Интерактивная автоматизированная система обучения



Интерактивная автоматизированная система обучения
Интерактивная автоматизированная система обучения

 


Владельцы патента RU 2630441:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к автоматизированным средствам обучения. Интерактивная автоматизированная система обучения содержит по крайней мере один программно-аппаратный комплекс, поддерживающий в режиме диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний обучающихся, который выполнен в виде управляющего модуля вычислительной системы, снабженного программным обеспечением системы и имеющего информационные входы и выходы, модуль индивидуального и/или группового обучения, при этом модуль индивидуального и/или группового обучения содержит не менее одного модуля объектов, который включает в себя не менее одного источника питания и не менее одного электронного прибора, один из входов которого соединен с соответствующим выходом источника питания, при этом каждый электронный прибор имеет разъемы для возможности подключения их между собой, а второй и последующие электронные приборы имеют возможность подключения к соответствующим выходам соответствующих источников питания, причем каждый электронный прибор и источник питания имеют органы управления с анимационно-графическим материалом, программными кодами и интерактивными зонами, соединенные двунаправленными линиями связи с информационными входами и выходами управляющего модуля вычислительной системы. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мероприятий обучения, особенно при поступлении в эксплуатацию новых и модернизированных образцов техники, в целях обеспечения точного и безошибочного выполнения ответственных операций обслуживающим персоналом в процессе эксплуатации (ремонта и технического обслуживания) современных сложных электронных приборов и технических систем. 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматизированным средствам обучения и может быть использовано для создания систем комплексного индивидуального и/или группового интерактивного обучения пользователей работе с электронными приборами и устройствами различного назначения (как при автономной работе, так и при объединении приборов в системы, например различные панели и стенды). Изобретение направлено на повышение эффективности мероприятий обучения, особенно при поступлении в эксплуатацию новых и модернизированных образцов техники, в целях обеспечения точного и безошибочного выполнения ответственных операций обслуживающим персоналом в процессе эксплуатации (ремонта и технического обслуживания) современных сложных электронных приборов и технических систем.

Известна интерактивная автоматизированная система обучения (см. патент РФ №2271040 от 06.09.2004 г., опубл. в БИ №6 27.02.2006 г., G09B 9/00, G09B 19/00, содержащая четыре автономных функциональных модуля, соединенных между собой коммуникационными связями и своими информационными входами и выходами. Проблемно-ориентированный технический комплекс на базе интеллектуального интерфейса, поддерживающего в режиме диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний обучающихся, выполнен в виде модуля вычислительной системы управления процессом обучения, снабженного программным обеспечением системы. Кроме того, система имеет модуль группового обучения, модуль индивидуального обучения и модуль процедурного тренажера. Модуль вычислительной системы управления процессом обучения имеет несколько электронных программно-аппаратных блоков - обучающий блок, технологический блок, ремонтный блок, блок электронной документации, контрольный блок, блок режимов, управляющий блок, блок тестирования и коммутационный блок, каждый из которых имеет свои информационные входы и выходы.

Вышеуказанное решение является наиболее близким техническим решением по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатками вышеуказанной интерактивной автоматизированной системы обучения является отсутствие возможности обучаемого осуществлять взаимодействие в соответствии инструкциями по эксплуатации (ремонту и техническому обслуживанию) непосредственно с самими визуализированными моделями объектов эксплуатации (электронными приборами и системами), объединять их в электрические цепи, воздействовать на их органы управления в режиме реального времени.

Решаемой технической задачей является создание интерактивной автоматизированной системы обучения, позволяющей за счет реализации максимально подробных виртуальных моделей приборов, систем и комплексов моделировать реальные ситуации, возникающие в процессе их эксплуатации, с возможностью пошагово, многократно и с любого шага просматривать и выполнять инструкции по работе с приборами, системами и комплексами, в результате чего приобретать пользователю правильные и устойчивые навыки работы, проводить процесс обучения с максимальной эффективностью.

Достигаемым техническим результатом является формирование на базе программно-аппаратного комплекса (персональной ЭВМ) гибкого информационного пространства, включающего в себя интерактивное мультимедийное приложение, реализующее процесс обучения пользователя в режиме реального времени.

