Способ обучения человека и устройство для его осуществления

 

Изобретения относятся к средствам обучения и могут быть использованы для обучения людей различного возраста, в том числе слепых и глухих. Использование изобретения, в частности, позволяет обучать детей чтению до привития речевых навыков, формировать знания в различных дисциплинах, обеспечивает возможность обучения без участия учителя при отсутствии у обучаемого предварительных знаний и навыков. Сущность изобретения в части способа заключается в воздействии обучаемым непосредственно или с помощью технических средств на предварительно размещенные на носителе элементы информации с органолептически невоспринимаемыми сенсорами, воспроизведении аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемого, и отключении аудиосигнала при прекращении воздействия обучаемым на указанный элемент информации, при котором воспроизведение аудиосигнала производят посредством размещенного в теле носителя информации звукового генератора, связанного с соответствующим сенсором. Сущность изобретения-устройства заключается в том, что в устройстве для обучения человека имеется носитель информации с органолептически воспринимаемыми элементами информации, снабженными одним или несколькими органолептическими сенсорами, связанными в теле носителя информации. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретения относятся к средствам обучения и могут быть использованы для обучения людей различного возраста, в том числе слепых и глухих.

Известен способ обучения человека, заключающийся в воздействии обучаемым на визуально воспринимаемые элементы информации, подлежащие изучению, предварительно нанесенные на поверхность носителя, снабженные кнопочными переключателями, и подаче сигнала при правильном ответе, и устройство для обучения человека, содержащее носитель информации с нанесенными на его поверхности визуально воспринимаемыми элементами информации и кнопочными переключателями, размещенными рядом с элементами информации, средства сигнализации, таймер, блок памяти (патент Франция N 2140923, G 09 B 1/00, 08.06.71).

Недостаток известных способа и устройства заключается в их ограниченных возможностях, в частности, требующих сознательного действия обучаемого при выборе конкретного элемента информации и нажатия кнопки, что делает возможным их применение только при наличии у обучаемого определенных предварительных навыков или участия учителя в процессе обучения.

Известен также способ обучения человека знаниями в области географии, заключающийся в воздействии обучаемым на предварительно нанесенные на поверхность носителя элементы информации, снабженные органолептически невоспринимаемыми сенсорами, и воспроизведении правильного ответа при воздействии обучаемым на элемент информации. Устройство для осуществления этого способа содержит носитель информации с нанесенной на его поверхности географической картой, отдельные элементы которой, соответствующие определенным географическим обозначениям, снабжены органолептически невоспринимаемыми сенсорами и средствами визуальной сигнализации при правильном ответе обучаемого (патент Франции N 2245262, G 09 B 1/00, 1975).

Недостаток данных способа и устройства заключается также в их ограниченных функциональных возможностях, в частности возможности их применения только при наличии у обучаемого необходимых навыков и знаний.

Наиболее близким к заявленным изобретениям являются способ и устройство для обучения (патент Великобритании N 2112920, G 09 B 17/00, 27.07.83), принятые в качестве прототипа.

Данный способ обучения человека заключается в воздействии обучаемым на предварительно нанесенные на поверхность носителя элементы информации, с органолептически невоспринимаемыми сенсорами, воспроизведении аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемого, и отключении аудиосигнала при прекращении воздействия обучаемым на указанный элемент информации. Устройство для осуществления указанного способа содержит носитель информации с нанесенными на его поверхности органолептически воспринимаемыми элементами информации, снабженными органолептически невоспринимаемыми сенсорами, и звуковой генератор.

Недостаток известных способа и устройства заключается, как и у других аналогов, в ограниченных возможностях. Их использование, в частности, требует сознательных действий обучаемого и поэтому они не могут быть использованы для обучения детей младенческого возраста. Кроме того, их использование при обучении требует значительных по площади помещений, игровых, классных комнат.

Использование заявленных изобретений позволяет сформировать у обучаемого однозначную ассоциативную связь между изучаемыми предметами, символами, знаками и их содержанием, отображаемым в сознании обучаемого в виде образов, возникающих при органолептическом взаимодействии обучаемого с этими предметами, символами, знаками.

Изобретения при их использовании позволяют обучать детей чтению до привития речевых навыков, осознанному распознаванию музыкальных звуков, соответствующих нотам на нотном стане до привития речи и навыков игры на музыкальных инструментах и т.д.

