Обучающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в qacfHOCTH к устройствам для обучения и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации программир рованного обучения. По основному авт. се. If известно обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения ответов и блока памяти, выход блока памяти соединен с входом блока воспроизведения подключенного к входам блока регистра ции, блока сравнения ответов памяти, блок определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и с входами блоков сравнения адресов и ответов и блока управления, и регистр адреса, подключенный к выходам блоков воспроизведения и управления и к входам блоков сравнения адресови памяти t О Это устройство позволяет индивидуально обучать и контролировать операторов различных производственных установок и систем управления, реализуя большое число алгоритмов работы операторов. Однако при обучении операторов на этом устройстве не достигается полного соответствия между действиями оператора на реальном объекте и на этом устройстве, так как процессы реального объекта требуют согласованных действий нескольких операторов. Совокупность и последовательность действий операторов определяют текущее состояние объекта, поэтому при принятии решения каждый оператор должен полностью или частично знать о действиях других операторов и о общем состоянии объекта. При обучении на индивидуальном устройстве при статическом состоянии объекта, отображенного на кадрах с учебной информацией, оператор не понимает взаимосвязи проходящих в объекте процессов, зависящих от согласованных дейст вий операторов. Следовательно, недостатком данного устройства является невысокое качество обучения операторов, обусловленное статическим состоя нием объекта, отображенного на кадрах с учебной информацией, что сужает дидактические возможности устройства. Зто обусловлено отсутствием в индивидуальных обучающих устройствах блоков и связей, позволяющих, подключая эти устройства друг к другу, добиваться того, чтобы выбор нужного кадра с учебной информацией и вопросакм у каждого оператора зависел не только от его действий, но и от действий других операторов. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, чГо в устройство введены элемент ИЛИ и коммутатор, соединенный непосредственно с регистром адреса и через элемент ИЛИ - с блоком памяти., На фиг.1 схематически изображено устройство; на «Иг.2 - три типа.кодов со схематическим изображением блока воспроизведения; на фиг.З участок кинопленки с информационными кадрами и кодами, внешний вид; на фиг. - функциональная схема регистра адреса. Обучающее устройство содержит коммутатор 1 и индивидуальные пульты учащихся 2, в которых блок в.вода ответов 3 связан с блоком сравнения ответов k и блоком памяти 5. соеди ненным с блоком воспроизведения 6, который подключен к блоку сравнения ответов kj блоку регистрации 7, блоку сравнения адресов 8, регистру адреса 9 и блоку определения признаков 10, связанному с блоком управления 11, блоком сравнения адресов 8 и блоком сравнения ответов k, подключенным к блоку управления 11, связанному с блоком регистрации 7 и регистров адреса 9, подключенным к блоку памяти 5 и блоку сравнения адресов 8, связанному с блоком памяти 5, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, а выход регистра адреса 9 индивидуального обуча1ощего устройства 2 через коммутатор 1 подсоединен к соответствующему входу элемента ИЛИ 12 и входу регистра адреса 9 остальных индивидуальных пул.ьтов учащихся 2. Блок ввода ответов 3 состоит из элементов ввода оТветов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны). Блок памяти 5 содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм (не показаны). Блок воспроизведения 6 состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающие их (не показа. сравнения с кодом ответа, разряд Обязательное сравнение.7, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд Неправильно 18, предназначенный для занесения одного; штрафного балла в блок регистрации 7 и отличительный признак 19, служащий для опознавания кодов типа 13 блоком 10., Отличительный признак 19 содержит такую-комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов (например, 3-й сниЗУ разряд светлый, а 2-й снизу разряд темный). Коды типа Н содержат адрес следую.