Устройство для обучения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛвтОВСКамм свиДВткяьетвм

Союз Советских

Социалистических

Республик щ 97647О (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву 1" 750547 (22) Запвлено. 25.05.81 (2! ) 3289582/18-24 (53)N. Кл. с присоединением заявки М

G 09 В. 7/07

3Ьеударстеанный квинтет

СССР ио делен нзебретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК681.3 ,071 (088.8) Опубликовано 23.11.82.Бюллетень М43

Дата опубликования описания 23.11.82 (72) Авторы изобретения

Л.Л,Лрзангулян, Г,Г.Ианьаин и В.И.Иартынюк

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

Изобретение относится к техничес" ким средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для целей группового обучения с индивидуальным контролем учебного процесса. с

По основному авт. св. M 750547 известно устройство, содержащее пульт преподавателя, соединенный с генератором тактовых импульсов и пультами учащихся, подключенными через счетчик сигналов правильности ответов к блоку индикации результатов ответов и непосредственно - к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с генератором тактовых импульсов, третьи входы - с выходами соответствующих амплитудных селекторов, а выходы через последовательно включенные соответствующие счетчики времени и блок сравнения - с одними входами блока индикации результата ответов и ч ерез последовательно включенные элемент ИЛИ, блок определения средней производительности учащихся и сумматор — с другими входами блока ин" дикации результата ответов и со вхо" дами блока сравнения, последовательно включенные генератор высокочастотных сигналов, датчики электронолюминесценции, соединенные со входа1О ми соответствующих амплитудных селекторов, и индикаторы работоспособности учащихся, подключенные к выходам соответствующих амплитудных селекторов (11, В устройстве обеспечен контроль утомления обучаемых на основе замера уровня электробиолюминесценции и регулировка режима, труда и отдыха по данным контроля, 20

Однако чувствительность такого контроля недостаточна, так как электробиолюминесценция, измеряемая в устройстве, представляет собой в

97647

Цель изобретения — повышение эффективности обучения путем совершенствования контроля утомления обучаемого.

Цель достигается тем, что в устройство для обучения введены стабилизаторы амплитуды импульсов и послед6вательно включенные элементы И второй группы, счетчики времени второй группы, элементы И третьей группы, триггеры и элементы И четвертой группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся, а вторые входы - с выходами соответствующих пультов учащихся, подключенными к вторым входам соответствующих триггеров и к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы генераторов высокочастотных сигналов подключены к соответствующим датчикам электробиолюминесценции через соответствующие стабилизаторы амплитуды импульсов, причем стабилизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного из которых и один вывод резистора являются входом стабилизатора, анод другого диода и другой вывод резистора являются выходом стабилизатора, а датчик электробиолюминесценции содержит связанные последовательно излучатель света, полупрозрачное зеркало, светофильтр, первый фотодатчик, первый логарифмический усилитель, инвертор и дополнительный сумматор, а также последовательно соединенные второй фото- И датчик,и второй логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумма3 дейст ви тель ности сине-фиолетовую сумму люминесценции воздуха, находящегося внутри датчика, которая ,слабо. зависит от утомления обучаемого, и красно-желтой составляющей, имеющей биогенную природу, Кроме того, источником ошибок измерения является нестабильность амплитуды выходного напряжения генератора высокочастотного воздействия. о

Постоянный контакт с датчиком электробиолюминесценции отвлекает обучаемого от работы над программой, Эти факторы снижают эффективность обучения, 15

О 4 тора, выход которого является выходом датчика, вход второго фотодатчика через полупрозрачное зеркало оптически связан с излучателем света, вход которого является входом датчика.

На чертеже представлена структура устройства.

Пульт 1 преподавателя соединен через пульты 2 учащихся со счетчиком 3 правильности ответов. Кроме того, пульт 1 соединен с генератором 4 тактовых импульсов. Источники 5 пи-; тания соединены с генератором б высокочастотных сигналов через пульты

2. Выходы генераторов 6 подключены через стабилизаторы 7 амплитуды им,пульсов к датчикам Я электробиолюминесценции. Выход датчика 8 соединен со входом амплитудного селектора 9, выход которого подключен через пульт 2 к третьему входу элементов 10 И, первой группы, второй вход которых подключен к пульту 2,. первый — к генератору 11 тактовых импульсов, а выход связан с входом счетчика 11 времени и элемента 12 ИЛИ выход которого через блок 13 определения средней производительности учащихся соединен с входом сумматора 14, выход которого соединен с входом блока 15 индикации результата ответов.

