Автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых Советский патент 1983 года по МПК G09B7/07 

первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, , восьмым и девятым выходами коммутатора, входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствуютдими выходами формирователя импульсов, первый и второй входы триггера подключены соответственно

к выходам реле времени и формирователя импульсов, а второй выход к второму входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с входом реле времени.

1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КЛАСС ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащий последовательно включенные пульты обучаемых, коммутатор и счетчик, а также блок индикации, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей класса, в него введены последовательно включенные первый сумматор, первый блок деления кодов, первый блок памяти, второй сумматор, первый блок возведения в степень, третий сумматор, второй блок деления кодов, блок извлечения корня, второй блок памяти, второй блок возведения в степень, третий блок деления кодов и третий блок памяти, выход которого соединен с первым входом блока индикации, и последовательно соединенные первый элемент задержки, второй элемент задержики, третий блок возведения в степень, четвертый сумматор и четвертый блок деления кодов, второй вход которого подключен к выходу счетчика, третий вход - к второму выходу коммутатора, а выхой - к второму входу третьего блока деления кодов, третий вход которого соединен с третьим выходом коммутатора, второй и третий входы второго блока деления кодов подключены к выходу счетчика и второму выходу коммутатора соответственно, второй вход второго блока возведения в степень соединен с четвертым выходом коммутатора, второй вход блока извлечения корня подключен к пятому выходу коммутатора, второй и третий входы первого блока деления кодов соединены соответственно с выходом счетчика и шестым выходом коммутатора , вторые выходы первого и второго блоков памяти подключены к второму и третьему входам блока индикации соответственно, второй и третий входы второго сумматора соединены соответственно с седьмым выходом коммутатора и выходом первого элемента О задержки, второй вход первого блока (Л возведения в степень подключен к выходу второго элемента задержки, втос рой вход третьего блока возведения в степень соединен с выходом второго сумматора, вход первого элемента задержки подключен к восьмому выходу коммутатора, первый и второй входы первого сумматора соединены соответственно с седьмым и девятым выходами коммутатора. ел 2.Класс поп, 1, отличающ и я тем, что коммутатор содер со да жит триггер, последовательно включен ные реле времени, формирователь импульсов , элементы И группы и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, а также последовательно включенные второй элемент И и третий четвертый и пятый элементы задержки, причем вторые входы элементов И группы являются входам коммутатора, а выходы второго элемента ИЛИ, второгоэлемента И, пятого элемента задержки, четвертого элемента задержки, третьего элемента задержки, формирователя импульсов, первого элемента ИЛИ, первого элемента И и первый выход триггера являются соответственно

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации учеб ного процесса. Известен автоматизированный клас на лицевой панели которого размещены сигнальные лампы правильных отве тов, лампы регистрации ответа учащегося, переключатель программ, переключатель режима работы (Обучение, Зачет), кнопка пуска шагового искателя для смены кода, подсвечиваемое окно номера кода 1 . Большое количество индикационных элементов, размещенных на лицевой панели пульта и определяемое числом рабочих мест класса, обусловливает громоздкость пульта и затрудняет активное вмешательство преподавателя в процессе обучения. Для выявления отстающих и преуспевающих учащихся преподавателю необходимо делать просмотр всех индикационных элементов, запоминать их и сравнивать их между собой, что затруднено при большом количестве индикационных элементов. Известен автоматизированный клас содержащий пульты учащихся, а также объединенные в пульт преподавателя коммутатор пультов,блок индикации номера пульта, блок сравнения, блок индикациирезультатов опроса, блок памяти этапов обучения и блок совпа дения 2 . Недостаток этого устройства закл чается в том, что в режиме обучения преподаватель лишен информации- о статистическом распределении мест и.зу чения группы. Во время урока преподавателю приходится часто пояснять отдельные места нового материала, н при отсутствии статистической инфор мации делает он это зачастую не вовремя, что снижает эффективность обучения. Например, после просмотра одного-двух рабочих мест преподаватель замечает, что учащиеся делают некоторые характерные ошибки и начи нает разъяснять этот раздел всей группе, но часто бывает, что подавляющая часть, группы изучает в настоящий момент другой раздел и объяснения преподавателя будут лишь отвлекать учащихся, так как объяснения преподаватель должен давать в момент, когда подавляющая часть группы изучает данный раздел. Наиболее близким к предлагаемому является автоматизированный класс, обеспечивающий сбор необходимых статистических данных о раооределении разделов изучения учащимися и содер жащий пульты обучаемых, подключенные через коммутатор пультов к блоку сравнения, блок индикации, последовательно включенные переключатель этапо;в -обучения и дешифратор, соединенный с блоком сравнения, счетчик количества учащихся, подкЛюченный к блоку сравнения, коммутатору пультов и блоку индикации 3J . Однако в известном устройстве преподаватель не получает оперативных данных об этапе, который изучает в данный момент наибольшее число учащихся,- так как для выявления указанного этапа преподавателю необходимо пересмотреть все этапы, запомнить их и сравнить между собойJ для работы с устройством преподаватель тратит время и отвлекается от учебного процесса, что снижает эффективность этого устройства. Кроме того, выдача преподавателем объяснений учащимся по этапам, который изучает в данный момент наибольшее число учащихся, не является оправданной, потому что эти этапы носят чисто случайный характер и преподаватель часто должен возвращаться в объяснении от- более сложного этапа к более простому, и наоборот. Объяснения же преподавателя должны последовательно идти от простых этапов к более сложным, причем эти объяснения должны затрагивать интересы наибольшего числа учащихся. .Ориентиром для такого объяснения может служить математическое ожидание изучаемых в данный момент этапов, в качестве оценки которого естественно предложить среднее арифметическое изучаемых в данный момент этапов..

