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

1 Lu)()poTOiiiie относится к автоматике, i иычис.111го.1ьи()й те.хиике, в частности к техническим средствам обучения и контроля знании, и нредиазиачено для организации ирограммироваииого контроля знаний но ра;,1ичн1 1м днсциилинам в различных учебных заведениях.

Известно устройство, содержащее элементы намяти ответов учащихся и эталонных ответов, схемы сравнения, триггер оироса, счетчнки количества вводов ответа и ввода эталонов 1,

Устройство не нозволяет надежно контролировать конструируемый ответ, что сужает его дидактические возможности.

Известно также устройство, содержащее генератор меток времени, подключенный к триггерам иуска, к схеме И, узел регистрации ои1ибок и времени, схему анализа ответов, шифратор, узел смены таблиц, схему сравнения, узел эталонных ответов 2.

Недостатко.м устройства являются его ограниченные дидактические возможности по анализу конструируемых ответов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее иоследовательно включенные блок ввода ответов, триггер, первый элемент И, ИЛИ, первый блок памяти и блок сравнения, второй блок памяти, счетчик, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй регистры, первый и второй коммутаторы. Устройство позволяет контролировать выборочный результативный и два типа конструируемого ответа (с перестановкой и без перестановки ответов), а также обесиечивает возможность анализа сложного конструируемого ответа, в котором группы элементов не переставляются,а эле.менты внутри группы могут занимать любое место 3.

Однако устройство требует сложной настройки, значительных анпаратных затрат и и.меет ограниченные дидактические возможности при проверке сложных конструируемых ответов.

Цель изобретения - расщирение дидактических возможностей устройства.

Поставлеиная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр ответов, вход которого является первым входом устройства, первый счетчик и триггер, первые входы которых являются вторым входом устройства, блок сравнения, элементы И и ИЛИ, первый выход триггера является первым выходом устройства, введены дешифратор, второй, третий и четвертый счетчики, блок ассоциативной памяти, два инвертора, одновибратор и элемент задержки, причем второй выход триггера соединен с первыми входами первого элемента И и блока ассоциативной памяти, второй, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента

11,ЧИ, iienicipa ответов, второго счетчика и нервого инвертора, а первый, второй, треTnii, четверТ1 1Й и пятый выходы - соответственно к второму входу первого счетчика, первым входам второго элемента И, второго счетчика и третьего элемента И и входу деи1ифратора, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй выход - - с первыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента И, а третий и четвертый выходы - с вторыми входами третьего э;1емента И и второго элемента ИЛИ соответственно, нервый вход блока сравнения подключен к третьему выходу лока ассоциативной памяти, второй в.ход - к первому выходу lepBoro счетчика, первый ыход - к первому входу третьего элемента ЛИ, а второй выход - к первому входу щестого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ через щестой элемент И соединен с первым входом четвертого эле.мента ИЛИ, торой вход которого подключен к выходу ретьего счетчика, третий вход - к выходу первого элемента И, второй вход которого ерез второй инвертор соедииен с четвертым выходом блока ассоциативной памяти, второй выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика, второй вход которого через пятый элемент И соединен с вторым выходом первого счетчика, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к третьему входу первого счетчика и первому входу пятого эле.мента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика, а второй вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенным через одновибратор к второму входу триггера, входу первого инвертора 11 первому входу первого эле.мента , второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом четвертого элемента И, подключенным к третьему входу второго счетчика и второму входу третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, второй выход первого счетчика, выход четвертого счетчика и выход четвертого элемента ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства.

На чертеже схематически изображено н редл а г а е мое устр о и ст во.