К первым входам блока 1б сравнения подключены выходы счетчиков 11 времени, к вторым входам, выходы сумматора 14, выходы блока 16 сравнения соединены со входом счетчика 3.

Индикатор 17 работоспособности учащихся подключен к выходу амплитудного селектора 9. Элементы 18 И второй группы связаны своим первым входом с пультом 2, вторым - с ге нератором 4 тактовых импульсов, выход элементов 18 И подключен к входу счетчика 19 времени, соединенного своими выходами с входами элементов 20 И, третьей группы, выход которых подключен к первому входу триггера 21. Второй вход триггера 21 соединен с пультом 2, а выход под -. ключен к первому входу элементов

22 И четвертой группы, второй вход которых связан с пультом 2, а выход подключен к индикатору 17 работоспособности учащихся.

Стабилизатор 7 содержит последо" вательно аоединвнные резистор 23 и

5, 9764 включенные встречно разделительные элементы - диоды 24, резистор 23 включен между входом и выходом стабилизатора.

Датчик 8 электробиолюминесцен- 5 ции содержит излучатель света - электрод 25, подключенный к генератору

6, полупрозрачное зеркало 26, первый

Фотодатчик 27, светофильтр 28, второй Фотодатчик 29, первый логарфимический усилитель 30 и второй логарифмический усилитель 31. Выход первого логарифмического усилителя 30 непосредственно, а выход второго логарифмического усилителя 31 через инвертор 32 подключены к входам сумматора 33, выход которого соединен с вхо-. дом селектора 9.

Устройство работает следующим об- 20 разом.

При получении программы с пульта

1 включаются блоки устройства. Учебная программа представляет собой совокупность ряда задач, после решения 25 каждой из которых оценивается утомление обучаемого. Решив задачу, обучаемый вводит ответ, соединяет (с пульта 2) источник 5 питания с генератором 6, а выход амплитудного се- зв лектора 9 с входом элемента 10 И, после чего происходит замер электробиолюминесценции датчиком 8 и анализ данных этого замера. Элементы 24 подобраны таким образом, что напряжение>5 пробоя каждого иэ них несколько ниже минимально возможной амплитуды выход" ного напряжения генератора 6. Цепоч" ка встречно последовательно включенных элементов 24 работает как двух сторонний амплитудный ограничитель, обеспечивающий при своем подключенйи амплитуду напряжения, равную напряжению пробоя. В датчике 8 общий све-. товой поток электробиолюминесценции разделяется полупрозрачным. зеркалом

26 на две части, одна иэ которых поступает на первый фотодатчик 27, измеряющий интенсивность всего спектра электробиолюминесценции, а вторая " через красно-желтый светофильтр 28 на второй Фотодатчик 29. Логарифми ческие усилители 30-31, инвертор 32 и сумматор 33 обеспечивают вычисление разности логарифмов, то есть ло 55 гарифма отношения интенсивностей красно-желтой области и всего спектра свечения. Утомление каждого обучаемого фиксируется датчиком 8 совместно

70 6 с амплитудным селектором 9 по сниже" нию этого отношения по сравнению с величиной, характерной для неутомленного обучаемого. Если после решбния задачи оператор не утомлен, с амплитудного селектора 9 поступает сигнал на первый вход элемента 10 И, на второй вход которого до правильного рещения всех задач обучаемым поступает сигнал с пульта 2, а на трегий вход подаются импульсы от генератора 4, которые поступают на счетчик ll u через элемент 12 ИЛИ, блок 13, обес- . печивающий деление на число обучае- мых в группе, подаются на сумматор

14, с выхода которого сигнал поступает на вторые входы блока 16 сравнения.

На первые входы блока 16 поступает сигнал от счетчика 1 1, а с выхода блока 16 - на блок 15, который не обеспечивает визуальной индикации из-за отсутствия сигнала разрешения

1 иэ счетчика 3.

