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

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 в различных учебных заведениях, а также на промышленных предприятиях в отделах подготовки кадров.

Известно устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные переключатель готовности ответа, кодирующее устройство, переключатель смены билетов, регистраторы правильных и неправильных ответов, переключатель сброса ответов, щины питания, индикаторы правильных и неправильных ответов, элемент задержки времени 1.

Недостатками данного устройства являются следующие.

Предлагается выбрать правильный ответ из 3 --5 альтернатив. При этом воспринимается и осмысливается большое количество неправильных ответов, а также не исключена возможность «запечатления в памяти неправильного ответа, который может быть воспринят как правильный. Можно угадать правильный ответ, не понимая смысла вопроса, это угадывание может произойти как случайно, так и в результате анализа альтернативов по формальным признакам - по длине ответа, по его правдоподобности, по его грамматической структуре. Можно прийти к правильному ответу в результате неверных рассуждений, поскольку ответ фиксирует конечный результат мысли, а не процесс ее протекания.

Учащийся привыкает работать с готовыми формулировками, что может затруднить самостоятельное конструирование ответа, связывает собственное мышление учащегося.

Однако некоторые из недостатков за счет рационального, методически продуманного построения вопросов и альтернативных ответов могут быть сведены на нет, но для этого требуется высокое профессиональное мастерство в соответствии с выборочными ответами, необходимость составления программированных вопросов, на что уходит много времени высококвалифицированных специалистов.

Известно устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные пульт обучаемого, 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 2.

Это устройство дает возможность обучаемому самостоятельно конструировать ответы неограниченной длины. Однако во многих ситуациях для коррекции процесса обучения важен не столько факт принятия обучаемым окончательного ответа, сколько метод нахождения последнего, его обоснование, В этом случае возникает необходимость

0 учета многозначности анализируемых рещений и формируемого ответа обучаемого. Контроль правильности ответов обучаемого на вопросы, на которые могут быть даны многозначные ответы, известное устройство не

с производит.

Одним из эффективных вариантов решения указанной проблемы является использование некоторых положений развивающейся в последнее время теории семантической научной информации цепи (информатики).

0 В частности, к анализу может быть привлечен аппарат решения информационно-логических задач. Характерными сторонами машинного анализа этого класса задач являются наличие значительного объема обрабатываемой информации, логический характер ее обработки и необходимость использования некоторого абстрактного формализованного языка, пригодного для передачи информации от обучаемого к машине.

Использование формализованного языка

0 особенно очевидно при большом количестве возможных ответов на заданный обучаемому вопрос. В этом отношении формализованный язык определяется как некоторая формальная модель естественного языка, освобожденная от различного рода синонимичных и случайных наслоений и предусматривающая определенные правила распознавания правильных и неправильных ответов обучаемого, а также их эквивалентных модификаций. ФЯ выступает при этом

