Устройство для контроля знаний обучаемых Советский патент 1984 года по МПК G09B7/02 

г

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам автоматизированного приема экзаменов, контрольных работ и закрепления знаний обучаемых при изучении нового материала, и может быть использовано при любых формах индивидуальных и групповых занятий.

Известно устройство, в котором кодировка ответов осуществляется посредством билетов с отверстиями на местах, соответствующих верным ответам Ш,

Однако устройство имеет сложную схему и-высокую стоимость за счет того, что в нем ввод ответов и кодирование осуществляется раздельными блоками.

Известно устройство, содержащее индикаторы ответов, соединенные через один переключатель контроля ответов с одним выходом блока питания, подключенным через другой переключатель контроля ответов к индикатору результата ответор, две группы переключателей ввода ответов, ключ элемент ИЛИ, генератор низкой частоты, соединенный с входо ключа, индикаторы атветов через элемент РШИ соединены с индикатором результата ответов одной группы с другим выходом блока питания, а через последовательно включенные переключатели ввода ответов и ключ с другим выходом блока питания 21 .

Недостатками данного устройства являются возможность угадывания правильного ответа и необходимость .Составления программированных билетов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройствоJсодержащее последовательно вклю ченные пульт обучаемого, элемент задержки, переключатель вопросов и блок регистрации, последовтельно соединенные элемент ИЛИ, счечик и блок элементов И, второй вход которого подключен к первому выходу пульта обучаемого, а выход - .к второму входу переключателя вопросов, второй вход счетчика соединен с вторым выходом пульта обучаемого, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к первому и третьему выходам пульта обучаемого соответственно З

Однако наличие механического переключателя вопросов значительно ус192

ложняет работу .учащегося с данным устройством, снижает его надежность и исключает его полностью интегральное исполнение. Часто решаемые задачи (вопросы) оказываются в некоторой степени взаимосвязанными и решение одной задачи может оказать влияние на предьщущие. Данное устройство не имеет возможности ввести повторный (корректированный) ответ на ранее поставленный вопрос, хотя может быть обучаемый считает, что ответ, который он ввел в устройство, не церен. Корректированный ввод после сброса, при котором стирается ввод данных на все предварительно отвеченные вопросы, усложняет работу с устройством.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства с повышением его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт обучаемого элемент ИЛИ, счетчик первый блок элементов И и блок регистрации, а также элементы задержки, введены последовательно соединенные триггер и второй блок элементов И, выход которого подключен к второму входу блока регистрации, последовательно включенные формирователь кодов и третий блок элементов И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, и формирователь импульсов, вьпсод которого через последовательно соединенные первый и второй элементы задержки подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом формирователя кодов, второй выход пульта обучаемого подключен к вторьм входам второго и третьего блоков элементов И, а третий и четвертый выходы - к входам триггера и формирователя импульсов соответственно, второй выход третьего блока элементов И соединен с вторыми входами второго блока элементов И и первого блока .элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходу первого элемента задержки и первому выходу триггера, второй в.ыход которого соединен с третьим входом блока регистрации, выход формирователя импульсов подключен к третьему входу второго блока элементов Ник четвертому входу блока регистрации, а также тем, что формирователь кодов содержит третий

31

элемент задержки и последовательно соединенные элементы И группы, триггеры группы, дополнительный элемент ИЛИ и инвертор, выход которого подключен к первым входам.элементов И группы, вторые входы триггеров группы и элементов И группы являются соответственно первым и вторым входами формирователя, а выход третьего элемента задержки и выходы триггеров группы - первым и вторым выходами формирователя соответственно, выход дополнительного элемента ИЛИ подключен ко входу третьего элемента задержки.

На фиг.1 представлено устройство, внешний вид; на фиг.2 - функциональная схема устройства; на фиг.З - схема счетчика во взаимосвязи с другим блоками; на фиг.4 - схема одного из элементов И первого блока элементов И во взаимосвязи с другими блоками; на фиг.З - формирователь кодов, осуществляющий выделение и память первого элемента шифра вопрос на фиг.6 - блок регистрации во взаимсвязи с другими блоками; на фиг, 7 два триггера счетчика с дополнительными связями на фиг.8 - вариант организации дополнительных связей.

