Обучающее устройство

 

Союз Советскии

Социалнстическии

Республик

ОПИСАНИЕ

<п 360899

А. А. Арзангулян и Г. Г. Наньшил „ ..-;.-,. у

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР - изобретения

171) Заявитель (54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к обучающим устройствам и может найти применение в качестве тренажера для обучения операторов систем управления.

Известно обучающее устройство, 5 содержащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося, который имеет пульт обучаемого, узел индикаторов, узел вычисления среднего времени,.соединенные с блоком преподавателя, счетчик времени, соединенный через узел сравнения со счетчиком правильных ответов (1).

Недостатком известного обучающего устройства является невысокая эффек- 15 тивность обучения.

Цель изобретения - повышение эффективности обучения.

Поставленная цель достигается тем, что обучающее устройство, содер-го жащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося, который имеет пульт обучаемого, узел индикаторов, узел вычиспения среднего

2 времени,. соединенные с блоком преподавателя, счетчик времени, соединенный через узел сравнения со счет, чиком правильных ответов, имеет узел генераторов сигналов воздей-. ствия, усилитель мощности, узел преобразования питания, датчик .злектробиолюминесценции, амплитудный селектор, дифференцирующую цепь узел логической обработки информации и узел счетчиков времени, при этом узел генераторов сигналов воэ действия непосредственно и через . усилитель мощности. соединен с узлом преобразования питания, один иэ входов которого связан с первым выходом узла логической обработки информации, который вторым выходом соединен с информационным входом узла вычисления среднего времени, а третьим выходом - с управляющим входом счетчика времени, информационный выход усилителя мощности через последовательно соединенные датчик

3 96 электрабиолюминвсценции, амплитудный селектор соединен с входом дифференцирующей цепи и управляющим входом блока преподавателя, выход дифференцирующей цепи подключен к входу узла счетчиков времени и информационному входу узла логической обработки информации.

Узел преобразования питания имеет полупроводниковый стабилизатор напряжения, переключатель, триггер и дифференцирующую цепь, при этом выход дифференцирующей цепи через последовательно соединенные триггер и переключатель подсоединены к одним из выводов полупроводникового стабилизатора напряжения.

На фиг. 1 представлена схема связи рабочего места преподавателя с рабочими местами обучаемых; на фиг. 2 и фиг. 3 — схемы рабочего места преподавателя и рабочего места обучаемого соответственно; на фиг. 4 - схема узла преобразования питания при использовании транзис-торных стабилизатора напряжения и электронного ключа.

Рабочее место 1 преподавателя соединено с рабочими местами 2 обучаемых. Рабочее место 1 преподавателя содержит пульт 3 преподавателя, гене ратор 4 тактовых импульсов, первые счетчики . 5 времени, сумматор 6, индикаторы 7 работоспособности, индикатор 8 времени выполнения задания. Рабочее место 2 обучаемого содержит пульт 9 обучаемого, генератор

10 высокочастотного воздействия, генератор 11 модулирующих импульсов, импульсный модулятор 12, усилитель

13 мощности, узлы преобразования 14 питания, датчик 15 электробиолюминесценции, регулируемый амплитудный селектор 16, первый логический элемент 17 И, первый логический элемент

18 ИЛИ, узел 19 вычисления среднего времени работы над программой, первую дифференцирующую цепь 20, инвертор 21, первый счетчик 5 времени, второй счетчик 22 времени, третий счетчик 23 времени, вторые логические элементы 24 И, вторые логические элементы 24 И, вторые логические элементы 25 ИЛИ, блок 26 сравнения, счетчик 27 правильных ответов.

