Интерактивная таблица Менделеева

Полезная модель относится к учебным стендам, а именно к стендам для обучения химии и может быть использована как в коррекционных школах для обучения химии слабовидящих и слепых детей, так и в обычной школе.
Известна периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, представляющая из себя таблицу, на которую нанесены символы химических элементов, порядковые номера, названия элементов, электроотрицательностъ элементов, относительная атомная масса, разделенная на группы, ряды, периоды, на ряд высших оксидов, на ряд летучих водородных соединений, на ряды лантаноидов и на ряды актиноидов, таблица имеет ряд высших оксидов и ряд летучих водородных соединений окрашенными разными цветами, и объединяет ряды лантаноидов и ряды актиноидов границей таблицы (заявка RU2002119459, МПК G09B 29/00, опубл. 10.03.2004 г.).
Известна тактильно-звуковая мнемосхема, содержащая корпус с первой поверхностью и второй поверхностью, первую область, вторую область и третью область с элементами схемы объекта, причем первая область снабжена текстом, выполненным стандартным шрифтом, вторая область снабжена текстом, выполненным шрифтом Брайля. В нее введены блок питания, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, кнопка, динамик, при этом блок питания, блок памяти и цифроаналоговый преобразователь размещены в корпусе, кнопка размещена в пределах третьей области с обеспечением ее доступности с внешней стороны корпуса, а динамик размещен с обеспечением возможности прослушивания излучаемой им информации с внешней стороны корпуса, блок питания, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, кнопка и динамик электрически соединены с обеспечением работоспособности устройства и передачи от блока памяти в цифроаналоговый преобразователь части информации, записанной в блоке памяти и соответствующей кнопке, и передачи преобразованной цифроаналоговым преобразователем информации динамику (патент RU135173, МПК G09B 21/00, опубл. 27.11.2013 г.).
Недостатки известной мнемосхемы – сложная конструкция.
Известна электронно-справочная информационная таблица Д. И. Менделеева, которая представляет собой панель с раздельной световой индикацией каждого элемента. На панели размещена информация о 118 элементах периодической системы, которые разбираются по 15 параметрам основных физико-химических свойств ( http://zarnitza.ru/katalog-tovarov/dost-upnaja-sreda/obuchajushhee-oborudovanie/detskijj-sad-shkola/elektronno-spravochnaja-informatsionnaja-tablitsa-d-i-mendeleeva-adaptivnyjj-s-sensornym-pultom-upravlenija-i-planshetom-so-shriftom-brajjlja-khimija/). Устройство предназначено для наглядной работы с периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева в учебных учреждениях на занятиях по химии, физике и другим предметам, при изучении которых необходима информация о свойствах химических элементов.
Недостатки - нельзя использовать в инклюзивных учебных учреждениях:
- отсутствует дублирование информации рельефно-точечным шрифтом Брайля;
- таблица не приспособлена  для самостоятельной работы с ней слепых и слабовидящих детей, т.к. выбор изучаемого элемента осуществляется с пульта с маленьким жидкокристаллическим экраном, а информация воспроизводится в виде «бегущей строки».
Также таблица работает только в режиме «обучения», т.е. рассказа об элементах, нет интерактивного компонента (обратной связи, работы в режиме «опроса/экзамена/тестирования»). Питание только от сети.
Задачей полезной модели является создание пособия для обучения химии слепых и слабовидящих детей.
Технический результат – повышение эффективности обучения химии слепых и слабовидящих детей за счет объединения тактильного и звукового канала передачи информации и обеспечения возможности для самостоятельной работы учеников с пособием.
Задача решается, а технический результат достигается тактильно-звуковым обучающим устройством, выполненным в виде четырехугольного плоского стенда, содержащее корпус с передней и задней панелью, причем передняя панель содержит изображение периодической таблицы Д.И. Менделеева, при этом в одном из углов стенда расположены  элементы управления, включающие   микроконтроллер, динамик, модуль приемника инфракрасного сигнала с пульта, кнопка вывода оценки, кнопка повтора задания, тумблер переключения режимов работы и светодиодные индикаторы режимов работы устройства, причем микроконтроллер соединен с динамиком через mp3 плеер, остальные элементы управления подключены непосредственно к микроконтроллеру,  а каждый элемент таблицы снабжен кнопкой ввода элемента в микроконтроллер, подписями обозначения элемента и его порядкового номера на рельефно-точечном шрифте Брайля, а границы между элементами таблицы выполнены рельефными, при этом между панелями расположены провода, соединяющие каждую кнопку ввода элемента таблицы с микроконтроллером через двумерную матрицу кнопок.
Согласно полезной модели:
- изображение периодической таблицы Д.И. Менделеева нанесено на самоклеящуюся пленку;
- использован микроконтроллер Arduino MEGA;
- передняя панель выполнена из  оргстекла или ПВХ;
- выполнено с возможностью подключения к сети 220 V через адаптер или к компьютеру через USB разъем, или ко встроенному или внешнему аккумулятору;
- корпус выполнен из алюминиевого профиля.
