Устройство для контроля знаний обучаемых Советский патент 1985 года по МПК G09B7/02 

вертого и пятого распределителей импульсов, выходы третьего, четвертого и пятого элементов задержки соединены соответственно

с вторым входом третьего элемента И и третьими входами четвертого и пятого элементов И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий обучаемого, генератор и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент И, первый распределитель импульсов, элементы И первой группы, блок регистрации неправильных ответов и блок регистрации правильных ответов, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации неправильных ответов, первый формй рователь импульсов, первый элемент задержки и последовательно включенные второй формирователь импульсов, второй элемент задержки, второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, выходы которых соединены с -вторым входом блока регистрации правильных ответов, вторые входы- с выходом второго формирователя импульсов, а третьи входы - с вторым выходом первого распределителя импульсов, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ непосредственно, а третий выход через первый элемент задержки - к первому входу первого элемента И, выход второго элемента задержки соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выход первого формирователя импульсов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные второй элемент И, -третий элемент И, третий распределитель импульсов, третий элемент задержки, первый инвертор, четвертый элемент И, четвертый распределитель импульсов, четвертый элемент задержки, второй инвертор, пятый элемент И, пятый распределитель импульсов, пятый элемент задержки и третий инвертор, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, последовательно соединенные формирователи импульсов группы, третий элемент ИЛИ, шестой элементзадержки, шестой элемент И, счетчик, дешифратор, четвертый элемент ИЛИ, третий формирователь импульсов, седьмой элемент задержки, блок сравнения, пятый элемент а S ИЛИ, триггер и индикатор, а также последовательно соединенные восьмой элемент (Л задержки и четвертый инвертор, выход кото рого подключен к второму входу шестого элемента И, третий вход которого соединен с вторым выходом триггера, подключенны.м к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого эле.мента ИЛИ, а выход - с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и второго распределителя импульсов и третьим входом первого элемента И, вход восьмого элемента задержки соединен с одним из выходов дешифратора, подключенных к вто рому входу блока сравнения, третий, чет05 вертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом второго распределителя импульсов и с вторыми выхо дами третьего, четвертого и пятого распределителей импульсов, второй вход счетчика под ключей к выходу второго элемента ИЛИ, соединенному с вторым входом пятого элемента И, второй вход триггера подключен к выходу третьего формирователя импульсов, входы формирователей группы соединены с выходом блока ввода ответных действий обучаемого, выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам третьего, чет

