Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых Советский патент 1986 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к аптом П и- ке и вычислительной технике, в частности к техническим средстпам обучения, и може.т быть использовано при организации программного обучения в различных учебных заведениях.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства при изучении электрических схем.

На фиг.1 изображена структура предлагаемого устройства; на фиг„2 - схематическое изображение блока ввода графической информации; на фиг.З- конструкция блока ввода графической информации; на фиг.4 - структура бло йа ввода графической информации

Устройство для обучения и контроля знаний учащихся (фиг„1) содержит магазин 1 схемных элементов и узлов, узел 2 коммутирующих элементов, узел

3набора электрических схем, элемент

4ИЛИ, узел 5 коммутируюищх элементов, ключ 6, клавиатуру 7 ручного .ивода, блок 8 задания программы обучения, счетчик 9, кодопреобразовател

10, кодопреобразователь 11, генератор 12, ключ 13, узел 14 индикации, ключ 15, стартстопный генератор 16, узел 17 предъявления кадров программы обучения, аналого-цифровой преобразователь 18, счетчик 19 элемент 20 ИЛИ, блок 21 памяти, блок 22 ввода графической информации, элемент 23 И, блок 24 сравнения5 счетчик 25, узел 26 отображения, счетчик 27, элемент 28 И о

Блок 22 ввода графической 1П1форма ции (фиг.З) содерлотт прозрачное основание 29 с нанесенной на нем дискретной сетью токопроводящих дорожек 30, пантограф 31, один конец 32 которого, закреплен в начале координат, а на другом закреплен токопро- БОДЯ1Щ1Й контакт 33, преобразователь, 34 угол-код, состоящий из пластины с нанесенной на ней по окружности до- рошсами 35 и токосъемников 36,

В зависимости от точности съема угловых координат определяется число дорожек 35, каждая дорожка 35 огпоеде ляет один ряд цифрового кода. Лорож- КИ.35 разбиты на токопроводяшие и не проводящие сегменты и таким образом контакты 36 5 скользя по няч ь ыдают на выходе двоичный код угла, образованного составхсяилцими планками пантографа.

7U.O

nJsoK ввода графической информации также содержит пшфратор 37 функциональный преобразователь 38, элемент 39 ШТИ,

3 Магазин 1, узлы 2, 3 и 5, генератор 12 представляют собой блок ввода учебной информации а узлы 14, 17 и 26 - блок предъявления учебной информации,

o Устройство для обучения и контроля знаний учаш,ихся работает в двух режимах; Обучение и Контроль знаний

В первом случае на клавиатуре 7

5 наж1 мается клавиша Программируемое обучение, сигнал с которой поступает через элемент 4 на ключ 6, тем, подключая узел 5. Устройство готово к работе в режиме Обнуление.

0 Для получения порции информации обучаемый на клавиатуре 7 нажимает клавишу Луск, сигнал с которой поступает на вход счетчика 9, Кодопреоб- разова.тель 11 преобразует состояние

25 счетчика 9 в код управления узла 17. В результате этого обучаемому предъявляется учебный кадр} в котором представлена изучаемая схема и поясняющий ее работу текст. Кодопреобразо30 вате -ль 10 по состоянию счетчика 9 вырабатывает код управления узлами 2 и 5. В результате этого к узлу 3 подключаются необходимые схемные элементы и узлы магазина 1, т„е. кo ffla35 нуется требуемая програг-тмой обучения электрическая схема, а с помощью узла 5 выбирается нужная точка подключения узла 14 для отображения электрических процессов в изучаемой

40 электрической схеме„ Генератор 12 выдает на вход изучаемой схемы последовательность импульсов. По окончанию усвоения учебного кадра обу- чаег.ый налслмает повторно клав5 щу

4S Пуск и цикл работы устройства в режиме Обучение повторяется. Меняя содержание магазина 1 и набор учебных кадров узла 17, преподаватель легко и быстро может менять програм50 Mi обучения, не тратя, время на просчет и построение эпюр напряжения для конкретных вариантов электрической схемы о

Далее перейдем к рассмотрению раf;;; боты устройства в релшме Контроль знаний. На клавиатуре 7 клавиша Лрограммируемое обучение отжимается и нажимается клавиша Контроль

знаний , сигнал с которой поступает на ключ 13, тем самым подклю чая аналого-цифровой преобразователь 18 к выходу узла 5. Одновременно этот же сигнал поступает на ключ 15, разреша прохождение сигнала с клавиши Пуск на вход стартстопного генератора 16, Устройство готово для работы в режиме Контроль знаний. Обучаемый нажимает клавишу Пуск. Устройство работает как и в режиме Обучение, предъявляя учебный кадр контроля знаний, только сигнал с выхода узла 5 поступает не на узел 14, а через ключ 13 на вход аналого-цифрового преоб- разователя 18. Одновременно сигнал с клавиши Пуск клавиатуры 7 через ключ 15 и элемент 28, -на вход которого приходят синхроимпульсы с генератора 12, запускает стартстопный генератор 16. Каждый импульс серии импульсов стартстопного генератора 16, поступая на вход счетчика 19, вьфа- батывает на его выходе адрес, который через элемент 20 поступает на адресные шины блока 21. Этот же импульс запускает аналого-цифровой преобразователь 18 и является сигналом Запись для блока 21. Таким образом в последовательно расположенных ячейках блока 21 осуществляется запись дискретизированного и квантированно- го сигнала в контрольной точке, которая указана в контрольном кадре. Контрольный кадр в отличии от кадра обучения не содержит поясняющий текст. В контрольном его вопросе, к примеру, может содержаться электрическая :Схема С- заданными номиналами и требо- |вание построить эпюру-для напряжения в заданной точке. После решения поставленной задачи обучаемый нажимает клавишу Готовность клавиатуры 7 и с помощью блока 22 вводит полученный результат. В момент ввода ответа с одного выхода блока 22 на вход блока 21 поступает сигнал Чтение, с другого выхода - координата X, которая поступает через элемент 20 на адресные шины блока 21 и с третьего выхода - на вход блока 24 - координата Y. Блок 24 в случае.несовпадания цифровых кодов, приходящих с блока 21 и блока 22, вьщает сигнал Ошибка , который через элемент 23 поступает на вход счетчика 27 и вход элемента 4 На вход элемента 23 поступает стро- бирующий сигнал с клавиши Готовность, предотвращающий ложную выработку сигнала Ошибка. Сигнал Ошибка, приходя через элемент 4, включает ключ 6, тем самым подключая узе 14 к выходу узла 5. В следствие этог обучаемому на экран узла 14 выводитс правильный ответ. На вход счетчика 2 поступает сигнал с клавиши -Пуск, и таким образом в нем производится подсчет общего числа предъявляемых кадров, а в счетчике 21 - число ошибок. Содержимое счетчиков 25 и 27 индицируется узлом 26.