Устройство для контроля знаний обучаемых содержит блок 1 регистрации, блоки элементов И 2-4, счетчик 5, формирователь 6 кодов, блок 7 ввода ответа и шифра вопроса, переключатель 8 сброса набранного ответа и шифра вопроса, переключатель 8 готовности ответа, переключатель 10 окончания контроля знаний, триггер 11 формирователь 12 импульсов, элемент 13 задержки, элемент 14 задержки, элемент ИЛИ 15. Переключатель 10, блок 7, переключатель 8 и переключатель 9 объединены в пульт 16 обучаемого..

Блок 7 состоит из кнопок, количесво которых равно количеству различных элементов, из которых могут быть составлены ответы на билет. Для исключения сбоя (из-за наличия дребезга контактов), а также для обеспечения строгой последовательности работы всех узлов устройства последоват ельНо с каждой кнопкой включен формирователь импульса (не показано).

Каждая кнопка блока 7 через соответствующий формирователь и элемент

194

И блока 4 Соединена с входом одного из триггеров счетчика 5 (фиг.З).

Один из выходов каждого из триггеров счетчика 5 соединен с одним из входов элемента И блока 2 (фиг.4).

На фиг,5 раскрыт формирователь 6, Содержащий триггеры 17 и элементы И 18 группы.элемент РШИ 19, инвертор 20 и элемент -21 задержки.

Формирователь 6 работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры 17 установлены сигналом с элемента 15 в нулевое положение. На выходе элемента 19 нет сигнала, а значит нет сигнала и на первых входах элементов И блока 4. На первые входы элементов И 18 с инвертора 20 подается сигнал. При нажатии какой-либо кнопки блока 7 (фиг.1), например с индексом О, открывается элемент И 18еИ включается триггер 17 (устанавливается в единичное положение). В результате этого на выходе элемента 19 появляется сигнал, который подается через элемент 21 (время задержки должно быть больше времени импульса, сформированного формирователем, управляемым кнопкой блока 7) на первые входы элементов И блока 4, а сигнал с первых входов элементов 18 благодаря инвертору 20 снимается, тем самым исключая дальнейшее прохождение сигналов с блока 7 на триггеры 17

На фиг.6 раскрыт блок 1 регистраци во взаимосвязи с другими блоками. Он содержит триггеры 22, единичный вход каждого из которых соединен с соответствующим элементом И блока 2, а нулевой - через соответствующий элемент И блока 3 с единичным выходом соответствующего триггера 17 блока 6, индикаторы 23 правильных ответов, индикаторы 24 неправильных ответов и индикаторы 25 вопросов, на которые произведен ответ.элемент 26 коммутации, элементы 27 коммутации (роль элементо 26 и 27 коммутации могут выполнять например, триггеры или тиристоры). Индикаторы 25 соединены с шиной питания 28 непосредственно.

Блок 1 регистрации работает следующим образом.

