Обучающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ВЯЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 Я 0378 (21) 2596605/18-24 (51)М ИЛ Сефэ СоветскмкСфцрнанстичесммк Ресаубймк с присоединением задакм йо(23) Приоритет С 09 В 7/02 Государетаенимя омятет СССР яо делам азобретеняй я открытая(088 е 8) Дата опублмковамия опмееммя 28,0231(72) Авторы мзобретвммя А.Н. Маляров, А.С. Федечкин и А.В. Алимпиев Куйбннпевский политехнический институтим. В,В. Куйбышева(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для обучения, и может быть использовано в различных учебных заведениях при органиэации программированного обучения.По основному авт.св. Ф 723646 известно обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения ответов и блока памяти; выход блока па-, мяти соединен со входом блока воспро" изведения, подключенного к входам блока регистрации, блока сравнения ответов и блока сравнения адресов, выход которого соединен со входом блока памяти, блок определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входами блоков сравнения адресов и ответов и блока 2 управления, и регистр адреса, поцключеиный к выходам блоков воспроизведения и управления. и ко входам блоков .сравнения адресов и памяти ЫДанное устройстВо позволяет реализовать разветвленные обучающие програюаа, в которых процесс адаптации производится по ответам учащихся с выдачей визуальной информа- ЗО ции, а также дает воэможность ис" пользовать синхронизированный маг" нитофон для выдачи эвуковой инфор" мации.Однако известное устройство ие позволяет точно и объективио оценивать индивидуальные особенности мышления обучаемого при восприятни и переработке визуальной и звуковой информацчи. Кроме того, при использовании текстовой программы для определения индивидуальных особенностей требуется дополнительное время преподавателя и учащихся, а также значительный расход програм" моносителя. Следовательно, зто устройство не позволяет правильно управлять выдачей визуальной и звуковой информацией в зависимости от особенностей учащегося воспринимать и перерабатывать различные виды информации.Причиной этого недостатка является отсутствие воэможности индивидуально определять наиболее приемлемую форму ьыапения данного учащегося в зависимости от вида информации и выбирать обучающую программу с оптимальным соотношением видов учебной информации.ванный с блоком 2 сравнения ответов,блоком 3 анализа Физиологическогосостояния учащегосяи блоком 4 памя ти, соединенным с блоком 5 воспроизведения, который подключен к блоку брегистрации, блоку 7 сравнения адресов, регистру 8 адреса, блоку 2сравнения ответов и блоку 9 определения признаков, соединенному с блоком 3 блоком 7 сравнения адресов,блохом 10 управления и блоком 2 сравнения ответов, связанным с блоком 10управления который соединен с блоком б регистрации и регистром 8 ад-реса, подключенным к блоку 4 памятии блоку 7 сравнения адресов, выходкоторого подсоединен к блоку 4 .памяти и ко входу блоха 5 воспроизведения, а,кроме того, датчик 11 20 через генератор 12 соединен с блоком 3, выход которого подключен крегистру 8 адреса.Блок ввода ответов состоит изкнопки фГотов", триггера "Готов", 25 цифро-буквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны).Блок 4 памяти включает носитель инФормации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрамии кодами управления, проекционную,лампу и реверсивный лентопротяжныймеханизм (не показань 1).Блок 5 воспроизведения состоитиз однотипных фотоэлектрических усилителей 13, преобразующих Фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их, а также из синхрони"зированного магнитофона 14. Альфа-ритм наблюдается постоянноу 15 людей, у 15 его нет,а у 70он появляется тогда, когда мозг отдыхает. те индивидуумы, у которыхальфа-ритма никогда не было, имеютхорошую зрительно"образную память,и они лучше воспринимают и перерабатывают визуальную информацию. У техиндивидуумов, у которых альфа-ритмнаблюдается постоянно (не депрессирует),оперирование слуховыми образами в процессе мышления преобладаютнад зрительными.Кроме того, они испытывают трудности при.