RU2110095C1

RU2110095C1 - Automatic system for education and testing

Info

Publication number: RU2110095C1
Application number: RU95107899A
Authority: RU
Inventors: М.Ю. Смоленцев
Original assignee: Иркутская государственная экономическая академия
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1998-04-27
Also published as: RU95107899A

Abstract

FIELD: theoretical education. SUBSTANCE: device uses personal computer which provides information stimulation at sub-sensory perception level in individual education. Control unit of system is processor of personal computer and its software. Responses of student are entered by means of keyboard of computer. One unit of information input is display, another unit of information input (unit of stimulating information background) is designed as card which is connected to socket of system bus of personal computer and has decoder of control signals, data buffer, synchronization and control unit, address counter, memory unit, digital-to-analog converter and analog multiplexer. EFFECT: increased efficiency of education, maximal use of information stimulation at sub-sensory perception level. 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано дня индивидуального ускоренного обучения различным теоретическим дисциплинам, а также иностранным языкам. The invention relates to technical teaching aids and can be used on the day of individual accelerated training in various theoretical disciplines, as well as foreign languages.

Известно телевизионное обучающее устройство [1], содержащее телевизионный приемник, узел управления режимом подачи информации, блок управления маскировкой и блок электронных масок, через который узел управления режимом подачи информации соединен с телевизионным приемником. A television training device [1] is known, comprising a television receiver, a control unit for supplying information, a mask control unit and an electronic mask unit through which the control unit for supplying information is connected to the television receiver.

Известна автоматизированная система для обучения и контроля знаний [2], содержащая блок программного управления, аудиовизуальный демонстрационный блок, устройства ввода ответов обучаемого и их анализа. Обучаемому предъявляется одновременно визуальная и звуковая информация, которая записана предварительно. Known automated system for training and knowledge control [2], containing a program control unit, an audiovisual demonstration unit, a device for inputting student responses and their analysis. The learner is presented simultaneously with visual and sound information that is pre-recorded.

Известна автоматизированная система для обучения и контроля знаний [3], содержащая блок программного управления, входы которого соединены с выходами устройства анализа и регистрации ответов и состояния обучаемого, первые входы которого подключены к выходам устройства ввода ответов и реакций обучаемого, второй вход - к первому выходу блока программного управления, третий вход - к первому выходу блока формирования сигналов учебной информации, соединенного вторым выходом с первым входом аудиовизуального демонстрационного блока и первым входом - с вторым выходом блока программного управления. В систему также входит устройство управления восприятием, состоянием и работоспособностью обучаемого, блок стимулирующего информационного фона и устройство рефлекторно-установочных воздействий, подключенное к первым выходам устройства управления восприятием, состоянием и работоспособностью обучаемого, второй выход которого соединен с вторым входом аудиовизуального демонстрационного блока, третий выход - с четвертым входом устройства анализа и регистрации ответов и состояния обучаемого, первый вход - с третьим выходом блока программного управления, второй вход - с первым выходом блока стимулирующего информационного фона, подключенного вторым выходом к второму входу блока формирования сигналов учебной информации и входом - с четвертым выходом блока программного управления. Known automated system for training and knowledge control [3], containing a program control unit, the inputs of which are connected to the outputs of the device for analysis and registration of responses and the status of the student, the first inputs of which are connected to the outputs of the device for inputting responses and reactions of the student, the second input to the first output program control unit, the third input is to the first output of the training information signal generating unit, connected by the second output to the first input of the audiovisual demonstration unit and the first move - with the second output of the program control unit. The system also includes a device for controlling the student’s perception, state and performance, a stimulating information background unit and a reflex installation device connected to the first outputs of the student’s device for controlling the student’s perception, state and performance, the second output of which is connected to the second input of the audiovisual demonstration unit, the third output - with the fourth input of the device for analysis and registration of responses and the state of the student, the first input - with the third output of the program block many control, the second input - to a first output stimulus background information, a second output connected to the second input unit for generating a training signal and data input - output a fourth program control unit.

Данная система позволяет управлять скоростью и ритмом информационной стимуляции, используя для этого регистрацию биореакций обучаемого, что создает для него известные неудобства (закрепление на его теле биодатчиков и стимулирующих электродов). This system allows you to control the speed and rhythm of information stimulation, using the registration of the student’s bioreactions for this, which creates known inconveniences for him (fixing biosensors and stimulating electrodes on his body).

