Устройство для обучения Советский патент 1986 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к техническим средствам обучения (ТСО), в част ности к адаптивным обучающим системам, и может-быть использовано для обучения и контроля обучаемых по раз личным предметам. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет индивидуального общения с обучаемым в диалоговом режиме при групповом обучении и за счет предъявления учебной информации в удобной форме для восприятия и понимания в соответствии с обучаемым предметом. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обучения; на фиг. 2 - схема блока формирования символов; на фиг. 3 - схема коммутатора; на фиг, 4 - схема логического блока; на фиг. 5 - принцип смены обозначения клавиш. Устройство для обучения содержит блок 1 программного управления,блок 2 анализа ответов и состояния обучаемого, блок 3 памяти (для управления состоянием обучаемого), блок А формирования сигналов учебной информации, блок 5 формирования символов, коммутатор 6, пульт 7 обучаемых Каждый вход группы входов коммутатора 6 соединен с соответствующим выходом логического блока 8, выход которого подключен к аудиовизуальному блоку 9. Пульты 7 и 10 обучаемых содержит блоки 11 ввода ответа и реакций обучаемого, блок 12 предъявления информации и блок 13 рефлектор но-установочных воздействий. Блоки 2 3, 4 и 5 соединены с блоком 1 программного управления шинами управления 14, данных 15 и адресов 16, Блок 1 содержит вычислитель, узел ввода - вывода и узел памяти (не показаны) , поделенный на две зоны, в первой из которых содержится програм ма управления взаимодействием блоков 2, 3, 4и5, а во второй - программа распознавания команд. В качестве вычислителя может быть использован мик ропроцессор, содержащий шины управления 14, данных 15 и адресов 16, буферные регистры, индексный регистр арифметикологическое устройство, регистры общего назначения, регистр со стояния, узел прерывания (не показаны) , выполняющий элементарные арифметические и логические операции сог 74 ласно программы, поступающей по внешней шине микропроцессора. Блок 2 включает вычислитель и узел памяти, поделенньй на три зоны хранения предисторий обучения всех обучаемых, накопление кодов ответа обучаемых на текущую дозу и программы сценария обучения на текущие дозы. Блок 3 вьтолнен аналогично блоку 2, в памяти которого хранится системная программа управления состоянием обучаемьк в зависимости от предисторий, характера ошибок и сложности задания. Блок 4 вьтолнен аналогично блоку 2, но в его узле памяти, поделенной на две зоны, хранится полная программа процесса обучения и программа формирования вариантов задач. Блок 5 (фиг. 2) содержит последовательно соединенные регистр 17, узел 18 памяти, мультиплексор 19, сдвигающий регистр 20 и регистр 21, последовательно соединенные элемент 22 задержки, элемент ИЛИ 23, триггер 24, генератор 25 импульсов, счетчик 26, счетчик 27, формирователь 28 импульсов и элемент ИЛИ 29, формирователь 30 импульсов, элемент ИЛИ 31, регистр 32.. . Коммутатор 6 содержит (фиг. 3) последовательно соединенные триггер 33, генератор 34 импульсов, счетчик 35, дешифратор 36, блок 37 элементов, блок 38 усилителей, блок 39 элементов И, блок 40 усилителей, блок 41 усилителей, блок 42 элементов И, элемент ИЛИ 43, формирователь 44 импульсов . Блок 8 (фиг. 4) содержит последовательно соединенные усилитель 45, счетчики 46 и 47, дешифратор 48,триггер 49, элемент И 50, усилители 51 и 52, сдвигающий регистр 53. Аудиовизуальный блок 9 вьтолнен на базе дистанционно управляемых проектора и магнитофона. Часть клавиш блока 11 замещается выходными контактами датчиков состояния обучаемого. Смена обозначений клавиш блока 11 достигается с помощью упругой пленки 54 (фиг. 5) с нанесенными на ней обозначениями алфавита, вставленной в прижимную рамку 55 с направляюш 1ми фиксаторами 56, и экрана блока 9, на который проецируются с кадра проектора блока 9 автоматически сменяемые обозначения клавиш верхнего ряд блока 11. Блок 12 