восприятиии переработке визуальной информации. 50Люди с нормальной динамикой альфа-ритма способны пользоваться как слуховыми, так и зрительными образамипри обучении,Устройство позволяет обучаться упо программам, в которых соотношение выдаваемой визуальной и звуковойинформации соответствуетособенностяммышления учащегося.На фиг.1 схематически изображенопредлагаемое устройство; на Фиг.2 -три типа кодов со схематическим изображением блока воспроизведения; нафиг.З - функциональная схема блокаанализа физиологического состояния65учащегося. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства эа счет учета Физиологическогосостояния учащихся.Указанная. цель достигается тем,что в устройство введены последовательно включенные датчик сигналаФизиологических параметров учащегося; генератор и блок анализа физиологического состояния учащегося,соединенный с выходами блоков ввода ответов и определения признакови со входом регистра адреса, выходблока сравнения адресов подключенко входу блока воспроизведения.При этом блок анализа Физиологического состояния учащегося содержит элементы И, инвертор, триггеры,одновибратор и элемент задержки, соединенный через первый элемент И спервыми входами блока и непосредственно с первым входом второго элемента И, второй вход которого непосредственно подключен ко второмувходу блока, а выход - через первыйтриггер к первому выходу блока, выход третьего элемента И через второйтриггер соединен со вторым выходомблока, первый вход - через инверторсо вторым входом блока, а второйвход - через одновибратор с однимиз первых входов блока.В предлагаемом устройстве использован эФФект депрессии альфа-ритмов мозга у определенного круга индивидуумов, динамика которых связана с особенностями мышления индивидуума,Обущающее устройство (Фиг.1) содержит блок 1 ввода ответов, свяБлок б регистрации включает в себя счетчик ошибок со схемой совпадения на счетном входе, дешифратори индикаторные лампы оценок (непоказаны),Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (фиг.2), В предлагаемом устройстве программа имееттри типа 15, 16 и 17 кодов с различными функциями в управлении работойустройства.Коды типа 15 содержат ход 18 возможного ответа, предназначенный длясравнения с кодом ответа, разряд 19"Обязательное сравнение", необходимый для безусловного сравнения скодом ответа, разряд 20 "Неправильно", предназначенный для занесенияодного штрафного балла в блок регист"рации, и отличительный признак 21,служащий для опознавания кодов типа15. Отличительный признак содержиттакую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретнойдля кодов других тинов (например,3-й снизу разряд светлый, а 2-й снизу - темный).Коды типа 16 содержат адрес (код) 22 следующего кадра, по которому нужно искать следующий кадр, а также разряд 23 направления движения кинопленки "Реверсфф. Отличительный признак 24 предназначен для огознавания кодов типа 16 (например, 3-й снизу разряд темный, 2-й снизу разряд светлый).Коды типа 17 содержат адрес (код) 25 кадра, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра, разряд 26, служащий для включения синхронизированного магнитофона,и отличительный признак 27 (например, 2-й и 3-й снизу разряды светлые).В кодах всех типов существует один служебный разряд 28 "Маркер", предназначенный для формирования 20 разрешающего сигнала на считывание всего кода.Блок 5 воспроизведения включает разряды 29-36 (фиг.2).Блок 3 анализа физиологического 25 состояния учащегося состоит (Фиг.З) иэ элементов И 37-39, инвертора 40,. триггеров 41 и 42, одновибратора 43 и элемента задержки 44.Предлагаемое устройство работает З 0 . следующим образом.