиливаются исследовательские возможности, направленные на поиск рациональных правил взаимодействия людей и правил их стимулирования, Кроме того; открывается возможность тестирования людей вс целью выявления их коммуникабельности, способности к коллективным действиям, выявления лидеров. Устройство содержит пульты руководителя 1, обучаемых 3-9 и инФормационное табло 10, а также блоки 50 ввода ответов, регистры 40, индикатор 44, сумматор 39, блок 43 памяти, распределитель 45 импульсов, блоки сумматоров 51-58, Формирователь 61 импульсов, индикатор 62, блок 13 оценки, индикаторы 16-23. 1 табл 8 ил.Изобретение относится к средствамавтоматики и вычислительной техники,н частности к техническим средствам ,20обучения и игрового моделирования,и может быть использовано для проведения учебных, исследовательских илитестирующих деловых игр в учебных,исследовательских и проектных организациях.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройстваза счет реализации игрового моделирования процессов в социальнотехнических системах и, н частности,взаимодействия людей, предприятий иорганизаций в ходе эксплуатации имиестественных или других ресурсов.На фиг,1 представлена схема уст -ройства для обучения (для числа игроков, равного 8); на Фиг.2 - схемаблока ввода состояния ресурса; наФиг.З - схема блока оценки (расчетавыигрышей); на Фиг.4 - схема блока 40констант; на Фиг,5 - лицевая панельпульта руководителя; на Фиг.6лицевая панель пульта игрока (обучаемого); на Фиг.7 - табло, общийнид; на Фиг.8 - временная диаграммаработы основных элементов пультаобучаемогоУстройство для обучения содержитпульт 1 руководителя, пульты 2-9 обучаемых, инФормационпое табло 10 иобщий вход 11 устройства,Пульт 1 содержит блок 12 вводасостояния ресурса, блок 13 оценки"Сброс 32" и "Раунд 33" группу 34 Фиксирующих кнопок, генератор 35 импульсов элементы 36 и 37 задержки и группу тумблеров 38.Каждый пульт 2-9 содержит сумматор 39, регистры 40 и 41, узел 42 элементов НЕ-И, блок 43 памяти, индикатор 44, распределитель 45 импульсов, одновибратор 46, элементы 47 и 48 задержки, элемент ИЛИ 49 и блок 50 ннода ответов.Табло 10 содержит группу сумматоров 51-58, элемент И 59, элемент 60 задержки, Формирователь 61 импульсов и индикатор 62.Блок 12 ввода состояния ресурса содержит тумблеры 63, элементы И 64- 80, элемент НЕ 81 и элемент ИЛИ 82.Блок 13 расчета выигрышей содержит элементы И 83-99, элементы ИЛИ 100- 106, узел 107 констант, элементы 108-115 памяти, сумматоры 116-120, элементы 121-124 задержки, узел 125 элементов И и узел 126 элементов НЕ-И.Узел 107 содержит группу 127 элементов ИЛИ и элементы 128-144 памяти, включающие группы элементов И 145- 161 и группы тумблеров 162-178,На временной диаграмме работы основных элементов пульта обучаемого (фиг.8) приняты следующие обозпачеч 0 6648ния1 выхвбх з66 1 выл1 вц О 4 1 з - выходной: сигнал блоков 49, 47, 40, 46, 48, 42 и 39 соответственно; 11, , 1 - управляющие сиг 44 налы на входе блоков 39 и 42; Нвх г - входные сигналы блоков 44 и4 о39; П,- сигнал сброса на входе регистра 40.После состояний ресурса (часть табло) представляет собой тонкий стальной лист, разграФленный соот13501 10 5 20 30 35 40 45 50 55 5 15ветствующим образом (фиг.7). Указатель текущего состояния ресурса представляет собой ярко окрашенный постоянный магнит в виде диска, свободно размещающегося в клетке поля состояний,Устройство для обучения работаетследующим образом.В играх этого типа моделируетсявзаимодействие людей в процессе эксплуатации природных ресурсов, Так вигре Охотник" участвуют восемь игроков, имеющих в своем распоряженииучасток леса для охоты, рыбной ловлии т.