Использование изобретений обеспечивает эффективное обучение человека без участия обучающего.

Использование изобретений для реабилитации людей, перенесших психические травмы, способствует восстановлению памяти и мозговой деятельности по восприятию окружающей среды.

Использование изобретений для обучения детей с умственным отставанием обеспечивает более высокие темпы их интеллектуального развития по сравнению с известными методами и средствами.

Указанный результат достигается при осуществлении способа обучения человека, заключающегося в воздействии обучаемым на предварительно нанесенные на поверхность носителя элементы информации с органолептически невоспринимаемыми сенсорами, воспроизведении аудиосигнала, соответствующего содержанию элементов информации, подвергнутого воздействию обучаемого, и отключении аудиосигнала при прекращении воздействия обучаемым на указанные элементы информации, при котором воздействие обучаемым на элементы информации осуществляют непосредственно или с помощью технических средств, а воспроизведение аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации, производят посредством размещенного в теле звукового генератора, связанного с соответствующим сенсором.

Частным случаем реализации изобретений (как способа, так и устройства) при обучении зрячих людей является то, что в качестве элементов информации используют визуально воспринимаемые символы, знаки или образы, которые наносят на поверхность носителя.

В другом частном случае реализации изобретений (способа и устройства) при обучении незрячих людей в качестве элементов информации используют символы, знаки или образы, воспринимаемые осязанием.

Для повышения эффективности обучения детей в младенческом возрасте воспроизведение аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации, осуществляют определенным голосом, например голосом матери ребенка.

Для усиления концентрации внимания в процессе обучения при непрерывном продолжительном, более пяти секунд, воздействии обучаемым на элемент информации воспроизведение аудиосигнала осуществляют сначала непрерывно в течение пяти секунд, а затем периодически в течение всего времени воздействия с длительностью звучания пять-семь секунд и интервалами в одну-две секунды.

При обучении незрячих, а также при реабилитации людей, переживших психические травмы, эффективность обучения обеспечивается тем, что одновременно с аудиосигналом на обучаемого воздействуют импульсными механическими и/или слабым электрическим сигналами в закодированном виде, содержание которых соответствует содержанию элемента информации, на который воздействует обучаемый.

Вышеуказанный результат (эффект), достигаемый при осуществлении описанного выше способа обеспечивается при использовании устройства для обучения человека, содержащего носитель информации с нанесенными на его поверхности органолептически воспринимаемыми элементами информации, снабженными одним или несколькими органолептически невоспринимаемыми сенсорами, связанными со звуковым генератором, который размещен в теле носителя информации. Если носитель информации снабжен различными по содержанию элементами информации, то для выделения обучаемым содержания каждого из них устройство согласно изобретению снабжено размещенными в корпусе носителя блоком управления органолептически невоспринимаемыми сенсорами, коммутатором и реле времени, при этом сенсоры через блок управления непосредственно подключены к коммутатору, выход которого через реле времени связан со звуковым генератором.

В различных модификациях устройства носитель информации в зависимости от предмета изучения может иметь различное конструктивное исполнение.

В частности, в простейшем исполнении носитель информации может быть выполнен в виде кубика с идентичными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на всех его гранях.

В другом частном случае, при изучении азбуки, различных иностранных языков, обучении счету и т.д. носитель информации может быть выполнен в виде набора кубиков с различными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на поверхность разных кубиков, и тождественными по содержанию элементами информации, нанесенными на всех гранях каждого из них.

При обучении детей младенческого возраста носитель информации может быть выполнен в виде игрушки, функциональные части которой являются элементами информации.

В другом варианте исполнения устройства носитель информации может быть выполнен в виде детской книги.

При изучении географии, геологии и т.п. носитель информации может быть выполнен в виде плоской пластины, на поверхности которой в качестве элемента информации нанесена географическая карта, при этом соответствующие сенсоры размещены под географическими объектами, обозначенными на карте.

Возможно также выполнение носителя информации в виде глобуса и размещение сенсоров под географическими объектами, обозначенными на поверхности глобуса.

При обучении музыкальной грамоте, развитии музыкального слуха носитель информации может быть выполнен в виде плоской пластины, на поверхности которой в качестве элемента информации нанесено изображение нотного стана, а соответствующие сенсоры расположены под каждой нотой, обозначенной на нотном стане.

