Устройство для обучения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ДвтОВСКам СвиДВтюяьетву Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 97647 О(5)М, Кл. с присоединением заявки М О 09 В, 7/07 3 Ьеударстеанный квинтет СССР во делан наебретеннй н открытнй(53) УДК 681.3 .071(088.8) Опубликовано 23,11.82.Бюллетень %43 Дата опубликования описания 23.11.82(72) Авторы изобретения Л,Л,Лрзангулян, Г,Г,Ианьщин и В.И.Иартынюк Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ 1Изобретение относится к техничес" ким средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для целей группового обучения с индивидуальным контролем учебного процесса,сПо основному авт. св.750547 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 ам" плитудных селекторов, а выходы через последовательно включенные соответствующие счетчики времени .и блок сравнения - с одними входами блока индикации результата ответов и ч ерез последовательно включенные элемент ИЛИ, блок определения средней производительности учащихся и сумматор - с другими входами блока ин" рикации результата ответов и со вхо" дами блока сравнения, последовательно включенные генератор высокочастотных сигналов, датчики электронолюминесценции, соединенные со входа Оми соответствующих амплитудных селекторов, и индикаторы работоспособности учащихся, подключенные к выходам соответствующих амплитудных селекторов 11,В устройстве обеспечен контрольутомления обучаемых на основе замера уровня электробиолюминесценциии регулировка режима, труда и отды" ха по данным контроля,20Однако чувствительность такогоконтроля недостаточна, так как электробиолюминесценция, измеряемая в устройстве, представляет собой в97647 Цель изобретения - повышение эффективности обучения путем совершенствования контроля утомления обучаемого.Цель достигается тем, что в устройство для обучения введены стабилизаторы амплитуды импульсов и послед 6- вательно включенные элементы И второй группы, счетчики времени второй группы, элементы И третьей группы, триггеры 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 триггеров 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 стабилиза- фэ торы амплитуды импульсов, причем стабилизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного из которых и один вывод резистора являются вхо- фф дом стабилизатора, анод другого диода и другой вывод резистора являются выходом стабилизатора, а датчик электробиолюминесценции содержит связанные последовательно излучатель света, ф полупрозрачное зеркало, светофильтр, первый фотодатчик, первый логарифмический усилитель, инвертор и дополнительный сумматор, а также последовательно соединенные второй фото- И датчик,и второй логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумма 3действительности 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, оПостоянный контакт с датчиком электробиолюминесценции отвлекает обучаемого от работы над программой, Эти факторы снижают эффективность обучения, 15 0 4тора, выход которого является выходом датчика, вход второго фотодатчика через полупрозрачное зеркало оптически связан с излучателем света,вход которого является входом датчика,На чертеже представлена структураустройства,Пульт 1 преподавателя соединенчерез пульты 2 учащихся со счетчиком 3 правильности ответов, Кроме того, пульт 1 соединен с генератором 4тактовых импульсов. Источники 5 пи-;тания соединены с генератором б высокочастотных сигналов через пульты .2, Выходы генераторов 6 подключенычерез стабилизаторы 7 амплитуды им,пульсов к датчикам Я электробиолюминесценции. Выход датчика 8 соединен со входом амплитудного селектора 9, выход которого подключен через пульт 2 к третьему входу элементов 10 И, первой группы , второйвход которых подключен к пульту 2,.первый - к генератору 4 тактовыхимпульсов, а выход связан с входомсчетчика 11 времени и элемента 12 ИЛИвыход которого через блок 13 определения средней производительностиучащихся соединен с входом сумматора 14, выход которого соединен с входом блока 15 индикации результатаответов.К первым входам блока 1 б сравнения подключены выходы счетчиков 11времени, к вторым входам ,. выходысумматора 14, выходы блока 16 сравнения соединены со входом счетчика 3.Индикатор 17 работоспособностиучащихся подключен к выходу амплитудного селектора 9. Элементы 18 Ивторой группы связаны своим первымвходом с пультом 2, вторым - с генератором 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 21соединен с пультом 2, а выход под ключен к первому входу элементов22 И четвертой группы, второй входкоторых связан с пультом 2, а выходподключен к индикатору 17 работоспособности учащихся.Стабилизатор 7 содержит последо"вательно аоединвнные резистор 23 и5, 9764 включенные встречно разделительные элементы - диоды 24, резистор 23 включен между входом и выходом стабилизатора.Датчик 8 электробиолюминесцен ции содержит излучатель света - электрод 25, подключенный к генератору 6, полупрозрачное зеркало 26, первый фотодатчик 27, светоФильтр 28, второй Фотодатцик 29, первый логарфими ф ческий усилитель 30 и второй логарифмический усилитель 31. Выход первого логарифмического усилителя 30 непосредственно, а выход второго логарифмического усилителя 31 через инвер з тор 32 подключены к входам сумматора 33 выход которого соединен с вхо-, дом селектора 9. Устройство работает следующим об вразом,При получении программы с пульта1 включаются блоки устройства, Учебная программа представляет собой совокупность ряда задач, после решения 2каждой из которых оценивается утомление обучаемого, Решив задачу, обучаемый вводит ответ, соединяет (спульта 2) источник 5 питания с генератором 6, а выход амплитудного се- звлектора 9 с входом элемента 10 И,после чего происходит замер электробиолюминесценции датчиком 8 и анализданных этого замера. Элементы 24 подобраны таким образом, что напряженивзпробоя каждого иэ них несколько нижеминимально возможной амплитуды выход"ного напряжения генератора 6, Цепоч"ка встречно последовательно включенных элементов 24 работает как двухсторонний амплитудный ограничитель,обеспечивающий при своем подключенйиамплитуду напряжения, равную напряжению пробоя, В датчике 8 общий све-.