Адаптивное устройство обучения

 

Союз Соввтскин

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 551689 (б1) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 16.10.75 (21) 2179592/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 2503 77 Бюллетень №11 (45) Дата опубликования описания15.06.77 (51) М. Кл.е G 09 S 7/02

Государственный квинтет

Совета Мнннстров СССР но делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 62-50.007..51 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Я. Савельев, В. М. Гончаров и Л. А. Дедова (71) Заявитель Научно-исследовательский институт проблем высшей школы (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ОБУЧЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к адаптивному устройству обучения.

Известны адаптивные устройства обучения, содержащие блок контроля знаний и накопления статистики обучения, соединенный с блоком анализа учебных характеристик, блок определения последовательности изучения и оценки качества усвоения, блок предъявления информации и блок печати результатов обучения (1). Однако недостаточно высокая эффективность обучения с помощью устройства обусловлена отсутствием возможности контроля и управления состоянием обучаемого.

Известно и другое адаптивное устройство обучения наиболее близкое к изобретению, содержащее блок предъявления информации, соединенный с блоком определения стрессового состояния и блоком выбора алгоритма обучения, блок анализа характеристик, подключенный к блоку диагностики ответов, к блоку определещ я последовательности изучения и к блоку накопления параметров обучения, соединенному через блок коррекции си",темы с блоком изменения процесса обучения

{2). Этому устройству также свойственна недостзточно высокая эффективность обучения, обусловленная низким уровнем адаптации устройства к обучаемому.

Цель изобретения — повышение эффективности

I обучения.

Достигается это тем, что устройство содержит блок отбора обучаемых, соединенный с блоком выбора алгоритма обучения и коррекции, блок измерения временных параметров, подключенный к

1п блоку коррекции, блок изменения процесса обучения, входы которого соединены с блоками измерения временных параметров, определения последовательности изучения и коррекции, а выход— подключен к блоку выбора алгоритма обучения, 1а блок определения стратегии воздействия, соединенный с блоком психологического воздействия на обучаемого, блок анализа психофизиологических ,. характеристик, подключенный к блокам определе ния стратегии воздействия и определения стрессо2д вого состояния, и последовательно соединенные блоки фиксации изменения параметров обучаемого, входы которого подключены к блокам анализа психофизиологических и учебных характеристик, а выходы — к блокам фиксации изменений параметров обучаемого, определения стратегии воздействия

551689

10 и измерения временных параметров, н блок изменения параметров обучаемого, На чертеже изображена блок — схема устройства.

Устройство содержит блок 1 предъявления информации, место2 обучаемого, блок3 отбора обучаемых, блок 4 фиксации изменения параметров обучаемого, блок S определения стрессового состояния, блок 6 психологического воздействия щ обучаемого, блок 7 определения стратегии воздействия, блок 8 определения стратегии обучения, блок 9 обувния быстрому восприятию информаапфлок 1Р выявления истории обученности, блок 11 выбора алгоритма обучения, блок 12 диагностики ответов, блок 1З определения последовательности изучения, блок 14 накопления параметров обучения блок 15 измерения временных параметров, блок 16 анализа учебных характеристик, блок 17 анализа психофизиологических характеристик, блок 18 фиксацж изменения параметров обучаемого, блок 19 изменения процесса обучения и блок коррекции 20.

Блок 3 отбора обучаемых предназначен для выявления индивидуальных способностей обучаемых и уровня подготовки в заданной области знаний, Блок 10 выявления истории обученности предназначен для определения уровня подготовки и ориентировки обучаемого в определенной области знаний.

Блок 9 для обучения быстрому восприятию информация предназначен для обучения быстрому чтению учебной программы цо специально разработанной методике и контроле усвоения указаной методики.

Блок 1 предъявления информации представляет собой пулы обучаемого и служит для предъявления аудиовизуальной учебной информации.

Блок 8 определения стратегии обучения на основе данных, получаемых из блока 10 выявлении истории обученности, блока 9 обучения быстрому восприятию информации и блока 17 анализа психофизиологических характеристик обучаемого определяет направление и уровень изложения материал» обучаемому, а именно, обучащцнй алгоритм и

I программу.

Блок 17 анализа психофизиологических характеристик обучаемого предназначен для оценки состояния обучаемого с помощью контактных замеров параметров психофизиологического состояния обучаемого.

Блок 7 определения стратегии воздействия на обучаемого предназначен для выбора способа стимулирующего воздействия на обучаемого, для его адаптации в обучении.

Блок 6 психофизиологического воздействия на обучаемого служит для стимуляции обучаемого 1 случае, когда некоторые его психофизиологические параметры отклонились от заданных. Прн этом блок 6 помощью контактных и неконтактных стимуляторов обеспечивает стимулирующее воздействие на обучаемого, Блок 4 предназначен для адаптации обучаемого как в период предварительной подготовки, так и в период обучения ло программе. Адаптация обучаемого может производиться по различным методикам.

Блок 18 определяет отклонение учебных показателей и психофизиологического состояния обучаемого от заданных пределов, установленных в этом блоке, и формирует сигналы для блока опре. деления стратегии психофизиологического воздействия на обучаемого с целью адаптации и для коррекции процесса обучения.

Блок 5 определения стрессового состояния предназначен для отключения системы обучения в случае приближения обучаемого к порогу стрессоsoro состояния.

Блок 12 диагностики ответов предназначен для переработки информации, поступающей от обучаемого в процессе обучения. Он выявляет ошибки, допущенные обучаемым в процессе прохождения нм заданной последовательности уюбных кадров.

Блок 16 анализа учебных характеристик обучения производит анализ основных параметров процесса изложения учебного материала таких, как количество элементарных понятий в информативном кадре, связанность:<адрон между собой, степень их сложности н другие.