Для обеспечения удобства пользования устройство может быть снабжено средством для воздействия на элементы информации, размещенные на носителе информации.

Функциональные возможности устройства расширяются; и оно может быть использовано более эффективно при реабилитации людей, перенесших психическую травму, если оно снабжено генератором импульсов с механическим и/или электрическим преобразователями для воздействия на обучаемого, подключенным параллельно звуковому генератору.

Эффективность обучения повышается, если оно имеет систему телевизионного воспроизведения содержания элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемым, подключенную параллельно звуковому генератору.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства, реализующего способ обучения человека.

На фиг. 2, 3, 4, 5, 6 приведены возможные варианты устройства с различными по осуществлению носителями информации.

Заявленный в качестве изобретения способ обучения людей может быть осуществлен следующим образом.

Обучаемому предлагается носитель информации, содержащий элементы информации, содержание которых должно быть усвоено обучаемым.

В зависимости от возраста, целей обучения, состояния здоровья и развития обучаемого могут быть использованы различные носители информации с различными элементами информации.

Размещенные на носителе элементы информации снабжены органолептически невоспринимаемыми сенсорами, связанными со звуковым генератором, размещенным в теле носителя.

Особенность изобретения заключается в том, что обучаемый, осуществляя воздействие на привлекший его внимание элемент информации, одновременно воздействует и на соответствующий сенсор, возбуждая его. При этом воздействие на сенсоры не является сознательным действием обучаемого.

Сигнал с сенсора поступает на звуковой генератор, который воспроизводит аудиосигнал, соответствующий содержанию элемента информации, подвергнутого обучаемым воздействию.

Поскольку звуковой генератор размещен в теле носителя информации, отвлекающие обучаемого факторы не задействуются, и в процессе обучения формируется устойчивая ассоциативная связь между органолептически воспринимаемой обучаемым информацией об элементе информации и ее содержанием, выраженным в словесной форме, воспроизведенной звуковым генератором.

Отключение аудиосигнала при прекращении обучаемым воздействия на элемент информации способствует укреплению этой ассоциативной связи.

Воздействие на элемент информации обучаемым может осуществляться непосредственно, например руками или с помощью технических средств указки, щупа, светового указателя, магнитного излучения и т.д.

Выбор технических средств обусловлен уровнем подготовки обучаемого, задачами обучения, а также типом сенсоров, используемых в конкретном варианте исполнения устройства, реализующего способ обучения.

В зависимости от возраста обучаемого, уровня его подготовки, целей обучения и т. д. осуществляется выбор того или иного носителя информации и содержания элементов информации.

Так, например, при обучении детей младенческого возраста, не обладающих речевыми навыками, в качестве носителя информации может быть использован кубик (см. фиг. 2), все грани которого содержат одни и те же обозначения в виде букв, цветов, животных, посуды, игрушек и т.п.

Взяв в руки такой кубик и рассматривая нанесенное обозначение, ребенок услышит словесное выражение, название этого обозначения. Представляется, что запоминание услышанного слова будет успешнее, если оно будет воспроизводиться одним и тем же знакомым ему голосом, например голосом его матери.

Если в качестве носителя информации будет использоваться детская игрушка кукла, машина и т.п. то элементами информации будут являться функциональные части этой игрушки: нога, рука, голова, колесо, кабина, кузов (см. фиг. 3).

Воспроизведение названия частей игрушки, букв, слов и других обозначений, наносимых на другие носители информации, способствует их запоминанию, естественно, при фиксированном воздействии обучаемым на элемент информации.

Изобретение может быть использовано для обучения незрячих людей чтению, музыке и т.п. В этом случае в качестве элементов информации используют символы, знаки, образы, воспринимаемые обучаемым при помощи осязания.

При обучении детей младенческого возраста одной из основных проблем является необходимость концентрации внимания обучаемого на конкретном элементе информации.

Поэтому для повышения эффективности обучения при непрерывном продолжительном, более пяти секунд, воздействии обучаемым на элемент информации воспроизведение аудиосигнала осуществляют в течение пяти сек, а затем периодически в течение всего времени воздействия с длительностью звучания 5-7 секунд и с интервалами в 1-2 секунды.

