Устройство для тренировки эвристического мышления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам контроля подготовки операторов, и может быть использовано для тренажа и профессионального отбора. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устоойства за счет тренировки операторов на основе вероятностного прогнозирования . Устройство для тренировки эвристического мышления содержит пульт 1 испытуемого, счетчик 2 количества испытаний , информационное табло 3, сигнализатор 4, элементы ИЛИ-НЕ 5 и 6, мультивибратор 7, элемент И 8, счетчик 9 положительных результатов испытаний, генератора 10-19 случайных чисел. 1 ил.

. ((У) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()s А 61 В 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+Е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829141/24 (22) 29,05.90 (46) 30.06.92. 6юл, М 24 (72) В.А,Кирюхин, В.Н.Дружинин, В.В.Мухортов и В.С.Мельник (53) 371.66.67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 5631.64, кл. А 61 В.5/16, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ЭВРИСТИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам контроля подготовки операторов, и может быть использовано для тренажа и профессионального отбора. Цель изобретения — расширение дидактических возможностей чстоойства. за счет тренировки операторов на основе вероятностного прогнозирования. Устройство для тренировки эвристического мышления содержит пульт 1 испытуемого, счетчик 2 количества испытаний, информационное табло 3, сигнализатор 4. элементы ИЛИ-НЕ 5 и 6, мультивибратор 7, элемент И 8, счетчик 9 положительных результатов испытаний, генератора 10 — 19 случайных чисел. 1 ил.

1743586

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам контроля подготовки операторов, и может быть использовано для тренажа и профессионального отбора.

Известно устройство для обучения операторов, содержащее формирователь случайной последовательности кодов, узел блокировки, регистры, формирователь кодов, блок предъявления информации, коммутатор, блок сравнения, блок элементов

ИЛИ, ключ и источник опорного напряжения.

Данное устройство не позволяет тренаж эвристического мышления операторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для психофизиологических исследований, содержащее программный блок, кнопки испытуемого, счетчик, сигнальную лампу, причем панель программного блока выполнена

s виде матрицы, например, из десяти строк и пяти рядов, соединенных соответственно с кнопками испытуемого и дополнительно введенным переключателем набора строк: контакты кнопок испытуемого включены в электрическую цепь счетчика, а через программный блок и переключатель выбора строк соединены с сигнальной лампой.

Данное изобретение позволяет выявлять эвристическое мышление у испытуемого при решении простых задач, однако не позволяет тренировать эвристическое мышление операторов на основе вероятностного прогнозирования, что ограничивает дидактические возможности устройства.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства за счет тренировки эвристического мышления операторов на основе вероятностного прогнозирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее пульт испытуемого, счетчик количества испытаний, информационное табло, сигнализатор, введены два элемента ИЛИ-НЕ, мультивибратор, элемент И, счетчик положительных результатов испытаний и генераторы случайных чисел, входы запуска которых соединены с выходом пульта испытуемого, информационные выходы соединены с входами информационного табло, синхронизирующие входы соединены с входами .первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с мультивибратора, выход которого соединен с входом счетчика количества испытаний и с первым входом элемента И, выход которого к входу счетчика положительных результатов испытаний, а второй

Ь

55 вход соединен с выходом второго элемента

ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с одним из информационных .выходов каждого генератора случайных чисел.

Между прогнозированием будущего и определением вероятности конкретного события есть существенное различие, но связь между вероятностями и предсказанием часто понимают неправильно. В качестве простой иллюстрации возьмем набор из десяти допущений, ведущих к единичному выходу, Каждое допущение достоверно с вероятностью 90 g>. Интуитивно мы думаем, что при такой высокой вероятности всех допущений вероятность того, что выбор верен, также очень высока, Но в действительности совокчпная вероятность меньше 35 (0,9х0,9x0,9х0,9х0,9х0,9х0,9x0,9х0,9x0,9. ).Психологи Даниел Канемен и Анос Тверски, исследуя процесс принятия решений, пришли к выводу, что люди постоянно переоценивают вероятность осуществления сценариев будущего, составленных как ряды в той или иной степени вероятностных событий.

В предлагаемом устройстве испытуемому в качестве допущений предлагаются десять рядов лампочек по десять в каждом (матрица 10x10).