Для достижения технического результата в интерактивной автоматизированной системе обучения, содержащей по крайней мере один программно-аппаратный комплекс, поддерживающий в режиме диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний обучающихся, который выполнен в виде управляющего модуля вычислительной системы, снабженного программным обеспечением системы и имеющего информационные входы и выходы, модуль индивидуального и/или группового обучения, новым является то, что модуль индивидуального и/или группового обучения содержит не менее одного модуля объектов, который включает в себя не менее одного источника питания и не менее одного электронного прибора, один из входов которого соединен с соответствующим выходом источника питания, при этом каждый электронный прибор имеет разъемы для возможности подключения их между собой, а второй и последующие электронные приборы имеют возможность подключения к соответствующим выходам соответствующих источников питания, причем каждый электронный прибор и источник питания имеют органы управления, соединенные двунаправленными линиями связи с информационными входами и выходами управляющего модуля вычислительной системы.

Новая совокупность существенных признаков позволяет создать интерактивную автоматизированную систему обучения пользователя работе с приборами, системами и комплексами в режиме реального времени, максимально точно моделировать реальные ситуации, возникающие в процессе выполнения инструкций пользователя, осуществлять процесс обучения с максимальной эффективностью. При этом существует возможность расширения отображения разнообразных характеристик среды, в которой приборы и системы функционируют (например, в стационарном исполнении, в кабине самолета или другого объекта техники).

Изобретение реализуется схемой, представленной на чертеже.

Интерактивная автоматизированная система обучения содержит по крайней мере один программно-аппаратный комплекс, поддерживающий в режиме диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний обучающихся, который выполнен в виде управляющего модуля вычислительной системы 5, снабженного программным обеспечением системы и имеющего информационные входы и выходы, модуль индивидуального и/или группового обучения, который содержит не менее одного модуля объектов 1, который включает в себя не менее одного источника питания 3 и не менее одного электронного прибора 2, один из входов которого соединен с соответствующим выходом источника питания 3, при этом каждый электронный прибор 2…2n имеет разъемы для возможности подключения их между собой и возможность подключения к соответствующим выходам соответствующих источников питания 3, причем каждый электронный прибор 2…2n и источник питания 3 имеют органы управления 4, соединенные двунаправленными линиями связи с информационными входами и выходами управляющего модуля вычислительной системы 5.

Каждый модуль объектов 1, электронные приборы 2, источники питания 3 и органы управления 4 содержат анимационно-графический материал, отображающий их функциональное пространство и моделирующий их работу. Органы управления 4 включают в себя программные коды и интерактивные зоны, посредством которых осуществляется связь с управляющим модулем 5, который содержит алгоритм работы каждого органа управления и системы в целом, включая систему навигации.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, автоматизированная система обучения эксплуатации комплекса состоит из двух различных по функциям электронных приборов 2, 2.1 и источника питания, соединенных между собой в электрическую схему. Электронный прибор 2 имеет орган управления 4 с пятью кнопками, при нажатии каждой из которых происходит проигрывание анимационно-графического материала в соответствии с определенным положением кнопки (вкл/выкл). Второй электронный прибор 2.1 имеет орган управления 4 (индикатор), на котором в зависимости от нажатия кнопок на приборе 2 будет высвечиваться определенная последовательность символов (проигрываться анимационно-графический материал). Источник питания 3 имеет орган управления 4 (тумблер питания), при включении которого осуществляется подача питания на схему.

Например, алгоритм процесса обучения заключается в следующем: включить тумблер питания (орган управления 4) на источнике 3, нажать кнопки (органы управления) 4 на приборе 2, просмотреть индикацию на приборе 2.1.

