ИНТЕРАКТИВНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ
INTERACTIVE AUTOMATED TRAINING SYSTEM

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.