щёго кадра 20, по которому следует искать следующий кадр, разряд Запуск лентопротяжного механизма 21, по которому производится запуск лентопротяжного механизма и занесение постоян-ного числа в регистр адреса 9 во всех остальных индивидуальных обучающих устройствах 2, и отличительный признак 22 ( разряд темный, 2-й снизу разряд светлый). Коды типа 15 содержат адрес (код) нужного кадра 23 ЯВЛЯЮЩИЙСЯ двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра 20, и отличительный признак 24 (3-й и 2-й снизу раз(яды светлые). В концах всех типов существует один служебный разряд Маркер 25, предназначенный для формирования раз решающего сигнала на считывание кода и необходимый для того, чтобы информация не считывалась с кадров во время движения кинопленки. MapKefi должен располагаться ниже (или выше) уров ня кадров, а си гнал с выхода маркерного фотоэлектрического усилителя 26; |блока воспроизведения 6 подается ни остальные фотоэлектрические усилители в качестве разрешающего. Устройство для группового обучения операторов работает следующим образом (фиг.О. На одном из индивидуальных пультов учащихся 2, послЪ ввода ответа блок вы 310233834 ны). Блок регистрации 7 содержит счет- дает код ответа в блок сравнения отвечик ошибок со схемой совпадения на t тов k и сигнал запуска лентопротяж счетном входе, дешифратор и индикатор- кого механизма в блок памяти 5 этого ные лампы (не по каз аны).инди видуального обучающе го устройст ва. В предлагаемом устройстве програм- $ Во время движения кинопленки управмы имеют три типа кодов 13, 1 и 15 (фиг.2) с различными функциями в управлении работы устройства. Коды типа 13 содержит код возможного ответа 16, предназначенный для ляющие коды проходят мимо фотодат ков блока воспроизведения 6, считываются, усиливаются и подаются в блоки 7, 8, 9 и 10. которые на основе кода ответа и кодов, считываемых с кино пленки, осуществляют поиск нужного кадра да(йного пульта 2. В исходном состоянии пульт 2 реагирует только на коды т,ипа 13 (или на коды типа 1 с кодами следующего кадра 20, равными некоторым постоянным величинам с соответствующим другим пультом ;2) Код ответа поступает в блок сравнения ответов , куда также поступают сигналы от разрядов блока воспроизведения 6 с фотоэлектрических усилителей 27-29, считывающих коды возможных ответов l. и разряд Обязательное сравнение 17; кроме того в блок k поступает разрешающий сигнал из блока определения признаков 10 о считывании кодрв типа 13. При наличии сравнения (или обязательного сравнения) кода ответа с кодом возможного ответа блок выдает сигнал сравнения в.блок управления 11. В блок определения признаков 10 поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 6, занятых отличительными признаками, а из блока 10 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок сравнения ответов k, если считываемый код является кодом типа 13, в блок управления 11, если код относится к типу 1, и в блок сравнения адресов 8, если эТо код типа 15. Блок управления 11 по сигналу из блока 1 производит запоминание наличия сравнения .кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковремейный сигнал на запись ошибки в блок регистрации 7, и если в 18-м разряде сравненного кода типа 13 за. кодирован сигнал Неправильно, который из блока 6 подается в блок регистрации 7, то при совпадении двух гналов блок 7 регистрирует и индицирует ошибку, После запо1 1нания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа-блоком управления 11 пульт 2 в дальнейшем реагирует только на коды типа 1. Первый пришедший код типа I вызывает появление сигнала из. блока 10 в блок 11, который вырабатывает s10 кратковременный разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра с фотоэлектрических усилителей блока воспроизведения 6 в регистр адреса 9. Повторных сигналов на запись адреса следующего кадра блок 11 не выдает. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 1 и поступающий из блока 6 в блок 9, содержит разряд направления движения Реверс и если нужный кадр находится в стороне, противоположной первоначальному прямому направлению движения киноплен ки , то регистр адреса 9 подает сигнал Реверс в блок памяти 5, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное. Таким образом, в регистр адреса 9 записывается адрес следующего кадра в зависимости от ответа учащегося. . Однако в регистр адреса 9 адрес следующего кадра может записываться также и в зависимости от ответа любо другого учащегося на других пультах. Во время записи в регистр 9 адреса следующего кадра по разрешающему сигналу из блока 11 в коммутатор 1 поступает сигнал, формируемый в блоке 9 в случае, если в блок 9 придет сигнал из блока воспроизведения 6 от фотоэлектрическогр усилителя 30, соответствующего закодированному разряду Запуск лентопротяжного механизма 2 кода типа It и при наличии разрешающего сигнала из блока управления 11. Этот сигнал из регистра адреса 9 пуль та 2, осуществляющего поиск нужного кадра, через коммутатор 1 поступает на один из входов элементов ИЛИ 12 и на один из входов регистра адреса 9 всех других пультов 2. Сигнал с элемента ИЛИ 12 поступает в блок памяти 5 этих пультов 2, запуская лентопротяжные механизмы в прямом направлении а в регистры адреса 9 записывается постоянное число, характеризующее