Для характеристики разбросанных изучаемых этапов около их математического ожидания служит среднее квадратичное отклонение изучаемых этапов. Важной числовой характеристикой является скошенность кривой распределения изучаемых этапов в ту или иную сторону от центра группирования.

Имея информацию о числовых характеристиках распределения изучаемых этапов, преподаватель может наиболее эффективно влиять на ход обучения. Так при малых среднеквадратичных отклонениях изучаемых этапов преподаватель может безошибочно вести объяснение по этапу,который указан мате- . матическим ожиданием. При больших среднеквадратичных отклонениях и .отрицательной скошенности необходимо особо уделить внимание пояснению этапов, значение которых меньше значения математического ожидания.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей автоматизированного класса за счет непрерывного формирования информации о ходе .учебного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащий последовательно включенные пульты обучаемых, коммутатор и счетчик, а также блок индикации, введены последовательно включенные первый сумматор, первый блок деления кодов, первый блок памяти, второй сумматор, первый блок возведения в степень, третий сумматор, второй блок деления кодов, блок извлечения корня, второй блок памяти, второй блок возведения в степень, третий блок деления кодов и третий блок памяти, выход которого соединен с первым входом блока индикации, и последовательно соединенные первый элемент задержки, второй элемент задержки, третий блок возведения в степень, четвертый сумматор и четвертый блок деления кодов, второй вход которого подключен к выходу счетчика, третий вход - к второму выходу коммутатора, а выход - к второму входу третьего блока деления кодов, третий вход которого соединен с третьим выходом коммутатора, второй и третий входы второго блока деления кодов подключены к выходу счетчика и второму выходу коммутатора соответственно, второй вход второго блока возведения в степень соединен с четвертым выходом коммутатора, второй вход блока извлечения корня подключен к пятому выходу ком мутатора, второй и третий входы пер-) вого блока деления кодов соединены

соответственно с выходом счетчика. и шестым выходом коммутатора, вторые выходы первого и второго блоков памяти подключены к второму и третьему входам блока индикации соответствен но, второй и третий входа второго сумматора соединены соответственно с седьмым выходом коммутатора и выходом первого элемента задержки, второй вход п ервого блока возведения

0 в. степень подключен к выходу второго элемента задержки, второй вход третьего блока возведения в степень соединен с выходом второго Сумматора, вход первого элемента задержки под5 ключен к восьмому выходу коммутатора, первый и второй входы первого сумматора соединены соответственно с седьмым и девятым выходами коммутатора.

0 Кроме того, коммутатор соержит триггер, последовательно включенные реле времени, формирователь импульсов, элементы И группы и первый элемент ИЛИ, последовательно соединен5 ные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, а также последовательно включенные второй элемент И и третий, четвертый и пятый элементы задержки, причем вторые входы элеме 1тов И групQ пы являются входом коммутатора, а выходы -второго элемента ИЛИ, второго элемента И, пятого элемента задержки, четвертого элемента задержки, третьего элемента з.адержки, фор. мирователя импульсов, первого эле мента ИЛИ, первого элемента И и первый выход триггера являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами коммутатора,

0 входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, первый и второй входы триггера подключены соответственно к выходам реле времени

5 и формирователя импульсов, а второй выход - к второму, входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импуль0 сов, а выход - с входом реле времени.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого класса, на фиг. 2блок-схема формирователя импульсов.

Автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых содержит пульты 1 обучаемых и пульт 2 преподавателя. Пульт 2 содержит коммутатор 3, включающий реле 4 времени, блок 5 обработки информации,

0 элемент ИЛИ 6, счетчик 7, блок 8

индикации, группу элементов И 9, формирователь 10 импульсов, элемент ИЛИ 11.

Блок 5 обработки информации про5 .изводит вычисление математического

ожидания, дисперсии и скошенности -распределения изучаемых в данный момент этапов по определенным формулам для чего в нем при вычислении математического ожидания использован сумматор 12, блок 13 деления кодов и блок 14 памяти.

Для вычисления.среднеквадратичного отклонения использовано устройство вычитания на базе сумматора 15, блока 16 возведения в степень (в квадрат) , сумматора 17, блока 18 деления кодов, блока 19 извлечения корня (квадратного), блока 20 памяти.

Для вычисления скошенности изучаемых этапов использованы блок 21.воз ведения в степень (в куб), сумматор 22, блок 23 деления кодов, блок 24 возведения в степень (в куб), блок 25 деления кодов, блок 26 памяти.