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам автоматизированного приема экзаменов, контрольных работ, и закрепления знаний обучаемых при изучеНИИ нового материала, и может быть использовано в различных учебных заведениях, а также на промышленных предприятиях в отделах подготовки каждое. Известно устройство для контроля знакий обучаемых, содержащее последовательно включенные пульт oбyчaeмo o, элемент задержки, переключатель вопросов и блок регистрации, последовательно соединенные элемент ИЛИ, счетчик 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 1 . Устройство обеспечивает распознавание правильности ответа обучаемого, но не позволяет при ошибке в ответе указать на нее обучаемому. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные регистратор правильных ответов и регистратор неправильных ответов, первый элемент задержки и первый формирователь импульсов, последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора, генератор импульсов, первый элемент ИЛИ, элемент И, первый распределитель импульсов и элементы .И первой группы, последовательно соединенные второй формирователь импульсов, второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, а также второй элемент задержки, первый выход которого соединен с входом второго элемента ИЛИ, второй выход - с вторыми входа ми элементов И первой группы, а вход - с выходом первого формирователя импульсов, подключенным к вторым входам элементов И второй группы, выходы которыхсоединены с соответствующими входами регистратора правильных ответов, а третьи входы - с вторым выходом первого распределителя импульсов, третий выход которого через первый элемент задержки подключен к -второму входу элемента И, первый и второй входы второго распределителя импульсов соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, выходы элемента И первой группы подключены к соответствую щим входам регистратора неправильных ответов 2. Устройство также обеспечивает распознавание правильности ответа обучаемого любого информационного объема, но не позволяет при ошибочном ответе указать на него обучаемому. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет обеспечения контроля правильности ответа при его вводе. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий обучаемого, генератор и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый элемент И, первый распределитель импульсов, элементы И первой группы, блок регистрации неправильных ответов и блок регистрации правильных ответов, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации неправильных ответов, первый формирователь импульсов, .первый элемент задержки и последовательно включенные второй формирователь импульсов, второй элемент задержки, второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, выходы которых соединены с вторым входом блока регистрации правильных ответов, вторые входы - с выходом второго формирователя импульсов, а третьи входы - с вторым выходом первого распределителя импульсов, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ непосредственно, а третий выход через первый элемент задержки - к первому входу первого элемента И, выход второго элемента задержки соединен с вторыми входами элементов И первой группы, выход первого формирователя импульсов подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, введены последовательно включенные второй элемент И, третий элемент И, третий распределитель импульсов, третий элемент задержки, первый инвертор, четвертый элемент И, четвертый распределитель импульсов, четвертый элемент задержки, второй инвертор, пятый элемент И, пятый распределитель импульсов, пятый элемейт задержки и третий инвертор, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, последовательно соединенные формирователи импульсов группы, третий элемент ИЛИ, шестой элемент задержки, шестой элемент И, счетчик, дешифратор, четвертый элемент ИЛИ, третий формирователь импульсов, седьмой элемент задержки, блок сравнения, пятый элемент ИЛИ, триггер и индикатор, а также последовательно соединенные восьмой элемент задержки и четвертый инвертор, ныход которого подключен к второму входу шестого элемента И, третий вход которого соединен с вторым выходом триггера, подключенным к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с вторыми входами четвертого и пятого элементов И и второго распределителя импульсов и третьим входом первого элемента И, вход восьмого элемента задержки соединен с одним из выходов дешифратора, подключенных к второму входу блока сравнения, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом второго распределителя импульсов и с вторыми выходами третьего, четвертого и пятого распределителей импульсов, второй вход счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, соединенному с вторым входом пятого элемента И, второй вход триггера подключен к выходу третьего формирователя импульсов, входы формирователей группы соединены с выходом блока ввода ответных действий обучаемого, выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам третьего, четвертого и пятого распределителей импульсов, выходы третьего, четвертого и пятого элементов задержки соединены соответственно с вторым входом третьего элемента И и третьими входами четвертого и пятого элементов И. Для выявления ошибок в ответе обучаемого его ответ, состоящий из п элементов. разбивается на к. блоков, число элементов в каждом из которых в общей случае различно. Математически это может быть представлено следующим образом: Р„ Ра + Рв +PC+.-+PW, где РП -правильный и полный ответ на вопрос, состоящий из п элементов; Ра. - первый блок ответа, состоящий из а-элементов; Pg - второй блок ответа, состоящий из в элементов; РМ - к-й блок ответа, состоящий из м элементов. При этом следует иметь в виду, что операция сложения некоммутативна. При этом выполняется условие л a-|-B-f c-f ... + м. В общем случае ...м. После ввода элементов ответа производится контроль правильности ввода элементов, после ввода в элементов ответа производится контроль правильности ввода а + в элементов и т.д. и, наконец, после ввода м элементов к-го блока по запросу обучаемого устройство производит контроль правильности всего ответа. На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 3 - блок сравнения на уровне функциональных узлов. Устройство для контроля знаний обучаемых содержит блок 1 ввода ответных действий обучаемого, состоящий из кнопок, количество которых равно количеству элементов, из которых могут быть составлены ответы на -билет, генератор 2, элемент ИЛИ 3, распределитель 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, элемент 6 задержки, элемент И 7, формирователь 8 импульсов, элемент 9 задержки, элемент ИЛИ 10, формирователь И импульсов,.