Устройство для обучения

(51)5 6 09 В 7/07 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Таганрогский радиотехнический институт им. В,Д, Калмыкова(56) Авторское свидетельство СССРМ 1043719, кл. С 09 В 7/07, 1982,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике, в частности к автоматизированным обучающим системам, и 5 Ц 1624498 А 2 может быть использовано как при обучении, так и при проведении психолого-педагогических экспериментов в ходе учебного процесса. Цель изобретения - расширение дидактических воэможностей устройства. Устройство содержит пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, блок 4 индикации, блок 5 ввода реакций обучаемых, блок 6 ключей, блок 7 индикации консультативной информации, блок 8 интегрирования, блок 9 сравнения, второй блек 10 сравнения, пороговый блок 11, счетчики 12 и блок 13 синхронизаций. Кроме того, устройство содержит блок 14 задания пороговых напряжений, третий блок 15 сравнения и блок 16 счетчиков времени, 2 з,п. ф-лы, 9 ил.10 15 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматизированным обучающим системам (АОС), и может быть использовано как при обучении, так и при проведении психолого- педагогических экспериментое в ходе учебного процесса.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства,На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид реоэнцефалограммы при спокойном состоянии обучаемого; на фиг. 3 - то же, при активной умственной работе; на фиг, 4 - то же. блока индикации; на фиг. 5 - то же, блока индикации консультативной информации; на фиг. 6 - то же, блока интегрирования; на фиг, 7 - то же, первого блока сравнения; на фиг. 8 - то же, третьего блока сравнения; на фиг, 9 - то же, блока счетчиков времени,Устройство содержит (фиг. 1) пульт 1 преподавателя, пульты 2 обучаемых, счетчик 3 правильных ответов, блок 4 индикации, блок 5 ввода реакций обучаемых, блок 6 ключей, блок 7 индикации консультативной информации, блок 8 интегрирования, первый блок 9 сравнения, второй блок 10 сравнения, пороговый блок 11, счетчики 12, блок 13 синхронизации, блок 14 задания пороговых напряжений, третий блок 15 сравнения, блок 16 счетчиков времени.Блок 4 индикации состоит из элементов 17-19 индикации уровней логического мышления для каждого обучаемого. элементов 20 - 22 индикации уровней образного мышления для каждого обучаемого, элемента 23 индикации логической трудоемкости программы и элемента 24 индикации образной трудоемкости программы.Блок 5 ввода реакций обучаемых, как и е основном изобретении, состоит из последовательно включенных двух групп биодатчиков, узла усилителей, коммутатора, селектора и аналого-цифрового преобразователя.Блок 6 ключей, как и в основном изобретении, включает электронные ключи по числу пультов обучаемых.Блок 7 индикации консультативной инФормации состоит иэ цепочек по две на каждый пульт 2 обучаемого, содержащих первый регистр 25, первый узел 26 сравнения, первый счетчик 27, второй узел 28 сравнения, первый индикатор 29, второй регистр 30, третий узел 31 сравнения, второй счетчик 32, четвертый узел 33 сравнения, второй индикатор 34. элемент И 35, третий индикатор 36,20 25 30 35 40 45 50 55 Блок 8 интегрирования содержит первые интеграторы 37 и узлы 38 умножения, первый групповой интегратор 39, вторые интеграторы 40 и узел 41 умножения, второй групповой индикатор 42.Первый блок 9 сравнения представлен узлами 43 и 44 сравнения по два узла на каждый пульт обучаемого. На выходах узлов 43 и 44 сравнения появляются сигналы:"Больше", "Равно" или "Меньше".Второй блок 10 сравнения, как и в основном изобретении, состоит из цепочек последовательно включенных узлов сравнения и логических элементов И, а также цифроаналоговых преобразователей.Пороговый блок 11, как и в основном изобретении, представлен логическими элементами определения экстремума. Счетчики 12, как и в основном изобретении, представлены реверсивн ыми счетчиками.Блок 13 синхронизации, как и в основном изобретении, включает последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, распределитель импульсов и триггер.Блок 14 представлен набором переключателей, позволяющих задавать в цифровом коде предельные значения Н 2 аах и времени работы та щах (для блока 7) и фоновое значение Н 2 ф (для блока 15).