Учащийся перед обучением в то время, когда его мозг отдыхает, нажимает кнопку "Готов" блока 1 ввода ответов. Триггер "Готов" устанавлива- З 5 ется в единичное состояние и блок 1 ввода ответов выдает разрешающий сигнал на определение уровня альфа- ритма в блок 3, по которому последний запоминает низкий уровень сигнала, приходящего с генератора 12, 40 тем самым фиксируя низкий уровень альфа-ритма во время отдыха мозга. Кроме того, из блока 1 в блок 4 памяти поступает сигнал, по которому включается проекционная лампа, и 45 кадр с учебным материалом проектируется на экран; Через промежуток времени, необходимый для осмысливания учащимся визуальной информации, блок 3 записывает сигнал высокого уров- щ ня из генератора 12 по разрешающему сигналу блока 9 определения признаков о наличии кода типа 17,тем самым Фиксируя отсутствие депрессии альфа- ритма во время работы мозга, Если во время отдыха мозга уровень альфа- ритма был высоким, а во время работы мозга - низким то блок 3 запоминает наличие депрессии альфа-ритма, Иэ блока 3 на два элемента регистра 8 адреса поступает код, свидетельст вующий об отсутствии альФа-ритма, о постоянном присутствииальфа-ритма или о наличии депрессии альфа-ритма у учащегося, что определяет подпрограмму, по которой следует обучать 65 учащегося. Обучающие подпрограюеюотличаются определенным соотношением звуковой и визуальной информации, наилучшим образом соответствующим особенностям мышления г:нного учащегося, В первой подпрограмме экспозиция кадров не дополняется (или поч-ти не дополняется) эвуковь 1 м сопро"вождением, во второй - почти всекадры дополняются звуковым сопровождением. В третьей подпрограмме:соотношение звуковой и визуальной информации определяется особенностаии прог"раммируемого учебного материала диаучащихся с депрессируемни ааьфа-рйзмом,После ввода учащимса ответа блок1 ввода ответов вццает код ответав блок 2 сравнения ответов, а по коду ответа особенности мьааления учащегося и кодам, считываеиьи с кинопленки, осуществляется покск необходимого кадра. В блок 2 поступают свгналы с фотоэлектрических усилителей13 блока 5,воспроизведения, считывающих коды возможных отзетоа и разрядОбязательное сравнениеф, а иэблока определения признаков 9 поступают сигналы о считывании кодов типа. 15.В исходном состояний устройствореагирует только на коды типа 15.Припоразрядном сравнении кода ответа скодом возможного ответа н при наличиисигнала из блока 9 блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10 управления.Если ни один иэ предусмотренныхкодов возможных ответов не сравнилсяс кодом ответа, то придет код типа 15,стоящий последним среди кодов типа15, в котором содержится разряд,Обязательное сравнением, и присчитывании такого кода блок 2 выдает сигнал в блок 10.В блок 9 определения признаков поступают сигналы иэ разрядов 34 и 35 блока 5 воспроизведения, заня" тых отличительники признаками, а .нз блока 9 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 15, в блок управления 10, если считываемый код относится к типу 16, в блок 7 сравнения адресов и в блок 3 анализа физиологического состояния учащегоса, если это код типа 17.Блок управления 10 по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись и индика-цию ошибки в блок 6 регистрации, и если в сравниваемом коде типа 15 закодирован разряд, фНеправильнофф, который из блока 5 подается в блок 6, то при совпадении двух сигналов блок 6 регистрирует и индицирует ошибку. После запоминания сигналасравнения кода возможного ответа икода ответа блоком 10 первый пришедший код типа 16 вызывает появлениесигнала из блока 9 в блок 10, который вырабатывает разрешающий сигнална запись адреса необходимого кадрав регистр 8 адреса. Адрес необходимого кадра Формируется из адреса 22следующего кадра н сигнала 23 ффРеверс , приходящих в блок 8 из блока 5, а также из двух разрядов кода,приходящего в блок 8 из блока З.Еслинеобходимый кадр находится в стороне, противоположной первоначальному направлению движения кинопленки,то регистр 8 адреса подает сигнал"Реверс" в блок 4 памяти, по кото" 15рому направление движения кинопленки изменяется на противоположное.Блок сравнения адресов 7 производит поразрядное сравнение адресанужного кадра, приходящего из ре- ,Щгистра 8 адреса, и кода кадра, приходящего нз блока 5 воспроизведения, при наличии разрешающего сигнала нз блока 9 определения призна"ков (о наличии кода типа 17).