Сущность поясняется рисунками, где показано заявляемое устройство:
На фиг.1 – общий вид;
На фиг.2 – правый верхний угол;
На фиг.3 – вид передней панели изнутри;
На фиг.4 – отдельный элемент периодической системы на устройстве.
На рисунках обозначено:
1 – обозначение элементов управления на рельефно-точечном шрифте Брайля;
2 – кнопка вывода оценки;
3 – динамик;
4- модуль приемника инфракрасного сигнала с пульта;
5- кнопка повтора задания;
6- светодиодные индикаторы режимов работы;
7- тумблер переключения режимов работы;
8- порядковый номер элемента на рельефно-точечном шрифте Брайля;
9- границы между элементами таблицы;
10- кнопка ввода элемента в микроконтроллер;
11- подписи обозначения элемента на рельефно-точечном шрифте Брайля;
12- микроконтроллер;
13 – mp3 плеер.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Интерактивная таблица Менделеева представляет собой стенд размером 1200*900*30, на который нанесена таблица химических элементов. Каждая  ячейка снабжена подписями на тактильно-точечном шрифте Брайля (номер элемента и его обозначение), кнопкой для запуска аудиофайлов.
Устройство может работать в двух режимах: «обучения» и «экзамена». Переключение между ними осуществляется тумблером  (7), светодиодные индикаторы (6) подсказывают, какой именно режим включен в данный момент – горящий зеленый светодиод сигнализирует о режиме обучения, а красный - о режиме «экзамена».
В режиме «обучения» незрячие школьники могут изучать  периодическую систему химических элементов, «считывая» информацию с табличек на рельефно-точном шрифте Брайля, которыми снабжены обозначения элементов, их порядковые номера, нумерация групп и периодов. Для облегчения навигации по таблице,  границы (9) между элементами сделаны рельефными.  Для получения информации о любом элементе ученик нажимает на кнопку (10), микроконтроллер (12) получает сигнал с кнопки, по базе данных вычисляет ее соответствие порядковому номеру элемента и, отдавая команду mp3 плееру (13), запускают аудиофайл с рассказом о выбранном элементе.  Информация включает русское и латинское наименование, относительную атомную массу, порядковый номер, положение в таблице (период и ряд) и может быть расширена по желанию заказчика.
В режиме «экзамена» пособие может работать в режиме общего опроса и в нескольких подрежимах.
При работе в режиме общего опроса пособие рандомно называет элемент, который ученик должен найти и отметить нажатием соответствующей кнопки (10), пособие озвучивает, правильно ли найден ответ, в случае неверного решения предлагает ответить еще раз, пока ученик не введет элемент правильно. Если ученик в процессе поиска забыл задание, при нажатии на кнопку (5) пособие повторяет задание.  В любой момент работы в режиме общего опроса можно нажать на кнопку вывода оценки (2). Контроллер, оценив соотношение правильных ответов к числу неправильных ответов, выводит и озвучивает оценку по 5-балльной шкале.
Кроме того, опрос может проводиться в следующих подрежимах: «Инертные газы», «Щелочно-земельные металлы», «Переходные металлы», «Щелочные металлы», «Все неметаллы».  Переключение между режимами производится с помощью инфракрасного пульта (не показано). При работе в этих подрежимах пособие просит ввести все элементы названных групп и автоматически выводит оценку. Громкость воспроизводимых аудиофайлов также регулируется с помощью пульта.
Границы между «клетками» таблицы сделаны выпуклыми, чтобы их можно было определить на ощупь. В работе таблицы предусмотрен не только режим «обучения», но и режим «экзамена» (индикация их осуществляется красным и зеленым светодиодами соответственно). При работе в нем  программа просит найти рандомно выбранный элемент, ответить нужно   нажатием   кнопки  в соответствующей «ячейке» таблицы. Система «озвучивает»  правильный это ответ или нет, а после нажатия специальной кнопки ставит оценку за проведенный «опрос». Все элементы управления вместе с динамиком вынесены в верхний  правый угол таблицы.   Питание системы осуществляется   от сети 220 V через адаптер. Ее работа возможна  и  от  встроенного или внешнего аккумулятора (по желанию учреждения приобретающего таблицу),  либо от компьютера через USB разъем.
Преимущества полезной модели:
- задействует не только  аудиальный, но и тактильный  канал получения информации путем дублирования информации шрифтом Брайля;
- работает в интерактивном формате: помимо режима обучения предусмотрен  режим "экзамена" с несколькими вариантами опроса;
- пособие удобно как для самоподготовки (размер его соответствует росту и размаху рук среднего школьника), так и для работы учителя с классом;
- пособие универсально и может использоваться как в специальных школах для слепых и слабовидящих, так и в обычных учебных заведениях;
- питание может осуществляться не только   от сети 220 V через адаптер, но и  от  встроенного или внешнего аккумулятора,  либо от компьютера через USB разъем;
- таблица проста в изготовлении, имеет низкую себестоимость.
Таким образом, достигается повышение эффективности обучения химии слепых и слабовидящих детей за счет объединения тактильного и звукового канала передачи информации и обеспечения возможности для самостоятельной работы учеников с пособием.