0 как симиотическая (знаковая) система, адекватно отображающая объективную логику описываемой предметной области.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля знаний обучаемых, содержа5 щее последовательно включенные регистратор правильных ответов и регистратор неправильных ответов, первый элемент задержки и первый формирователь импульсов, последовательно включенные блок ввода агветQ ных действий обучаемого, 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 входами элементов И первой группы, а вход - с выходом первого формирователя импульсов, подключенным ко вторым входам элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами регистратора правильных ответов, а третьи входы - с вторым выходом первого распределителя импульсов, третий выход которого через первый элемент задержки подключен ко 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 соответствующим входам регистратора неправильных ответов 3. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет производить контроль правильности ответов обучаемого на вопросы, на которые могут быть даны многозначные ответы. Цель изобретения - расщирение дидактических возможностей устройства путем обеспечения контроля правильности ответов обучаемого по вопросам, на которые могут быть даны многозначные ответы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий обучаемого, генератор, первый элемент ИЛИ, 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 элемент задержки, первый формирователь импульсов 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, третий выход которого через первьш элемент задержки подключен к второму входу первого элемент та И, а второй вход - непосредственно к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, вторые входы элементов И первой группы подключены к выходу второго элемента задержки, введены блок элементов И и последовательно соединенные блок формирователей импульсов, третий элемент ИЛИ, третий распределитель импульсов, триггер, третий элемент задержки и второй элемнт И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом 114 2 второго распределителя импульсов, третий вход которого через блок элементов И подключен к вторым выходам блока формирователей импульсов и третьего распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, подключенным к второму входу триггера, вход блока формирователей импульсов подключен к выходу блока ввода ответных действий обучаемого. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - вновь введенные блоки и их взаимосвязь с другими узлами устройства. Устройство для контроля знаний обучаемых содержит блок 1 ввода ответных деиствий 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 11 импульсов, группу элементов И 12, группу элементов И 13, блок 14 регистрации правильных ответов, блок 15 регистрации неправильных ответов, блок 16 формирователей импульсов блок 17 элементов И, элемент ИЛИ 18, распределитель 19 импульсов, триггер 20, элемент 21 задержки, элемент И 22. Каждой кнопке блока 1 присваивается определенный символ. Например, если ответы строятся только в цифровой форме, то число кнопок будет равно десяти, а каждой из них будет присвоен один из символов числового ряда от О до 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, При нажатии на кнопку с символом «1 с выхода элемента ИЛИ 3 будет снят один импульс, при нажатии на кнопку с символом «2 с выхода элемента ИЛИ 3 будет снято два импульса и т. д. при нажатии на кнопку с символом «О с выхода элемента ИЛИ 3 будет снято десять импульсов. С выхода элемента И 22 импульсы подаются на тактовую щину распределителя 5, выполненного по схеме кольцевого распределителя с возможностью записи первоначальной информации в любой разряд, а через элемент И 7 - на тактовую шину распределителя 4. Минимальное число выходов распределителей 4 и 5 равно числу вопросов в билете плюс один. Например, максимальное число вопросов в билете равно десяти, значит количество выходов распределите лей 4 и 5 должно быть не менее одиннадцати. На тактовую шину распределителя 4 поступают импульсы с элемента И 7 благодаря элементу 6, причем шина соединена с выходом распределителя 4 только при первом нажатии на какую-либо кнопку блока 1. Длительность задержки, осуществляемая элементом 6, должна быть не менее времени полного цикла работы генератора 2. Длительность задержки элементом 2 также выбирается не менее времени полного цикла работы генератора 2. Блок 17 (фш 2) содержит элементы И 23, первые входы которых соединены с первой группой формирователей 24, вторые входы - с определенными выходами распределителя 19. Выход каждого элемента И 23 соединен с соответствующим информационным входом распределителя 5. Блок 16 (фиг. 2) содержит формирователи 24 и.м пульсов, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока 1 ввода действий обучаемого. Выходы формирователей второй группы блока 16 соединены с входами элемента ИЛИ 18. На фиг. 2 к первой группе отнесены формирователи 24, входы которых соединены с кнопками, снабженными индексами «1, «2, «3, «4, «5, «6, ко второй группе - формирователи 24, входы которых соединены с кнопками, снабженными индексами «7, «8, «9, «О. Определенные выходы распределителей 4 и 5 соединены с входами элементов И 12, определенные выходы распределителя 4 соединены с входами элементов И 13. Устройство работает следующим образом. Учащемуся предлагается контрольный билет, например, из десяти вопросов. Каждому вопросу в билете-присвоен определенный помер. Например, одним из вопросов является вопрос под номером 271060. Пусть правильный ответ на поставленный вопрос может быть выражен в цифровой форме в виде числа 168 или в виде числа 739. Учащийся должен кнопками блока 1 последовательно ввести числа 2. 