товой поток электробиолюминесценцииразделяется полупрозрачнымзеркалом26 на две части, одна иэ которых поступает на первый фотодатчик 27, измеряющий интенсивность всего спектраэлектробиолюминесценции, а вторая "через красно-желтый светофильтр 28на второй Фотодатчик 29, Логарифмические усилители 30-31, инвертор 32и сумматор 33 обеспечивают вычисление разности логарифмов, то есть лоМгарифма отношения интенсивностей красно"желтой области и всего спектрасвечения, Утомление каждого обучаемого фиксируется датчиком 8 совместно 70 6 с амплитудным селектором 9 по сниже" нию этого отношения по сравнению с величиной, характерной для неутомленного обучаемого, Если после решбния задачи оператор не утомлен, с амплитудного селектора 9 поступает сигнал на первый вход элемента 10 И, на второй вход которого до правильного ре" шения всех задач обучаемым поступает сигнал с пульта 2, а на трегий вход подаются импульсы от генератора 4, которые поступают на счетчик 11 и через элемент 12 ИЛИ, блок 13, обес- . печивающий деление на число обучае- мых в группе, подаются на сумматор 14, с выхода которого сигнал поступа" ет на вторые входы блока 16 сравнения.На первые входы блока 16 поступает сигнал от счетчика 11, а с выхода блока 16 - на блок 15, который не обеспечивает визуальной индикации из-за отсутствия сигнала разрешения иэ счетчика 3.В слуцае 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 рабату над программой. При прекращении раба" ты обучаемый,подаетс пульта 2 разрешающий сигнал на первые входы элементов И 18 и 22, при этом через эле" мент 18 И на счетчик 19 поступают тактовые импульсы с. генератора 4 3При отсчете требуемого интервалавремени возникает импульс на выходеэлемента 20 И, который перебрасывает триггер 21, на выходе котороговозникает разрешающий потенциал, чтоприводит к включению индикатора 17 ичто является для обучаемого сигналомо необходимости контроля состояния,восприняв который оператор с пульта2 устанавливает на время измерениясчетчик 19 и триггер 21, включает питание датчика 8, измеряется электробиолюминесценция аналогично ранее описанному. В случае восстановления ра"ботоспособности обучаемый возобновляет решение задач, в противном случаеперерыв продолжается. При возобновлении работы обучаемым вновь включается индикатор 17, тактовые импульсы через элемент 10 И . поступаютна счетчик 11, 976470 8При правильном решении всех задач из пульта 2 сигнал поступает в счетчик 3, а сигнал запрета - на элемент 1 О И.Таким образом, к моменту усвоения программы обучаемым в счетчик 11 будет записано время его активной работы над программой, В сумматор из канала данного обучаемого через элемент 12 ИЛИ и блок 13 будет за- О писано время активной работы обучаемого, деленное на число обучаемых в группе.Аналогичным образом будет происходить работа устройства параллельно 1 для каждого обучаемого, Когда все обучаемые завершат работу над программой в счетчиках 11 времени будет записано время активной работы каждого обучаемого над программой, а 20 в сумматоре 14 " общее время активной работы всех учащихся над программой, деленное на число учащихся в группе, т.е, средняя трудоемкость усвоения программы, Одновременно поступает И сигнал разрешения индикации в блок 15, В этом случае блок 15 обеспечи-. вает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сиг" нал счетчика 11, поступающий на одни ЗО входы блока 16 сравнения и сигналы, поступающие от сумматора 14 на другие входы блока 16 сравнений, обеспечивают появление сигналов на его выходах, срабатывание блока 15 и индикацию уровня усвоения программы обучаемым в зависимости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления программы. 40Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха обучаемых в процессе обучения в сочетании с точным учетом трудоемкости усвоения программ позволит значительно повысить эффективность обучения.Формула изобретения1, Устройство для обучения по авт, св, Ю 750547, о т л и ч а ю щ ее а я тем, что, с целью расширения у дидактических возможностей устройства, в него введены стабилизаторы амплитуды импульсов и последовательно включенные элементы И второй группы, счетчики времени второй группы,элементы И третьей группы, триггерыи элементы И четвертой группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствуоцих индикаторовработоспособности учащихся, а вторыевходы - с выходами соответствующихпультов учащихся, подключенными квторым входам соответствующих триггеров и к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов,выходы генераторов высокочастотныхсигналов подключены к соответствующим датчикам электробиолюминесценциичерез соответствующие стабилизаторыамплитуды импульсов,2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем ста -билизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного иэ которых и один вывод резистора являются ахов дом стабилизатора, а анод другогодиода и другой вывод резистора являются выходом стабилизатора,3. Устройство по и, 1, о т л и -ч .а ю щ е е с я тем, что в нем датчик электробиолюминесценции содержитсвязанные 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 излучателемсвета, вход которого является входомдатчика,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нвторское свидетельство СССРР 750547, кл. Г 09 В 7/07, 1978976170 и раж 72 бдписИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35; Иосква, Ж, Раущская наб д,009 77 ППП "Патент , г, жгород, уа, Проектная,и Составитель А. КарловРедактор С.Патрущева Техред А.бабинец Корректор ИЛа