Выходы генераторов 10 и 11 подключены соответственно к первому и . второму входам импульсного модулятора 12,выход которого соединен со

0899 входом усилителя 13 мощности. Узлй

10-13 подключены к узлу 14 преобра- . зования питания. Выход усилителя 13 соединен с датчиком 15, выход которого подключен ко входу селектора

16. Первый вход первого логического элемента 17 И соединен с генерато ром 4, а выход- с входом йервого счетчика 5 времени и первого логического элемента 18 ИЛИ, выход которого через узел 19 соединен со входом сумматора 6, выход которого подключен к индикатору 8. К первому входу блока 26,подключен выход счетчика 5, ко второму входу - выход сум5

2S

55 матора 6, выход блока 26 соединен с входом счетчика 27 правильных ответов каждый из индикаторов 7 подключен к выходу соответствующего селектора 16, соединенному также через первую дифференцирующую цепь 20 со вхо1дом установки нуля второго счетчика времени и входами инвертора 2 1, вы- ход которого подключен к входу ус тановки нуля третьего счетчика 23 времени, счетные входы счетчиков 22 и 23 соединены с выходом генератора 4, а выходы этих счетчиков через вторые логические элементы 24 И, а также выход первой дифференцирующей цепи 20 подключены к входам второго логического элемента 25 ИЛИ °

Выход второго логического элемента

25 ИЛИ связан с узлом 14, который содержит выпрямитель 28, регулируемый транзистор 29, балластный резистор 30, стабилитрон 31, транзистор

32 электронного ключа, переключатель

33 и триггер 34. Коллектор транзистора 29 подключен к потенциальному выходу выпрямителя 28, а эмиттер соединен с выходом узла 14. Между эмиттером и базой транзистора 29 включен резистор 30, между базой транзистора 29 и корпусным выходом узла 14 - стабилитрон 31 и выводы коллектора и эмиттера транзистора 32, база которого через переключатель 33 может соединяться е корпусным выходом источника 14 или с, выходом триггера 34, управляющий вход которого связан с выходом второго логического элемента 25 ИЛИ, а вход установки единицы - с пультом 2 преподавателя через вторую дифференцирующую цепь 35.

Узел генераторов сигналов воздействия включает в себя генераторы 10, 11 и импульсный модулятор 12. Узел логической обработки информации имеет ческих элементов 17 И. С амплитудного селектора 16 поступает сигнал на третий вход первого логического элемента 17 И, на второй вход ко торого до момента ввода прввильного ответа обучаемым поступает сигнал с пульта 9 обучаемого. В резуль тате этого тактовые импульсы через первый логический элемент 17 И по" ступают на первый счетчик .5 времени и через первый логический элемент 18 ИЛИ, узел 19 вычисления среднего времени работы над программой, обеспечивающей деление на число обучаемых в группе, поступают на сумматор 6. С выхода сумматора 6 сигнал поступает на вторые входы блока 26 сравнения, поступает сигнал от первого счетчика 5 времени,. а с выхода блока 26 сравнения,.- на индикатор 8. Однако индикатор 8 не обеспечивает визуальной индикации из-за отсутствия сигнала разрешения из счетчика 27 правильных ответов, В момент получения программы, отключения узла 14, падения напряжения на выходе датчиков

15 и селектора 16 на выходе первой дифференцирующей цепи 20 формируется импульс, устанавливающий на нуль третий счетчик 23 времени, C этого момента третий счетчик произ». водит отсчет времени работы над программой. На основании данных о решении обучаемыми аналогичных задач (работе над программами аналогичной трудности) еще до начала работы устройства устанавливается минимальное время t работы обучаемого над программой без отдыха и минимальное время t< отдыха. При этом в эти промежутки времени в контроле состояния обучаемого нет необходимости.