Ближайшим аналогом является устройство для обучения [4], содержащее пульт управления, соединенный с блоками ввода информации, которые подключены к блоку предъявления информации. Один из блоков ввода информации является блоком стимулирующего информационного фона. Устройство содержит также блок ввода ответных реакций учащегося, выход которого подключен к одному входу блока определения порога восприятия учебной информации, к другому входу которого подключен выход блока ввода информации. Блок определения порога восприятия учебной информации содержит анализатор количества реакций обучаемого, анализатор латентного периода реакций обучаемого и анализатор длительности реакции обучаемого, включенные параллельно. Выход блока определения восприятия учебной информации подключен к блоку регулирования выдачи учебной информации, содержащего регулятор скорости предъявления информационной стимуляции, регулятор освещенности предъявляемой информации и регулятор громкости. Конструктивно блок регулирования выдачи учебной информации совмещен с блоком предъявления учебной информации. The closest analogue is a training device [4], comprising a control panel connected to information input units that are connected to an information presentation unit. One of the information input blocks is a block of stimulating informational background. The device also contains a student input block for the student’s response, the output of which is connected to one input of the unit for determining the threshold of perception of educational information, to the other input of which is connected the output of the information input block. The unit for determining the threshold of perception of educational information contains an analyzer of the number of reactions of the learner, an analyzer of the latent period of reactions of the learner and an analyzer of the duration of the reaction of the learner, included in parallel. The output of the unit for determining the perception of educational information is connected to the unit for regulating the issuance of educational information containing a speed controller for presenting information stimulation, a dimmer for the information presented, and a volume control. Structurally, the unit for regulating the issuance of educational information is combined with the unit for presenting educational information.

Это устройство позволяет в процессе обучения осуществлять сеанс информационной стимуляции, в процессе которого сигналы информационной стимуляции суммируются с сигналами учебной информации и поступают в аудиовизуальный демонстрационный блок. В процессе воспроизведений указанных сигналов обучаемому регистрируют его биореакции, при помощи которых управляют скоростью и ритмом воспроизведения сигналов информационного фона. Перед сеансом информационной стимуляции обучаемые тестируются и по результатам тестов формируются группы из обучающихся с максимально схожими психологическими характеристиками. Исходя из этих характеристик изменяется дозирование информационной стимуляции, параметры которой должны максимально соответствовать порогам восприятия обучаемых. This device allows in the learning process to carry out a session of information stimulation, during which the signals of information stimulation are summed with the signals of the training information and enter the audiovisual demonstration unit. In the process of reproducing the indicated signals, the learner records his bioreactions, with the help of which they control the speed and rhythm of the reproduction of informational background signals. Before the information stimulation session, students are tested and according to the test results groups of students with the most similar psychological characteristics are formed. Based on these characteristics, the dosage of information stimulation changes, the parameters of which should correspond to the thresholds of perception of students as much as possible.

Процесс обучения слишком динамичен и уже из-за этого не может быть идеального варианта. Существуют самые разные возрастные и профессиональные группы, внутри которых существуют самые разные люди с различными индивидуальными способностями, которые, в свою очередь, могут изменяться на протяжении дня в зависимости от различных причин. Идеальный вариант обучения предполагает для каждого человека подходящую личную программу, которая вырабатывается совместно с преподавателем. Групповое обучение всегда компромисс. The learning process is too dynamic and already because of this there can be no ideal option. There are a variety of age and professional groups, within which there are a variety of people with different individual abilities, which, in turn, can change throughout the day depending on various reasons. The ideal learning option involves for each person a suitable personal program that is developed jointly with the teacher. Group training is always a compromise.

Недостатками прототипа и вышеуказанных систем является низкая эффективность обучения, так как они не позволяют оперативно изменять или создавать новую учебную информацию самим обучающимся, что делает такие системы непригодными при использовании для индивидуального обучения. The disadvantages of the prototype and the above systems is the low efficiency of training, since they do not allow you to quickly change or create new educational information for the students themselves, which makes such systems unsuitable for use for individual training.

Задание режима работы автоматизированной системы для обучения и контроля знаний, а также управление системой производится с пульта управления оператором, следящим за ходом обучения и вмешивающимся в него, когда кто-то из обучаемых выбивается из заданного ритма. Субъективность, вносимая оператором в процесс управления системой обучения, и жесткий (неизменяемый) алгоритм обучения и контроля, заложенный в систему, существенно снижают эффект получаемый при обучении с использовании информационной стимуляции на субсенсорном уровне. The operation mode of the automated system for training and knowledge control, as well as the system is controlled from the operator’s control panel, monitoring the training and interfering with it when one of the students is knocked out of a given rhythm. The subjectivity introduced by the operator in the process of managing the training system and the rigid (unchanged) training and control algorithm embedded in the system significantly reduce the effect obtained during training using information stimulation at the subsensory level.