Устройство содержит блок 1 ассоциативной намяти с признаковой частью А и информационной частью, разделенной условно на участки Б, В, Г, Д и Е. Вход в признаковую часть А блока 1 связан с вы.ходом регистра 2 ответов, входом которого является вход 3 устройства. Другой вход в признаковую часть А блока 1 подключен к выходу триггера 4 (готовности), единичным

входом которого яв,;1ястся вход 5 устройства, который соединен со счетлым входом счетчика 6 (элементов ответга), управляющий вход которого подключен к выходу участка Б блока 1, а паралле.1ьный выход с одним входом блока 7 сравнения, другой вход которого соединен с выходом участка Г блока 1. Выход участка Д блока 1 подключен к входу инвертора 8, выход которого и выход триггера 4 через элемент И 9 связаны с входом элемента ИЛИ 10. Выход блоеп 7 и выход элемента ИЛИ 11, входами подключенного к выходам ден1ифратора ,12, через элемент И 13 связаны с входом эле- мента ИЛИ 10, выход которого является выходом 14 устройства, а также соединен через элемент ИЛИ 15 с входами сброса счетчиков 16 и 17, а непосредственно - со счетчиком 6. Выход счетчика 6 является выходом 18 устройства и подключен, как и выход дешифратора 12, через элемент И 19 к счетному входу счетчика 20 (количество групп), управляющий вход которого подключен к выходу участка В блока 1, а выход является выходом 21 устройства. Выход блока 7 сравнения и выход элемента И 22, входами подключенного к выходу дешифратора 12 и выходу участка Д блока 1, через элемент ИЛИ 23 соединен с входом элемента ИЛИ 15 и с входом одновибратора 24, выходом связанного с нулевым входом триггера 4, инверсный выход которого является выходом 25 устройства. Выход одновибратора 24 связан также через инвертор 26 с входом участка Д блока 1 и через элемент ИЛИ 27 с входом участка А блока 1. Вход элемента ИЛИ 27 через элемент 28 задержки и элемент И 29 соединен с выходом дешифрато: ра 12, входом подключенного к выходу участка Е блока 1, и выходом блока 7.

Выход дешифратора 12 и выход участка В блока 1 через элемент И30 подключен к управляюш.ему входу счетчика 16, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 10. Счетные входы счетчиков 16 и 17 связаны с выходом элемента И 29. Управляюш,ий вход счетчика 17 соединен с выходом участка Г блока 1, а выход подключен к входу участка Г блока 1.

Конструируемый ответ можно представить последовательностью элементов ответа rhj, очередность ввода которых определяется сущностью контрольного вопроса. Обозначим, символами.V и I соответственно операции перестановки и неперестановки, тогда основные формы конструируемого ответа, реализуемого устройством можно записать: Конструируемый ответу:

.(.l4.Vm,)}/{(.Uo}i tii j J i),t )i J Ii }

где h - количество элементов в ответе; -количество групп в ответе; k - количество элементов в группе.

11ля контро.1Я конструируемого ответа, принимающего одну из приведенных четырех форм, перед началом занятия в блоке i формируется информационный массив с помощью внешнего пульта преподавателя (не ноказан).

В признаковую часть блока 1 заносятся коды эталонных ответов т;. В информационную часть блока 1 заносится следующая информация: в участке Б - количество элементов п для ответов 1, 2 и 3-го типов и k для 4-го типа; в участке В при ответе 3-го типа заносится в каждую ячейку элемента ответа величина k-1, а при ответе 4-го типа - величина и т. е. количество групп элемен, тов ответа. При анализе ответов 1 и 2-го

типов информация, хранящаяся в участке В блока 1, не используется. В участке Г блока 1 заносятся для ответов 1-го тина код номера по порядку каждого элемента; для ответов 2-го типа в каждой ячейке код

0 для ответов 3-го типа номера по порядку первого элемента в группе для всех элементов группы, так, например, в первой группе все k элементов имеют код «1, для второй группы - код числа k и т. д.; для ответов 4-го типа код номера по порядку элемента в группе, т. е. элементы 1-й группы как и элементы j х групп имеют порядковые номера от 1 до k.

В участке Д информационной части блока 1 хранится маркер, например «1, служа0щий для фиксации обращения в данной ячейке блока 1. В участке Е помещается код типа ответа, которому принадлежит каждый т{ элемент ответа, например, для предложенных четырех типов конструируе1 мого ответа он может принимать значения: 00, 01, 10, 11.

Устройство работает следующим образом.