пульт 2, запустивший лентопротяжные механизмы. Каждый вход элемента ИЛИ 12 и каждый установочный вход регистра адреса 9 определенного пульта 2 . соответствует остальным пультам 2, и через коммутатор 1 эти входЫ соединены с регистрами адреса 8 остальных пультов 2. Если в каком либо пульте 2 производится поиск следующего кадра в случае, если оператор ввел ответ ранее, чем необходимо, например, когда по3следовательность его действий должна строго соблюдаться и Зависеть от по- , следовательности действий других учащихся, а в то же время другой пульт 2 падает вовсе остальные, в том числе, и в пульт 2, сигнал запуска лентопро-тяжного механизма, то независимо от состояния регистра адреса 9 он устанавливается в состояние, характеризующее пульт, запустивший в прямой направлении все остальные пульты. jЛa время поиска кадра после записи в регистр адреса 9 постоянного числа, характеризующего пульт, запустивший вс остальные пульты, это число остается неизменным. Таким образом, в регистр 9 записывается адрес следующего кадр в зависимости от ответа других учащихся. Блок сравнения адресрв 8 производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра.адреса 9, и кода кадра, приходящего из блока воспроизведения 6 при наличии разрешающего сигнала из блока определения признаков о наличии кода типа 15. При переразрядном сравнении блоком 8 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок памяти 5. На фиг.З для пояснения работы предлагаемого устройства приведена обучающая программа одного из индивидуал |ных пультов учащихся, которая содержит кадры с учебной информацией и группы кодов управления . Учащемуся выдается кадр 33 с вопросом. При правильном ответе (ему соответствует первый код типа 13 группы кодов tl) осуществляется переход первым кодом типа 1 группы кодов ЦГ к кадру 35. Если в первом коде типа 1 группы кодов содержится закодированный разряд Запуск лентопротяжного механизма 21, то сигнал с 30-го фото электрического усилителя блока 6 поступает в..регистр адреса 9 и через коммутатор 1 на элемент ИШ 12 и в регистры адреса 9 других пультов 2, обеспечивая в них поиск нужного кадра по ответу данного учащегося. При неправильном ответе (ему соответствует второй код типа 13 группы Ш с разрядом Обязательное сравнение ) осуществляется переход вторым кодом ТИ-па группы 41 на кадр З, от которого, нажав кнопку пуска (ей соответствует код типа 13 группы 2), осуществляется переход кодом типа 1 группы itZ к кадру 33 для повторного ответа. От кадра 35 осуществляется переход к кадру 37 без участия учащегося, так как для дальнейшего ввода ответа учащимся необходимо получение этим учащимся необходимой информации о введённом ответе на другом пульте или о состоянии изучаемого объекта. Если учащийся раньше времени все таки ввел какой-либо ответ, который нарушает правильную последовательность действий учащихся {этим ответам соответствуют коды типа 13 группы кодов ), то кодом типа 1 группы кодов осуществляется переход к кадру 36, гд учащемуся объясняется то, что он,ввел ответ, не получив от учащегос необходимой информации о произведенны им действиях или о состоянии изучаемого ббъекта. После нажатия кнопки пуска учащимся (ей соответствует код типа 13 группы кодов kk) кодом типа И группы кодов kk осуществляется переход к 35-му кадру. После введения вторым учащимся на другом пульте -2 ответа (во время изучения первым учащимся 35 или 3 кадров или во время поиска 35 или 36 кадров) в регистр адреса 9 запишется постоянное число, характеризующее второй пульт 2 и данный пульт 2 начинает а прямом направлении искать кадр 37 с кодом кадра 15 группы кодов 5., равным этому постоянному числу. Таким образом, вне зависимости от участия данного учащегося производится поиск следу ощего кадра 37. От кадра 37 осуществляется переход без участия учащегося к кадрам ЗЭ или 0 в зависимости от того, какой учащийся на одном из других пультов 2 раньше ввел ответ. При введении данным учащимся раньше времени ответа (ему соответствуют коды типа 13 группы кодов 5) кодо( 1 группы кодов типа 5 осуществляется переход к кадру 38, где учащемуся объясняется поспешность его действий. Нажатием кнопки пуска (ей соответствует код типа 13 группы кодов 6) с помощью кода типа 1 группы кодов осуществ ляется переход к 37-му кадру. При введении ответа вторым учащимся осуществляется поиск кадра 39 в пульте 2 данного учащегося. После нахождения кадра 39, получив-«еобходимую информацию одействияхдругихучащихся или о состоянии изучаемого объекта, учащийся вводит ответ, осуществляя переод к другим кадрам, при этом может одаваться сигнал запуска лентопрояжного механизма в другие пульты 2 (группа кодов ). Если третий учаийся ввел ответ раньше вт(, то существляется поиск кадра tO с кодом адра 15 группы кодой , равным потоянному