Блок 14 осуществляет формирование параметров процесса обучения, усредненных для больших групп обучаемых, использование KQTopblt нозволяет модифицировать стратегию. воздействия на обучаемых.

Блок 15 измерения временных параметров процесса обучения предназначен для временной адаптации и вырабатывает упуавляющие сигналы через промежутки времени, необходимые в данной ситуа3938.

Блок 13 определения последовательности изучения программы предназначен для определения оптимальной последовательности изучения порций учебного материала, от которой ожидается наибольший эффект, Поскольку учебный материал имеет несколько различных способов изложения, то на каждом шаге имеется возможность выбора того или иного предложения, Особенностью данного блока является то, что определяется не порция, для которой ожидается наибольший эффект, а последовательность порций, так как порция, для которой ожидается наибольший эффект, может не лежать на оптимальной последовательности изложения.

Блок 20 осуществляет корре1стнровку управляннцнх воздействий, вырабатываемых блоком 11 выбора алгоритма обучения, блоком 8 определения стратегии обучения, блоком 13 определения последовательности изучения, блоком 7 определения стратегии воздействия на обучаемого, и блоком 19 изменения процесса обучения.

551689

Устройство работает следующим образом. Существуют два этапа обучения: первый этап — это предварительное обучение и отбор контингента обучаемых по их индивидуальным способностям и психофизиологическим параметрам; второй этап— собственно обучение. Перед началом предварительного обучения и отбора обучаемых блок 17 анализа психофизиологических характеристик обучаемого с помощью специальных программ оценки состояния по результатам и неконтактных замеров параметров психофизиологического состояния обучаемых или с помощью тестовой проверки определяет основные данные об исходном состоянии обучаемого.

Затем посредством блока 10 определяется уровень подготовки и ориентировки в определенной области знаний и при помощи тестов или фрагментов программ определяется реакция обучаемого, eFo внимание и память.

После выявления истории обученности обучаемый проходит курс обучения быстрому чтению учебной информации прн помощи блока 9.

В процессе выявления истории обученности и обучения быстрому чтению учебной информации обучаемый подвергается адаптации при помощи блока 4.

После предварительной подготовки производится отбор обучаемых, выбор для определения групп соответствующей стратегии обучения в блоке 8 и выбор обучающего алгоритма в блоке 11, На втором этапе производится собственно обучение по уже известной стратегии и определенному обучающему алгоритму.

В процессе обучения при помощи контактных и, неконтактных датчиков производится анализ психофизиологического состояния обучаемого: определяется длительность его реакции, латентный период реакции, электроэнцефалограмма, электромиограмма, кадрнограмма, анализ которыХ производится в блоке 17.

В результате анализа в блоке 7 определяется состояние обучаемого и стратегия воздействия на обучаемого, т.е. выбирается способ стимулирующего воздействия.

В процессе обучения в определенные промежутки времени блок 18 оценивает параметры обучаемого, и, если обучаемый вышел из состояния адаптации и снизил коэффициент усвоения, блок 4 производит воздействие на обучаемого и корректирует процесс обучения, В случае обнаружения блоком 5 стрессового состояния обучаемого устройство обучения отключается.

Ответы обучаемых накапливаются в блоках 10 и 14, после чего они поступают в блок 16 анализа учебных характеристик обучаемого. По результатам анализа ответов обучаемых накапливается статистика и определяется оценка качества усвоения программы и последовательности изучения программы из всех предусмотренных обучающим алгоритмом.

Определяется та последовательность, от которой ожидается наибольший эффект как по качеству усвоения материала, так и по времени его изучения.

Данные из блока 3 отбора обучаемых, блока 13 определения последовательности изучения программы, блока 14 накопления параметров обучения поступают в блок 20, где производится коррекция процесса обучения и определяются временные параметры процесса изучения программы в блоке 15, далее в блоке 11 выбирается определенный обучающий алгоритм, по которому из блока 1 поступает учебная информация к обучаемому.

Введение новых блоков позволило повысить эффективность обучения с помощью этого устройства в 1,5 — 2 раза по сравнению с. известными устройствами.

Фор мула изобретения

Адаптивное устройство обучения, содержащее блок предъявления информации, соединенный с блоком определения стрессового состояния и блоком выбора алгоритма обучения, блок анализа учебных характеристик, подключенный к блоку диагностики ответов, к блоку определения последовательности изучения и к блоку накопления параметров обучения, соединенному через блок коррекции с блоком изменения процесса обучения, от лича ющее с ятем,что, с целью повышения зффектйвности обучения, оно содержит блок отбо: ра обучаемых, соединенный с блоками выбора алгоритма обучения и коррекции, блок измерения временных параметров, подключенный к блоку коррекции, блок изменения процесса обучения, входы которого соединены с блоками измерения временных параметров, определения последовательности изучения и коррекции, а выход — подключен к блоку выбора алгоритма обучения, блок определения стратегии воздействия, соединенный с блоком психологического воздействия на обучаемого, блок анализа психофизиологических характеристик, подключенный к блокам определения стратегии воз действия и оцределения стрессового состояния, и блок фиксации изменений параметров обучаемого, входы которого подключены к блокам анализа психофизиологических и учебных характеристик, а выходы — к блокам фиксации изменений параметров обучаемого, определения стратегии воздействия и измерения временных параметров, н к блоку изменения процесса обучения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Патент США N 3748754 кл. 35 — 48 от

31.07.73 г.

2. Патент США Р 3735503 кл. 35 — 9А от

29.05,73 г. (прототип) .

551689

Составителв Т. Ничипоровнч

Техред О. дуговая Корректор И. Гоксич Редактор Е, Гончар

Заказ 129/28

Тираж 592 Подписное

ЦИНИПИ Государственного коаипем Совета Министров СССР по делам нзобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4