При поразрядном сравнении блоком 7 вццаетсясигнал на остановку лентопротяжногомеханизма в блок 4 памяти и разрешающий сигнал на включение синхронизированного магнитофона 14. Еслив коде. типа 17 содержится закодированный разряд 26, то по сигналу иэФотозлектрйческих усилителей 13включится синхронизированный маг"нитофон 14,Обучающее устройство работаетследующим образом.С учащегося во время отдыха мозга датчиком 11 снимается уровеньальФа-ритма. Генератор 12 с пороговыми элементами преобразует альфаритм в логические уровни сигналов.При отсутствии альфа-ритма у учащегося низкий уровень сигнала с генератора 12 ииэвртируется элементом. 40 и подается на первый вход элемента И 38 е При нажатии учащимся кнопки "Готов" в блоке 1 ввода ответов,одновибратор 43 вырабатывает разрешающий импульс на второй вход элвмвн"та И 38, с выхода которого сигнал,свидетельствующий о низком уровнеальФа-ритма учащегося, записыэавтаяв триггер 41. Если при нажатии кнор"кн "Готов" во время отдыха мозга учащегося на выходе генератора 12 присут"ствует высокий сигнал, то он ив эа- .ээписывается в триггер 41.Сигнал наличия кадра с учебной инФормацией приходи на первый входэлемента И 37, на его второй входприходит сигнал с -триггера "Готоэф 4 щблока 1. Через врем; определяемоеэлементом задержки 44 и необходимоедля осмысливания учебнОго материала,во время работы мозга разрешающийсигнал с элемента задержки 44 прихо д дит на первый вход элемента И 39. На второй вход элемента И 39.приходит сигнал высокого уровня с генератора 12, свидетельствующий о том, что альфа-ритм присутствует постоянно, нли приходит сигнал низкого уровня. При наличии сигнала высокого уровня единичный сигнал элемента И 39 запишется в триггер 42.Таким образом, если в триггерах 41 н 42 присутствует комбинация уровней ф 1 ф-фОфф, то это свидетельствует о постоянном отсутствии альфа-ритма учащегося, если "Оф 1 ф- о постоянном йрисутствии альфа-ритма,.комбинация "Оф-фОф " о нормальной динамике альФа-ритма. Сигналы с выходов триггеров 41 н 42 поступают в блок 8, где записываются в начале и сохраняются до конца обучения. В первом случае учащемуся выдается подпрограмма беэ использования магнитофона, во втором - с его преимущественным использованием, э третьем случае магнитофон подключается в определенных ситуациях.Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность обучения, Определение способности учащегося воспринимать и перерабатывать информацию определенного вида (звуковую, зрительную или как звуковую, так и зрительную) позволяет адаптивно обучать учащихся. При этом производится выбор подпрограмм с определенным соотношением зрительной и звуковой информации, соответствующим особенностям мышления учащегося.формула изобретения1, Обучающее устройство по авт.св. Э 723646,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что., с целью расширения дидактических эоэможностей устройства. эа счет учета физиологического состояния учащихся, оно содержит последовательно включенные датчик сигнала Физиологических параметров учащегося, генератор и блок анализа физиологического состояния учащегося, сочиненный с выходами блоков ввода ответов и определения признаков и ао входом регистра адреса, выход блька сравнения адресов подключен ко входу блока воспроизведения.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ в в с я твм, что блок анализа физиологического состояния учащвгося содержит элементы И, ииввртор, триггеры, одноэибратор и элвмент задержки, соединенный через пврэый элемент Й с пврвыми входами блока и непосредственно - с первым входом второго элемента И, второй вход которого непосредственно подключен ко второму входу блока, а выход - чврвэ первый, триггер к первому выходу блог 8 ка, выход третьего элемента И черезвторой триггер соединен со вторымвыходом блока, первый вход - черезинвертор со вторым, входом блока, авторой вход - через одновибратор содним из первых входов блока. 809315 10,Источники информации,принятые во внимание при эйспертизеАвторское свидетельство СССР809315 Составитель Л. КарловТехред М. Федорнак Корректор Н Редактор А. Лежи горук Тираж 495 ПодписНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, З, Раушская иаб.; д,4 Заказ. 435/65 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4