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

О1

00

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМОГО, содержащее последовательно включенные блоки ввода ответов и кодирования, регистратор ответов, блок задания времени, последовательно соединенные первый генератор, первый блок элементов И, счетчик, первый дешифратор и блок индикации, второй вход первого блока элементов И подключен к выходу регистра ответов, а также второй блок элементов И, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены второй дешифратор и последовательно включенные преобразователь код-аналог, второй генератор, формирователь импульсов и счетчик времени, один выход которого соединен с вторым входом блока индикации, а другой - с первым входом второго блока элементов И, второй вход которого подключен к второму выходу блока ввода ответов, а выход - к первому входу преобразователя код-аналог, вход второго дешифратора соединен с выходом блока кодирования, первый выход - с входом регистратора ответов, а второй выход - с входами первого генератора и блока задания времени, выход KotoI рого подключен к второму входу преобразователя код-аналог, третий вход первого (Л блока элементов И соединен с вторым выходом второго генератора.

Фиг. 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам программированного обучения и контроля качества усвоения знаний.

Известно устройство, содержащее блок ввода ответов, кодирующее устройство, переключатель номеров вопросов, блок регистрации ответов 1.

Недостатком данного устройства является невозможность учета различия контрольных вопросов по своей сложности и значимости для усвоения обучаемыми изучаемого материала.

Известно также устройство, состоящее из блока ввода ответов, счетчика, дещифратора, индикатора оценки знаний, логической части, имеющей схему присвоения весов ответам, выполненную на задающем генераторе, связанном с последовательно соединенными счетными триггерами, а выходы - с входами элементов схемы временной селекции 2.

Недостатками этого устройства являются его сложность, обусловленная больщим количеством элементов, и низкая достоверность итоговой оценки знаний обучаемого за счет того, что используются величины весов за сложность вопроса, отличающиеся друг от друга в 2 раза.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок ввода ответов, блок кодирования, переключатель номеров вопросов, блок регистрации ответов, генератор, блок задания времени, два блока элементов И, счетчик, дещифратор 10, блок 11 индикации (оценки знаний). В данном устройстве при введении ответа в блок ввода ответов последний выдает сигнал, который через блок кодирования и переключатель номеров вопросов поступает в блок регистрации ответов. Если ответ был сделан правильно, с блока регистрации выдается сигнал на блок совпадения, который обеспечивает включение реле времени блока задания времени в момент начала очередного импульса, получаемого с выхода генератора. За время, за которое генератор выдает сигнал на блок совпадения, в счетчик запишется число импульсов с генератора, равное весу данного ответа. Счетчик подсчитает импульсы в двоичной системе. Результат подсчета после дешифратора (преобразователя двоичной в десятичную систему счисления) поступает на индикаторы оценки знаний. Необходимо не столько получение конечного результата, сколько выяснение причин, влияющих на процесс обучения 3.

Недостаток устройства заключается в том, что повышение достоверности итоговой оценки достигается только за счет более точного соотношения важности и сложности задач (вопросов). Кроме того, устройство

не позволяет учитывать психофизиологические особенности обучаемого при сформировании итоговой оценки.

Целью изобретения является повыщение точности устройства с обеспечением высокой достоверности (объективности) формирования итоговой оценки за счет разделения процесса рещекия задачи (ответа на вопрос) на необходимое количество контролируемых этапов и поощрения (наказания) обучаемых за время, затраченное на их рещение (ответ) .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля знаний обучаемого, содержащее последовательно включенные блоки ввода ответов и кодирования, регистратор ответов, блок задания времени, последовательно соединенные первый генератор, первый блок элементов И, счетчик, первый дещифратор и блок индикации, второй вход первого блока элементов И подключен к выходу регистратора ответов, а также второй блок элементов И, введены второй дещиф|)атор и последовательно включенные преобразователь код-аналог, второй генератор, формирователь импульсов и счетчик времени, один выход которого соединен с вторым входом блока индикации, а другой - с первым входом второго блока элементов И, второй вход которого подключен к второму выходу блока ввода ответов, а выход - к первому входу преобразователя код-аналог, вход второго дешифратора соединен с выходом блока кодирования, первый выход - с входом регистратора ответов, а второй выход - с входами первого генератора и блока задания времени, выход которого подключен к второму входу преобразователя код-аналог, третий вход первого блока элементов И соединен с вторым выходом второго генератора.

