Схема управления дидактическим стендом по основам пожарной безопасности на базе логических интегральных микросхем

В рамках научно-исследовательской работы по направлению исследования «Методики формирования компетенций учителя технологии при обучении обработке конструкционных материалов, включающие вопросы экологии, энергосбережения, соблюдения норм охраны труда и техники безопасности», нами разработан комплекс тесовых заданий, позволяющий выявить уровень знаний по пожарной безопасности. Особенностью задания является критерий максимально полного усвоения учебного материала по разделу «Пожарная безопасность». Только такой подход, не дающий права на ошибку, может мотивировать испытуемых на целенаправленное изучение норм и правил пожарной безопасности. Ведь ежегодно от пожаров продолжают гибнуть тысячи здоровых, трудоспособных граждан, среди которых есть и дети. Тысячи людей получают травмы разной степени тяжести.

Методика состоит из 15 вопросов, которым соответствует 15 вариантов ответов. Каждому вопросу соответствует только один правильный ответ. Подробное описание методики опубликовано в сборнике материалов Всероссийской заочной научно-методической конференции «Проблемы качества образования в современной школе: методический поиск» [3, с. 116].

Таблица 1

Тестовые задания по усвоению правил пожарной безопасности

Ключ правильных ответов к заданию:1-3, 2-5, 3-1, 4-9, 5-2, 6-4, 7-6, 8-12, 9-15, 10-7, 11-13, 12-8, 13-11, 14-10, 15-14.

Методика была проверена на основе модели Раша. Эта модель позволяет измерить на одной и той же шкале (в логитах) уровень пожарной безопасности (или другой переменной) и информативность тестового задания. Наиболее полно информация об этой модели представлена на сайте www.rasch.org. Основополагающими работами в этой области являются [4 – 6].

В качестве программного средства использовалась диалоговая система измерения латентных переменных RUMM, разработанная под руководством профессора Д. Эндрича [5].

Наибольший уровень знаний пожарной безопасности испытуемых характеризует индикаторная переменная 9, которой соответствует вопрос: «Важнейшая составляющая организационных мероприятий по пожарной безопасности». Это означает, что данная индикаторная переменная лучше других дифференцирует участников с самым высоким уровнем знаний пожарной безопасности.

Наименьший уровень знаний пожарной безопасности участников исследования характеризует индикаторная переменная 10, которой соответствует вопрос: «Документ, указывающий кратчайшие пути выхода из помещения». Это означает, что данная индикаторная переменная дифференцирует участников с низким уровнем знаний пожарной безопасности.

Для реализации принципов дидактики и внедрения технических средств оснащения в процесс обучения было разработано электронное дидактическое пособие, позволяющее характеризовать степень усвоения знаний пожарной безопасности испытуемых.

Дидактический стенд, содержащий тестовые задания по изучению основ пожарной безопасности состоит из двух листов размером 60×120 см, которые соединены между собой петлями и могут раскладываться как книжка. На левой половине стенда размещены 15 тестовых вопросов, под каждым из которых расположены в ряд 15 кнопок соответствующих количеству ответов. В начале каждого вопроса имеется светодиод зеленого цвета. На правой половине стенда размещены ответы на вопросы. Внизу стенда имеется светодиод красного цвета.

Принцип действия дидактического стенда состоит в том, что испытуемый, прочитав вопрос на левой половине, находит на него ответ на правой половине и нажимает кнопку, которая соответствует номеру ответа.

Если ответ выбран верно, то перед вопросом загорается зеленый светодиод. Если же выбран неверный ответ, то все, ранее светившиеся светодиоды, гаснут, а внизу загорается красный светодиод. После этого необходимо отвечать на вопросы с самого начала.

Т.о., методика считается пройденной, если испытуемый правильно сопоставил все 15 пунктов тестового задания.

Такой алгоритм прохождения теста позволяет поставить в жесткую зависимость необходимые знания по пожарной безопасности от степени их усвоения.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

Принципиальная электрическая схема дидактического стенда (Рис. 1) выполнена на 8 интегральных микросхемах типа К155ТМ2. схема работает следующим образом. Из 15 кнопок, находящихся под первым вопросом, только одна является кнопкой КН1.1. Остальные 14 кнопок КН1.2 – КН1.15 соединены параллельно. Аналогично соединены кнопки под всеми остальными вопросами. Причем, кнопки, которые не соответствуют правильному ответу каждого из 15 вопросов, также электрически соединены между собой. Т.е., при нажатии на любую кнопку под любым вопросом, которая соответствует неправильному ответу все триггеры обнуляются, на их прямых выходах исчезает напряжение, а зеленые светодиоды гаснут. В то же время появляется напряжение на инвертирующем выходе триггера, и загорается красный светодиод. Кроме широко распространенных триггеров К155ТМ2 в схеме используются кнопки, выполненные на базе переключателей МП-1 и доступные светодиоды АЛ307. Питание стенда осуществляется от блока питания напряжением 5В или четырёх пальчиковых элементов.

Проделанная работа позволяет сделать следующие выводы:

Применение схем управления дидактическими пособиями на базе логических интегральных микросхем позволяет реализовать принципы дидактики в обучении и способствовать прочности, активности и сознательности в усвоении знаний пожарной безопасности.

Перспективным направлением нашего исследования является разработка более качественного инструмента для измерения уровня знаний пожарной безопасности.

Литература:

1. Иванов И.И., Соловьев Г.И., Равдоник В.С. Электротехника: Учебник. - СПб.: «Лань», 2003. - 496 с.

2. Кирсяев К.П., Кашуба Н.С. Разработка дидактического пособия по обучению учащихся пожарной безопасности. / Проблемы качества образования в современной школе: методический поиск: материалы Всероссийской заочной научно-методической конференции. Май 2010 г., Славянск-на-Кубани / под общ. ред. О.В. Играковой, В.Ф. Морсковой; Славянский-на-Кубани гос. пед. ин-т. – Славянск-на-Кубани: Издательский центр СГПИ, 2010. – с. 116 – 119.

3. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учебное пособие. - Ростов-н/Д: «Феникс», 2000. - 448 с.

4. Andrich D. Rasch Models for Development. – London, Sage Publications, Ins., 1988. – 94 p.

5. Getting Started RUMM 2010. Rasch Unidimensional Measurement Models - Pert: RUMM Laboratory Ltd, 2001. – 87 p.

6. Rasch G. Probabilistic models for some intelligence and attainment tests (Expanded edition, with foreword and afterword by Benjamin D. Wright). Chicago: University of Chicago Press, 1980. – 199 p.