Задачей изобретения является создание индивидуального технического средства обучения с гибким алгоритмом обучения, максимально адаптированного к обучаемому, использующего информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия для ускоренного обучения различным теоретическим дисциплинам, а также иностранным языкам при индивидуальном обучении. The objective of the invention is the creation of an individual technical learning tool with a flexible learning algorithm that is maximally adapted to the learner, using informational stimulation at the sub-sensory level of perception for accelerated learning in various theoretical disciplines, as well as foreign languages in case of individual instruction.

Задачи высокой степени адаптации без использования персонального компьютера данной автоматизированной системой для обучения и контроля знаний решены быть не могут. Tasks of a high degree of adaptation without the use of a personal computer by this automated system for training and knowledge control cannot be solved.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированной системе для обучения и контроля знаний, содержащей пульт управления, устройство ввода ответов и реакций обучаемого, блоки ввода информации, блок предъявления информации, в качестве пульта управления использован процессор персонального компьютера и его программное обеспечение, в качестве устройства ввода ответов и реакций обучаемого использована клавиатура персонального компьютера, в качестве одного блока ввода информации использован видеоадаптер, а другой блок ввода информации (блок стимулирующего информационного фона) выполнен в виде платы, подключенной к разъему системной шины персонального компьютера и содержащей дешифратор управляющих сигналов, буфер данных, устройство управления и синхронизации, счетчик адреса, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый мультиплексор, причем входы дешифратора управляющих сигналов и буфера данных подключены к системной шине, выходы дешифратора управляющих сигналов подключены к устройству управления и синхронизации, выходы которого подключены к управляющим входам буфера данных, счетчика адреса, блока памяти и аналогового мультиплексора, выход буфера данных подключен к блоку памяти, адресный вход которого подключен к выходу счетчика адреса, а выход соединен с входом цифроаналогового преобразователя, один вход аналогового мультиплексора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход соединен с аналоговым выходом видеоадаптера, а выход аналогового мультиплексора подключен к аналоговому входу видеомонитора, синхровходы которого подключены к выходам устройства управления и синхронизации, синхровходы устройства управления и синхронизации подключены к синхровыходам видеоадаптера. This goal is achieved by the fact that in an automated system for learning and knowledge control, containing a control panel, a device for inputting answers and reactions of a student, information input units, an information presentation unit, a personal computer processor and its software are used as a control panel, as a device input of answers and reactions of the learner, the keyboard of a personal computer is used, a video adapter is used as one input unit of information, and another input unit of information (stimulating information background block) is made in the form of a board connected to the system bus connector of a personal computer and containing a control signal decoder, a data buffer, a control and synchronization device, an address counter, a memory block, a digital-to-analog converter and an analog multiplexer, the inputs of a control signal decoder and the data buffer are connected to the system bus, the outputs of the control signal decoder are connected to the control and synchronization device, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the data buffer, address counter, memory unit and analog multiplexer, the output of the data buffer is connected to the memory unit, the address input of which is connected to the output of the address counter, and the output is connected to the input of the digital-to-analog converter, one input of the analog multiplexer is connected to the output of the digital-to-analog converter, and the second input is connected to the analog output of the video adapter, and the output of the analog multiplexer is connected to the analog input of the video monitor, the sync inputs of which are connected to the outputs of the device and control and synchronization, the clock and synchronization control apparatus connected to the video sinhrovyhodam.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемой автоматизированной системы для обучения и контроля знаний; на фиг.2 - структурная схема блока стимулирующего информационного фона. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed automated system for training and knowledge control; figure 2 is a block diagram of a block of stimulating information background.

Устройство включает: процессор 1, память 2, адаптер клавиатуры 3, клавиатуру персонального компьютера 4, видеоадаптер 5, видеомонитор 6, блок стимулирующего информационного фона 7. The device includes: processor 1, memory 2, keyboard adapter 3, keyboard of a personal computer 4, video adapter 5, video monitor 6, stimulating information background block 7.

Процессор 1 соединен через системную шину с памятью 2, адаптером клавиатуры 3, видеоадаптером 5, блоком стимулирующего информационного фона 7, выход адаптера клавиатуры 3 соединен с клавиатурой персонального компьютера 4, выход видеоадаптера 5 соединен с вторым входом блока стимулирующего информационного фона 7, выход блока стимулирующего информационного фона 7 - с входом видеомонитора 6. The processor 1 is connected via a system bus with memory 2, a keyboard adapter 3, a video adapter 5, a stimulating information block 7, the output of a keyboard adapter 3 is connected to a keyboard of a personal computer 4, the output of a video adapter 5 is connected to the second input of a stimulating information background block 7, the output of a stimulating block information background 7 - with the input of a video monitor 6.