Третий блок 15 сравнения представлен узлами 45 и 46 сравнения по два узла на каждый пульт 2 обучаемого,Блок 16 счетчиков времени представлен счетчиками 47 и 48 времени по два на каждый пульт 2 обучаемого,Устройство работает следующим образом,Перед началом работы в блоке 14 устанавливается фоновое значение Нф (в спокойном состоянии), предельно допустимое значение Н 2 вах, а также предельно допустимое время работы обучаемого на уровне Нящах - Ьвах Учащиеся получают программу, после чего с пульта 1 включаются все блоки устройства и через электроды биодатчиков блока 5 пропускают слабый ток. На выходе этих биодатчиков для обучаемого, начавшего работать над программой, появляется сигнал, форма которого приведена на фиг. 2, Эти сигналы проходят через узел усилителей, нормирующий сигнэл, коммутатор, обеспечивающий переключение с одного канала на другой по сигналам иэ блока 13, селектор, обеспечивающий выделение сигнала основной волны Н 1, и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя блока 5 и узлы сравнения блока 10, уровни срабатывания которых смещены один относительно другого нэ интервал квантованияЛХ. Учитывая, что АЦП блока 5 работает на участке реоэнцефалограммы а, Ь, с, б (фиг.2 и 3), где происходит уменьшение сигнала, то вначале сигналы из блока 10 проходят на прямые входы счетчиков 12, а в момент увеличения сигнала, что на участке реоэнцефалограммы а, Ь, с, О (фиг. 3) соответствует катакротическому зубцу (Ь - Н 2), сигналы начинают поступать из блока 10 на инверсные входы счетчиков 12. Этот момент (появление экстремума) фиксируется пороговым блоком 11, который включает блок 6, и с АЦП блока 5 - второго выхода блока 5 через блок 6 ключей значение Н 2 поступает на первые входы регистров 25 и 30 блока 7, на вторые входы которых поступают сигналы от блока 13, обеспечивающие запись Н 2 с первого канала биодатчиков блока 5 в регистр 25, а с второго - в регистр 30. С выходов регистров 25 и 30 сигналы поступают на входы узлов 45 и 46 блока 15, где происходит их сравнение с сигналом Н 2 ф, поступающим из блока 14, на входы интеграторов 37 и 40 блока 8 и на входы первых узлов 26 и 31блока 7, где происходит их сравнение с сигналом Н 2 аах, поступающим из блока 14. Как только Н 2 по любому из двух каналов (с выходов регистров 25 и 30) или по двум каналам сразу превысит значение Н 2 ф, на выходах соответствующих узлов 45 и 46 блока 15 появляются сигналы, которые, поступив на входы счетчиков 47 и 48 блока, разрешают счет импульсов, поступающих от блока 1,3; При снижении Н 2 ниже уровня Н 2 ф сигналов на выходах узлов 45 и 46 нет и счет импульсов счетчиками 47 и 48 прекращается. Таким образом, в счетчиках 41 и 48 записывается для каждого учащегося время его активной работы соответственно над логической и обратной частями учебного задания. Интеграторы 37 и 40 блока 8 при отсутствии сигналов от пультов 2, т.е. данный обучаемый работает над программой, осуществляют интегрирование значений Н 2, поступающих с регистров 25 и 30, Как только обучаемый верно выполнит задание, сигнал с пульта 2 проходит на блок 8 и сигналы с выходов интеграторов 37 и 40 поступают на узлы 38 и 41. где осуществляется перемножение проинтегрированных величин Н 2 с активным временем работы обучаемого соответственно над логической и образной частью задания, поступающим от счетчиков 47 и 48 блока 16. В результате на выходе узлов 38 и 41 мы получаем сигналы комплексной оценки трудоемкости программы для данного обучаемого по логической (с выхода узла 38) и образной составляющей(с выхода узла 41), Эти сигналы поступают на первые входы узлов 43 и 44 блока 9 и групповые интеграторы 39 и 42, с выходов которых сигналы поступают на вторые входы узлов 43 и 44 блока 9 и индикаторы 23 и 24 блока 4: Узлы 43 и 44 блока 9 5 сравнивают значения трудоемкости программы для каждого обучаемого по логическому и образному компонентам с соответствующими среднегрупповыми этими же значениями и выдают сигналы "Боль ше". "Равно" или "Меньше", которыепоступают на соответствующие элементы 11 - 22 индикации блока 4, которые трансформируют их при приходе сигнала разрешения от счетчика 3 в соответствующие 15 визуальные сигналы: " логический уровень", "И логический уровень", "И логический уровень", " образный уровень", " образный уровень" и "И образный уровень". Как только значение Н 2 по одному или 20 обоим каналам превысит значение Н 2 аах, навыходе соответствующих узлов 26 и 31 появляются сигналы, позволяющие запись импульсов, поступающих от блока 13, в счетчики 27 и 32. Эта запись прекращается, 25 как только Н 2 снизится ниже уровня Н 2 аах,а при последующем возрастании Н 2 выше укаэанного уровня вначале сигналом с узлов 25 и 31 производится сброс счетчиков 27 и 32, а затем начинается повторная запись 30 импульсов. Таким образом, в счетчики 27 и32 записывается информация о времени непрерывной работы обучаемого на запредельных уровнях напряженности соответственно по логическому и образно му компонентам. Как только это время превысит заданное в блоке 14 время савах, на выходе соответствующих узлов 28 и 33 появляется сигнал, обеспечивающий срабатывание соответствующих индикаторов 29 и 40 34. Если это произойдет в узле 28, то индикатор 29 обеспечивает визуальную надпись "Переключитесь на образно-интуитивную часть задания", если - в узле 33, то через индикатор 34 - "Переключитесь на логиче скую часть задания". Если же это произойдет и в узле 28, и в узле 33, то на выходе элемента 35 появляется сигнал, который погашает индикаторы 29 и 34 и включает индикатор 36 - "Вам необходимо немного 50 отдохнуть, а затем вновь вернуться к работенад программой".