В случае утомления обучаемого сигнал с амплитудного селектора 9 на индикатор 17 и на элемент 10 И не подается, что вызывает отключение индикатора 17 и прекращение работы счетчика 11, При отключении индикатора 17 обучаемый прерывает рабату над программой. При прекращении работы обучаемый, подает с пульта 2 разрешающий сигнал на первые входы элементов И 18 и 22, при этом через элемент 18 И на счетчик 19 поступают тактовые импульсы с. генератора 4..

При отсчете требуемого интервала времени возникает импульс на выходе элемента 20 И, который перебрасывает триггер 21, на выходе которого возникает разрешающий потенциал, что приводит к включению индикатора 17 и что является для обучаемого сигналом о необходимости контроля состояния, восприняв который оператор с пульта

2 устанавливает на время измерения счетчик 19 и триггер 21, включает питание датчика 8, измеряется электробиолюминесценция аналогично ранее описанному. В случае восстановления работоспособности обучаемый возобновляет решение задач, в противном случае перерыв продолжается. При возобновлении работы обучаемым вновь включается индикатор 17, тактовые импульсы через элемент 10 И . поступают на счетчик 11.

976470 8

При правильном решении всех задач из пульта 2 сигнал поступает в счетчик 3, а сигнал запрета — на элемент 10 И, Таким образом, к моменту усвоения программы обучаемым в счетчик 11 будет записано время его активной работы над программой. В сумматор 14 из канала данного обучаемого через элемент 12 ИЛИ и блок 13 будет за- >0 писано время активной работы обучаемого, деленное на число обучаемых в группе.

Аналогичным образом будет происходить работа устройства параллельно для каждого обучаемого, Когда все обучаемые завершат работу над программой в счетчиках 11 времени будет записано время активной работы каждого обучаемого над программой, à 20 в сумматоре 14 " общее время активной работы всех учащихся над программой, деленное на число учащихся в группе, т.е. средняя трудоемкость усвоения программы. Одновременно поступает И сигнал разрешения индикации в блок

15, В этом случае блок 15 обеспечи-. вает визуальную индикацию средней трудоемкости усвоения программы, сиг" нал счетчика 11, поступающий на одни зо входы блока 16 сравнения,. и сигналы, поступающие от сумматора 14 на другие входы блока 16 сравнения, обеспечивают появление сигналов на его выходах, срабатывание блока 15 и индикацию уровня усвоения программы обучаемым в зависимости от соотношения его индивидуального времени активной работы и средней трудоемкости изготовления программы. 40

Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха обучаемых в процессе обучения в сочетании с точным учетом трудоемкости усвоения программ позволит значительно повысить эффективность обучения.

Формула изобретения

1, Устройство для обучения по авт. св. V 750547, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены стабилизаторы амплитуды импульсов и последовательно включенные элементы И второй группы, счетчики времени второй группы, элементы И третьей группы, триггеры и элементы И четвертой группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих индикаторов работоспособности учащихся, а вторые входы - с выходами соответствующих пультов учащихся, подключенными к вторым входам соответствующих триггеров и к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы генераторов высокочастотных сигналов подключены к соответствующим датчикам электробиолюминесценции через соответствующие стабилизаторы амплитуды импульсов, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что s нем ста— билизатор амплитуды импульсов содержит резистор и два встречно включенных диода, анод одного иэ которых и один вывод резистора являются ахов дом стабилизатора, а анод другого диода и другой вывод резистора являются выходом стабилизатора.

Устройство по и. 1, о т л ич .а ю щ е е с я тем, что в нем датчик электробиолюминесценции содержит связанные последовательно излучатель света, полупрозрачное зеркало, светофильтр, первый фотодатчик, первый логарифмический усилитель, инвертор и дополнительный сумматор, а также последовательно соединенные второй фотодатчик и второй логарифмический усилитель, выход которого соединен с вторым входом дополнительного сумматора, выход которого является выходом датчика, вход второго фотодатчика через полупрозрачное зеркало оптически связан с излучателем света, вход которого является входом датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нвторское свидетельство СССР 750547, кл. Г 09 В 7/07, 1978 (прототип).

976470

Составитель А. Карлов

Редактор С.Патрушева Техред А.бабинец Корректор M,19ароши

Заказ 9009 77 ираж 72 бдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. жгород, уи. Проектная,