представляет собой упрощенный дисплей, включающий узел запи си, регенерационную память, электрон но-лучевую трубку, узлы развертки, синхронизации и питания (не показаны Блок 13 включает управляемый магнитофон с записью программ автотренинга, света и тоностимулятора, узел рефлекторного подкрепления (не показаны) . Устройство для обучения работает следующим образом. Перед началом занятия посредством блока 1 осуществляется загрузка узлов памяти в блоках 1-5. Обучение на чинается по инициативе обучаемых, ко торые с помощью блока 11 вводят в блок 2 свои начальные данные, а в ответ посредством блоков 1, 2, 4, 5 8, 9 и 12 предъявляется учебная информация текущей дозы, которая завер шается контрольными вопросами. В зависимости от качества ответов, и сос тояния обучаемых, определяемого блоком 2, продолжается обучение, а в . случае необходимости осуществляется воздействие на них с помощью блоков 3 и 13. При вводе ответа обучаемых с помощью блока 11 поступает сигнал запроса с выхода блока 11 на вход (младший разряд) регистра 53, а с выхода блока 11 - на вход (старшие разряды) регистра 53 код нажат.ой кла виши, который и записывается в регистр 53. С выхода регистра 53 (млад ший разряд) сигнал запроса через эле мент И 50 и усилитель 51 поступает в коммутатор 6 на вход одного из усилителей 41, и далее на вход одного из элементов блока 42. Коммутатор 6 нормально находится в режиме поиска, т.е. генератор 34 выдает импульсы на вход счетчика 35, двоичный код которого преобразуется дешифратором 36, сигналы выходов которого опрашивают элементы И блоков 37, 39 и 42. В момент появления сигнала запроса на входе элемента И блока 42 с дешифратора 36 на выходе блока 42 воз.никает сигнал, который через элемент 43, формирователь 44 опрокидывает триггер 33 в состояние О и останавлявает генератор 34. Состояние счетчика 35 в этот момент соответствует номеру пульта 7 обучаемого, с которого поступил сигнал запроса. С выхода счетчика 35 код поступает на регистр 32 (фиг. 2), а сигнал запроса формирователя 44 - на вход элемента 23 и далее на единичный вход триггера 24, которьш запускает генератор 25, импульсы которого поступают на вход счетчика 26, а с выхода блока 5 через открытый элемент И блока 37 и усилитель блока 38 импульс поступает на вход блока 8, подключенного пульта 7 и далее через усилитель 45 - на вход регистра 53, подавая код нажатой клавиши через элемент 50, усилитель 51, усилитель блока 41, элемент И блока 42, элемент 43 на последовательный .вход регистра 20. Поскольку на вход регистра 20 поступают импульсы с генератора 25, то код записывается в него. В конце байта на выходе счетчика 26 появляется перепад напряжения, который преобразуется в импульс на выходе формирователя 30. Этот импульс, как сигнал запроса на прерывание, подается на шину 14, а через регистры 21 и 32 разрешает передачу кодов символа и номера пульта 7 на шину 15; а через элемент 29 опрокидывает в О триггер 24 и останавливает генератор 25. Одновременно к концу байта счетчик 46 сбрасывает триггер 49 и закрывает элемент 50 и усилитель 51, Блок 1, установив поступление кода символа, передает его по адресп ной шине 16 на вход регистра 17, который под воздействием управляющего импульса шины 14 передает код на один вход (старшего разряда) узла 18, а его младшие разряды со счетчика 27 на другой вход узла 18, выход которого через мультиплексор 19 записывается в счетчик 27 как квитанция символа (слова), определяющая количество байтов, входящих в его код отображения. Управляюш 1й импульс задержки элемента 31 разрешает запись в регистр 20 первого байта кода отображения, поступившего с узла 18 через мультиплексор 19. Задержанный импульс с элемента 22 через элемент 23 устанавливает триггер 24 в состояние единицы. Запускает генератор 25, импульсы которого считывают первый и все пocлeдyющIie байты кода отображения выхода регистра 20 через элемент И блока 39, усиитель блока 40 на вход усилителя 52 (усилитель 51 в это время закрыт). С усилителя 52 с помощью регистра 53

