Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1987. július-december (20. évfolyam, 26-51. szám)
1987-09-04 / 35. szám
ÚJ szú 17 1987. IX.4. TUDOMÁNY TECHNIKA Az elektronika rendkívül gyors fejlődésének időszakában törvényszerűen bevonult az elektronizálás a tanítási és tanulási folyamatba, az oktatás minden szintjén. A pedagógusok programozni tanujpak, az iskolák különböző típusú számítógépeket és elektronikai segédeszközöket vásárolnak. Mivel hiánycikkekről van szó, mindenki veszi azt, amihez hozzájut, azután pedig amatőr módon hozzáfog a kihasználás és fel- használás legjobb lehetőségeinek felfedezéséhez, megkezdi a meghibásodások és a kompatibilitás (a más gépekhez való csatlakoztatás) nehézségei elleni harcot. Az automatizálás és a kibernetika hozta létre a robotokat, és manapság már nem tartozik a szenzációs hírek közé, ha jelentik, hogy valamelyik gyárban vagy üzemben robotok végzik a monoton, vagy egészségre káros hatású technológiai műveleteket. Ugyanilyen módon lehetőség van arra is, hogy az oktatási folyamat néhány kiválasztott részét automatizálják, a tanítás hatásfokának növelése érdekében. Mit takar a fogalom? Elsősorban azt kell előrebocsátani, hogy nem oktató automatákról van szó, hanem a pedagógus olyan eszközéről, amely számára megkönnyíti a tanítást. Az erre vonatkozó irodalomban eddig ismertetett fogalmak, mint a számitógéppel irányított és a számítógéppel támogatott tanítás (CMI, CAL) nem fejezik ki kellő mértékben az oktatás automatizálásának fogalmát, amely viszont magába foglalja az előző két módszert is. Az oktatás automatizálásában különböző berendezések, együtes használatát feltételezzük, nemcsak az univerzális számítógépek alkalmazását. Ilyen komplex felszerelésbe bele tartozik a videomagnó, digitális lemezjátszó, videohálózat, és más didaktikai segédeszközök. Ez az automata rendszer tehát a műszaki és programeszközökből tevődik össze, s összeállítása attól függ, milyen szinten, milyen célra készül. Az egész rendszernek eleget kell tennie bizonyos didaktikai követelményeknek, amelyek az automatizált tananyagrésztöl függenek és erre a célra a szokványos számítógépek, s azok szokványos programjai nem megfelelőek. Ezen felül szükséges még a könnyű, gyors és természetes kommunikáció biztosítása a berendezés és a diák vagy a tanár között, mégpedig azok anyanyelvén. Mit tud a rendszer? A tanítási folyamat célirányosan tervezett automatizálása lényegesen felgyorsítja és tökéletesíti az oktatási folyamatot. A jó rendszer időt takarít meg diák és tanár számára egyaránt. Az automatizálás nemcsak a tesztek és gyakorlatok feladatainak generálására ad lehetőséget, hanem biztosítja a visszacsatolást is a tanulás eddigi lefolyása, a nehezebb részek oktatása alapján kapott információkhoz. így időben korrigálni lehet a folyamat sebességét, vagyis intenzitását. Az idő tehát maximálisan ki van használva, és effektiv, mivel a gép mindig bírja követni a diák tempóját. Ugyanakkor nem hagyja fölöslegesen másra gondolni, vagy esetleg mást csinálni a tanítás ideje alatt, mint az az oktatás általánosan elterjedt formáinál gyakran előfordul. A diák a feladatot előbb végzi el és a szerzett ismereteket jobban elmélyíti. Ezeknek az automatizált rendszereknek bármikor a diák rendelkezésére kell állniuk a csoportos foglalkozásokon kívül is. Az automatizált oktató rendszer nem fárad, mindig készséges, és különbség nélkül mindenkinek mindent részletesen elmagyaráz. A pedagógussal szemben, aki hetente átlag 20 órát tanít, kész oktatni megszakítás nélkül akár heti 168 órán keresztül. Az egyetemeken például valóban reális nagyobb fokú kihasználásuk mint napi 14 óra, hiszen vannak olyan diákok (a „baglyok“), akik általában csak éjjel tanulnak. Sok országban a