Вторые логические элементы 24 И подключены к выходам счетчиков времени таким образом, что на выходе одного из элементов появляется сигнал при наличии на выходах связанного с ним счетчика комбинации сигналов, соответствующих t<, а на выходе другого элемента - t2 До истечения t с момента начала работы над программой напряжение питания на узлы 1013 не подается, напряжение на входе датчика 15 близко к нулю, на выходе селектора 16- нулевой уроввнь. В мо". мент й„ на выходе элемента И 24 соот ветственно на выходе элемента 25 ИЛИ появляется импульс, переворачивающий

5 960899 6 логические элементы И 17, ИЛИ 18, инвертор 21, логические элементы И 24 и ИЛИ 25. Узел счетчиков времени имеет счетчики 22 и 23. Узел преобразования питания имеет полупроводни" З ковый стабилизатор напряжения, включающий в себя выпрямитель 28, транзястор 29, резистор 30, стабилитрон

3I, транзистор 32, а также переключатель 33, триггер 34 и дифферен".:: 10 цирующую цепь 35.

После включения устройство работает следующим образом.

Перед получением обучаемым програм мы производится предварительная на- 1з стройка устройства. При этом на каждом рабочем месте включены блоки 10-12, 15, 16 и узлы 14 питания.

Переключатель 33 установлен в таком положении, что база транзистора 32 20 соединена с корпусным выходом источника питания, таким образом, транзистор 32 закрыт, напряжение на выходе источника 14 равно номинальному, определяемому стабилитроном 31. На 2$

1выходе импульсного модулятора 12 напряжение имеет форму радиоимпульсов, которые, усиливаясь усилителем 13, обеспечивают работу датчика 15 электробиолюминесценции. Выходное Эф напряжение датчика 15, представляющее собой исходный уровень электробиолюминесценции для каждого обучаемого, измеряется, и производится соответствующая индивидуальная регулировка порога срабатывания каждого регулируемого амплитудного селектора 16.

Затем обучаемые получают программу. Переключатель 33 переводится в положение, соединяющее базу транзистора 32 с выходом двоичйого триггера 34. С пульта 2 преподавателя включаются блоки устройства, в момент включения блоков на выходе второй дифференцирующей цепи 35 формируется импульс, устанавливающий на выходе триггера 34 и, соответственно, на базе транзистора 32 нену+ левой потенциал, соответствующий логической единице, При этом транзистор 32 открывается, напряжение на стабилитроне 31 и, соответственно, на выходе узла 14, падает до величины, близкой к нулю. При этом питание узлов 10-13 отключается. С момента получения учащимися программы тактовые импульсы с генератора

4 поступают на входы первых логи7 96089 триггер 34, При этом транзистор 29 запирается и узел 14 обеспечивает но минальное напряжение питания узлов

10-13. Датчик 15 фиксирует уровни электробиолюминесценции, близкие к исходным для каждого обучаемого. Утомление каждого обучаемого в процессе активной работы над программой фиксируется его датчиком 15 электробиолюминесценции.совместно с ампли- 30 тудным селектором 16 по снижению уровня электробиолюминесценции. В мо мент утомления прекращается поступ э ление сигнала с амплитудного селекте тора 16 на индикатор 7 работоспособ- 1s ности и на логический элемент 17 И, что вызывает отключение индикатора

7 работоспособности и прекращение работы первого счетчика 5 времени, При отключении индикатора 7 работо- 20 способности обучаемый прерывает работу над программой до восстанов-. ления работоспособности. В это же время, вследствие падения напряжения на выходе селектора 16, на вы- ls

-,ходе первой дифференцирующей цепи

20 формируется импульс, устанавливающий счетчик на нуль, после чего начинается отсчет времени перерыва.

Этот же импульс проходит через вто- З0 ройулогический элемент 25 ИЛИ на вход триггера 34, что приводит к отключению питания узлов 10-13, и уро вень электробиолюминесценции до моМеНТа t с начала перерыва не фик 33 сируется. Включение узла 14 и возобновление фиксации в момент t с начала перерыва происходит аналогично моменту t . Сигнал восстановления работоспособности, вырабатываемый на выходе амплитудного селектора

16 при возвращении уровня электробиолюминесценции, определяемого датчиком 15 электробиолюминесценции, до исходного значения, приводит к включению индикатора 7 работоспособности и возобновлению работы обучав" мого йад программой и поступлению вновь тактовых импульсов через логический элемент 17 на счетчик 5 времени. Так происходит работа до мо$0 мента ввода обучаемым правильного ответа. В этом случае из пульта 9 обучаемого сигнал правильного ответа поступает в счетчик 27 правильных ответов, а сигнал запрета - на логи-

5$ ческий элемент 17 И.Таким образом,к моменту усвоения программы обучаемым в счетчик 5 времени будет записано вре9 8 мя его активной работы над программой.