Каждый ряд — одно допущение. Допущение заключается в том, что одна из десяти лампочек (случайно заданная) в каждом ряду не горит с вероятностью 0,9. В каждом цикле испытаний испытуемому предлагается сделать вывод, с какой вероятностью будет происходить единичное событие, вытекающее из допущений (загораться лампочка "+ результат"), если каждое допущение имеет вероятность 0,9. После того, как он делает теоретический вывод(он как правило оказывается равным 0,9 и потому неверным), ему предлагают провести 100 циклов экспериментальной проверки этого вывода. Испытуемый нажимает кнопку

"Пуск", после чего загораются лампочки матрицы 10х10 и горит или не горит (в зависимости от расположения не горящих лампочек в матрице) сигнальная лампа "+ результат сигнализатора.

На фиг. 1 изображена лицевая панель устройства; на фиг. 2 — функциональная схема устройства.

Устройство для тренировки эвристического мышления содержит пульт 1 испытуемого, счетчик 2 количества испытаний, информационное табло 3, сигнализатор 4, элементы ИЛИ-HE 5 и 6, мультивибратор 7, элемент И 8, счетчик 9 положительных результатов испытаний и генераторы 10-19 случайных чисел, входы запуска которых соединены с выходом пульта 1.испытуемого и

1743586 информационные выходы соединены с входами информационного табло 3, синхрониэирующие входы соединены с входами элемента ИЛИ-HE 5, выход которого соединен с входом мультивибратора 7, выход которого соединен с входом счетчика 2 количества испытаний и с первым входом элемента И 8, выход которого подключен к входу сигнализатора 4 и входу счетчика 9 положительных результатов испытаний, а второй вход соединен с выходом элемента

ИЛИ-НЕ 6, входы которого соединены с одним из информационных выходов каждого генератора 10 — 19 случайных чисел. Генераторы 10-19 случайных чисел являются однотипными, каждый из них содержит выпрямительный диод 20, конденсатор 21, первый 22 и второй 23 резисторы, переменный резистор 24, генератор 25, управляемый напряжением (ГУН), компаратор 26, двоична-десятичный счетчик 27, двоичнодесятичный дешифратор 28, повторители

29.

Информационное табло 3 после электрических лампочек 10х10 (десять рядов по десять лампочек в каждом) 3,1-3.10, 3.113.20-3.91-3.100.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания на входы электронных трехразрядных счетчиков поступает короткий положительный импульс, устанавливающий их в исходное нулевое состояние (не показано).

Согласно разработанной методике, ис-. пытуемый нажимает кнопку "Пуск" на пульте 1 испытуемого (фиг.. 1). При этом потенциал напряжения питания +Е подается на входы запуска всех генераторов 10-19 случайных чисел.

Рассмотрим работу генераторов 10-19 на примере генератора 10. Через разделительный диод 20, исключающий взаимное влияние генераторов, допускающий потенциал заряжает конденсатор 21 по величине напряжения питания +E. После отпускания кнопки "Пуск" конденсатор 21 начинает разряжаться через резистор 22. Время разряда определяется номиналами конденсатора 21 и резистора 22 и выбирается равным

5-10 с. Напряжение разряда конденсатора . 21 поступает на высокоомный вход генератора 25, управляемого напряжением (ГУН), частота импульсов с выхода которого прямо пропорциональна величина входного напряжения. Таким образом, частота импульса с выхода ГУН 25 за время разряда конденсатора 21 будет уменьшаться с максимума до нуля (имитация вращения рулетки). Импульсы с выхода ГУН 25 поступают на счетный вход десятично-двоичного счетчика 27, который производит подсчет импульсов от 0 до 9 (десять импульсов) и выдает соответствующие импульсы в двоич5 но-десятичном параллельном коде на входы двоично-десятичного дешифратора 28. Та-ким образом, при поступлении импульса с выхода ГУН 25 на вход счетчика 27 на одном из выходов дешифратора 28 появляется вы10 сокий потенциал ("1"). На остальных выходах дешифратора 28 будет низкий потенциал ("0"). К каждому выходу дешифратора 28 подключен мощный повторитель

29.1-29.10 напряжения. В том случае, если

15 на вход повторителя 29,1-29.10 поступает низкий потенциал, создается цепь для загорания лампочки 3.1 — 3.10 табло 3. В против/

НоМ случае (высокий потенциал на входе повторителя 29.1 — 29.10 лампочка не горит, 20 Таким образом происходит перемещение "1" по выходам дешифратора 28 и соответствующее ему перемещение затухания лампочек 3:1 — 3.10 с убывающей частотой, ГУН 25 выдает последний импульс. При

25 этом одна из лампочек 3,1 — 3,10 будет погашена, остальные будут гореть.