д, Цель каждого игрока - набратьнаибольшее количество очков в течениеигры, состоящей из нескольких десятков раундов. В каждом раунде игрокможет выбрать одно из шести решений(ходов), описанных в таблице,Каждое решение "Браконьерство"перемещает указатель текущего состояния ресурса (природы) в сторонуухудшения (в сторону отрицательнойполовины поля состояний, фиг.7) наодин шаг (одну клетку). Каждое решение "Подкормка" перемещает этот указатель в сторону улучшения (к положительной половине поля состояний)на один шаг. Выбирая тот или инойход, игрок получает выигрыш, зависящий от состояний природы (ходыа, Ь) или не зависящий от него (ходы с, й, е, Г). При этом он влияетна это состояние (ходы а, Й) или нет.возможного выигрыша и оштраФоватьна - 20 очков, Ход "Премия" поощряетходы (Ь, с, й, е) за сохранение природных ресурсов, Каждый игрок делаетсвой ход скрыто, т.е, не информируядругих игроков,Выигравшими партию считаются игроки, занявшие по сумме очков первоеи второе место. С целью стимулирования коллективных действий (в игреразрешается согласовывать решение)число выигравших увеличивается вдвое,если данная восьмерка (первый игровойканал) наберет к концу игры большуюсумму очков, чем другая (параллельноигравшая или ранее игравшая) восьмерка (второй игровой канал). Текущаясумма баллов обоих каналов отображается на игровом табло. В процессе игры периодически (через 6-8 раундов) объявляется 3-4-минутное совещание, в ходе которого игроки имеют вазможность выбрать согласованную стратегию поведения, При этом ани могут скрывать или не скрывать друг от друга текущую сумму своих очков,Ведущий данной игры обязан разъяснить играющим правила игры, контролировать ее ходы, перемещать указатель текущего состояния ресурса, Фиксировать на бланке выступления и активность играющих в ходе совещаний, а также ходы игроков, Он же периодически (через 3-5 раундов) обновляет сумму, набранную второй восьмеркой (вторым игровым каналом).Результаты игры после саответствующей обработки и анализа позволяют выявить лидеров в восьмерке играющих, оценить ее способность к коллективным действиям. Таким образом, данная игра является своеобразным тестом, позволяющим исследовать поведение людей в процессе поиска компромиссных решений, Ее учебное назначение состоит также в активном поиске и изучении принципов разумного хозяйствования.Устройство для обучения используется в описанной игре "Охотник" следующим образом.Перед началом игры указатель текущего состояния ресурса (фиг.7) устанавливается в клетке поля састоячий с координатами 01. Все индикаторы на пультах 2-9, пульте 1, а также на табло 10 (фиг.1) обнуляются. С помощью элементов 108-115 и 128- 144 набираются двоичные коды констант, необходимых для расчета выигрышей в соответствии с приведенной таблицей выигрышей.После первого нажатия кнопки"Раунд" 33 (фиг, 1) на пульте 1 (индикатар 30) и на всех пультах 2-9 (индикатор 44) высвечивается цифра "01". С помощью тумблера 63 руководитель вводит информацию о начальном состоянии ресурса (включает тумблер "0"). Далее обучаемые принимаютодно из шести возможных решений искрыто в течение 10-20 с вводят егопутем нажатия соответствующей клавиши блока 50 (фиг,1). Скрытность обеспечивается темным (полупрозрачным)экраном, закрывающим сверху клавишиблока 50. Фиксация той или иной клавиши отражается соответствующим ин,дикатором 16 - 23.