terminálos tantermeket éjjel is nyitva tartják. Minden diák a saját magának megfelelő individuális tempót választhatja meg attól függően, hogy éppen milyen „formában" van. A terminálos tantermeket szakképzett operátoroknak kell kezelni (legalább két műszakban), egy rendszerszervező-mérnök pedig az operációs rendszeri és programfelszerelést kezeli. A személyi számítógéppel dolgozó pedagógusnak legalább a számítógép alaptulajdonságait kell ismernie, és az adott operációs rendszerben használt utasításokat. A gépet kezelő oktatónak ismernie kell a programozási nyelvet és természetesen a gépek kezelését is. Ezzel szemben az automatizált rendszerrel olyan oktatók és diákok is dolgozhatnak, akik semmilyen számítástechnikai képzésben nem részesültek. Amit automatizálni lehet Az iskolákban lévő számítógépek száma az iskolák elektronizálása programjának teljesítésével arányban nő. A kapott „univerzális“ számítástechnika kihasználása viszont megköveteli az alapvető programkészlet alkalmazásához szükséges utasítások és kezelési tudnivalók ismeretét. Az ilyen számítógépek megfelelnek bármilyen számítási műveletek elvégzésére, jelenségek szimulására, laboratóriumi folyamatok irányítására, vagy a számítás- technika tantárgyon belül, az oktatás tárgyaként. Speciális programfelszerelés nélkül azonban alkalmatlanok az oktatási folyamat kiválasztott, automatizált részeinek irányítására. Ennek ellenére egész sor lelkes pedagógus készít különböző oktató programokat a rendelkezésükre álló számítástechnika igénybevételével, amelyeknek 95 százaléka azonban csak megalkotójuk tanítási módszerében alkalmazható. A tanítási programok megalkotásához szükséges eszközök és az automatizálás metodikájának ismerete nélkül ugyanis lehetetlen didaktikailag jó minőségű programokat készíteni és alkalmazni. Az emberi tevékenység különböző területein rendszerint képesek vagyunk arra, hogy pontosan meghatározzuk a számítástechnika műszaki és programfelszerelése elé állított követelményeket. Ennek tipikus példája a robotika. Azonban gyakoriati- lag minden, az oktatási folyamatot támogató rendszerben „sántít“ valami, ami akadályozza, hogy a rendszer a rendelkezésre álló műszaki eszközök magas színvonalának megfelelő szinten működjék. S mindez a hosszú távű követelmények pontatlan és hiányos meghatározása miatt. A roboto- sított autógyárat szinte mindenki el tudja képzelni, de nem az oktatási folyamat automatizálását. Ez új dolog az emberek számára és a pedagógusok nagy többsége nemcsak hogy nem tudja, de nem is akarja megfogalmazni elvárásait az ilyen műszaki eszközök és programok készítőivel szemben. Mit tudjon a rendszer? Általánosan igényelt módszer a megszerzett ismeretek mennyiségének és „minőségének“ megismerésére - a tesztelés. Szükséges tehát, hogy a rendszer rövid (néhány perces) és hosszabb (45 perces vagy hosszabb) teszteket adjon a tanítási anyag elsajátításának ellenőrzésére. Az elsajátítási folyamat fontos eleme a gyakorlás. A rendszer feladatokat ad, ellenőrzi a részeredményeket, és az eredményt, didaktikus játékokat készít elő, különböző helyzeteket szimulál, amelyeknek problémáit a diáknak az elsajátított tananyag ismeretében kell megoldania. A konzultáció a kiegészítő információk megszerzésének egyik módja, amelyet a rendszer az éppen tárgyalt tananyaghoz tartozó adatbankból merít. Lehetőséget ad ilyen alkalommal az esetleges nehezebb részek alaposabb áttanulmányozására is. A rendszer része kell, hogy legyen a számítási feladatok elvégzése is, amely az ismert számítási programoknak a dialógus folytatásához szükséges ismeretekkel (programokkal) való kiegészítése. Ezen túlmenően a rendszernek rendelkeznie kell az oktatás irányításának képességével, akár rövidebb, akár hosszabb