Обучающее устройство

(53) 681.3,071. (088,8)56) Авторское свидетельство СССР В 841018, кл. С 09 В 9/00, 1981.Авторское свидетельство СССР В 858070; кл. С 09 В 9/00, 1981 (54)(57) 1.ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок задания программы обучения, первые вход и выход которого соединены соответственно с первыми выходом и входом блока сопряжения, а второй, третий и четвертый выходы - с входами первого, второго и третьего блоков предъявления учебной информации соответственно, блокимитации объекта тренировки, первыйвыход и вход которого подключенысоответственно к вторым вхо-,ду и выходу блока сопряжения, отличающееся темчто, с целью расщирения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательновключенные формирователь кодов иблок адаптивного преобразования учебной информации,.второй вход которогоподключен к второму выходу блока имитации объекта тренировки, а первыйи второй выходы - к второму и третьему входам блока заданйя программыобучения соответственно.112. Устройство по п.1, о т л и1 ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок адаптивного преобразования учебной информации содержит генератор, по 1- ключенный к входам переключателей ввода информации, готовности ответа и режима работы, выходы которых через соответствующиеразвязывающие элементы соединены с входами форми. 76363рователей импульсов первой группы, а через соответствующие шифраторы - с входами Формирователей импульсов второй группы, входы развязывающих элементов и шифраторов являются соответствующими входами блока а выходы Формирователей импульсов первой и второй групп являются первым и вторым выходами блока соответственно,1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, применяемым при подготовке операторов сложных технических сис тем. 10 Целью изобретения является расширение дидактических возможностейустройства.На фиг. 1 изображена структура .обучающего устройства; на Фиг, 2 -схема блока адаптивного преобразования учебной информации.Обучающее устройство содержитблок 1 задания программы обучения,15блок 2 адаптивного преобразованияучебной информации, индикаторы3 и 4, выполненные на базе электронно-лучевых трубок, видеконтролеры 5, формирователь 6 кодов, блок 7имитации объекта тренировки, блок 8сопряжения, блок 9 предъявленияучебной информации. Блок 1 выполненна базе электронно-вычислительноймашины и содержит схему 10 прерыва"25ния, выходные регистры 11-14, входные регистры 15 и 16. Индикаторы3 и 4 вместе с соответствующими видеоконтролерами 5 объединены в блоки предъявления информации учебнойинФормации (позиции на чертеже непоказаны ).Блок 2 содержит (Фиг,2 ) входныешины 17, раэвязывающие элементы 18,формирователи 19 импульсов,первую 35и вторую выходные шины 20 и 21,шифраторы 22, переключатели вводаинформации 23, готовности ответа 24и режима работы 25, генератор 261,логической единицы).40 2Взаимоактивная фоно-визуальная система обучающего устройства может работать одновременно в одном из двух режимов работы; программированного обучения или самообучения,В режиме программированного обучения процесс тренировки осуществляется по адаптивной программе реализованной на вычислительной машине блока 1, и представляет собой определенным образом организованное че- редование циклов обучения и контроля. При этом взаимодействие основных узлов обучающего устройства состоит в следующем.Перед очередным сеансом программированного обучения после нажатия кнопки "Программированное обучение" и последовательного нажатия кнопки, определяющих учетный номер обучающегося, обучающая программа отображает некоторую порцию учебной информации на экранах индикаторов 3 и 4, сопровождая ее соответствующими пояснениями, воспроизводимыми при помо щи синтезатора речи блока 9. Информация,отображения интерпретирования последовательностью нулей и единиц соответственно черным и белымэлементам телевизионного растра, передается покадровыми массивами иэ памяти блока 1 через выходные регистры 11 и 12 в память соответствующих видеоконтролеров 5В каждом видео- контролере 5 осуществляется преобразование информации в синхронизируемые от соответствующего индикатора построчные последовательности модулирующих импульсов, воздействие которых на катод кинескопа приводит к Формиобучаемого для определения характеристик скорости и безошибочности про текания познавательных процессовПо мере накопления знаний об изу чаемом техническом объекте в контрольные тесты вводятся элементы практического обучения в виде заданий пооптимальной настройке параметров сис.