В соответствии с вводом решений5 срабатывает элемент ИЛИ 49 и начинает работать блок 13 пульта 1. На информационных выходах блока 13 появляются двоичные числа, соответствующие выбранным решениям. Через нажатую клавишу блока 50 управляюпщй сигнал поступает в регистр 40, где срабатывают соответствующие элементы И, после чего двоичное число Фиксируется регистром 40 и поступает на индикатор 44. Последний высвечивает баллы, полученные данным игроком за очередной раунд. Сумматор 39 складывает это двоичное число с суммой, ранее хранящейся в регистре 41 (на 20 первом раунде эта сумма равна нулю), и через регистр 41 и узел 42 передает результат на индикатор 44, обозначенный словом "Итого" па лицевой панели пульта 2 (Фиг.6), Элемент 49, элементы 47 и 48 и одповибратор 46 вместе с узлом 42 обеспечивают правильность работы сумматора 39 и регистра 41. На информационный вход сумматора 39 двоичное число с выхода регистра 40 поступает с некоторой зацержкой по сравнению с моментом появления управляющего сигнала па выходе элемента 49,. Задержка обусловлена затратами времени на срабатывание блока 13 и регистра 40 поэтому управляющии сигнал па сумматор 39 подается через элемент47 (фиг,8).Па другой информационный вход сумматора 39 поступает двоичное число с выхода регистра 41 через узел 42. Импульс на управляющий вход узла 42, своим передним Фронтом закрывающего вьгход регистра 41, формируется одно- вибратором 46. После получения суммы двух чисел на регистр 41 с выхода элемента 48 поступает задержанный управляющий импульс, передний фронт которого разрешает запись в регистре 41 результата суммирования. После этого вход регистра 41 закрывается и затем открывается выход узла 42. Через информационный выход пульта 2 текущая сумма игрока передается на соответствующий этому пульту вход табло 10, где с помощью сумматоров55 51-58 осуществляется расчет текущей суммы для всех играющих (для первого игрового канала). Запуск сумматоров 51-58 производится через элементы59 и 60. Эта сумма поступает на индикатор 62, обозначенный словом "1 канал" (Фиг,7).В зависимости от разности количества ходов типа с 1 и а, подсчитываемойс помощью генератора 35, запускаемого(фиг.1), определяется число клетоки направление перемещения индикатора текущего состояния ресурса. Оноотображается индикатором 29 в видеодноразрядного десятичного числа ссоответствующим знаком (фиг5, "Ресурс"), При этом тумблеры 38 используются для подачи числа используемых пультов 2 (в данном спучае 8)на вход счетчика 24, а элементы 36и 37 - для обеспечения нормальнойработы вычитателя 28Руководитель, считав показанияиндикатора 29, должен на соответствующее число клеток переместить указатель текущего состояния ресурсавдоль строки в направлении, указанном знаком числа (фиг.7), Кроме того, он фиксирует на специальном бланке решения игроков в данном раунде.После этого игроки выключают соответствующую истекшему раунду клавишу блока 50 и ведущий нажимает кнопку 32 "Сброс" на своем пульте, обнуляя счетчики 24-27 и регистр 40(фиг.1). На индикаторах 44 появляютсянули, Далее корректируется информацияо текущем состоянии ресурса: меняетсяположение тумблеров 63 (фиг.2), еслиэто необходимо и нажимается кнопка 33"Раунд", означающая переход к очередному раунду игры, в котором повторяются описанные действия. Количествораундов подсчитывается счетчиком,входящим в состав индикатора 30. Оносоответствует количеству нажатийкнопки 33 "Раунд", отображается индикатором 30 и через выход пульта 1передается на индикатор 44. Периодически (через 3-5 раундов) ведущийчерез кнопки 34 вводит информацию оработе второго игрового канала, Этаинформация отображается на индикаторе 62,Блок 12 (Фиг.2) работает следующимобразом.