időszakra. Egy szemeszter idejére például úgy kell kidolgoznia a tanulás menetét, hogy az különböző tantárgyak és diákok, illetve tanulócsoportok esetében is hatékony legyen. Az irányító program a tanulási folyamatot irányítja (a segédprogramok indítását és az információátvitelt) és aktuális információkkal szolgál a tanár és a diák számára. Van már A prágai Cseh Műszaki Főiskola elektrotechnikai karán működik egy tanterem 25 terminállal (képernyővel és billentyűzettel), amelyeket további didaktikai eszközök egészítenek ki. A számítástechnikai berendezés sek fő szállítója a bratislavai Da- tasystém volt. A tanterem irányítására egy SM 52/11-es számítógép szolgál. Ez a Robodik-nak elnevezett rendszer (Robotizált Didaktikus Komplexum) programkínálatot ad a diák számára, aki megválaszthatja, melyik témában kívánja elmélyíteni tudását. Ha nincsenek külső zavaró hatások, az oktatónak közbe sem kell avatkoznia, az egész folyamat automatikusan megy végbe, az egész szemeszter ideje alatt minden csoport számára. A tanár olyan irányító programokkal rendelkezik, amelyeknek segítségével irányíthatja az oktatás folyamatát, és információkat szerezhet bármely diák tanulmányi eredményeiről; például, hogy mikor oldotta meg a feladatot és mennyi hibával, melyik kérdésre válaszol éppen, mikor gyakorolt utoljára stb. A gyakorlatban a rendszer jól vizsgázott. A diákok kétszer nagyobb tempóban haladnak előre a tanulásban, mint a tanár által szervezett órákon, amikor a feladatokat papíron kapták és neki személyesen kellett ellenőrizni az eredményt is. Az eddigi tapasztalatok alapján újabb rendszereket dolgoznak ki, amelyek már több változatban készülnek majd különböző iskolatípusokra is. JIRIVLASÁK ULTRAHANGOS SZIVÁRGÁSDETEKTOR A hidraulikus és pneumatikus rendszerekben keletkező szivárgások ultrahangot keltenek. Jóllehet ezt az emberi fül nem érzékeli, műszeresen gond nélkül kimutatható. A svéd SPN Instruments cég újonnan kifejlesztett detektorával a hibakeresés nagyon könnyű, mert a szivárgást optikai és akusztikai módon is kijelzi. A műszer ultrahangra érzékeny mikrofonnal van felszerelve, illetve letapogató szondás érzékelő szerelhető rá. Az optikai kijelzést fénydfódasor valósítja meg. Az akusztikai őszieléshez dugaszolható fejhallgatót szállítanak. A hibahelyhez közeledve egyre több fénydióda gyullad ki, illetve egyre erősebb lesz a hallható hang, sót a gyártó szerint a hallható hang frekvenciája is változik a szondának a hibahely felé történó közelítésekor. AZ OKTATÁS AUTOMATIZÁLÁSA • Az ARP 938-as rendszer az Agrokomplex kiállításon (A szerző felvétele) Újdonság a növényvédelemben Manapság már lehetetlen a nagyüzemi növénytermesztés megoldása vegyszerek, különböző növényvédő kemikáliák nélkül, de a környezetvédelem szempontjából nem mindegy, hogy ezekből csak annyi jut-e a talajra - talajba, amennyire éppen szükség van. A pontos adagolás megoldásában is segíthet a mikroelektronika. A Trakovicei Efsz és a Tesla Pieéfany, illetve a Buőany-i Növénynemesítő Intézet közös fejt^jBztése az a mikroprocesszoros vezérléssel felszerelt permetező rendszer, amely a nagyobb sortávolságú növények védelmét láthatja el hatásosan, mindamellett felesleges túladagolás nélkül. Felszerelhető a nálunk használatos bármely vetögépre vagy sorközművelő ekére. A traktor elején helyezkedik el a víztartály, a vegyszeres pedig hátul a munkagépre van erősítve, a permetező rendszerrel együtt. A vegyszer adagolása - a vízzel való összekeverése - csak a munka megindulásával veszi kezdetét és befejeződik, ha a permetezést megszakítják. Ebből származik a berendezés egyik előnye, hogy a növényvédelem befejezése után nem gond az, mit kezdjünk a megmaradt permetlével mert az eredeti koncentrációjában található s így