темы или устранению параметрических 10 неисправностей при помощи имитатороворганов управления, выполненных намногопозиционных переключателях,установленных на структурных элементах блока 7.15 С этой целью в память вычислитель.ной машины блока 1 заложена математическая модель, отображающая связь,между вектором отклонений регулируемых параметров объекта и вектором 20 сигналов взаимодействия между структурными элементами объекта, а такжеподпрограммы имитации отклоненийпараметров от их оптимальных значений и подпрограмма интерпретации ими.25 тируемой осциллограммы сигнала информационным массивом телевизионногокадра. Имитаторы органов управленияблока 7 связаны через блок 8 спамятью блока 1 таким образом, что 30 имеется возможность, задавая адресимитатора органа управления в выходном регистре 13, фиксировать в приемном регистре 16 двоично-кодированныйномер положения переключателя, служа"щего имитатором органа управления.За счет этого осуществляется периодыческое обновление информации о состоянии имитаторов органов управленияв памяти вычислительной машины, что 35 дает возможность отображать реакцию объекта на управляющие воздействия со стороны операторов в реальном мас. штабе времени.Задача обучаемого при выполнении контрольного текта заключается в локализации параметрических неисправностей при помощи осциллографа, имитатором которого в данном случае служит индикатор 4,и подстройки вышедших за допуск параметров с помощью имитаторов органов управления блока 7. Индикатор 3 в данной ситуа" ции используется для отображения детализированных мнемосхем структурных элементов объекта При этом для вызова осциллограммы на имитатор осциллографа обучаемому достаточно прикоснуться указкой з 1176363рованию тонового напряжения учебнойинформации в виде текста, графиков,рисунков, мнемосхемы и т,д. на экране телевизора. Речевая учебная информация передается также покадровыми массивами из выходного регистра 14в память синтезатора речи блока 9,где превращается в последовательностьчленораздельных звуков, образующихслова и фразы, комментирующие учебную информацию, выдаваемую визуально.По окончании текущего цикла обучения на экране индикатора 3 обучаемому предъявляется контрольный тест,состоящий из группы вопросов, сопровождаемых возможными вариантами ответов (до пяти ответов на каждыйиз вопросов) или вопросов, требующихальтернативных ответов "да" или"нет". Обучаемый вводит ответы вблок 1 при помощи кнопочных переключателей, расположенных в блоке 2,При этом для ввода ответа на каждыйиз вопросов достаточно нажать однуиэ кнопок в зависимости от характера вопроса.По анализу ответов обучаемого натекущий проверочный тест обучающаяпрограмма выбирает наиболее целесообразную стратегию обучения в последующем цикле, к примеру - предъявить очередную порцию учебной информации, повторить в более медленномтемпе текущую порцию учебной информации, привести обучаемому некоторые дополнительные сведения и повторить текущий циклконтроля и т,п.Обучаемый может прервать сеанспрограммированного обучения нажатием кнопки "Самообучение" в блоке. 2,переведя тем самым обучающую систему из активного в пассивный режимработы. При этом программа запоминает, на каком цикле был прерван 45текущий сеанс обучения данным обучаемым по его учетному номеру, введенному перед началом текущегосеанса обучения. Сеанс с даннымобучаемым начинается с аннотированного обзора ранее пройденного учебного материала и продолжается согласно основной программе обучения,начиная с прерванного цикла. С цельюоптимизации темпа предъявления учебной информации на первом сеансе прог.раммированного обучения осуществляется психологическое тестированиенизкого уровня обобщения) и т.д.При нажатии на кнопку с надписью"Вверх" формирователя 6 для отображения вызывается предъявленнаяранее мнемосхема более высокого уровня обобщения, а при последующих нажатиях на .кнопку "Вниз" формирователя 6 последовательно предъявляютсяранее набранные мнемосхемы более низкого уровня обобщения (более высокого уровня детализации ). При нажатиина кнопку "Сброс" в формирователе 6обУчаемому предъявляется мнемосхемаобъекта, аналогичная той, котораяпредставлена на блоке 7, и обучаемыйсможет, не прибегая к помощи указки,вызывать отображение мнемосхемы различной степени детализации на индикатор 3 и осциллограммы на индикатор 4при помощи формирователя 6. Для этого структурные связи на.