побайтно код отображения символа, записывается в регенеративную память блока 12 и отображается на экране. Параллельно этому код поступившего символа посредством блока 1 записывается в зону накопления ответа узла памяти блока 2 по адресу, соответствунйЦему номеру обслуживаемого пульта 7

К концу передачи кода отображения символа счетчик 27 обнуляется и с помощью формирователя 28 (как импуль конца операции) поступает на вход коммутатора 6, устанавливает в состояние единицы триггер 33 и запускае генератор 34, тем самым обеспечив переход коммутатора 6 в режим поиска запросов с пультов 7. Одновременно с этим импульс конца операции в блоке 5 через элемент 29 сбрасывает триггер 24 и останавливает генератор 25.

Последний байт кода отображения содержит признак, поступивший с регистра 53, вьщеляется в виде импульса конца операции на выходе дешифратора 48 и поступает на вход блока 11, разрешая ввод, сбрасывает счетчики 46 и 4.7 в начальное состояние, устанавливает триггер 49 в единицу, который в свою очередь открывает эле мент 50.

.В начале работы счетчики 46 и 47, как и остальные элементы памяти устройства, имеющие несколько устойчивы состояний, устанавливаются в начальнов состояние импульсом, формируемым при включении сети питания устройств

Аналогично передается код команды с блока 11 в блок 1, который с помощью своего вычислителя сравнением со списком кодов команд, записанных в первой зоне узла памяти, определяет код команды и вызывает соответствующую подпрограмму из второй зоны на управление соответствующими испол нительньми блоками 2, 3 и 4. При поступлении команды оценить ответ последняя передается в блок 2, где с помoп ью его вычислителя сравнивает ответ, накопленный в зоне, соответствующей номеру обслуживаемого пульта 7 с эталонами ответов, хранящихся в соответствующей зоне программы обучения. В зависимости от результата анализа ответа и содержания истории обучения блок 4 формирует новое задание и сигналы управления предъявлением информации в соответствии с полной программой сценария обучения, хранящейся в узле памяти блока 4. Данные и коды сигналов управления с блока 4 передаются через шину 15, мультиплексор 19, регистр 20, кЬммутатор 6 в регистр 53 блока 8. С регистра 53 параллельным кодом &игналы управления поступают на исполнительные блоки 9 и 13.

Стробирующие импульсы, поступающие на вход блоков 13 и 9, формируются на дешифраторе 48 в зависимости от состояния счетчика 47 и управляющего кода, поступающего с регистра 53.

Коды состояния обучаемого с блока 11 рассматриваются как вид команды, необходимость вьтолнения которой определяет блок 2 на основании предистории обучаемого. Результаты анализа через блок 1 передаются в блок 3, где осуществляются формирование кодов управления в соответствии с хранимой там программой. Эти коды управления передаются в блок 13,

Для облегчения набора-ответа на поставленный вопрос желательно иметь алфавит языка обмена, который мог бы-перестраиваться в зависимости от содержания задачи. В ряде случаев целесообразно отдельным клавишам приписывать значение целых слов и даже фраз, что достигается с помощью сменной упругой пленки 54, с нанесенными обозначениями клавиш, и проекцией на экран 57 с блока 9 обозначений верхнего ряда клавиш блока 11 (показанньсс пунктиром) . В то время в блок 2 с блока 4 передаются данные о значеНИИ этих клавиш для проецируемого кадра с контрольньм значением. Обозначение остальных клавиш определяется в начале занятия, постановкой пленки 55 и сообщением в блок 5 о теме занятия, т.е. соответствующим заполнением узла памяти 18.

