Устройство для обучения

(72) Авторы йзобретения Медведев и С,Н,Резниченко(7) Заявите Таганрогский радиотехнич 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕН Изоб ке и вы ности к обучени как при довании Известно также устроиство, предназначенное для определения трудоемкости усвоения программы при групповом обучении и содержащее обучаю щую машину, часовой механизм и потенциометр, фаэочувствительный усилитель и реле, индикаторы и задатчик расчетного времени2.Однако это устройство определя" ет трудоемкость усвоения программы путем измерения времени с момента выдачи программы до момента положительной средней оценки группы учащихся, что не является обьективным показателем сложности и трудоемкости усвоения программы. етени ислит автоми м обуче уцебн же ии го Наявляе пульт емых, генер етениюащееобучаветов,в, датселектор,чики вре.лог относится к автомати льной технике, в част тиэированным системамт быть использованотак и при исслепроцесса. Известно устройство для обуцения с определением сложности и трудоемкости усвоения программы, которое содержит пульт ввода ответов, логи О ческий блок счетчик, дешифратор, индикатор оценки, Логический блок.содержит узел присвоения весов ответам, выполненный иэ задающего генератора, соединенного со счетными триггерами и с элементами временной селекции, а также узел задания программы, соединенный с узлом синхронизации и с пультом ввода ответов1.гОднако указанное устройство не позволяет обеспечить оценку трудоемкости и сложности усвоения программы,учащимся при групповом обучении. институт им."В,Д;Калмыков более близким к изоб ся устройство, содер преподавателя, пульт счетчик правильных о тор тактовых импульс иотоков, амплитудный ские элементы И, сче3 97616 мени, логический элемент ИЛИ, узел определения средней трудоемкости усвоения программы, сумматор, индикатор и блок сравнения, Это устройство используется при контроле и 5 обучении для определения трудоемкости усвоения программы, а также группировки учащихся по одинаковым уровням трудоемкости усвоения программы 3,оОднако реализуемая известным устройством оценка программы, а также группировка учащихся по уровням усвоения программы не являются объективными. Это обусловлено тем, что 15 как для оценки программы, так и для группировки учащихся в качестве основного показателя используется время, затраченное на изучение дозы программы, Данный показатель не являет- В ся объективным, так как даже простые задания порой требуют выполнения больщого объема вычислительных работ или же просмотра болыюго количества информационного материала, В случае же 25 использования известного устройства для оценки подобных доз учебной информации и группировки обучаемых по уровням усвоения этих доз мы имеем следующую картину, ЗОФРанее названные простые задания определены как весьма сложные и трудоемкие, а учащиеся, умеющие быстро читать и выполнять расчетные операции, отнесены к высчему уровню по усвоению программы. Таким образом, налицо явная необъективность как оценки программы, так и группировки обучаемых. И если ранее наличие этого40 недостатка в известном устройстве было допустимо, то сейчас, когда вся система образования переходит от информационного обучения к проблемному обучению и обучению системному подходу к изучаемой дисциплине, подоб ный недостаток практически исключает возможность использования известного устройства для объективной оценки качества программ и группировки обучаемых, В настоящий момент не столько необходимо оценивать среднее время, затраченное на прохождение учебной дозы, сколько требуется оценить, насколько объективно сложна программа, т.е. какой напряженности .умственной работы требует она от учащихся, ценой какой психической нагрузки обучаемый справился с программой,8 4И для увеличения эффективности обучения также необходимо группироватьобучаемых не по времени, затраченному на изучение учебной дозы, а попоказателю напряженности умственнойработы при изучении программы, отражающему психическую напряженностьумственной работы над программой относительно потенциальных возможностей учащегося, чего не позволяетреализовать известное устройство.А это в свою очередь и приводит кзначительному снижению эффективностиобучения при использовании известного устройства,Целью изобретения является расаирение дидактических возможностей устройства, а также повышение эффективности обучения путем увеличения объективности оценки сложности программы и группировки обучаемых по уровнямнапряженности умственной работы приизучении программы,Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт преподавателя, пульты обучаемых, счетчик правильных ответов и блок индикации последовательно соединенные биодатчики, амплитудный селектор и элементы И, а также последовательно включенные блок интегрирования и блок сравнения выход которого соединен с вторым входом блока индикации, третий вход которого подключен к выходу блока интегрирования, введены цепочки из последовательно включенных блока дифференцирования и счетчика, а также цепочки