Последовательнсть выполнения операции обеспечивается триггером 27, элементом И 28, элементом И 29 и элементами 30-34 задержки.

Установка устройства в исходное положение осуществляется реле 4 времени , выход которого связан с шинами обнуления всех сумматоров и блоков памяти (не показано).

На фиг, 2 раскрыта функциональная схема формирователя 10, выполненная на базе счетчика на триггерах,позволяюиая формировать простейшую последовательность импульсов.

Формирователь 10 содержит генератор 35 импульсов, элемент И 36, счет чик 37, вЕ полненный на триггерах 38, дешифратор 39, элемент 40 задержки, элементы И 41, инвертор 42.

Формирователь 10 работает следуйщим образом.

При подаче сигнала с реле 4 импульсы с генератора 35 через элемент И 36 подаются на вход счетчика 37, который принимает последовательно одно из возможных состояний. Каждое из состояний при помощи дешифратора 39 преобразуется в сигнал, соответствующий единице на одном из выходов , После переполнения счетчика .37 цикл работы повторяется.

Выходные импульсы дешифратора 39 не могут быть непосредственно использованы, так как переход счетчика 37 из одного состояния в другое совершается в несколько этапов г что вызывает появление ложных иМпульсов. Для устранения появления ложных выходных импульсов используются элементы И 41, которые управляются задержанным входным импульсом с элемента 40 задержки и сигналами с дешифратора 39. Задержка входного сигна- ла. элементом 40 осуществляется на время, необходимое для установления в счетчике конечной кодовой комбинации и образования сигнала на выходе

дешифратора 39. Инвертор 42 используется для установки счетчика 37 в нулевое положение после прекращения подачи сигнала с реле 4 времени.

5 Предлагаемый автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых работает следующим образом. .Информация о номере этапа (количестве изученных разделов) из пульта 1

Q поступает на входы элементов И 9. На второй вход элемента И 9 первого опрашиваемого пульта 1 с формирователя 10, предназначенного для последовательного опроса пультов 1, приходит

,с разрешающий сигнал, по которому код этапа через элементы 9 и 11 при наличии разрешающего сигнала с триггера 27 (разрешающий сигнал с триггера 27 поступает на сумматор 12 в том случае, если триггер установлен в

20 нулевое положение) поступает в сумматор 12. Формирователь 10 через период опроса подает разрешающий.сигнал на следующий элемент 9 и в сумматор 12 прибавится номер этапа,

25 который изучает второй учащийся. Таким образом, за цикл опроса в сумматоре 12 сформируется сумма номеров этапов, изучаемых каждым учащимся. Также за цикл опроса в счетчик 7

30 будет занесено, число опрошенных формирователем 10 пультов 1.

По Окончании цикла опроса с выхода формирователя 10 подается сигнал на блок 13, с выхода которого в блок

5 14 памяти заносится код математического ожидания. Затем с выхода формирователя 10 подается сигнал на счетный вход триггер 27, он устанавливается в единичное состояние, этим же

0 сигналом обнуляется счетчик 7,

После этого начинается повторный цикл опроса, при этом благодаря тому, что триггер 27 установлен в еди- ничное состояние, в сумматоре 12 но.- вого накопления-результатов не происходит, а через элемент И 28 с эле- . мента ИЛИ 6 поступает через элемент 30 сигнал разрешения на сумматор 15, разность кодов с выхода которого поступает на вход блока 16 для возве0 дения в квадрат и на вход блока 21

для возведения в куб. Выходы этих

блоков соединены соответственно с

сумматором 17 и сумматором 22. По

эаверш ении второго цикла опроса в

5 сумматорах 17 и 22 будут записаны . соответствующие выражения, и с выхода формирователя 10 через элемент И 29 будет подан разрешающий сигнал на блоки 18 и 23. По разрешающему 0 сигналу от элемента 32 частное от

деления двух величин поступает в блок 19 для извлечения квадратного корня. На выходе еЗлока 19 получено значение среднего квадратичного отклонения,

5 которое запишется в блок 20 памяти.

По сигналу с элемента 33 блок 24 возводит в куб эту величину. По сигналу с элемента 34 блок 25 производит на основании данных с блоков 23 и 24 вычисление скошенности. Ее значение будет занесено в блок 26. Так i-KaK блоки 14, 20 и 26 соединены с блоком 8, то на информационном табло преподавателя будут высвечены значения математического ожидания, сред.него квадратичного отклонения и скошенности.

Так как выход элемента И 29 соединен с входом реле 4, то сигналом сэлемента И 29 оно запускается. При этом формирователь 10 прекращает свою работу на в-ремя, определяемое

реле 4. Это время выбирается достаточным для чтения информации с блока 8.

По истечении некоторого времени с выхода реле 4 подается импульс на все сумматоры и блоки памяти, посредством которого они обнуляются, запускается формирователь 10 и начинается новый цикл контроля.

В предлагаемом автоматизированном классе для обучения и контроля знаний обучаемых автоматически представлена исчерпывающая информация о распределении изучаемых этапов,, на основании которой можно наиболее эффективно вести процесс обучения.