Обучаемый, сформировав ответ, заносит

последовательно элементы огиста пт: с по0 мощью клавиатуры (не noK;Ki;i;ia) по входу 3 в регистр 2. После ввода оч.средного символа по входу 5 обучаемый заносит сигнал готовности, который фиксируется на триггере 4 и вызывает увеличение содержимого счетчика 6 на «1. При этом одиночным

- выходом с триггера 4 устанавливается сигнал «Чтение на входе блока 1. Код элемента т; адресует в признаковой части соответствующую ячейку, т. е. происходит сравнение т; с массивом элементов ответа.

Q При несовпадении введенного символа с массивом элементов в признаковой части А блока 1 не возбуждается нн одна из HUIH информационной части, в частности, на выходе участка Д не появляется значение маркера «1, что приводит к образованию сигнала

5 на выходе элемента И 9, поступаюп1его на выход 14 устройства через элемент ИЛИ 10 и распознаваемого как «Неправильный ответ.

Если же код введенного элемента т присутствует в массиве эталонных ответов, содержащемся в признаковой части А, то устройство продолжает анализ ответа обучаемого.

Так, если анализируете} ответ первого тина, имеющего вид ., то из зоны Б блок 1 устанавливает коэффи.циент пересчета на счетчике 6, равный величине п. Производится сравнение величины на счетчике 6, где храиится номер i введенного элемента т; с эталонным номером, хранимым в соответствующей ячейке блока 1. Если блоком 7 фиксируется совпадение кодов, что означает, что введенный элемент mj находится на своем месте в ответе обучаемого, то на выходе блока 7 формируется сигнал совпадения, который через элемент ИЛИ 23 запускает одновибратор 24. Сформированный импульс обеспечивает перевод триггера 4 в состояние «Запрос ответа, который выводится обратно по выходу 25. Кроме того, на блоке 1 устанавливается команда «Запись (элемент 27) и в зону Д заносится «О, что обеспечивает защиту от повторного обращения к тому же элементу ответа.

Если же нри сравнении в блоке 7 обнаружено несовпадение содержимого счетчика 6 и кода на выходе зоны Е блока 1, то сигнал с выхода блока 7 через открытый элемент И 13 (при 1 и 4-м типах ответа) и элемент ИЛИ 10 поступает на выход 14 как «Неправильный ответ.

Правильный ответ формируется как сигнал переполнения счетчика 6 ввода всех п элементов ответа обучае.могр и соответствующий описанной диагностике.

При контроле ответа второго типа в депжфраторе 12 работает другой вы.чод, что отключает блок 7, элементы 11 и 13. Контроль нравильности ответа обеспечивается эле.ментами И 9 и 22 и инвертором 8. Так, если введенный элемент mj есть в массиве зоны А, то возбуждается шина соответствующей ячейки блока 1 и из зоны участка Д считывается маркер. Если марке равен «I, что проверяется на элементе 22, то обучаемому разрешается ввод очередного элемента ответа и в этой ячейке маркер изменяется на «О. Если же маркер равен «О, что )значает новторный ввод одного и того же элемента, то формируется сигнал ошибки. Сигнал «Правильный ответ формируется, как и в нредыдуще.м случае, на 1иине 18.

При контроле ответа третьего тина, т. с.

( к Vi (Vm-,), а на установочно.м входе

Чн i-i счетчика 16 устанавливается, коэффициент

пересчета, равный величине k-1, и после ввода элемента ответа на блоке 7 нроизводится сравнение содержимого счетчика 6 и кода из зоны Г блока 1 (т. е. номера ответа в грунне). При совпадении кодов

устройство работает аналогично 1-му режиму, а при несовпадении кодов - через элемент И 29, открытый третьим выходом деJ п ифратора 12, поступает импульс на счетные входы счетчиков 16 и 17. При этом на счетчике 17 в этот момент уже находился номер, хранимый в зоне Г но третьему варианту конструируемого ответа. Таким образом, в счетчике 17 нроизводится модификация величины номера, которая заносится на старое место в зоне Г блока 1 (элемент 28 задержки, элемент ИЛИ 27). Операция эта повторяется либо до момента сравнения кода на выходе блока 1 и величины в счет чике 6, что говорит о вводе существующего элемента текущей группы ответа, либо до момента переполнения счетчика 16, который уч1ггывает возможных модификаций. В последнем случае имнульс на выходе счетчика 16 означает, что все элементы группы

- уже перебраны и нарушена допустимая очередность ввода, т. е. введен элемент из другой грунпы. Формируется сигнал ошибки (элемент ИЛИ 10, выход 14) и сбрасывается счетчик 6. Если же совпадение произошло,

5 то счетчики 16 и 17 обнуляются через элемент ИЛИ 15 и обучаемому предлагается продолжить ввод ответа. Правильный ответ образуется нри нереполнении счетчика 6.

