Способ определения времени окончания занятий слушателя лингафонного кабинета
Владельцы патента RU 2317780:
Негосударственное некоммерческое образовательное учреждение "Институт управления" (RU)
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при определении оптимальных режимов и условий занятий студентов учебных заведений в лингафонном кабинете. Периодически параллельно изложению учебного материала генерируют звуковые колебания в диапазоне от 0,1 до 0,2 кГц. Усиливают их до величины звукового давления, не более чем на 10% превышающего порог слышимости, и транслируют слушателям. При этом о достижении слушателями уровня утомляемости, препятствующего усвоению учебного материала, судят по увеличению времени регистрации сигнала свыше 6 секунд. Способ позволяет получить объективную оценку усталости обучаемых лиц при работе в лингафонном кабинете.
Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики, и может быть использовано при определении оптимальных режимов и условий занятий студентов учебных заведений в лингафонном кабинете.
Традиционно семинарские занятия в учебных заведениях, в том числе и в лингафонном кабинете, составляют одинарный (45 минут) в школе или спаренный (90 минут) в вузе урок. Однако из практики обучения, в том числе и в высшем учебном заведении, известно, что внимание обучаемых пользователей лингафонного кабинета и восприятие ими учебного материала в процессе учебного занятия обычно ослабевают. Следовательно, желательно в процессе проведения занятия определять момент времени, когда внимание пользователя лингафонного кабинета ослаблено, и преподаватель напрасно тратит время на изложение нового материала.
Известен (RU, патент 2196510) способ оценки утомления человека путем периодического измерения критической частоты слияния световых мельканий. Согласно известному способу по измеренным значениям вычисляют скорость изменения критической частоты световых мельканий и строят фазовую траекторию динамики критической частоты световых мельканий в координатах "значение критической частоты световых мельканий - скорость изменения критической частоты световых мельканий", при этом абсолютное значение критической частоты световых мельканий в данный момент отображают значением крординаты по оси X, скорость изменения критической частоты световых мельканий отображают координатой по оси Y, при этом, если скорость изменения положительна - точка находится над осью X, если отрицательна - под осью X, время наступления утомления и переутомления определяют по изменению направления фазовой траектории.
Недостатком известного способа применительно к определению времени окончания занятий студентов технических вузов следует признать его сложность, препятствующую использованию известного способа в качестве метода экспресс-диагностики.
Известен (RU, патент 2191536) способ диагностики утомления. Согласно известному способу определяют пороговую чувствительность сетчатки каждого глаза, рассчитывают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз, сравнивают среднеарифметическую величину пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз с величиной 100 мкА и диагностируют наличие утомления при среднеарифметической величине пороговой чувствительности сетчатки обоих глаз 100 мкА и более.
Недостатком известного способа применительно к определению времени окончания занятий студентов технических вузов следует признать его сложность, препятствующую использованию известного способа в качестве метода экспресс-диагностики.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения можно признать (RU, патент 2241377) способ диагностики общего утомления организма. Согласно известному способу определяют продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц для каждого уха в секундах, производят сложение двух полученных величин, сравнивают суммарную величину продолжительности восприятия камертона со значением 141 с и диагностируют наличие утомления при суммарной продолжительности восприятия камертона 141 с и более.
Хотя известный способ и является технически не сложным, он все же не пригоден для использования в качестве метода экспресс-диагностики при определении времени утомления студентов и, соответственно, времени прекращения изложения нового учебного материала.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в оптимизации выбора длительности проведения учебных занятий в лингафонном кабинете.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного способа, состоит в получении объективной оценки усталости обучаемых лиц при работе в лингафонном кабинете.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ определения времени окончания занятий для лиц, обучаемых в лингафонном кабинете, включающий генерирование звуковых колебаний и регистрацию их указанными лицами, причем при реализации способа периодически параллельно изложению учебного материала генерируют звуковые колебания в диапазоне от 0,1 до 0,2 кГц, усиливают их до величины звукового давления, не более чем на 10% превышающего порог слышимости, и транслируют слушателям, при этом о достижении указанными лицами уровня утомляемости, препятствующего усвоению учебного материала, судят по увеличению времени регистрации величины свыше 6 секунд. При достижении указанного предела занятия желательно прекратить.