числу, характеризующему треий пульт 2. Функциональная схема регистра адреса 9 (фиг.) содержит элементы И Ц9-52, элементы ИЛИ 53 и 5tt триггеры и элемент задержки 58. На элементы И 9 и 50 поступают сигналы с фотоэлектрических усилителей 27-29 блока воспроизведения 6, соответствующих адресу следующего кадра 20, сигнал реверса приходит с 27 усилителя на элемент И 50, а, кроме Torq, на элементы И поступают разрешающие сигналы на запись адреса следующего кадра изблока управления 11 и с инверсного выхода т(1ггера 57. Запись кода следующего кадра производится на триггерах 55 и 56, выходы триггеров 55 соединены с блоком сравнения адре сов 8, а сигнал с выхода триггера 56 поступает в блок памяти 5, определяя направление движения лентопротяжного механизма. Если какой-либо пульт 2 через коммутатор 1 подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в данный пульт 2, то этот сигнал поступает из коммута- тора 1 по соответствующей цепи в регистр адреса 9, записывая в него определенное число, характеризующее пульт 2, подавший этот сигнал (например, сигнал с крайнего левого выхода коммутаора 1 устанавливает регистр адреса 9 в состояние 10000, со второго - 01000, с третьего - 001000 и т.д.). Сигналы с выходов коммутатора 1 поступают на первые входы элементов И 51, на их втррые входы поступает разрешающий сигнал с инверсного выхода триггера 57, с выходов элементов И 51 сигналы поступают на элемента ИЛИ 53 и устанавливают триггеры 55 в определенное состояние. Перед записью адре- са следующего кадра в регистр адреса 9 триггеры 55-56 устанавливаются в нулевое состояние (элементы и шины сброса триггеров перед записью ; нового состояния на чертеже не показаны) . Сигнал с одного из выходов коммутатора 1 поступает на элемент ИЛИ 5 и на элемент задержки 58, устанавливая триггер 37 в единичное состояние. Сигнал установки триггера 57 в единичное состояние приходит с задерж кой, достаточной для записи нового адреса следующего кадра на триггер 55 Запрещающий сигнал с инверсного выхода триггера 57 поступает на входы элементов И «9-51, запрещая запись нового адреса следующего кадра на триггеры 55-56 в случае, если в регистр адреса 9 был записан адрес еледующего кадра по сигналу из коммутатора 1, Таким образом, после записи в регистр адреса 9 из блока 6 адреса следующего кадра в него по сигналу из коммутатора 1 может быть записан новый адрес следующего кадра, который остается неизменным до конца поиска кадра. Если в сравненном коде типа И дан ного пульта 2 содержится закодирован Запуск лентопротяжного . ныи разряд 21, то с 30-го фотоэлектмеханизмарического усилителя 30 блока 6 сигнал поступает на первый вход элемента И 52, а на второй его вход поступает разрешающий сигнал из блока управления 11. При совпадении этих сигналов с выхода элемента И 52 сигнал запуска лентопротяжного механизма поступает через коммутатор 1 в остальные пульты 2 на соответствующие входы элемента ИЛИ 12 и регистра адреса 9, запуская лентопротяжные.механизмы устройств в прямом направлении и записывая в регистр адреса 9 постоянное число, являющееся адресом следующего кадра и характеризующее данный пульт 2. Применение данного устройства позволяет выбор алгоритма обучения каждого учащегося производить в зависимости от его ответов и от ответов других учащихся. Это, в свою очередь, позволяет обучать их взаимосогласованным действиям при постоянно изменяющемся состоянии изучаемого объекта, отображаемого на кадрах с учебной информацией, что существенно повышает качество обучения. Известные устройства для индивидуального обучения учащихся обеспечивают обучение их согласованным де:йствием, а устройства для группового обучения очень; сложны и дороги, что объясняется наличием в них центрального логического бл()ка или ЦВМ. Предложенное устройство позволяет путем незначительного усложнения пультов учащихся, а также введением простого коммутатора, обеспечивающего их взаимное подключение, значительно повысить качество обучения и расширить дидактические возможности устройства. В предложенном устройстве возможна также реализация сложных алгоритмов деловых игр, в которых действие каждого индивидуума зависит от состояйия коллектива, и в свою очередь, влияет на это состояние. Объем программ для каждого индивидуального пульта учащегося зависит от кмогообразия действий учащегося и количества коммутируемых пультов и практически ограничивается лишь максимальным объемом кассеты-с кинопленкой.

ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. If 723б 6, отли чающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, оно содержит элемент ИЛИ,и коммутатор, соединенный непосредственно с регистром адреса и через элемент ИЛИ - с блоком памяти. СО Ю 00 ОО СО

Н

15

Фиг.1

isimnisi3itt f5/j0of fff «,«„«„«

. V . .

Хддлу uXi Л.

m T

J«

J