Блок стимулирующего информационного фона 7 содержит дешифратор управляющих сигналов 8, буфер данных 9, схему управления и синхронизации 10, счетчик адреса 11, блок памяти 12, цифроаналоговый преобразователь 13, мультиплексор аналоговых сигналов 14. The stimulating information background block 7 contains a control signal decoder 8, a data buffer 9, a control and synchronization circuit 10, an address counter 11, a memory block 12, a digital-to-analog converter 13, an analog signal multiplexer 14.

Входы дешифратора управляющих сигналов 8 и буфера данных 9 подключены через разъем системной шины к выходам процессора 1. The inputs of the decoder of the control signals 8 and the data buffer 9 are connected through the connector of the system bus to the outputs of the processor 1.

Входы дешифратора управляющих сигналов 8 подключены к системной шине, а выходы - к устройству управления и синхронизации 10. Входы буфера данных 9 с одной стороны подключены к системной шине 1, а с другой стороны к устройству управления и синхронизации 10, выходы буфера данных 9 подключены к шине данных блока памяти 12. Выходы устройства управления и синхронизации 10 подключены к входам счетчика адреса 11, выходы которого подключены к шине адреса блока памяти 12. Управляющие входы блока памяти 12 соединены с устройством управления и синхронизации 10. Выход блока памяти 12 подключен к входу цифроаналогового преобразователя 13. Входы аналогового мультиплексора соединены с одной стороны с выходом цифроаналогового преобразователя 13, а с другой стороны - с аналоговым выходом видеоадаптера 5. Синхровыходы видеоадаптера 5 подключены к устройству управления и синхронизации 10, выходы которого подключены к управляющему входу аналогового мультиплексора 14. Выход аналогового мультиплексора 14 подключен к аналоговому входу видеомонитора 6, синхровходы которого подключены к выходам устройства управления и синхронизации 10. The inputs of the control signal decoder 8 are connected to the system bus, and the outputs are connected to the control and synchronization device 10. The inputs of the data buffer 9 are connected on the one hand to the system bus 1, and on the other hand to the control and synchronization device 10, the outputs of the data buffer 9 are connected to the data bus of the memory unit 12. The outputs of the control and synchronization device 10 are connected to the inputs of the address counter 11, the outputs of which are connected to the address bus of the memory unit 12. The control inputs of the memory unit 12 are connected to the control and synchronization device 10. The output of the memory unit 12 is connected to the input of the digital-to-analog converter 13. The inputs of the analog multiplexer are connected on the one hand to the output of the digital-to-analog converter 13, and on the other hand, to the analog output of the video adapter 5. The clock outputs of the video adapter 5 are connected to the control and synchronization device 10, the outputs of which are connected to the control input of the analog multiplexer 14. The output of the analog multiplexer 14 is connected to the analog input of the video monitor 6, the sync inputs of which are connected to the outputs of the control device Aviation and synchronization 10.

Автоматизированная система работает следующим образом. Automated system operates as follows.

Работа начинается сеансом тестирования. На экран видеомонитора 6 выводятся психофизиологические тесты: тест на скорость реакции, тест на определение порога осознанного восприятия, на уровень внимания, тест для проверки порогов зрения обучаемого, тесты на мнемические способности. При этом обучаемый получает инструкцию нажимать на определенные клавиши на клавиатуре персонального компьютера 4, сигналы с которой анализируются. Work begins with a testing session. Psychophysiological tests are displayed on the screen of video monitor 6: a test for reaction speed, a test for determining the threshold of conscious perception, for the level of attention, a test for checking the learner's thresholds of vision, tests for mnemonic abilities. In this case, the student receives instructions to press certain keys on the keyboard of the personal computer 4, the signals from which are analyzed.

После окончания тестов происходит сеанс информационной стимуляции, при которой обучаемому воспроизводят на субсенсорном уровне восприятия учебную информацию на фоне его обычной работы, выполняемой на персональном компьютере. При работе с персональным компьютером на экран видеомонитора 6 с видеоадаптера 5 каждую секунду передается от 60 до 100 кадров. After the tests are completed, a session of information stimulation takes place, in which the student is reproduced at the subsensory level of perception of educational information against the background of his usual work performed on a personal computer. When working with a personal computer, 60 to 100 frames are transmitted every second to the screen of video monitor 6 from video adapter 5 every second.