группу элементов И 12 группу элементов И 13, блок 14 регистрации правильных ответов, блок 15 регистрации неправильных ответов, элемент И 16, элемент И 17, распределитель 18 импульсов, элемент 19 задержки, инвертор 20, элемент И 21, распределитель 22 импульсов, элемент 23 задержки, инвертор 24, элемент И 25, распределитель 26 импульсов, элемент 27 задержки, инвертор 28, группу формирователей импульсов 29, элемент ИЛИ 30, элемент 31 задержки, элемент И 32, счетчик 33, дешифратор 34, элемент ИЛИ 35, формирователь 36 импульсов, триггер 37, индикатор 38, блок 39 сравнения, элемент ИЛИ 40, элементы задержки 41 и 42, инвертор 43. Блок 39 содержит однотипные группы элементов И 44, 45, 46, элемент ИЛИ 47 и элемент И 48. Каждой кнопке блока 1 присваивается определенный символ. Например, если ответы строятся только в цифровой форме, то число кнопок равно десяти, а каждой из них присвоен один из символов числового ряда 0-9. При нажатии на любую из кнопок блока 1 начинает работу генератор 2, выполненный по схеме генератора-распределителя импульсов. Количество импульсов, выдаваемых генератором 2, зависит от символа кнопки, на которую произведено нажатие. Так например, при нажатии на кнопку с символом «1 с выхода элемента ИЛИ 3 снимается один импульс, при нажатии на кнопку с символом «2 с выхода элемента ИЛИ 3 снимается два импульса и т.д., при нажатии на кнопку с символом «О с выхода элемента ИЛИ 3 снимается десять импульсов. С выхода элемента ИЛИ 3 через элемент И 16 импульсы подаются на тактовую шину распределителя 5, выполненного по схеме кольцевого распределителя..С выхода элемента И 16 через элемент И 7 импульсы подаются на тактовую щину распределителя 4, через элемент И 25 - на тактовую шину распределителя 26, через элемент И 21 - на тактовую шину распределителя 22, через элемент И 17 - на тактовую шину распределителя 18. Минимальное число выходов распределителей 4, 5, 26, 22, 18 равно числу вопросов в билете плюс один. Например, максимальное число .вопросов в билете равно десяти, значит количество выходов распределителей 4,5,26,22,18 должно быть не меньше одиннадцати. На тактовую шину распределителя 4 поступают импульсы с элемента И 7 благодаря элементу 6. На тактовую шину распределителя 26 импульсы поступают с элемента И 25 благодаря элементу 27. На тактовую шину распределителя 22 поступают импульсы с элемента И 21 благодаря элементу 23. На тактовую шину распределителя 18 поступают импульсы с элемента И 17 благодаря элементу 19. Длительность задержки, осуществляемой элементами 6, 27, 23, 19 должна быть меньше времени полного цикла работы генератора 2. В блоке 39 группы элементов И 44, И 45, И 46 осуш,ествляют поразрядное срравнение содержимого распределителя 5 с содержимым распределителей 18, 22, 26. Выходы ячеек распределителей 5, 18, 22, 26, в которые записывается исходная (начальная) информация, не имеют связей с блоком 39 сравнения. Определенные выходы распределителей 4 и 5 соединены с входами элементов И 12, определенные выходы распределителя 4 соединены с входами элементов И 13. Входы элементов 6, 27, 23, 19 соединены с выходами ячеек соответствуюш,их распределителей, в которые записывается исходная (начальная) информация. Счетчик 33 предназначен для количественного учета числа нажатий на кнопки блока 1 Время задержки элемента 31 должно быть не менее времени полного цикла работы генератора 2. С выхода дешифратора 34 на блок 39 подается сигнал только после определенного числа нажатий на кнопки блока 1, например после шестого, седьмого и десятого нажатий. Устройство работает следуюш.им образом. Учашемуся предлагается контрольный билет, например, из десяти вопросов. Каждому вопросу в билете присвоен определенный номер. Например, одним из вопросов является вопрос под номером 89723 «Вычислить корень квадратный из числа 15241383936. Учащийся должен кнопками блока 1 последовательно ввести числа 89723. После нажатия на кнопку с индексом «8 распределитель 18 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход восьми импульсов, после чего открывается элемент И 21 по первому входу. После нажатия на кнопку с индексом «9 распределитель 22 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход девяти импульсов, после чего открывается элемент И 25 по первому входу. После нажатия на кнопку с индексом «7 распределитель 26 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход семи импульсов, после чего открывается элемент И 7, При нажатии на кнопку с индексом «2 распределитель 4 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход двух импульсов. При дальнейших манипуляциях с кнопками блока 1 ответных действий обучаемого состояние распределителей 4, 26, 22, 18 не изменяется. После нажатия на кнопку с индексом «3 распределитель 5 устанавливается в положение, которое соответствует поступлению на его вход двадцати девяти импульсов (8 + -f9-f7-+-2-f3 29). После ввода номера вопроса учащийся делает ответ. Ответ также набирается кнопками блока 1. После ввода первого элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «1 (правильный ответ на прставленный выше вопрос число 123456), то распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще одного импульса, а всего тридцати импульсов (29+ + ). Счетчик 33 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход шести импульсов, на первом выходе дешифратора 34 появляется сигнал (после шести нажатий на кнопки блока 1 на дешифратора 34 появляется сигнал), который подается на вход элементов И 44. Одновременно с этим импульсом с формирователя 36 (импульс запуска на формирователь 36 подается с дешифратора 34 через элемент 35) триггер 37 устанавливается в единичное состояние. Элемент И 16 закрывается. Через время, определяемое элементом 41, импульс с формирователя 36, проходя через элемент И 48 (выход распределителя 18, соответствующий поступлению на его вход восьми импульсов, и выход распределителя 5, соответствующий поступлению на его вход тридцати импульсов, соединены с входами одного и-того же элемента И 44, с выхода которого через элемент ИЛИ 47 подается сигнал на вход элемента И 48) и элемент ИЛИ 40, устанавливает вновь триггер 37 в нулевое состояние. Элемент И 16 открывается.