В ходе разработки предлагаемого способа было экспериментально установлено, что лица, обучающиеся в лингафонном кабинете, на фоне преподавания им учебного материала наиболее чувствительны к регистрации акустических колебаний именно в области от 0,1 до 0,2 кГц, лежащих в диапазоне, расположенном значительно ниже обычного диапазона акустических волн, регистрируемым человеческим ухом (1,0-5,0 кГц). При этом указанный диапазон акустических волн (0,1-0,2 кГц) лежит значительно выше диапазона инфразвука и не вызывает у слушателя состояние дискомфорта. Время регистрации (обнаружения) пользователями (слушателями) акустического излучения в указанном диапазоне частот при незначительном (до 10%) превышении звукового давления порога слышимости однозначно характеризует недопустимый уровень усталости пользователя лингафонного кабинета.
Использование диапазона частот ниже 0,1 кГц значительно увеличивает время распознавания звука и, кроме того, приближение к инфразвуковому диапазону вызывает чувство депрессии. Использование диапазона частот выше 0,2 кГц приводит к значительному сокращению времени распознавания, что затрудняет выявить границу состояния усталости. Использование указанного превышения порога слышимости позволяет обнаруживать усталость в течение первых секунд после начала генерирования акустических колебаний.
Пользователи лингафонного кабинета обозначают регистрацию акустического сигнала любым известным способом, допустимым для использования в аудитории (нажимают на кнопку регистратора, зажигают лампочку, расположенную перед каждым из студентов, просто поднимают руку, останавливают передачу с носителя учебной информации). Оценка количества сигналов при работе с группой пользователей может быть проведена с использованием компьютера (при использовании регистратора) или визуально.
Для обоснования работоспособности предлагаемого способа были проведены параллельные исследования состояния усталости студентов Архангельского государственного технического университета по предлагаемому способу и по способу, использованному в качестве ближайшего аналога-прототипа.
Пример. Обследуемый - студент факультета переработки древесины С., 18 лет. В начале 2-часового учебного занятия продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц при воздушной проводимости звука составила: правым ухом 56 с, левым ухом 62 с. Суммарная продолжительность восприятия 118 с. Общего утомления организма нет. Время регистрации акустического сигнала 0,14 кГц при величине звукового давления 26 дБ, превышении предела слышимости на 8% составило 2,7 с. Усталость отсутствует. Через 30 минут при тех же условиях продолжительность восприятия правым ухом составила 59 с, левым ухом - 64 с, суммарно 123 с, регистрация акустического сигнала - 3,1 с. Усталость практически отсутствует. Восприятие нового материала - грамматика английского языка - хорошее. Через 60 минут соответственно 66 с, 72 с, 138 с и 3,8 с. Усталость практически отсутствует. Восприятия нового материала - грамматика английского языка - хорошее. Через семьдесят пять минут соответственно 73 с, 81 с, 154 с и 5,9 с. Усталость значительна, восприятия нового материала - грамматика английского языка - слабое. К окончанию семинара (девяносто минут) продолжительность восприятия камертона составила: правым ухом 84 с, левым ухом 94 с. Суммарная продолжительность восприятия 178 с. Восприятие сигнала - 6,3 с. Диагноз: Общее утомление организма. Восприятие материалов занятия крайне слабое, практически отсутствует. Желательно было прервать занятие по истечении 75 минут занятий.
Результаты предлагаемого способа полностью коррелируют с результатами способа-прототипа.
Применение способа позволяет мотивированно определить продолжительность как индивидуальных, так и коллективных занятий.
Способ определения времени окончания занятий слушателя лингафонного кабинета, включающий генерирование звуковых колебаний и регистрацию их слушателем, отличающийся тем, что периодически параллельно изложению учебного материала генерируют звуковые колебания в диапазоне от 0,1 до 0,2 кГц, усиливают их до величины звукового давления, не более чем на 10% превышающего порог слышимости, и транслируют слушателям, при этом о достижении слушателями уровня утомляемости, препятствующем усвоению учебного материала, судят по увеличению времени регистрации сигнала свыше 6 с.
