АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ОБУЧАЮЩИЙ КОМПЛЕКС "РЕПЕТИТОР-2"

Полезная модель относится к техническим средствам обучения (ТСО), предназначенным для использования в различных учебных учреждениях, общеобразовательных, музыкальных школах, средних специальных, высших учебных заведениях, а также для обеспечения эффективного изучения современных технических средств сигнализационного характера в ВУЗах и учебных центрах.
Известен учебный комплекс (RU 2343555, G09B 7/02, 10.01.2009), содержащий блок оценки, подключенный одними выводами к блоку индикации, другими - к сменному модулю, а третьими - к персональной ЭВМ, блок оценки выполнен в виде последовательно включенных функционального генератора и осциллографа, а также источника вторичного электропитания, его первые, вторые и третьи силовые выходы подключены к одноименным входам функционального генератора, осциллографа и сменного модуля соответственно, а информационный выход соединен с первым входом блока индикации, его второй вход подключен к информационному выходу сменного модуля, информационный вход которого подключен к одноименному выходу функционального генератора, измерительные выводы осциллографа подключены к одноименным входам сменного модуля, при этом персональная ЭВМ содержит блок системный, параллельно подключенный через двунаправленные интерфейсные шины к периферийным устройствам ввода и вывода, функциональному генератору блока оценки и внешним интерфейсным шинам соответственно.
Недостатком комплекса является узкая специализация использования, только при изучении электротехнических дисциплин.
Наиболее близким аналогом является компьютерная демонстрационная обучающая система (RU 2251745 С2, 7 G06N 1/00, G09B 5/14, 05.10.2005), содержащая рабочее место преподавателя с последовательно включенными блоком коммутации и управления и персональным компьютером, рабочие места обучающихся с индивидуальными блоками коммутации и управления, взаимосвязанными локальной вычислительной сетью (ЛВС) с блоком коммутации и управления рабочего места преподавателя, а также монитор с большим экраном, между выходом персонального компьютера и входом монитора включен видеомагнитофон, при этом все блоки коммутации и управления выполнены с возможностью формирования и выдачи команд управления в ЛВС в последовательном коде, блок коммутации и управления рабочего места преподавателя, подключенный к персональному компьютеру через LPT-порт, - с возможностью выдачи команд управления видеомагнитофоном, а монитор - с возможностью копирования экрана персонального компьютера рабочего места преподавателя, за исключением органов управления системой, которые видны и доступны только преподавателю, т.е. отображения на экране монитора только полезной информации, при этом система снабжена программной поддержкой, состоящей из экранного интерфейса, предназначенного для показа преподавателем слайдов, демонстрации аудио- и видеозаписей с лазерного диска, управления видеомагнитофоном, запуска учебных и стандартных программ, управления рабочими местами обучающихся, универсального программатора уроков и программы управления рабочими местами при работе с фирменными программами.
Недостаток системы заключается в отсутствии возможности изучения реальных образцов сигнализационных средств, основанных на различных физических принципах обнаружения (как то вибрационные, магнитометрические, сейсмические и другие).
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения изучения реальных образцов сигнализационных средств, основанных на различных физических принципах обнаружения (как то вибрационные, магнитометрические, сейсмические и другие).
Для достижения технического результата предполагается, что в автоматизированный обучающий комплекс «Репетитор-2», содержащий рабочее место преподавателя, рабочие места обучающихся, взаимосвязанные ЛВС, отличающийся тем, что в него дополнительно введены сервер, ЖК-панель, стенды с макетами сигнализационных средств, которые взаимосвязаны между собой ЛВС, рабочее место преподавателя содержит персональный компьютер, два монитора типа LCD, принтер, сканер, мультимедийный проектор с экраном, телекамеру, устройство ввода видеосигнала, DVD проигрыватель и акустическую систему, каждое рабочее место обучающихся содержит персональный компьютер и один монитор типа LCD, при этом комплекс снабжен программной поддержкой, состоящей из экранного интерфейса, предназначенного для демонстрации преподавателем аудио- и видеозаписей с лазерного диска, запуска учебных и стандартных программ, управления рабочими местами обучающихся, а также обеспечивающей имитацию реальных объектов, создавая возможность изучения физических принципов и технических возможностей средств без использования реальных, причем каждый персональный компьютер снабжен клавиатурой, манипулятором “мышь”.
Введение указанных дополнительных элементов и последовательности их объединения позволяет обеспечить возможности изучения реальных образцов сигнализационных средств, основанных на различных физических принципах обнаружения (как то вибрационные, магнитометрические, сейсмические и другие).
На фиг.1 представлена функциональная схема комплекса.
На фиг.2 представлена функциональная схема рабочего места преподавателя.
Автоматизированный обучающий комплекс «Репетитор-2» (фиг.1), содержит рабочее место преподавателя 1, рабочие места обучающихся 2.1…2.N, взаимосвязанные ЛВС 7, сервер 3, ЖК-панель 4, стенды с макетами сигнализационных средств 6, которые взаимосвязаны между собой ЛВС 7, рабочее место преподавателя 1 содержит персональный компьютер 8, два монитора типа LCD 9.1…9.2, принтер 10, сканер 11, мультимедийный проектор с экраном 12, телекамеру 13, устройство ввода видеосигнала 14, DVD проигрыватель 15 и акустическую 16 систему, каждое рабочее место обучающихся содержит персональный компьютер 8 и один монитор типа LCD 9.1, при этом комплекс снабжен программной поддержкой, состоящей из экранного интерфейса, предназначенного для демонстрации преподавателем аудио- и видеозаписей с лазерного диска, запуска учебных и стандартных программ, управления рабочими местами обучающихся, а также обеспечивающих имитацию реальных объектов, создавая возможность изучения физических принципов и технических возможностей средств без использования реальных, причем каждый персональный компьютер снабжен клавиатурой, манипулятором “мышь”.