Запись учебной информации в узел 18 осуществляется в начале занятия посредством блока 1, подачей с буферного регистра блока 1 входных .данных по младшим разрядам шины 15 на информационный вход узла 18, на адресные входы которого подаются адреса с шины 16 (старшие разряды) и со счетчика 27 (младшие разряды),, а нavyпpaвляющий вход узла 18 запись-чтение - сигнал с первого раз- ряда шины управления (регистра состояния блока 1). Вьздача каждому обучаемому индиви дуальных заданий и учебн.ой информации в соответствии с его особенност ми обеспечивает повьпление эффективности обучения. Систематический контроль усвоения учебного материала и состояния обучаемого устройством дает возможность автоматически корректировать программу обучения, форму и последовательность предъявления учебного материала. В зависимости от хода об чения и состояния обучаемого может изменяться последовательность программы стимуляции и обучения. Предлагаемое устройство обучения является универсальным, так как дает во можность проводить обучение по любо му предмету, значительно сократить время обучения (при изучении иностранных языков, более чем в 10 раз) и повысить прочность усвоения учеб. ного материала путем эффективного при менения программно-управляемого и суггестивного методов индивидуально го обучения. Кроме того, многопультовая работ устройства обеспечивает высокий коэффициент использования основных ег блоков, тем самым удается снизить удельную стоимость оборудования на каждого обучаемого. Формула изобрете-ни t. Устройство для обучения, содер жащее пульты обучаемых.f каждый из ко торых состоит из блоков ввода ответа и реакций обучаемого, блока рефлекторно-установочньпс воздействий, блока предъявления информации и аудиовизуального блока, а также блок программного управления, соединенный шинами управления, адресов и данных с соответствующиг н входами и выхода- -ми блока памяти, блок формирования сигналов учебной информации и блока анализа ответов и состояния обучаемого, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные блок формирования символов и коммутатор, а также логические блоки, каж дый из которых состоит из последовательно включенных первого усилителя. 74 первого счетчика, второго счетчика, дешифратора, триггера, элемента И, второго усилителя, третьего усилите.ЛЯ и сдвигающего регистра, второй вход которого подключен к выходу первого усилителя, а выход первого счетчика соединен с вторым входом триггера, причем блок программного управления шинами управления, адресов и данных подключен к соответствующнм входам и выходам блока формирования символов, первый, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами коммутатора, каждый вход группы входов которого подключен к выходу соответствующего второго усилителя, а каждый выход группы выходов - к входу соответствующего первого усилителя, первый выход сдвигающего регистра подключен к второму входу соответствующего элемента И, а второй выход - к второму входу соответствующего дешифратора, . первому входу аудиовизуального блока, первому входу блока рефлекторно-установочных воздействий и входу блока предъявления учебной информации, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно с первым входом блока ввода ответа и реакций обучаемого, вторым входом блока рефлекторно-установочных воздействий и вторым входом аудиовизуального блока, третий и четвертый входы сдвигающего регистра подключены соответственно к первому и второму выходам блока ввода ответа и реакций обучаемого, второй вход которого соединен с выходом аудиовизуального блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем блок ормирования символов содержит послеовательно соединенные первый регистр, узел памяти, мультиплексор, сдвигающий регистр и второй регистр последовательно соединенные элемент задержки, первый элемент ИЛИ, тригер, генератор импульсов, первый четчик, второй счетчик, первый форирователь импульсов и второй элеент ИЛИ, а также второй формироваель импульсов, третий элемент ИЛИ и ретий регистр, при этом выход втоого элемента ИЛИ подключен к второу входу триггера, второй вход втоого элемента ИЛИ соединен с выходом,-: торого формирователя импульсов, соеиненным- с первым входом третьего элемента ИПИ, вторым входом второго регистра и первьм входом третьего регистра, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, второй вход сдвигающего регистра подключен к выходу генератора, а третий вход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, соединенному с вторым входом Второго счетчика, третий вход которого подключен к выходу мультиплексора, а второй выход соединен с вторым входом узла памяти, третий вход которого и второй вход мультиплексора соединены с выходом второго регистра и являютсй выходом младших разрядов шины данных блока, выход третьего регистра является выходом старших разрядов иины данных блока, вход элемента задержки, первый вход первого регистра и третий вход мультиплексора объединены и являются входом первого разряда шины управления блока, четвертый вход узла памяти является входом второго разряда шины управления блока, выход второго формирователя импульсов - выходом третьего разряда шины управления блока, второй вход первого элемента ИЛИ - первьм входом блока, четвертый вход сдвигающего регистра - вторым входом блока, второй вход третьего регистра - третьим входом блока, выход генератора импульсов первым выходом блока, второй выход 12 4 двигающего регистра - вторым выходом блока, выход первого формирователя мпульсов - третьим выходом блока, а второй вход первого регистра - вхоом адресной шины блока. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем коммутатор содержит последовательно включенные триггер, генератор, счетчик, дешифратор, первый блок элементов И, первый блок усилителей, последовательно соединенные второй блок элементов И, второй блок усилителей, третий блок усилителей, третий блок элементов И, элемент ИЛИ и формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу триггера, выход дешифратора -.к первому входу второго блока элементов И и второму входу третьего блока элементов И, второй вход первого блока элементов И является первым входом коммутатора, второй вход второго блока элементов И - вторым входом коммутатора, а второй вход триггера - третьим входом коммутатора, входы третьего блока усилителей являются группой входов коммутатора, выходы первого блока усилителей - группой выходов коммутатора, выход формирователя импульсов является первым выходом коммутатора, выход элемента ИЛИ - вторым выходом коммутатора, а выход счетчика - третьим выходом коммутатора.

Изобретение относится к области технических средств обучения, в част.ности к адаптивным обучающим системам, и может быть использовано для обучения и контроля обучаемых tio различным предметам. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства за счет индивидуального общения с обучаемым в диалоговом режиме при групповом обучении и за счет предъявления учебной информации в удобной форме для восприятия и понимания в соответствии с обучаемым предметом.Устройство содержит блок 1 программного управления, блок 2 анализа ответов и состояния обучаемого, блок 3 памяти, блок 4 формирования сигналов учебной информации, блок 5 формирования .символов,коммутатор 6, пульт обучаемых, логический блок 8,аудиовизуаль-ный блок 9, блок 11 ввода ответа реакций обучаемого, блок 12 предъявления информации и блок 13 рефлекторно-установочных воздействий. Устройство является универсальным, так как дает возможность проводить обучение по любому предмету, значительно сократить время обучения и повысить прочность усвоения учебного материала путем эффективного применения программноуправляемого и суггестивного методов индивидуального обучения. 2 з..п.ф-лы, 5 ил.

фиг./ 0m/ От 16

Фиг,.Ъ Фиг.2

AI

GL

ФигМ

vv

iZLi.i.

Д65

Фиг, 5