Так осуществляется работа устройствадо тех пор,пока все обучаемые правильно выполнят задание, После чего из счетчика 3 55 поступает сигнал разрешения в блок 4 навизуализацию информации через элементы 17 - 24. В результате по завершению работы всех обучаемых над программой мы имеем данные о средней групповой трудоемкости программы по ее логическому (злемент 23) иобразному компонентам (элемент 24), а для каждого обучаемого имеем соответственно данные об оценке уровня его логического мышления в виде: или " логический уровень" (элемент 17), или " логический уровень" (элемент 18), или " логический уровень" (элемент 19) и образного мышления в виде: или " образный уровень" (элемент 20), или " образный уровень" (элемент 21), или " образный уровень" (элемент 22).Таким образом, введение блока задания пороговых значений, третьего блока сравнения, блока счетчиков времени и их связей, а также особенностей конструктивного исполнения блока индикации консультативной информации и блока интегрирования, обеспечивает расширение дидактических возможностей устройства. Формула изобретения 1. Устройство для обучения по авт. св, М 1043719, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок задания пороговых напряжений, третий блок сравнения и блок счетчиков времени, выходы группы которого соединены с входами третьей группы блока интегрирования, входы второй группы которого объединены с входами первой группы третьего блока сравнения, выход которого соединен с входом разрешения блока счетчиков времени, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации и с тактовым входом блока индикации консультативной информации, второй и третий информационные входы которого соединены с первым и вторым выходами блока задания пороговых напряжений, третий выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения.2. Устройство поп.1, отл ича ющее с я тем, что блок индикации консультативной информации содержит два регистра, четыре узла сравнения, два счетчика, три индикатора и элемент И, выход первого регистра подключен к первому входу первого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 узла сравнения, выход которого соединен с входом разрешения первого счетчика, счетный вход которого является первым счетным входом блока, а выход соединен с первым входом второго узла сравнения, выход которого соединен с информационным входом первого индикатора и с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго индикаторов и с входом третьего индикатора. выход второго регистра соединен с первым входом третьего узла сравнения, выход которого соединен с входом разрешения второго счетчика, счетный вход которого является вторым Счетным входом блока, а выход соединен с первым входом четвертого узла сравнения, выход которого соединен с информационным входом второго индикатора и с вторым входом элемента И, вторые входы первого и третьего узлов сравнения объединены и являются вторым информационным входом блока, вторые входы второго и четвертого узлов сравнения объединены и являются третьим информационным входом блока, выходы первого и второго регистров являются выходами группы блока.3, Устройство пои. 1, отл и ч а ю щее с я тем, что, блок интегрирования содержит два узла умножения и два интегратора, информационные входы первого и второго интеграторов являются первыми входами группы блока, управляющие входы первого и второго интеграторов объединены и являются вторым входом группы блока, выход первого интегратора соединен с первым входом первого узла умножения, выход второго интегратора соединей с первым входом второго узла умножения, второй вход которого и второй вход первого узла умножения являются входами третьей группы блока, выходы первого и второго узлов умножения соединены с входами первого и второго групповых интеграторов и являются выходами первой группы блока, выходы первого и второго групповых интеграторов являются выходами второй группы блока.