Текущее состояние природы (ресурса), отображаемое номером строки сонаком "+" или "-", по ходу игры9 15 вводит ведущий, используя тумблеры 63, При этом напряжение, соответствующее двоичной единице, установленной на входе 11 через контакты замкнутых тумблеров 63, поступает на соответствующие логические элементы И 64-80, НЕ 81, ИЛИ 82, На выходе 2юа или в, , или р появляется " управляющий сигнал, передаваемый на соответствующий вход блока 13 (фиг.1). Например, ведущему необходимо ввести состояние природы (ресурса) "+1". Он переключает первый тумблер 63 в замкнутое состояние и напряжение, соответствующее двоичной еди,нице, поступает на вторые входы нескольких элементов И, в том числе на входы элементов 64 и 72На первый вход элемента И 64 поступает единичный сигнал (с выхода элемента НЕ 81), поэтому управляющий сигнал появляется на выходеблока 12. Каждому сочетанию положения тумблера "-" и тумблеров 1, 2 8 соответствует свое количество выигранных (потерянных) очков для ходов ь . в (таблица выигрышей).Блок 13 (фиг.3) работает следующим образом.Управляющие сигналы от блока 12 поступают на один из управляющих входов а, г, вблока 13. Через ийформационные входы поступают сигналы с пультов 2-9, соответствующие выбранному каждым игроком решению. Одноименные решения игроков группируются на входы соответствующих элементов ИЛИ 100-105, Кроме того, решения а и Й передаются на управляющие ,выходы, которые подключены к входам мультиплексоров 14 и 15 соответственно. Элемент 100 соответствует решениям а, элемент 101 - решениям Ь, элемент 102 - решениям с, элемент 103 - решениям й, элемент 104 - решениям е, элемент 105 - решениям К, Если среди решений данного раунда игры есть хотя бы одно решение а или Ь, то па выходе элемента ИЛИ 106 появляется управляющий сигнал, который в сочетании с управляющим сигналом от одного из выходов блока 12 поступает на элемент И 83-99. При этом управляющий двоичный сигнал проходит на выход того элемента И 83-99, на обоих входах которого присутствуют двоичные единицы. Тем самым из узла 107 выбирается такое двоичное число,13501которое соответствует текущему состоянию ресурсов и выбранному решению,В узле 107 хранятся числа, соответствующие строке Охота по лицен 5 изии таблицы выигрышей, Эти числавыдаются на выход узла 107 и поступают на входы сумматора 116, осуществляющего их удвоение. Получаемаясумма соответствует числам строки"Браконьерства" (а) таблицы выигрышей, (за исключением двух чисел длясостояний ресурса -7, -8). Числадля этих состояний выдаются из узла107 и через узел 125 элементов И поступают на информационный выход блока13. Для всех других состояний черезузел 126 элементов НЕ-И на этот выходпоступают удвоенные числа. На второй20 информационный выход блока 13 поступают числа, соответствующие решению Ь, Они формируются путем суммирования в сумматоре 117 числа, поступающего с выхода узла 107, и чис 25 ла, выданного элементом 108 памятипа управляющему сигналу из элемента102. Второе число поступает на входсумматора 117 при наличии хотя быодного хода Й (" Премия" ) в данномраунде игры,Запуск сумматоров 116 и 117 осуществляется сигналом с выхода эле"мента 121 задержки, который учитывает затраты времени на срабатываниеэлементов И 83-99 и узла 107Элементы 109-112 хранят числа, соответствующие выигрышу для решений с(" Инспекция" ), Г (" Премия" ), Элементы 113 - 115 хранят числа, соответствующие премиям для решений с, д, е,(таблица выигрышей). Эти числа набираются перед началам игры с помощьюэлементов 108-115 и выдаются на ихвыходы па управляющему сигналу отсоответствующего элемента 102-105.Сумматоры 118-120 Формируют выигрьппдля решений с, д, е с учетом премиальных очков па управляющему сиг"налу с выходов элементов 122-124соответственно. Результат (число,соответствующее выигрышу для решения с, д, е, Х) передается соответственно на третий, четвертый, пятый,шестой Выходы,Узел 107 (Фиг.4) работает следующим образом, При появлении управляющего сигна.ла срабатывает один из элементовФормула изобретения Устройство для обучения, содержащее пульты обучаемых, состоящие из блока ввода ответов и блока памяти, выход которого соединен с первым входом первого индикатора, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены информационное табло, состоящее из второго 50 55 11 151350И 145-161 и двоичное число, набранное с помэщью тумблеров 162-178, поступает на выход и далее через элементы 127 - на выход узла 107, связанный соответствующими входами5сумматоров 11 б и 117 и узла 125(фиг.