Дополнительное стимулирование внимания в процессе обучения достигается тем, что при воздействии обучаемым на элемент информации наряду с воспроизведением аудиосигнала может осуществляться подсветка изображения, содержащегося на элементе информации, а также формирование телевизионного видеосигнала и дополнительное воздействие на обучаемого импульсным механическим и/или слабым электрическим сигналами, содержание которых соответствует содержанию элемента информации, на который осуществляет воздействие обучаемый.

Изобретение может быть использовано для обучения различным дисциплинам: русскому и иностранным языкам, арифметике, географии, музыке и т.д.

Для обучения географии на носитель информации в качестве элемента информации нанесена географическая карта; географические объекты, изображенные на карте, снабжены сенсорами (см. фиг. 4). При указании обучаемым на какой-либо из географических объектов сигнал с сенсора поступает на звуковой генератор, который воспроизводит название этого объекта.

В качестве носителя информации в этом случае может быть использован глобус, при этом сенсоры размещены аналогично вышеописанному (см. фиг. 5).

При обучении музыке (нотной грамоте) носитель информации выполняется в виде плоской пластины, на поверхности которой в качестве элемента информации нанесено изображение нотного стана, сенсоры расположены под каждой нотой, обозначенной на нотном стане. При указании (воздействии) обучаемым на какую-либо ноту, генератором, размещенным на теле пластины, воспроизводится звучание аудиосигнала, по высоте и длительности соответствующее изображенному символу.

При обучении чтению и языковым дисциплинам, в зависимости от возраста и подготовки обучаемого, может быть осуществлен переход от наиболее простых к более сложным вариантам изобретения.

Так, например, начиная обучение с использованием носителя информации в виде кубика с идентичными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на все его грани, ребенку может быть предложено более сложное устройство, в котором носитель информации выполнен в виде набора кубиков с различными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на поверхность разных кубиков, и тождественными или различными по содержанию элементам информации, нанесенным на всех гранях каждого кубика.

Усложняя задания, обучаемому предлагается книга, являющаяся носителем информации (см. фиг. 6).

Содержащиеся в ней символы, рисунки, буквы, слова, являющиеся элементами информации, снабжены, как и во всех других вариантах исполнения изобретения, органолептически невоспринимаемыми сенсорами.

Аналогично всем другим вариантам выполнения устройства, заявленного в качестве изобретения, звуковой генератор размещен в теле носителя информации, в данном случае книги.

Обучаемый, играя кубиками, рассматривая книгу, воздействуя (нажимает, касается) на изображение (символа, знака), являющееся элементом информации, воздействует на соответствующий сенсор, сигнал с которого поступает на звуковой генератор, воспроизводящий звуковой сигнал (аудиосигнал), соответствующий содержанию элемента информации, на который воздействовал обучаемый.

Использование наряду с формирователем аудиосигнала также и системы телевизионного воспроизведения содержания элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемым, позволяет наглядннее демонстрировать более сложные элементы информации, формируя их изображение в различных проекциях, в динамическом состоянии.

Следует отметить, что во всех случаях реализации устройства согласно изобретению оно содержит носитель информации с органолептически воспринимаемыми элементами информации, снабженными одним или несколькими органолептически невоспринимаемыми сенсорами и размещенным в теле носителя информации звуковым генератором, связанным с сенсорами.

В простейшем случае реализации устройства предлагается использовать предложенную схему (см. фиг. 1), где: 1 органолептически не воспринимаемый сенсор, который реагирует на внешние воздействия (это может быть емкостное, индуктивное, полупроводниковое или другое решение); 2 блок управления органолептически невоспринимаемым сенсором, который формирует сигнал, после действия обучаемым на органолептически невоспринимаемый сенсор; 3 реле времени, которое задает длительность работ и пауз устройства; 4 звуковой генератор, формирующий аудиосигнал для воспроизведения посредством источника звука; 5 блок памяти, содержащий информацию (возможно изменяемую) для формирования аудиосигнала посредством звукового генератора; 6 генератор дополнительной фиксации внимания, служащий при необходимости для закрепления аудиосигнала, при этом генератор дополнительной фиксации внимания посредством источника дополнительной фиксации внимания производит дополнительное воздействие механическим и/или электрическим сигналом (например, подсветка, вибрация и т.п.); 7 источник звука; 8 источник дополнительной фиксации внимания; 9 источник питания, при этом все вышеперечисленные блоки используют один источник питания, который может быть выполнен в виде батарей или аккумулятора.