7, 1, О, 6, 0. После нажатия на кнопку с индексом «2 распределитель 4 установится в положение, которое соответствует поступлению на его вход двух импульсов. Распределитель 5 при нажатии кнопки с индексом «2 своего состояния изменить не может, так как ни на одном выходе распределителя 19, связанного с элементами И 23, нет сигнала. При нажатии на кнопку с индексом «7 с формирователя 24, связанного с кнопкой с индексом «7, через элемент ИЛИ 18 на тактовую щину распределителя 19 подается сигнал. Распределитель 19 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход одного импульса (на первом выходе распределителя 19, связанном с блоком 17, поягзляется сигнал). При нажатии на кноп112 ку с индексом «1 импульсом с формирователя 24, связанного с кнопкой с индексом «1, через элемент И 23 блока 17 записывается информация в определенную ячейку распределителя 5. При нажатии на кнопку с индексом «О через элемент ИЛИ 18 на тактовую шину распределителя 19 подается импульс. Распределитель 19 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход двух импульсов (на втором выходе распределителя, связанном с блоком.17, появляется сигнал). При нажатии на кнопку с индексом «6 импульсом с формирователя 24, связанного с кнопкой «6, через элемент И 23 блока 17 (на фиг. 2 это последний элемент И 23 - счет слева направо) записывается информация в другую ячейку распределителя 5. При нажатии на кнопку с индексом «О с формирователя 24, связанного с кнопкой с индексом «О, через элемент ИЛИ 18 на тактовую шину распределителя 19 подается импульс. Распределитель 19 устанавливается в положение, соответствующее поступлению на его вход трех импульсов (на выходе распределителя 19, связанном с триггером 20, появляется сигнал) и триггер 20 устанавливается в единичное состояние, открывая через вре.мя, определяемое элементом 21 задержки, элемент И 22 по первому входу. При дальнейших манипуляциях кнопками блока 1 информация распределителя 19 стирается, так как распределитель 19 не кольцевой. После ввода номера вопроса учащийся делает ответ. Ответ также набирается кнопками блока 1. Если учащимся ответ сделан правильно, т. е. последовательно были нажаты кнопки блока 1 или с индексами «1, «6, «8 или с индексами «7, «3, «9, то распределитель 5 установится в положение, которое соответствует поступлению на его вход или пятнадцати импульсов (1 + + 6 + ) или девятнадцати импульсов (7 + 3 + ). Ячейка распределителя 5, выход которой соединен с входом элемента И 12, другой вход которого соединен с выходом распределителя 4, соответствующим поступлению на его вход двух импульсов, будет находиться в возбужденном состоянии как при поступлении на его вход пятнадцати, так и девятнадцати импульсов. При нажатии в блоке 1 на переключатель готовности ответа, управляющий работой формирователя 8, 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 регистратор правильных ответов на этот вопрос и исключает срабатывание в дальнейшем регистратора неправильных ответов на этот же вопрос, и.наоборот, при неправильном ответе на вопрос срабатывает регистратор неправильных ответов на этот же вопрос и исключает в дальнейшем срабатывание регистратора правильных ответов на этот же вопрос. Если учаш,ийся получил в результате решения неправильный ответ, например число 158, и ввел его в устройство, то сигнал с распределителя 5 поступает с выхода, не соответствующего поступлению на его вход или пятнадцати или девятнадцати импульсов. При подаче сигнала с формирователя 8 сигнал в этом случае через элемент 9 и элемент И 13 подается на регистратор неправильных ответов блока 15, который, срабатывая, включает индикатор неправильного ответа на данный вопрос. Элемент 9 задержки служит для исключения срабатывания регистратором блока 15 при правильном ответе на вопрос. Одновременно с выхода формирователя 8 сигнал полается через элемент 9 и элемент ИЛИ 10 на шину установки в нулевое положение распределителей 4, 5, 19 и триггера 20 (в нулевом состоянии в одной из ячеек распределителей 4 и 19 записана информация, в распределителе 5 ни в одной из ячеек информация не записана - все ячейки распределителя 5 обнулены). , В том случае, когда учащийся выбрал ошибочный ответ, он может его исправить до нажатия на переключатель готовности ответа путем установки распределителей 4, 5 и 19, а также триггера 20 в исходное положение при помощи переключателя, управляюшего работой формирователя 11 (переключатель не показан). После нажатия на этот переключатель учашийся должен перенабрать номер вопроса и ответ на этот вопрос, после чего нажать на переключатель готовности ответа. В предлагаемом устройстве для контроля знаний обучаемых наиболее трудоемкая операция - составление программированных билетов - заменена операцией шифрации номера вопроса таким образом, чтобы после набора вопроса и одного из правильных ответов на него кнопками блока 1 распределитель 5 устанавливается в заранее определенное положение, при котором на входы одного из элементов И 12 будет подаваться сигнал как с распределителя 4, так и с распределителя 5. Операция шифрации номера вопроса фактически является механической, не требует высокой квалификации и может быть проведена в считанные минуты для всего билета. При этом достоинством устройства является то, что шифрация номера вопроса в нем может быть проведена не однозначно, а с бесчисленным числом вариантов. Устройство для контроля знаний обучаемых обеспечивает исключительное самостоятельное формулирование учащимся ответов и ввод в устройство неограниченной длины, - - любого информационного объема, Особенно важным является то, что из схемы устройства исключены механические переключатели - устройство может быть выполнено полностью в интегральном исполнении, кроме того имеет возможность контроля знаний по вопросам, имеющим многозначные ответы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий обучаемого, генератор, первый элемент ИЛИ, 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 элемент задержки, первый формирователь импульсов и последовательно включенные второй формирователь испульсов, 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, третий выход которого через первый элемент задержки подключен к второму входу первого элемента И, а второй вход - непосредственно к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, вторые входы элементов И первой группы подключены к выходу второго элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок элементов И и пооследовательно соединенные блок формирователей импульсов, третий элемент ИЛИ, третий распределитель импульсов, триггер, третий элемент задержки и второй элемент И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с вторым входом второго распределителя импульсов, третий вход которого через блок элементов И подключен к вторым выходам блока формирователей импульсов и третьего распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, подключенным к второму входу триггера, вход блока фор мирователей импульсов подключен к выходу СО блока ввода ответных действий обучаемого. со