При подаче сигнала с блока 3, например с элемента И Зд,триггер 22Q (вне зависимости от его прежнего состояния) устанавливается в нулевое 5 состояние. Одновременно по сигналу с элемента И З., включается элемент 270 коммутации, который включает индикатор 2 указывающий Что ответ на вопрос под номером О дан . (счет вопросов согласно принятому обозначению на схемах идет 0,1,2.,. При этом индикатор 24 включиться не может, так как элемент коммутации 26 выключен. При подаче сигнала с блока 2, например с элемента 2, триггер 22 вне зависимости от его прежнего сос тояния устанавливается в единичное состояние. Устройство работает следующим образом. : Обучаемый, получает билет, каждый вопрос которого зашифрован определе ным номером. Например, одним из воп сов является вопрос под номером. 036: Вычислить Ц 2295200 Учащийся должен кнопками блока 7 последовательно ввести числа 0,3,6 (каждой из десяти кнопок присвоен цифровой символ от О до 9, фиг.1). При разборе работы схемы устройства необходимо иметь в виду что при включении питания все элементы схемы устанавливаются в исходное состояние (не показано). При первом нажатии на кнопку с индексом О сигнал проходит лишь на формирователь 6, так как на первых входах элементов И блока 4 о сутствует сигнал. При этом триггер 17(3 (фиг.5) устанавливается в исходное положение. После переклшчения триггера 17, через вре, мя, определяемое задержкой элемента 21 времени (это время должно быть больше времени импульса, формируемого формирователем, управляемым кнопкой блока 7)на первые входы элементов И блока 4 подается сигнал После нажатия на кнопки с индексами 3 и 6 в единичное состояние становятся (фиг.З) триггеры 5 и 5 счетчика 5 (будем считать, что кнопка с индексом О соединена.через элемент И 4д со счетным входом триггера 5, кнопка с индексом 1 - через элемент И 4. со счет ным входом триггера 5. и т.д.). Условимся считать, что при подаче сигнала с элемента 15 на шину Установка счетчика 5 триггеры устанавливаются в состояние, в кото 19 ром на их четных выходах есть сигнал, необходимый для открытия элемента И блока 2 (фиг.З и 4). После ввода шифра вопроса учащийся делает ответ. Ответ набирается такJкак и вопрос кнопками блока 7 (фиг.1) с индексами 2,8,О (правильным ответом на поставленный вопрос является число 280/ при этом триггеры 5л, 5д, 5 установятся в единичное состояние, а после включения переключателя 9 с формирователя 12 через элемент И 3 подается сигнал на нулевой вход триггера 22 (триггер 22 устанавливается в нулевое состояние, т.е. подтверждается его нулевое состояние). Одновременно сигнал подается на элемент 27 он включается, включая индикатор 25, показывающий, что ответ на вопрос О произведен. Через под номером и. произведен, время, определяемое временем задержки элемента 13, сигнал подается на элемент И 2 блока 2 (фиг.2,4 и 6). С выхода элемента И 2 на единичный . вход триггера 22 подается сигнал, триггер 22(5 устанавливается в единичное состояние. Через время, определяемое задержкой элемента 14, сигнал через элемент ИЛИ 15 подается на обнуление элементов, счетчика 5 и формирователя 6 (устройство готово для ввода номера следующего вопроса и ответана этот вопрос). Действительно, после Нажатия на кнопки 3, 6, 2, 8, О . сигнал появляется на выходах 1,4,5,7, 10,12,13,16,17 и 20 триггеров счетчика 5 (фиг.З) и после подачи сигнала с переключателя 9 (с элемента 13) элемент И 2 блока 2 открывается (фиг.4 и 6). Если же учащийся ввел ответ неправильно, то .сигнал с элемента И 2 после нажатия на переключатель 9 на единичный вход триггера 22 не поступит фиг.б) и триггер 22д останется в нуевом состоянии, а ответ будет засчи-1Н как неправильный. При ошибочном вводе ответа или ифра вопроса необходимо нажать на ереключатель 8 сброса набранного отета и шифра вопроса (при этом элемены счетчика 5 и формирователя 6 устаавливаются в исходное состояние) и роизвести вновь ввод в устройство омера вопроса и ответ на вопрос кнопами блока 7. 7 При вводе других номеров вопрос и ответов на них устройство работа аналогичным образом. При желании испразвить ответ на введенный ранее вопрос номер данно вопроса вводится вновь, а затем от вет на него. При этом правильностБ ответа на вопрос оценивается по по леднему ответу. По окончании ответа на все вопр сы билета учащийся нажимает на пер ключатель 10, триггер 11 устанавли вается в единичное состояние, и включается элемент 26 коммутации. При этом в зависимости от состояния триггера 22 включается один из индикаторов 23 или 24.информирующих о правильности ответа на данный вопрос. После нажатия на.переключатель 10 дальнейший ввод и исправление ответов невозможно, так как с входов элементов И блоков 3 и 2 сигнал с триггера 11 снимается. Наиболее трудоемкая операция сое тавления программированных билетов заменена в устройстве операцией шифрации номера билета таким образом, чтобы после набора шифра вопро са и ответа на вопрос кнопками блок 7 триггеры счетчика 5 установились бы в такое лоложение, в котором- после нажатия на переключатель 9 с выхода элемента И блока 2 подавался бы сигнал на единичный вход соответствующего триггера 22 блока 1 . Операция шифрации практически является механической, не требует высокой квалификации и может быть проведена в считанные минуты для всего билета. Для расширения функциональных возможностей устройства (например, обеспечения ввода ответа в буквенном виде) количество кнопок в 98 блоке 7 может быть увеличено за счет их параллельного соединения . или дополнительного введения триггеров в счетчик 5. Достоинством предлагаемого устройства является тр, что шифрация вопроса может быть проведена не однозначно, а с бесчисленным числом вариантов, что исключает ситуацию, когда номер вопроса показывает ответ. Предлагаемое устройство обеспечивает исключительно самостоятельное формирование учащимся ответов и ввод в устройство.ответов неограниченной длины. Для обеспечения учета последовательности вводимых символов часть счетных входов триггеров счетчика 5 дополнительно может быть соединена с нулевым или единичным входом других триггеров. На фиг.7 показаны два триггера с дополнительными связями,обеспечивающими учет последовательности вводимых символов. Так, если в триггеры вводятся числа d и b в последовательности Qb,TO с единичных выходов триггеров снимаем код 01-, а если в последовательности Ъ.О, то с единичных выходов снимаем код 10. На фиг.8 показан другой вариант организации дополнительных связей, обеспечивающих учет последовательности вводимых символов. Так, если вводятся в триггеры числа С и d в последовательности cd , то с единичных выходов триггеров .снимем код 10, а если в последовательности сЗе то .с единичных выходов триггеров снимаем код 01. Достоинствами предлагаемого устойства по сравнению с прототипом вляются упрощенная работа с устройтвом, возможность ввода корректироанного ответа и повышенная надежность. О О О О О О О А / о ооооооо ооооооо 7 А 0123 56789 9 ф Ф Ф Ф т Ф -ф