Предлагается конструктивно объединить блоки 2, 3, 4, 5, 6 в единую микросхему.

Устройство работает следующим образом. Обучаемый воздействует на носитель информации, например кубик с тождественными элементами информации, нанесенными на его грани, при этом каждая грань кубика содержит органолептически невоспринимаемый сенсор. Сигнал, сформированный блоком управления органолептически невоспринимаемым сенсором, поступает на реле времени. Реле времени по заданной программе включает и выключает звуковой генератор и генератор дополнительной фиксации внимания, которые посредством источника звука и источника дополнительной фиксации внимания соответственно воспроизводят заданный аудиосигнал и дополнительное воздействие механического и/или электрического сигнала. Реле времени настраивается таким образом, чтобы выходной сигнал обеспечивал необходимую длительность и периодичность аудиосигнала, воспроизводимого звуковым генератором.

Формула изобретения

1. Способ обучения человека, заключающийся в воздействии обучаемым на предварительно размещенные на носителе элементы информации с органолептически невоспринимаемыми сенсорами, воспроизведении аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемого и отключении аудиосигнала при прекращении воздействия обучаемым на указанный элемент информации, отличающийся тем, что воздействие обучаемым на элементы информации осуществляет непосредственно или с помощью технических средств, а воспроизведение аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации производят посредством размещенного в теле носителя звукового генератора, связанного с соответствующим сенсором.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элементов информации используют визуально воспринимаемые символы, знаки или образы, которые наносят на поверхность носителя.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элементов информации используют знаки или образы, воспринимаемые осязанием.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воспроизведение аудиосигнала, соответствующего содержанию элемента информации осуществляют голосом.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при непрерывном продолжительном более пяти секунд воздействии обучаемым на элемент информации воспроизведение аудиосигнала осуществляют сначала непрерывно в течение 5 с, а затем периодически в течение всего времени воздействия с длительностью звучания 5
7 с и с интервалами в 1 2 с.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременно с аудиосигналом на обучаемого воздействию импульсным механическим и/или слабыми электрическими сигналами, содержание которых соответствует содержанию элемента информации, на который осуществляет воздействие обучаемый.

7. Устройство для обучения человека, содержащее носитель информации с органолептически воспринимаемыми элементами информации, снабженными одним или несколькими органолептически невоспринимаемыми сенсорами, связанными со звуковым генератором, отличающееся тем, что звуковой генератор размещен в теле носителя информации.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно имеет размещенные в теле носителя блок управления органолептически невоспринимаемыми сенсорами, звуковой генератор, реле времени и блок памяти, при этом блок управления органолептически невоспринимаемыми сенсорами связан с органолептически невоспринимаемыми сенсорами и реле времени, выход которого подключен к одному из входов звукового генератора, к второму входу которого подключен блок памяти.

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде кубика с идентичными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на всех его гранях.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде набора кубиков с различными по своему содержанию элементами информации, нанесенными на поверхность разных кубиков и тождественными по содержанию элементами информации, нанесенными на всех гранях каждого из них.

11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде игрушки, функциональные части которой являются элементами информации.

12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде книги.

13. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде плоской пластины, на поверхности которой в качестве элемента информации нанесено изображение нотного стана, сенсоры расположены под каждой нотой, обозначенной на нотном стане.

14. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде плоской пластины, на поверхности которой в качестве элемента информации нанесена географическая карта, при этом географические объекты, обозначенные на карте снабжены соответствующими сенсорами.

15. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что носитель информации выполнен в виде глобуса, а географические объекты, обозначенные на поверхности глобуса снабжены соответствующими сенсорами.

16. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что оно снабжено средством для воздействия на элементы информации, размещенные на носителе информации.

17. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что оно снабжено генератором импульсов с механическим и/или электрическим преобразователями для воздействия на обучаемого, полученным параллельно звуковому генератору.

18. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что оно имеет систему телевизионного воспроизведения содержания элемента информации, подвергнутого воздействию обучаемым, подключенную параллельно звуковому генератору.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6