Через несколько кадров блок стимулирующего информационного фона 7 перехватывает управление видеомонитором у видеоадаптера и выставляет свой кадр с учебной информацией. Чтобы учебная информация не воспринималась как осознанная, после вывода информации, предназначенной для запоминания, схема управления и синхронизации 10 выдает сигнал на смену кадра (VER.SYNC) и выводит маскирующую информацию, которая стирает с экрана учебную информацию, после чего блок стимулирующей информации 7 возвращает управление видеомонитором видеоадаптеру 5. Информация, предназначенная для запоминания, предварительно заносится в блок памяти 12. Для получения цветов и оттенков на экране видеомонитора используется цифроаналоговый преобразователь 13. Схема управления и синхронизации 10 вырабатывает сигналы, необходимые для нормальной работы блока памяти 12 и синхронизирует их с сигналами вертикальной и горизонтальной разверток (VER.SYNC, HOR.SYNC), выдаваемыми с видеоадаптера 5 для формирования устойчивого изображения на экране видеомонитора. After a few frames, the stimulating information background block 7 captures the control of the video monitor from the video adapter and sets its frame with training information. So that the educational information is not perceived as conscious, after the information intended for storage is output, the control and synchronization circuit 10 generates a frame change signal (VER.SYNC) and displays masking information that erases the educational information from the screen, after which the stimulating information block 7 returns control of the video monitor to the video adapter 5. Information intended for storage is preliminarily recorded in the memory unit 12. To obtain colors and shades on the screen of the video monitor, a digital-analogue pre-use is used. the educator 13. The control and synchronization circuit 10 generates the signals necessary for the normal operation of the memory unit 12 and synchronizes them with the vertical and horizontal signals (VER.SYNC, HOR.SYNC) issued from the video adapter 5 to form a stable image on the screen of the video monitor.

Так как сигналы информационной стимуляции представляют собой визуальные сигналы учебной информации, параметры которых находятся в области физиологического порога восприятия обучения до его осознанного восприятия, это позволяет снизить антисуггестивный барьер восприятия обучаемого и активизировать неосознанную психическую деятельность обучаемого и его мнемические способности. Since the signals of information stimulation are visual signals of educational information, the parameters of which are located in the physiological threshold of perception of education to its conscious perception, this allows to reduce the anti-suggestive barrier of perception of the learner and activate the unconscious mental activity of the learner and his mnemonic abilities.

После того как учебная информация будет исчерпана, включается программа сеанса реминисценции (отсроченное воспоминание учебной информации), при котором обучающему воспроизводится учебная информация в виде заданий и вопросов. After the educational information has been exhausted, the program of the reminiscence session (delayed memory of the educational information) is activated, in which the educational information in the form of tasks and questions is reproduced to the student.

Неусвоенный материал переносится на следующий сеанс информационной стимуляции, после которого повторяется сеанс реминисценции и так до полного усвоения. The undigested material is transferred to the next session of information stimulation, after which the session of reminiscence is repeated and so on until complete assimilation.

Предлагаемая автоматизированиая система позволяет значительно повысить эффективность обучения, максимально использовать информационную стимуляцию на субсенсорном уровне восприятия для ускорения обучения различным теоретическим дисциплинам при индивидуальном обучении. The proposed automation system can significantly increase the effectiveness of training, maximize the use of information stimulation at the sub-sensory level of perception to accelerate learning to various theoretical disciplines in individual learning.

Кроме того, предлагаемое устройство конструктивно вписывается в корпус персонального компьютера и не влияет на его работу в автономном режиме. In addition, the proposed device constructively fits into the case of a personal computer and does not affect its offline operation.

Claims

An automated system for learning and knowledge control, containing a control panel, a device for inputting answers and responses of a student, information input units, an information presentation unit, characterized in that the personal computer processor and its software are used as the control panel, as an input device for answers and the learner’s reactions used the keyboard of a personal computer, a video adapter was used as one information input unit, and the other information input unit was made in e board connected to the system bus connector of a personal computer and containing a control signal decoder, a data buffer, a control and synchronization device, an address counter, a memory unit, a digital-to-analog converter and an analog multiplexer, the inputs of the control signal decoder and data buffer being connected to the system bus, outputs the decoder of the control signals are connected to the control and synchronization device, the outputs of which are connected to the control inputs of the data buffer, address counter, memory block analog multiplexer; the output of the data buffer is connected to a memory block whose address input is connected to the output of the address counter, and the output is connected to the input of the digital-to-analog converter, one input of the analog multiplexer is connected to the output of the digital-to-analog converter, and the second input is connected to the analog output of the video adapter, and the second input is connected to the analog the output of the video adapter, and the output of the analog multiplexer is connected to the analog input of the video monitor, the sync inputs of which are connected to the outputs of the control and synchronization device, hrovhody control and synchronization are connected to the video sinhrovyhodam.