из последовательно включенных блока памяти, блока деления напряжений и блока интегрирования, выход блока интегрирования каждой цепочки соединен с соответствующим входом блока интегрирования и с вторым входом блока сравнения, а входс вторым входом соответствующего пульта обучаемого, третьи входы элементов И соединены с выходами соответствующих блоков дифференцирования, а выходы - с вторыми входами соответствующих счетчиков и первыми входами соответствующих блоков памяти, вторые входы которых и входы блоков дифференцирования подключены к выходам соответствующих биодатчиков, вторые входы блоков деления напряжений соединены с выходом амплитудного селектора, выходы счетчиков соединены с вторыми входамисоответствующих элементов И,В устройстве использован эффектизменения сопротивления кожногопокрова участков черепа при повышении напряженности умственной работы человека, В настоящее время известен электроэнцефалографический способ регистрации психической напряженности умственной работы, при котором измеряют сопротивление участка кожи на черепе человека затеманализируют реоэнцефалограмму, определяя катакротическое отношениеК=НН которое возрастает прямо пропорционально. психической напряженкости умственной работы,Измеряя катакротическое отношение, можно определить объективнуюпсихическую напряженность умственной работы каждого учащегося приизучении программы относительно егопотенциальных возможностей, так какпредельное значение величины К=1,При этом усредненное значение величины К для всей группы учащихсядостаточно объективно оценивает слоиность программы для данного контингента обучаемых,На фиг 1 приведен вид реоэнцефалограммы при спокойном состоянииобъекта; на фиг, 2 - при активнойумственной работе, где Н - высотаосновной волны, Н- высота катакротического зубца,на фиг, 3 - функциональная схема устройства,Пульт 1 преподавателя через пульты 2 обучаемых соединен со счетчиком 3 правильных ответов, Биодатчики 4, выполненные в виде электродов,укрепленных на висках учащихся, соединены с амплитудным селектором 5,представленным набором пиковых детекторов по числу обучаемых, блоками 6 дифференцирования представленными дифференцирующими цепочками, ивторыми входами блоков 7 памяти, которые выполнены по схеме типовых аналоговых запоминающих устройств. Выходы блоков 6 соединены с вторымивходами логических элементов И 8, укоторых первые входы соединены с выходами амплитудного селектора 5, атретьи входы - с выходами счетчиков9, представленных счетными ячейкамис пересчетом по модулю 3, Выходы логических элементов И 8 соединены свторыми входами счетчиков 9. и первы 5 1 ф 15 ми входами блоков 7. Первые входыблоков 10 деления напряжений, выполненных по схеме типовых аналоговых делителей, соединены с выходами:бло" ков 7, Вторые входы - с выходами амплитудного селектора 5, а выходыс первыми входами блоков 11 интегрирования, у которых вторые входы соединены с выходами пультов 2 обучаемых. Выходы блоков 11 соединены с первыми входами блока 12 сравнения и группового блока 13 интегрирования, выходы которого подключены к вторым входам блока 12 и блока 14 индикации. К первым входам блока 14 подключен счетчик. 3, а к третьим - блок 12. Устройство работает следующим образом,Учащиеся получают Программу, пос"ле чего с пульта 1 включаются все блоки устройства и через электроды биодатчиков 4 пропускают слабый ток.На выходе биодатчика 4 обучаемого,начавшего работать над программой, появляется сигнал (йиг, 2),При прохождении сигнала через амплитудный селектор 5 на выходе последнего появляется сигнал (равный величине вы 3 В сОты Основнои Волны Н )которыипоступает на первый вход логического элемента И 8 и второй вход блока 10, Сигнал с выхода биодатчика4 поступает также на блок 6, на 35выходе которого появляются импульсыв моменты измерения формы сигнала,т,е, в моменты а, Ь, с и д, На вторыв входы блока 7 также поступаетсигнал с выхода биодатчика 4 ноэтот сигнал не запоминается ввидуотсутствия сигнала на первом входеблока 7, В момент максимального эна"чения сигнала от биодатчика 4, т,е.в момент а, на выходе блока 6 появляется импульс, который поступаетна второй вход логического элемента И 8 и первый вход счетчика 9,обеспечивая запись в него второйединицы, так как первая единица записывается в начальном состоянииЯпри включении, В момент Ь блок6 выдает следующий импульс, который поступает на второй вход логического элемента И 8 и первый вход счетчика 9, где записывается третья единица, в результате чего на выходе счетчика 9 .