мнемосхемахразличной степени детализации такжепронумерованы, При нажатии кнопки"Звук" в формирователе 6 обучаемомувыдаются аннотированные сведения,касающиеся мнемосхемы, отображаемойв данный момент на экране индикатора 3 по слуховому афферентному каналу через синтезатор речи блока 9.При .помощи такой организации учебной информации и метода управленияею реализуется возможность доступак мнемосхеме любой структурной единицы.сложной технической системы, аот нее - к мнемосхеме наивысшей степени обобщения за время, не превышающее время хранения в кратковременной памяти человека, что позволяет наиболее полно реализовать принцип непрерывности предъявления информации не только при программированном обучении, но и в режиме самообучения, а также при использованииобучающей системы для проведениялекционных занятий, что способствуетсущественной интенсификации процесса обучения,Качество выполнения практическихконтрольных тестов оценивается повремени, затрачиваемому обучаемымна устранение того нли иного параметрического отказа и оптимальнуюнастройку параметров методом сравнения временных показателей с определенными нормативными значениями,При этом этап практического обучены продолжается до тех пор, пока к указателю выбранной струк-.турной связи на мнемосхемеобъекта в блоке 7 При этом сигналс выхода блока 7.поступает на одну извходных 1 пин блока 2, вызывая появление двоичного кода номера выбранного указателя структурной связина шинах 21 и фиксации этого кода вприемном регистре 15 блока 1Этот 1 Оже сигнал поступает через соответствукщий элемент 18 и формирова":тель 19 на одну из шин 20 и на свя-.занную с ним шину прерываний схемы 10прерываний. При появлении данного 15сигнала осуществляется прерываниепрограммы, перепись номера вызываемой осциллограммы из приемногорегистра 15 в соответствующую ячейку памяти вычислительной машины, пос, 20ле чего осуществляется обращениек математической модели объекта ирасчет осциллограммы сигнала, действующего в выбранной структурнойсвязи с учетом подпрограммы состояний имитаторов органов управления,полученной в предыдущем такте ихспроса и хранимой в памяти вычисли-,тельной машины блока 1. После каждого такта опроса имитаторов органов управления блока 7 осуществляется обновлени 4 информации иа экране индикатора 4 и достигается, такимобразом, эффект отображения реакций объекта на управляющие воздейст"вия обучаемого в реальном масштабе времени. Если в процессе поискайеисправности обучаемому потребует-ся вызвать детальную мнемосхему того или иного структурного элемента, 40то для этого, по аналогии с описанной процедурой вызова осциллограмм,ему достаточно прикоснуться указкой к выбранному структурному элементу блока 7. При этом детализированная мнемосхема данного структур.ного элемента отображается на экране индикатора 3. Егли обучаемомупотребуется более детальная информация, он может вызвать ее, набрав 50номер необходимого элемента, отображаемой в данный момент мнемосхемы, при помощи пронумерованных отнуля до девяти кнопочных переключателей блока 6. При этом на экране 55индикатора 3 появляется необходимая обучаемому мнемосхема более высокого уровня детализации,( более,4/ илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 все предъявленные контрольные тесгы не будут отрабатываться обучаемыми в нормативные сроки,В режиме самообучения управление обучениемосуществляется либо под руководством лектора, либо самостоятельно самим обучаемым. При этом цля управления учебной информацией используется указка блока 7 и формирователь 6, с помощью которых осуществляется доступ к информационным моделям объекта, представленным в виде мнемосхем различной степени детализации, и к банку аннотированной речевой информации о назначении, задачах, принципах функционирования объекта него структурныхэлементов. Сост едактор С,Тимохина Техракаэ 5366/50 ТираВНИИПИ Государствен по делам изобретен 113035, Москва, Ж8Таким образом, фоно-.визуальнаяобучающая система данного устройства позволяет существенно ийтенсифицировать процессы подготовки операторов за счет обеспечения полианализаторского восприятия учебной информации, адаптивного управления процессом обучения, адекватного.отображения реакций объема на управляющие 1 О воздействия со стороны обучаемыхв реальном масштабе времени, а также обеспечения доступа к информационным моделям объекта любой степени детализации за время, не превы 1 шающее время хранения информации вкратковременной памяти человека при самообучении.