Рабочее место преподавателя (фиг.2) содержит персональный компьютер 8, два монитора типа LCD 9.1…9.2, принтер 10, сканер 11, мультимедийный проектор с экраном 12, телекамеру 13, устройство ввода видеосигнала 14, DVD проигрыватель 15 и акустическую систему 16.
Современная компьютерная техника позволяет смоделировать любые процессы и визуально отобразить их, что значительно способствует усвоению материала. В любой момент преподаватель имеет возможность прервать работу системы для каких-либо дополнений и пояснений, а затем продолжить изучение темы. В процессе объяснения материала или контроля знаний преподаватель или обучающийся со своего рабочего места 1 может выбирать и выводить на экраны мониторов любую текстовую и графическую информацию. В каждом конкретном случае, как преподаватель, так и обучающийся имеют возможность накладывать любые заранее созданные изображения, перемещать их по учебному материалу или фиксировать на нем.
Работа комплекса не нарушает общепринятую форму проведения занятий, т.е. вся аудитория работает на одну общую задачу по данной теме и активно участвует в работе. Тем самым имеет место использование компьютерной технологии не только для тестирования знаний, но и непосредственно для их получения.
Преподаватель на персональном компьютере 8 формирует и ведет базу данных по проводимым занятиям, проводит подготовку учебного материала для проведения различных типов занятий (лекция, практическое занятие, лабораторная работа, самоподготовка), управляет ходом занятия и режимами функционирования рабочих мест обучающихся 2.1…2.N., при этом на первом мониторе 9.1 отображается информация в том виде, в котором ее видят обучаемые, а на втором мониторе 9.2 отображается служебная информация преподавателя, не предназначенная для обучаемых.
В процессе проведения занятий при необходимости на принтере 10 и сканере 11 создаются документы, поддерживающие учебный процесс. При отработке задач применения средств (объяснение и показ), а также при объяснении наиболее сложных вопросов в процессе лекционных и практических занятий для показа материалов всей аудитории в целом используется ЖК-панель 4, а для показа материалов всей аудитории в целом, в частности при показе сложных объектов, состоящих из мелких составных частей используется мультимедийный проектор с экраном 12. Кроме того, при ведении учебного процесса и для расширения возможностей по созданию учебных пособий применяется телекамера 13, а при необходимости демонстрации обучаемым видеоинформации с телекамеры или иных источников видеосигнала используется устройство ввода видеосигнала 14 в персональный компьютер 8.
Для организации и поддержания ЛВС класса-тренажера, хранения необходимых для учебного процесса объемов информации в тренажере используется сервер 3.
Действия обучаемого заключаются в моделировании различных наборов образцов на заданном множестве и выборе наилучшего набора в соответствии с заданным критерием качества. При этом предполагается, что все допустимые варианты структур образцов для данных условий применения заранее просчитаны и хранятся в базе данных.
Решение учебных задач обучаемыми, в том числе с помощью макетов и стендов 5 и моделей средств осуществляется на компьютерах 8 рабочих мест обучающихся 2.1…2.N. На мониторе 9.1 отображается изучаемая информация, в том числе, картографическая и информация от телекамер наружного наблюдения.
Преподаватель оценивает качество синтезированного варианта набора средств путем сопоставления заранее вычисленного интегрального показателя качества с показателем качества, которого достиг обучаемый и определяет степень усвоения материала. При необходимости демонстрационный материал дополняется учебными программами. Весь собранный учебный материал записывается на сервер 3 в соответствующий каталог. Видеоматериал может быть записанным и на видеокассету (формат VHS или SVHS). Таким образом, у преподавателя отпадает необходимость носить с собой на занятия массу литературы, появляется возможность при изучении материала визуально на экране мониторов или DVD проигрывателе 15 и акустической системе 16 продемонстрировать все, что он хочет показать, в том числе и демонстрировать учебные фильмы.
Для демонстрации оказывается пригодным любой материал - книги, иллюстрации, фотографии, слайды, видеокассеты и т.п., причем размер источника информации не имеет значения. Весь собранный учебный материал может использоваться либо независимо, либо может быть жестко засинхронизирован с аудиоматериалом. Это позволяет создавать свой учебный материал как видеофильм или программу, но с возможностью активной работы с ним в процессе объяснения или тестирования знаний.
Объединение всех рабочих мест обучающихся 2.1…2.N в ЛВС 7 со своим протоколом обмена и программно управляемым портом позволяет преподавателю с рабочего места 1 через экранный интерфейс активно контактировать с рабочими местами обучающихся 2.1…2.N.
Преподаватель в данном комплексе:
- включает/выключает микрофон на любом рабочем месте обучающегося 2,
- включает/выключает головные телефоны на любом рабочем месте обучающегося 2,
- осуществляет любую комбинацию “микрофон-телефон” среди рабочих мест обучающихся 2.
Программное обеспечение предназначено для решения учебных задач и отработки навыков работы с использованием информационных и виртуальных моделей и функционирования всего комплекса.
Таким образом, предложенный комплекс является универсальным средством ТСО и обеспечивает возможность изучения реальных образцов сигнализационных средств, основанных на различных физических принципах обнаружения (как то вибрационные, магнитометрические, сейсмические и другие).