В сумматор 6 из канала данного обучаемого через первый логический элемент 18 ИЛИ и узел 19 вычисления будет эаписано время активной работы обучаемого. Когда все обучаемые дадут правильные ответы, в счетчиках

5 времени будет записано время актив-, ной работы каждого обучаемого над программой, а в сумматоре 6- общее время активной работы всех учащихся над программой, деленное на числс учащихся в группе, т.е. средняя тру доемкость усвоения программы. Одновременно из счетчика 27 правильных ответов поступает сигнал разрешения на индикатор 8. В этом случае последний обеспечивает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сигналы со счетчика

5 времени, поступающие на первые входы блока 26 сравнения, .и сигналы, поступающие от сумматора 6 на вторые входы блока 26 сравнения, обеспечивают появление сигналов на выходах блока 26 сравнения, срабатывание индикатора 8 и индикацию уровня усвоения программы обучаемым в зависи. мости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления прог-;раммы.

Введение в схему устройства генераторов модулирующих импульсов и импульсных модуляторов (что обеспечивает запитку датчиков электробиолюмийесценции радиоимпульсами), а так же отключение узлов 10-13 йа значительные промежутки времени приводит к снижению средней мощности высокочастотного электромагнитного поля, воздействующего на человека и излучаемого в пространство. Использование изобретения позволяет также повысить эффективность обучения.

Формула изобретения

1. Обучающее устройство, содержащее блок преподавателя, соединенный с блоком учащегося, который имеет пульт обучаемого, узел индикаторов, узел вычисления среднего времени, соединенные с блоком преподавателя, счетчик времени, соединенный через узел сравнения со счетчиком правильных ответов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности

9 960899 10 обучения, оно имеет узел генерато- тор соединяется с входом дифференциров сигналов воздействия, усилитель рующей цепи и управляющим входом бломощности. узел преобразования питания ка преподавателя, выход дифференцирудатчик электробиолюминесценции, амп- ющей цепи подключен к входу узла счетлитудный селектор, дифференцирую- s чиков времени и информационному входу щую цепь, узел логической обработки узла логической обработки информации. информации и узел счетчиков времени, 2. Устройство по и. 1, о т л и " при этом узел генераторов сигналов ч а ю щ е е с я тем, что узел hpeвоздействия непосредственно и через образования питания имеет полупроусилитель мощности соединен с узлом Io водниковый стабилизатор напряжения, преобразования питания, один из вхо- переключатель, триггер и дифференцидов которого связан с первым выходом рующую цепь, при этом выход дифферен узла логической обработки информа- цирующей цепи через последовательно ции, который вторым выходом соеди- соединенные триггер и переключатель нен с информационным, входом узла вы 15:подсоединены к одним из выводов почисления среднего времени, а третьим лупроводникового стабилизатора напрявыходом, - с управляющим входом счет- жения. чика времени, информационный выход Источники информации, усилителя мощности через последова" принятые во внимание при экспертизе тельно соединенные датчик электро- 20 1. Авторское свидетельство СССР биолюмннеоценции, амплитудный селек- Ю 750547, кл. 6 09 В 7/07 1976.

960899

Составитель С. Алексанов

Техред H.Tenep Корректор М. Демчик

Редактор П. Коссей

» «

Заказ 7292/63

Тираж 472 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«Ф»

»«» «»««»«

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