После ввода второго элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «2, распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще двух импульсов - всего тридцати двух импульсов (30 + ). Счетчик 33 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход шести импульсов. На втором выходе дешифратора 34 появляется сигнал, который подается на вход элементов И 45. Одновременно с этим импульсом с формирователя 36 (импульс запуска на вход формирователя 36 поступает с дешифратора 34 через элемент ИЛИ 35) триггер 37 устанавливается в единичное состояние. Элемент И 16 закрывается. Через время, определяемое элементом 41, импульс с формирователя 36, проходя через элемент И 48 (выход распределителя 22, соответствующий поступлению на его вход девяти импульсов и выход распре;}елителя 5, соответствующий поступлению на его вход тридцати двух импульсов, соединены с входами одного и того же элемента И 45, с выхода которого через элемент ИЛИ 47 подается сигнал на вход элемента И 48), и элемент ИЛИ 40, устанавливает вновь триггер 37 в нулевое состояние. Элемент И 16 открывается.

После ввода третьего элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «3, распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще трех импульсов - всего тридцати пяти импульсов (32-f3 35).

После ввода четвертого элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «4, распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще четырех, импульсов - всего тридцати девяти импульсов (35 + 4 39).

После ввода пятого элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «5, распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще пяти импульсов - всего сорока четырех импульсов (39 + 5 44). ,

Счетчик 33 устанавливается в положение соответствующее поступлению на его вход десяти импульсов, на третьем выходе дешифратора 34 появляется сигнал (после десяти нажатий на кнопки блока 1 на выходе дешифратора 34 появляется сигнал, который подается на входы элементов И 46). Одновременно с этим импульсом с формироватеЛЯ 36 (импульс запуска на вход формирователя 36 поступает с дешифратора 34 через элемент ИЛИ 35) триггер 37 устанавливается в единичное состояние. Элемент И 16 закрывается. Через время, определяемое элементом задержки 41, импульс с формирователя 36, проходя через элемент И 48 (выход распределителя 26, соответствующий поступлению на его вход семи импульсов, и выход распределителя 5, соответствующий поступлению на его вход сорока четырех импульсов соединены с входами одного и того же элемента И 46, с выхода которого через элемент ИЛИ 47 подается сигнал на вход элемента И 48) и элемент ИЛИ 40, устанавливает вновь триггер 37 в нулевое состояние. Элемент И 16 открывается по входу, соединенному с триггером 37.

Благодаря тому, что третий выход дешифратора 34 через инвертор 43 соединен с входом элемента И 32, при наличии сигнала на третьем выходе дешифратора 34 элемент И 32 закрывается по входу, соединенному с входом инвертора 43, и изменение состояния счетчика 33 при дальнейших манипуляциях с кнопками блока 1 становится невозможным.

После ввода последнего, шестого, элемента ответа, если учащийся ввел его правильно, т.е. нажал на кнопку с индексом «6, распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход еще шести импульсов - всего пятидесяти импульсов (44 + 6 50).