В соответствии с приведенным алгоритмом процесс обучения происходит следующим образом. Интерактивная автоматизированная система обучения формирует с помощью программных кодов управления управляющего модуля 5 текстовое сообщение с описанием предстоящего действия пользователя. Для чего необходимо нажать определенную кнопку прибора. Пользователь воздействует на интерактивную зону соответствующего органа управления 4 источника питания 3. Действие пользователя обрабатывается программными кодами управляющего модуля 5, после чего идет передача команды о начале воспроизведения анимационно-графического материала, имитирующего включение тумблера питания. Одновременно программные коды управляющего модуля 5 обрабатывают информацию о включении тумблера. Действие пользователя сопоставляется с алгоритмом управляющего модуля 5, и если действие соответствует данному шагу инструкций, автоматизированная система обучения формирует с помощью программных кодов управления управляющего модуля 5 текстовое сообщение с описанием следующего действия пользователя о необходимости нажатия определенной кнопки прибора 2. Пользователь воздействует на интерактивную зону соответствующего органа управления 4 прибора 2. Действие пользователя обрабатывается программными кодами управляющего модуля 5, после чего идет передача команды о начале воспроизведения анимационно-графического материала, имитирующего нажатие кнопки. Одновременно программные коды управляющего модуля 5 обрабатывают информацию о нажатии кнопки. Действие пользователя сопоставляется с алгоритмом управляющего модуля 5, и если действие соответствует данному шагу инструкций, информация поступает органу управления 4 прибора 2.1 - индикатору, при этом проигрывается анимационно-графический материал, соответствующий индикации прибора 2.1 на данном шаге обучения. Завершение проигрывания анимационно-графического материала индикатора регистрируется управляющим модулем 5. После этого система переходит к следующему шагу программных инструкций. Если действие пользователя не соответствует данному шагу программных инструкций (например, нажата неправильная кнопка прибора), то с управляющего модуля 5 формируется сообщение об ошибке (текстовое сообщение, звуковой сигнал, анимационно-графический материал). Система никаких действий не совершает, остается в ожидании верного действия пользователя. И так далее.

Для многократного повторения процедур обучения, закрепления знаний и навыков работы с приборами пользователь может вернуться к началу или к любому шагу обучения, выбрав соответствующий раздел в системе навигации управляющего модуля.

Из перечисленных модулей и блоков формируется специализированная среда - интерактивная автоматизированная система обучения, размещаемая на компьютерно-читаемом носителе.

Обучение работе с применением интерактивной автоматизированной системы обучения позволяет пошагово, многократно, с любого шага просматривать и выполнять инструкции работы с приборами, системами и комплексами, приобретать пользователю правильные и устойчивые навыки эксплуатации, ремонта, технического обслуживания приборов и выполнения других операций.

Были проведены испытания интерактивной автоматизированной системы обучения. Испытания подтвердили работоспособность и эффективность данной системы и выявили ряд существенных преимуществ по сравнению с вариантом обучения на реальных приборах, макетах, с использованием инструкций на бумажных носителях.

Интерактивная автоматизированная система обучения, содержащая по крайней мере один программно-аппаратный комплекс, поддерживающий в режиме диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний обучающихся, который выполнен в виде управляющего модуля вычислительной системы, снабженного программным обеспечением системы и имеющего информационные входы и выходы, модуль индивидуального и/или группового обучения, отличающаяся тем, что модуль индивидуального и/или группового обучения содержит не менее одного модуля объектов, который включает в себя не менее одного источника питания и не менее одного электронного прибора, один из входов которого соединен с соответствующим выходом источника питания, при этом каждый электронный прибор имеет разъемы для возможности подключения их между собой, а второй и последующие электронные приборы имеют возможность подключения к соответствующим выходам соответствующих источников питания, причем каждый электронный прибор и источник питания имеют органы управления с анимационно-графическим материалом, программными кодами и интерактивными зонами, соединенные двунаправленными линиями связи с информационными входами и выходами управляющего модуля вычислительной системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к анализу техники пилотирования по данным бортовых устройств регистрации параметрической полетной информации. Для анализа техники пилотирования осуществляют формализацию курсов боевой подготовки определенным образом, разрабатывают и вводят в базу данных методические схемы упражнений, разрабатывают полетные задания на основе формализованного курса и методических схем, разрабатывают модели идентификации для различных элементов полета, считывают зарегистрированную информацию с бортового устройства регистрации, производят идентификацию элементов полета, сравнивают результаты идентификации с данными полетного задания, оценивают полноту и последовательность его выполнения, оценивают отдельные элементы полета и полет в целом, анализируют технику пилотирования с выявлением нарушений методики выполнения элементов полета, записывают результаты в базу данных статистики, получают обобщенные данные о летной подготовке экипажей авиационной части.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения буровой машины. Тренажер глазомерного определения положения буровой машины относительно плоскости забоя, состоит из пластины с угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенную к буровому молотку шарнирно телескопическую опору, соединенную с основанием, а также размещенного на верхней площадке бурового молотка кожуха, снабженного источником света и угломерной шкалой в виде полукруга с отвесом, при этом источник света расположен перпендикулярно оси бурового молотка, пластина выполнена плоской и установлена перпендикулярно плоскости забоя, а угловая шкала, размещенная на пластине, проградуирована по формуле: где Lβ - длина отрезка угловой шкалы, отмеряемого от плоскости забоя, соответствующая величине горизонтального угла β;Lшт - длина от шарового шарнира до оси источника света;L - длина от шарового шарнира до пластины с угловой шкалой;β - величина горизонтального угла, град.Технический результат заключается в упрощении конструкции.
Изобретение относится к способам иллюстративного тестирования дошкольников в игровой форме. Одновременно или после озвучивания вопроса на игровом поле формируют визуально-информационные образы как иллюстрации к вопросу теста, где один из образов является правильным ответом на вопрос.