З),Устройство позволяет резко сократить: затраты времени на проведениеигры, освободить играющих от рутинных действий, связанных с вычислениями обеспечивает безошибочность расчетов, не допускает возможности соз,нательно исказить играющими результаты своих действий. Указанные преимущества обеспечиваются за счет автоматизации всех расчетных операций иопераций оперативного учета, 1( расчетным операциям относятся: расчет 20выигрыша (количество очков) за очередной раунд для каждого игрока,расчет накопленной (текущей) суммыза все истекшие раунды для каждогоигрока, расчет текущей суммы очков 25для всех игроков. К операциям учетаотносятся: подсчет количества, раунров, учет текущего состояния ресурсов,фиксация решений игроков в каждом раунде, фиксация текущей суммы очковдля игроков конкурирующего игровогоКанала. Возможпость сознательногоИскажения игроками ре .ультатов конкретного раунда исключается за счеттого, что игроки не имеют доступа к35расчетным операциям и к отображениюполучаемых результатов. При проведении игры "Охотник" в обычном (неавтоматизированном) классе (аудитории) затраты времени на игру из 50раундов составляют 4-4,5 ч, а количество ошибок составляет 5-10, Прииспользовании предлагаемого устройства для игрового обучения затратывремени сокращаются примерно в двараза, ошибки практически отсутствуют. 1 2индикатора, первого Формирователяимпульсов.и группы сумматоров, выход последнего из которых подключенк первому входу второго индикатора,а управляющий вход первого сумматорагруппы - к выходу первого Формирователя импульсов, и пульт руководителя,состоящий из первого блока оценки,индикаторов группы, блока ввода учебной информации, второго формирователяимпульсов и второго блока оценки,первый и второй информационные входыкоторого соединены с соответствующимивыходами первого блока оценки, а первый, второй и третий управляющие вхо"ды - с соответствующими выходамивторого Формирователя импульсов, а впульт обучаемого введены сумматор,резистор и распределигель импульсов,первый и второй выходы которого подключены к соответствующим,.управляющимвходам блока памяти, третий выход -к управляющему входу суюлатора, четвертый выход - к соответствующим входам групп первого и второго Формирователей импульсов, а входы - к соответствующим входам блока ввода отве-,.тов, соединенным с соответствующимииндикаторами группы и соответствующими входами первых групп первого блока оценки и регистра, входы второйгруппы которого подключены к соответствующим выходам группы первогоблока оценки, управляющий вход - квторому выходу второго формирователяимпульсов, а выход - к второму входупервого индикатора и первому информационному входу сумматора, второйинформационный вход и выход которого соединены с выходом и информационным входом блока памяти соответственно, выход блока памяти подключенк информационному входу соответствую"щего сумматора группы, управляющие.входы блока ввода ответов, блока ввода учебной информации, второго Формирователя импульсов и первого блокаоценки являются входом устройства,первый выход блока ввода учебной инФормации соединен с вторым входомвторого индикатора, второй выходс информационным входом второгоФормирователя импульсов, третий выход - с третьими входами первыхиндикаторов, а выходы группы - ссоответствующими входами второй груп 11 ы первого блока оценки.,Охота по лицензии (Ь) Фотоохота (с)Подкормка И)Инспекция (е)Премия (Е) Количество выигранных (потерянных)очков при состоянии ресурса