Выход распределителя 4, соответствующий поступлению на его вход двух импульсов, и выход распределителя 5, соответствующий поступлению на его вход пятидесяти импульсов, соединены с входом одного и того же элемента И 12. При нажатии на переключатель готовности ответа, управляющий работой формирователя 8, подается сигнал на вход элемента И 12, с выхода формирователя 8 подается сигнал на вход элемента И 12. С выхода элемента И 12 сигнал поступает на регистратор правильного ответа блока 14, который включает индикатор правильного ответа на поставленный вопрос.

Блоки 14 и 15 в работе взаимосвязаны таким образом, что при правильном ответе на какой-либо вопрос срабатывает регист-, ратор правильных ответов на этот вопрос и исключает срабатывание в дальнейшем регистратора неправильных ответов, на этот же вопрос, а при неправильном ответе на вопрос срабатывает регистратор неправильных ответов на этот вопрос и исключает в дальнейшем срабатывание регистратора правильных ответов на этот вопрос.

Если учащийся в процессе ввода ответа какой-либо элемент ответа ввел неправильно, например первый - вместо нажатия на кнопку с индексом «1 учащийся нажал на кнопку с индексом «8, то распределитель 5 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход тридцати семи импульсов (29 + ) вместо тридцати при правильном вводе. Ввиду того, что выход распределителя 18, соответствующий поступлению на его вход восьми импульсов, и выход распределителя 5, соответствующий поступлению на его вход тридцати семи импульсов, соединены с входами разных элементов И 44, триггер 37, установивщись в единичное состояние импульсом с элемента 41, не сможет установиться в нулевое состояние (вход элемента И 48 по входу, соединенному с выходом элемента ИЛИ 47, закрыт). Триггер 37, установившись в единичное состояние, закрывает элементы И 32 и 16 по входам, соединенным с ним, и таким образом исключает изменение состояний счетчика 33 и распределителя 5 в дальнейшем при любых манипуляциях с кнопками блока 1. При установке триггера 37 в единичное состояние загорается индикатор 38, который указывает, что при вводе данной контролируемой группы элементов ответа допущена ошибка. При ошибочном вводе других элементов ответа устройство работает аналогично. При подаче сигнала с формирователя 8 при неправильном ответе ввиду того, что распределитель 5 устанавливается в состояние, соответствующее поступлению на его вход пятидесяти импульсов, сигнал в этом случае через элемент 9 и элемент И 13 подается на регистратор неправильных ответов блока 15, который включает индикатрр неправильного ответа на данный вопрос. Одновременно с выхода формирователя 8 сигнал подается через элемент 9 и элемент ИЛИ 10 на шину установки в нулевое положение распределителей 4, 5, 26, 22, 18, счетчика 33 и триггера 37 (сигнал установки триггера 37 в нулевое состояние подается на него через элемент ИЛИ 40). Если учащийся выбрал ошибочный ответ, он может его исправить до нажатия переключателя готовности ответа путем установки элементов схемы (распределителей, счетчика и триггера) в исходное положение при помощи переключателя, управляющего работой формирователя 11 (переключатель не показан). После нажатия на этот переключатель учащийся должен перенабрать номер вопроса и ответ на этот вопрос, после чего 1ажать на переключатель готовности ответа. В предлагаемом устройстве для контроля знаний обучаемых наиболее трудоемкая операция - составление программированных билетов -: заменена щифрацией номера вопроса таким образом, чтобы после набора вопроса и ответа на него кнопками блока 1 распределитель 5 устанавливался в заранее определенное состояние, при котором на входы одного из элементов И 12 подается сигнал как с распределителя 4, так и с распределителя 5. Операция шифрации номера вопроса фактически является механической, не требует высокой квалификации, может быть проведена в считанные минуты для всего билета. Устройство для контроля знаний обучаемых обеспечивает исключительно самостоятельное формулирование учащимися ответов и ввод ответа в устройство неограниченной длины, т.е. любого информационного объема. Ввиду того, что в устройстве отсутствуют механические элементы оно может быть выполнено полностью в интегральном исполнении. Возможность выявления ошибки в ответе в процессе его .ввода является преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, кроме того, предлагаемое устройство позволяет с большой точностью контролировать конструируемый ответ типа a-i, аа, ..., а„, где изменение последовательности индекса недопустимо.

Фиг.1

И эл. W

Сраспр. 5

33

фиг. 2