könnyen raktározható. ' A permetezés egész folyamatát mikroszámítógép irányítja és ellenőrzi. A berendezés része a vezetőfülkében elhelyezett képernyő és irányítópanel, amelyen az agronómus, vagy akár a traktoros is, megválasztja a kezelendő sáv szélességét (centiméterekben) és a használati utasítás alapján a növényvédószer koncetrációját. Ezek alapján a mikroprocesszor már beállítja az adagolást. A kezelőszemélyzet még betáplálja a szórófejek számát és elrendezését, azután a berendezésből kiveszi a kulcsot és a továbbiakban a beavatkozás már nem lehetséges, amíg a kulcs az elektronikus rész zárjába újra be nem kerül. A munka megkezdése után a sebesség függvényében történik a per- metanyag kiszórása és ha a traktor megáll, akkor a permetezés is abbamarad. Ezen kívül minden szórófej működését indikátor ellenőrzi és eldugulás esetén a hibát és a hibás szórófej számát kiírja a képernyőre. Ha a traktor vezetője ezt nem venné észre, akkor fény és hangjelzéssel is figyelmeztet, sőt leállítja a permetezést is. Az ARP 938 jelzésű univerzális peszticid sávkiszóróból évente 20 darabot készít a trakovicei szövetkezet. A mikroprocesszort a Tesla PieSt’any adja és a berendezés többi része is hazai gyártmányú a szórófejek kivételével. (Szénási) ÍV A D A R G ALLIUM ARZENID NAPELEMEK A müncheni Varian GmbH által forgalmazott VSC-22A típusú napelemek újszerű technológiával készülnek galliumarzenid alapanyagból. A GaAs napelemek adottságuk révén a fényt jobb hatásfokkal alakítják át elektromos energiává, mint a szelén vagy szilícium napelemek. A VSC-22A napelem hatásfoka közvetlen napfénysugárzáskor eléri a 21 százalékot, koncentrált sugarak hatására pedig a 26 százalékot is. Ez nagyjából megfelel a hőerőművek működési hatásfokának. A napelemfoglalatban levő és 0,5 mm vastag üveglappal borított GaAs cella mérete 20 x 20 mm, tömege 0,8 g. Egy ilyen napelem kapocsfeszültsége a fénysugarak közvetlen hatására 1 V, és mintegy 100 miliwattot képes leadni. KERÁMIA REZONÁTOROK A mikrohullámú technika igénye a csökkentett méretű alkatrészek iránt újabb alkatrészfejlesztési követelményeket támaszt, különösen a szűrők és oszcillátorok területén. Ennek megfelelően a korábban használt nagyméretű és drága invar rezonátorok ma már jóval kedvezőbb árfekvésben, kisméretű és jó dielekt- romos tulajdonságokkal rendelkező rezonátorokkal helyettesíthetők. Példa erre a Siemens cég által kifejlesztett cirkoncinntitanát-kerámiából gyártott henger alakú dielektromos rezonátor típusválaszték, amely 1 GHz-töl 16 GHz-ig használható. A rezonátorok dielektromos tényezője 38. A henger alakú rezonátorok mellett a Siemens gyártási programjában koaxiális kerámiarezonátorok is szerepelnek, amelyek 900 MHz-től 2,5 GHz -ig használhatók. Ezek lényegében kerámiacsövecskék, ezüstözött belső felülettel. Az 500 jósági értékű koaxiális kerámiarezonátorok rezonanciafrekvenciáját a külső hatások nem befolyásolják. FÉNYKÉPEZÉS - BIOTECHNIKÁVAL Japánban biotechnikai módszert dolgoztak ki fekete-fehér fényképek készítésére. A hagyományos film ezüsthalogenid rétegét olyan réteggel váltják fel, amely keményítőből, amiláz enzimből és ftalocianinkékből épül fel. A megvilágított filmet közönséges vízbe kell helyezni előhívásra. Víz jelenlétében az amiláz glukózegységekre bontja fel a keményítőt. A glukóz vegyi reakcióba lép a festékkel és a reakciós terméket köny- nyú kimosni. A megvilágítás csökkenti az amiláz aktivitását. Minél kevesebb fény éri a film egy-egy részét, annál sötétebb lesz a kép azon a helyen az előhívás során, vagyis negatív kép alakul ki. A kísérletező japán vállalat közlése szerint az új eljárás anyagköltsége lényegesen kisebb, mint az ezüsthalogeni- des fényképezésé, az előhívás is gyorsabb, egyszerűbb. ■*