При к9 нтроле ответа 4-го типа, т. е. , (.1 nij), из зоны Б блока 1 коэф;j фициент пересчета, равный количеству грунп устанавливается на счетчике 20, а из зоны Б коэффициент k устанавливается на счетчике 6.

Контроль этого типа ответа аналогичен э онерациям первого режима. Если введенный элемент ответа mj присутствует в массиве эталонов А, то код номера но порядку этого элемента в j-й группе сравнивается в блоке 7 с состоянием счетчика 6. Если совпадения 0 не произошло, то, следовательно, либо элемент т,- из другой группы, либо нарушен порядок элементов в группе. Сигнал ощибки формируется так же, как и в первом режиме. При совпадении кодов в блоке 7 обучаемый получает по выходу 25 сигнал продолжения - ввода.

Если вся j-я грунпа элементов ответа введена правильно, то сигнал переполнения с выхода счетчика 6 увеличивает содержимое счетчика 20 (через элемент И 19, открытый o дешифратором 12). Если все грунпы введены верно, то сигнал нереполнения со счетчика 20 ЯЕ)ляется сигналом правильного ответа, постунающим на выход 21.

Таким образом, устройство нозволяет с достаточной вероятностью раснознавать конструируемый ответ четырех типов, а также ответы, форма представления которых является комбинацией нриведенных типов. Посимвольный элемент ответа позволяет непользовать предлагаемое устройство как в качестве индивидуального средства контроля, так II спецпроцессора класса программировапиосо контроля, позволяющего распознавать образцы ответов обучаемых п указывать па О1пибку, непосредственно на этапе ввода очередного символа. Это облегчает

обучаемому п преподавателю диагностик} причип он1пбок. Предлагаемое устройство обладает расип1репными фуик1и1ональными и дидактическими возможностями по сравпению с базовым объектом, не позволяющим проводить идентификацию образа такого спектра ответов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее регистр ответов, вход которого является первым входом устройства, первый счетчик и триггер, первые входы которых являются вторым входом устройства, блок сравнения, элементы И и ИЛИ, первый выход триггера является первым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены дешифратор, второй, третий и четвертый счетчики, блок ассоциативной памяти, два инвертора, одновибратор и элемент задержки, причем второй выход триггера соединен с первыми входами первого элемента И и блока ассоциативной памяти, второй, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента ИЛИ, регистра ответов, второго счетчика и первого инвертора, а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы - соответственно к второму входу первого счетчика, первым входам второго элемента И, второго счетчика и третьего элемента И и входу дешифратора, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй выход - с первыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента и, а третий и четвертый выходы - с вторыми входами третьего элемента и и второго элемента ИЛИ соответственно, первый вход блока сравнения подключен к третьему выходу блока ассоциативной памяти, второй вход - к первому выходу первого счетчика, первый выход - к первому входу третьего элемента ИЛИ, а второй выход - к первому входу шестого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ через шестой элемент И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика, треI тий вход - к выходу первого элемента И, второй вход которого через второй инвертор (Л соединен с четвертым выходом блока ассоциативной памяти, второй выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика, второй вход которого через пятый элемент И соединен с вторым выходом первого счетчика, вы.ход четвертого элемента ИЛИ подключен к третьему входу первого счетчика и первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика, а второй вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенным О5 через одновибратор к второму входу тригге4 Сл ра, входу первого инвертора и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом четвертого элемента И, нодключенным к третьему входу второго счетчика и второму входу третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, второй выход первого счетчика, выход четвертого счетчика и выход четвертого элемента ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертым В1)1 одами устройства.