Процедурный тренажер с системой инженерной поддержки технической эксплуатации воздушных судов содержит тренажный комплекс с автоматизированной системой тренажной подготовки в учебном классе с автоматизированными рабочими местами (АРМ) обучаемых на базе персональных компьютеров с 3D-моделями воздушного судна и его узлов и агрегатов, систему инженерной (информационной) поддержки специалистов инженерно-авиационной службы, размещенную в местах технической эксплуатации воздушных судов с портативными АРМ специалистов на базе планшетных компьютеров.

Изобретение относится к способу симуляции взаимодействия с твердыми телами. Для симуляции взаимодействия с твердыми телами и их обработки бормашиной с имитацией тактильной обратной связи реализуют на ЭВМ обнаружение столкновений между моделируемым инструментом и объектом, представленными в виде непрерывных равных по размеру массивов вокселей, определяют положение инструмента на поверхности объекта, для чего выбирается направление смещения инструмента в желаемую точку, проверяется, что при смещении образа инструмента на один воксель не будет проникновения инструмента в поверхность, фиксируют инструмент, если попытки смещения без проникновения исчерпаны, производят имитацию обработки материала бормашиной, рассчитывают объем материала, который может быть удален каждым вокселем поверхности бора, ищут новую точку для перемещения бора с допущением проникновения, определяют оставшийся объем материала, обновляют визуальное представление моделируемых взаимодействий, вычисляют определенным образом тангенциальную силу и силу обратной связи для генерации импульса со стороны гаптик-устройства для имитации тактильного взаимодействия.

Изобретение относится к области информационных технологий и вычислительной техники, а именно к виртуальным тренажерам персонала на основе моделирования подстанций в трехмерном виртуальном пространстве с обеспечением интерактивного взаимодействия оперативного и эксплуатационного персонала подстанций заказчика в целях его обучения методам безопасного проведения работ, в том числе в нештатных ситуациях и способам тренировки с использованием указанных виртуальных тренажеров.
Изобретение относится к способам обучения детей в игровой форме. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности обучения ребенка и оценки усвоения им информационного материала за счет интерактивных игровых форм с дозированным увеличением двигательной активности и благоприятного эмоционального фона.

Изобретение относится к автоматизированным средствам обучения. Интерактивная автоматизированная система обучения состоит из базы данных первичной информации об исследуемом объекте, которая является входом системы, модуля обработки параметрических данных объекта, модуля обработки физических характеристик объекта, модуля механических свойств объекта, модуля моделирования динамических свойств объекта, модуля интегральной оценки и принятия решений, модуля конструктора, модуля производственного инвентаря и модуля визуализации итогового результата, являющегося выходом системы.

Изобретение относится к средствам обучения персонала нефтегазодобывающих предприятий и может быть использован для обучения, контроля знаний по эффективному и безопасному ведению технологических процессов добычи нефти и газа.

Программно-аппаратный тренажер аппаратуры внутренней связи коммутации и управления (ПАТ АВСКУ) предназначен для обучения принципам работы с комплексом аппаратуры внутренней связи коммутации и управления АВСКУ, а также АВСКУ совместно с радиостанциями и для обеспечения совместной работы с комплексом учебно-тренировочных средств (КУТС) в части речевого обмена и дистанционного управления радиостанциями (PC).
Наверх