Кроме того, напряжение разряда конденсатора 21 подается на неинвертирующий вход компаратора 26, на

30 инвертирующий вход которого с регулируемого делителя напряжения на резисторах

23 и 24 подается пороговое напряжение, которое выбирается таким образом, чтобы низкий потенциал на выходе компаратора

35 26 появился в момент. остановки ГУН 25 (полного разряда конденсатора 21), Выходы компараторов 26 всех десяти генераторов

10 — 19 случайных чисел, являющиеся синхронизирующими выходами генераторов 1040 19 случайных чисел, соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 5, в момент остановки всех генераторов на всех входах элемента

ИЛИ-НЕ 5 будут низкие потенциалы ("0"), а на его выходе появится высокий потенциал

45 ("1"), который, в свою очередь, запустит ждущий мультивибратор 7. Импульс с выхода мультивибратора 7 длительностью 1-2 с поступает на счетный вход С счетчика 2 количества испытаний, котор-ый тут же

50 высвечивает полученную информацию на встроенных семисегментйых индикаторах.

Определенные выходы дешифраторов

28 генераторов 10 — 19 (по одному выходу от каждого дешифратора), являющиеся инфор55 мационными выходами генераторов 10-19, соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, Выбор выходов дешифратора 28, соединенных с входами элемента ИЛИ-НЕ 6, является произвольным (фиг. 1, связи между

1743586 вертикальными рядами лампочек), может быть изменен по желанию экспериментатора, что не повлечет за собой изменение логики работы всего устройства в целом.

В том случае, если после остановки всех генераторов 10 — 19 на всех выходах дешифратора 28, подключенных к входам элемента ИЛИ-НЕ 6, будет низкий потенциал, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 появится "1", которая, поступив на второй вход элемента

И 8, разрешит прохождение импульса с выхода мультивибратора 7 на счетный вход С счетчика 9 положительных результатов испытаний и одновременное подключение, сигнализатора 4.

Загорание сигнальной лампы "+ результат" (фиг. 1) сигнализатора 4 означает, что выполнение десяти допущений, имеющих вероятности 0,9, в данном случае привело к выполнению единичного вывода, Мнемонически это подтверждается замыканием электрической цепи, изображенной на панели устройства (фиг, 1) — все лампочки, входящие в цепь, горят, в том числе сигнальная лампа "+ результат" сигнализатора 3.

В том случае, если после остановки всех генераторов 10-19 хотя бы на одном выходе дешифратора 28, подключенном к входам элемента ИЛИ-НЕ 6, будет "1" (одна из лампочек, включенных в цепь не горит), то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 будет "0", счет- чик 9 положительных результатов испытаний допущений оказалось недостоверным(с вероятностью 0,1), что привело к невыполмению единичного вывода. Испытание повторяется аналогичным образом необходимое экспериментатору количество раз (до получения устойчивых еероятностных характеристик, подтверждающих теоретические выводы).

Предлагаемое изобретение по сравнение с прототипом позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения тренажа эвристического мышления на основе вероятностного прогнозирования. В процессе принятия решений вероятностное прогнозирование играет важнейшую роль. Тренировка позволяет оператору убедиться в ошибочно5 сти предварительного высоковероятного вывода, заставляет его более осторожно и осмысленно подходить к прогнозированию события, составленного из рядов с той или иной вероятностью подсобытий. Оператору, 10 работающему в сложных контурах управления, часто приходится иметь дело с вероят ностными событиями. особенно при работе в нештатных ситуациях. Изобретение позволяет осуществить тренировку оператора

15 по вероятностному прогнозированию, являющемуся важнейшим компонентом эвристического мышления, повышает качество подготовки оператора к несению дежурства в системе человек-машина.

20 Формула изобретения

Устройство для тренировки эвристического мышления, содержащее пульт испыту- . емого, счетчик количества испытаний, информационное табло и сигнализатор, о т25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены два элемента ИЛИ-НЕ, мультивибратор, элемент И, счетчик положительных результатов испытаний и гене30 раторы случайных чисел, входы запуска которых соединены с выходом пульта испытуемого, информационные выходы — с входами информационного табло, синхрониэирующие входы — с входами пер35 ваго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом мультивибратора, выход которого соединен с входом счетчика количества испытаний и с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу

40 сигнализатора и выходу счетчика .положительных результатов испытаний, а второй вход соединен с выходом второго элемента

ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с одним иэ информационных выходов каждого

45 генератора случайных чисел.

1743586

Составитель 8.Кирюхин

Редактор М.Кобылянская Техред M,Ìoðãåíòýë Корректор С.Черни

Заказ 2143 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101