появляется сигнал. Сигнал с выхода счетчика 9 поступает на вход логического элемента И 8,7 97в результате чего на выходе последнего появляется сигнал, так как напервый вход его поступает сигнал самплитудного селектора 5, а на второй - с блока 6, Сигнал с выхода логического элемента И 8 поступает напервый вход блока 7, разрешая запись в него сигнала с биодатчикавеличина которого в этот момент (момент Ь) равна Н , Одновременно сигнал с выхода логического элемента И 8поступает на второй вход счетчика9, обеспечивая установку его в исходное состояние, а также запись начальной единицы, Сигнал, записанныйв блок 7, равный Н, поступает напервый вход блока 1 П, на второй входкоторого поступает сигнал с выходаамплитудного селектора 5., равныйН. В результате этого на выходе блока 10 появляется сигнал, равный катакротицескому отношению К=н Н Сигнал этот поступает на интегратор 11,который осуществляет интегрированиесигнала в тецение всего периода работы учащегося над дозой программы, Позавершению работы учащегося над дозой программы, т.е. после введенияим верного ответа, из пульта 2 поступает на блок 11 сигнал, по которому интегральное значение катакротического отношения данного учащегосяпоступает на вход блока 13 и блока12 сравнения,6468 8 5 10 5 2025 30 35 40 45 Формула изобретения Аналогичным образом происходитработа устрой ст ва параллель но длякаждого учащегося. Когда все учащиеся дает правильные ответы, в блоках11 появляются сигналы средних катакротических отношений уцащихся приработе над дозой, т.е. величины психической напряженности умственнойработы каждого учащегося, а в блоке13 - среднее катакротическое отношение при работе над дозой для группы в целом, т,е, величина среднейпсихической напряженности умственнойработы группы учащихся,Одновременно из счетчика 3 поступает сигнал разрешения в блок 14.В этом случае блок 14 обеспечиваетвизуальную индикацию средней психической напряженности умственной ра;боты группы учащихся, т.е, среднейсложности программы для данного контингента. Сигналыот блоков 11, поступающие на первые входы блока 12,и сигналы от блока 13, поступающие на вторые входы блока 12, обеспечивает появление сигналов на выходах блока 12 и срабатывание блока 14. Приэтом, если средняя психическая напряженность умственной работы учащегося, т.е, средняя сложность программы для учащегося (сигнал от блока11) меньше средней психической напряженности умственной работы группы,т,е, средней сложности программы дляданной группы (сигнал от блока 13),то индицируется " уровень в блоке14, если средняя сложность программыдля учащегося равна средней сложности программы для данной группы учащихся, то индицируется "П уровень,если средняя сложность программы дляучащегося больше средней сложностипрограммы для данной группы, то индицируется "Ю уровень". Таким образом предлагаемое устройство позволяет достаточно объективно оценивать сложность программыдля данного контингента обучаемых,на основании чего в дальнейшем можно производить корректировку учебныхкурсов и программ, Кроме того, группировка обучаемых по уровням психической напряженности умственной работы при изучении программы позволяет получить достаточно однородные(гомогенные) группы учащихся относительно трудности усвоения ими учебного материала. Создание же такихгрупп позволит в значительной степени индивидуализировать и адаптировать процесс обучения, В свою очередь, возможность объективной оценки и корректировки программы, а также индивидуализация и адаптация обучения позволяет в значительной степени повысить эФфективность процесса обучения в целом, В конечном счете повышение эФфективности обучения позволит улучшить качество подготовки высококвалиФицированных специалистов для различных областей народного хозяйства,Устройство для обучения, содержащее последовательно включенные пульт преподавателя, пульты обучаемых, счетчик правильных ответов и блок индикации, последовательно соединенные биодатчики, амплитудный селектор.97 б 4 и элементы И, а также последовательно включенные блок интегрированияи блок сравнения, выход которого соединен с в 1 орым входом блока индикации, третий вход которого подклю- зчен к выходу блока интегрирования,о т л. и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения дидактическихвозможностей устройства, в него введены цепочки из последовательно вклю"1 Оченных блока дифференцирования исчетчика, а также цеПочки из последовательно включенных блока памяти,блока деления напряжений и блока интегрирования, выход блока интегри- Ирования каждой цепочки соединен ссоответствующим входом блока интегрирования и с вторым входом блокасравнения, а вход - с вторым входомсоответствующего пульта обучаемого 29третьи входы элементов И соединеныс выходами соответствующих блоков 68 10дифференцирования, а выходы - свторыми входами соответствующихсчетчиков и первыми входами соответствующих блоков памяти, вторые входыкоторых и входы блоков дифференцирования подключены к выходам соответствующих биодатчиков, вторые входыблоков деления напряжений соединеныс выходом амплитудного селектора,выходы счетчиков соединены с вторыми входами соответствующих элементов И. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 28 У 423, кл. б 09 В 7/00, 19 УО.2, Авторское свидетельство СССРИ 285386, кл, С 09 В 7/00, 19 УО.Э. Авторское свидетельство СССРИ 546926, кл, й 09 В 7/07, 19 УУ976468 дактор Т ев оррек ка писное роект иал Составитель А.КарлТехред А.Бабинец ираж 2 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раувт г, жгород итета СССРкрытийая наб д. 4/5