Известно, что для обеспечения требуемой объективности контроля необходимо иметь до 10 контролируемых задач (вопросов), хотя высокую достоверность можно обеспечить и при использовании двух-трех задач (вопросов). Для этого необходимо задачу (вопрос) разработать так, чтобы можно было в процессе решения (ответа) получить не менее четырех-пяти независимых промежуточных контрольных результатов. Решение задачи (ответ на вопрос) на различных этапах различается по трудности, объему, длительности вычислений (ответа) и т.д. Это можно учесть, вводя показатели веса этапов. Наличие дocтatoчнo большого количества контролируемых этапов и их весов обеспечивает необходимую достоверность (объективность) формирования итоговой оценки за решение задачи (ответ на вопрос), в целом, а ввод поощрения (наказания) за время, затраченное на рещение (ответ) каждого этапа, позволяет обеспечить еще более высокую достоверность (объективность) формирования итоговой оценки. Это дает необходимую информацию, влияющую на анализ процесса обучения. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - разъяснение оценки знаний с применением этапности решения задач; на фиг. 3 - пояснение поощрения (наказания) обучаемого за время, затрачиваемое им на решение этапа задачи. Устройство для контроля знаний обучаемого содержит блок 1 ввода ответов, блок 2 кодирования, регистратор 3 ответов, счетчик 4, дешифратор 5, блок б индикации (оценки знаний), дешифратор 7 (номеров задач - этапов), блок 8 элементов И, блок 9 задания времени, генератор 10, преобразователь 11 код-аналог, генератор 12, блок 13 элементов И, формирователь 14 импульсов и счетчик 15 времени. Блок 1 осуществляет выработку сигнала ответа при вводе каждого этапа задачи (вопроса). Сигнал ответа через блок 2 и дешифратор 7 поступает в блок 4 который может содержать как регистраторы правильных, так и регистраторы неправильных ответов или только регистраторы правильных ответов. Если ответ был сделан правильно, то с блока 4 (с регистраторов правильных ответов) подается, сигнал на один вход блока 13, другой вход которого соединен с выходом генератора 10, частота генерации которого соединен с выходом генератора 10, частота генерации которого определяется режимами, задаваемыми дешифратором 7 в зависимости от номеров (вопросов.). Еще один вход блока 13 соединен с выходом генератора 12, частота генерации которого задается преобразователем 11. Режим работы преобразователя 11 определяется сравнением эталонного времени, поступающего на его один вход с выхода блока 9, и реального времени, затрачиваемого обучаемым на решение (ответ) этапа задачи (вопроса), которое поступает на его другой вход через блок 8 с выхода счетчика 15 времени в момент ввода ответа через блок 1. Преобразователь 11 вырабатывает сигнал обнуления счетчика 15 в момент окончания сигнала, поступающего с выхода генератора 12 на вход блока 13, и вырабатывается сигнал запуска счетчика 15 на решение следующего этапа задачи. Время, регистрируемое счетчиком 15, высвечивается в блоке 6, запуск счетчика 15 в начале занятия осуществляется преподавателем. Счетчик 4 считает импульсы, характеризующие вес каждого этапа, и время, затраченное обучаемым на его рещение. Устройство для контроля знаний обучаемого работает следующим образом. Пусть на примере работы прототипа необходимо оценить знания обучаемого по билету, состоящему из трех задач (фиг. 2). Каждая задача имеет свой вес - 24,15 и 20. Если обучаемый отвечает правильно, то счетчик 4 регистрирует количество импульсов 2 и 59, если первая задача решена неправильно - ToZj 35. Но известно, что задача может быть решена неправильно по многим причинам, например: ошибка в арифметике, ошибка вследствие невнимательности, ошибка вызванная незнанием существа рассматриваемого вопроса и т.д. Как видно из примера, в счетчик 4 не поступает 24 импульса, что является грубым наказанием обучаемого и это повлечет за собой неточную оценку знаний. Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере ответа на этот же билет. Пусть задачи 1, 2 и 3 разбиты на 4 этапа), (можно разбить на любое количество этапов Каждому этапу (вес определяется по методу экспериментных оценок) присвоен свой вес (фиг. 2). Если обучаемый не рещил (не ответил) второй этап, то не регистрируется всего 5 импульсов, а не 24, как в прототипе. Счетчик 4 регистрирует 54 импульса вместо 59, т.е. можно более объективно оценить знания обучаемого. На фиг. 3 показаны графики, поясняющие, как в устройстве происходит поощрение (наказание) за время, затраченное обучаемым на решение этапов задач. Рассмотрим пример решения задачи 1 (этапа 3). Пусть введен правильный ответ, тогда регистратор 3 выдает разрешающий сигнал (фиг. 4 а) на один вход блока 13. На другой вход блока 13 будут постоянно поступать импульсы с генератора 10 (фиг. 4 б) С const, Q var, где Q - определяет вес данного этапа. На третий вход блока 13 поступает сигнал с генератора 12 (фиг. 4 а), в момент ввода ответа в блок 1. Параметры сигнала следующие: Си varQ 2, где Ги- о|1ределяет время решения этапа задачи. Если .to ta (0-ответ), Э - эталон), T.e.fu , то в счетчик 4 (фиг. 4 г) будет записана сумма импульсов 2, 7, что соответствует оптимальному ответу на заданный этап. Если to - ta, то Си i ftвptи в счетчик 4 запишется 2ц. 3. Если ,, тоЯГц )ptH счетчик 4 зарегистрирует ц 10, т.е. обучаемый поощрен за правильность и быстроту решения этапа и всей задачи в целом. Аналогичным образом устройство работает при решении и остальных этапов задач. Таким образом, использование этапности решения (ответа на вопрос) задач и поощрения (наказания) за время их решения выгодно отличает предлагаемое от известных с точки зрения повышенной точности оценки знаний обучаемого, что позволяет обеспечить высокую достоверность (объективность) формирования итоговой оценки и анализа ее слияния на результаты обучения.