Фиг1

23 / / . О О О оо оо О

фг/г ((fff

фиг S

2io 25,

1

2Jf

9 25,

Г

M

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные пульт обучаемого, элемент ИЛИ, счетчик, первый блок элементов И и блок регистрации, а также элементы задержки, о т л ичающ.ееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные триггер и второй блок элементов И,выход которого подключен к второму входу блока регистрации, последовательно включенные формирователь кодов и третий блок элементов И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, и формирователь импульсов, выход которого через последовательно соединенные первый и второй элементы задержки подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом формирователя кодов, второй выход пульта обучаемого подключен к вторым входам второго и третьего блоков элементов И, а третий и четвертый выходы - к входам триггера и формирователя импульсов соответственно, второй выход третьего блока элементов И соединен с, вторыми входами второго блока элементов И и первого блока элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходу первого элемента задержки и первому выходу триггера, второй выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, выход формирователя импульсов подключен к третьему входу второго блока элементов И и к четвертому S входу блока регистрации. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что в нем формирователь кодов содержит третий элемент задержки и последовательно соеS с диненные элементы И группы, триггеры группы, дополнительный элемент ИЛИ и инвертор, выход которого подключен к первым входам элементов И 00 00 группы, вторые входы триггеров группы и элементов И группы являются to ..соответственно первым и вторым входами формирователя, а выход третьеCD го элемента задержки и выходы триггеров группы - первым и вторым выходами формирователя соответственно, выход дополнительного элемента ИЛИ подключен к входу третьего элемента задержки.

27

1

/Г /ST

±J

7 /У

f2

279 ЯГ

7vi

7vr/V

Л

7v7v;v

7 V7v74

.J

/7,

I I

II

фиг 7

i t

IL

фиг В