Для соответствия масштабов реального процесса и вводимого графика на планшете блока 22 (фиг.2) изображены оси координат X, Y с нанесенными делениями. При предъявлении обучаемому кадра контрольного задания в нем указывается масштаб, т.е. цена одного деления, например, по оси X - 1 НС, по оси Y - 18. Сравнение осуществляется с точностью, исключающей влияние на правильность ответа .аппаратурных погрешностей, аналитических зависимостей и разбросы параметров электрических элементов. Погрешность задается разрядностью преобразователя 18 и блока 22. Причем разрядности их выходных сигналов должны быть одинаковыми.

Блок 22 (фиг.З и 4) работает следующим образом. Обучаемьй на листе бумаги стандартного формата, к примеру миллиметровке с нанесенными координатами (фиг.2), строит график зависимости, требуемый контрольным вопросом. Затем накладывает поверх листа планшет блока 22 так, чтобы совпадали координатные оси. Обводя по контуру изображенного графика токопро- водящим контактом 33 (фиг.З), он вводит Координаты X и Y. Действительно, при соприкосновении токоподводяп им контактом 33 дискретной сети токо- проводящих дорожек 30 (фиг.З), соединенных с входом, шифратора 37, ;(фиг.4) или при изменении кода на выходе преобразователя 34 (фиг.4) на выходе элемента 39 (фиг.4) появляется сигнал Готовность, который, поступая на вход преобразователя 38, является для него сигналом Чтение. Преобразователь 38 (фиг.4) представляет собой постоянное программируемое запоминающее устройство, в ячейках которого записаны координаты Y, а на адресные шины подаются координа51

ты X и код преобразователя 34. Таким образом, по сигналу Готовность устройство выдает на выход координаты X и Y. Для того, чтобы сигнал Готовность не присутствовал постоянно на выходе, сигналы на выходы элемента 39 (фиг.4) подаются через дифференцирующие цепи (не показаны). Достоинство, предлагаемого блока 22 ввода графической информации при достаточной точности - простота конструкции, удобство работы, т.е., по сути, обучаемый традиционно строит график, а затем с минимальными затратами его вводит в устройство для обучения И контроля знаний учапщхся.

В качестве узла 17 может быть использован любой слайдпроектор с дистанционными управлением типа Пеленг 700 АВ. Узел 14 представляет собой обычный электронньш: осциллограф.

В зависимости от изучаемой теьп. ко1 1мутационные панели могут быть сменными. На некоторой из них могут быть уже собраны какие-то электрические схемы и необходимо только менять некоторые элементы, от которых зависят выходные характеристики изучаемого устройства, которое может быть, к примеру, блоком системы автоматичес- кого управления, а элементы - его звеньями.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется широкой областью применения (т.е. использует- ся для обучения различных курсов), возможностью конструирования обучаемым ответа, отсутствием набора эталонов ответа, невозможностью угадывания ответа. Кроме того, оно позво- ляет изучать не только электрические радиотехнические и т.д. схемы, но и всевозможные процессы, при условии создания их электрических моделей. Наприме р, создав модели усилительных дифференцирующих, интегрирующих, за- паздьшающих и других звеньев, можно изучать всевозможные процессы, протекающие в системах автоматического регулирования. Кроме того, используя принцип дуальности электрических цепей, можно изучать всевозможные объекты и процессы, носящие неэлектрический характер.

(Формула изобретения

1. Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащее бло

696

ввода учебной информации, блок предъявления учебной информации и блок задания программы обучения, о т- личающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные дополнительный блок ввода учебной информации, блок памяти, блок сравнения, первый элемент И, первый элемент ИЛИ и первый ключ, выход которого соединен с первым входом блока предъявления учебной информации, последовательно включенные второй элемент И, стартстопный генератор, первый счетчик и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока памяти, последовательно включенные второй ключ и аналого-цифровой пре- . образователь, второй вход которого соединен с выходом стартстопного генератора, а выход - с третьим входом блока памяти, второй счетчик, вход, которого подключен к первому выходу блока задания программы обучения, а выход - к второму входу блока предъяв-; ления учебной информации, и третий счетчик, вход которого соединен с вьпсодом первого элемента И, а выход - с третьим входом блока предъявления учебной информации, четвертый вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, чет- вертьй выход - с вторым входом первого элемента И, пятый выход - с первым входом второго элемента И, шестой вьпсод - с первым входом второго ключа, седьмой выход .- с входом основного блока ввода учебной, информации, первый выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, а второй выход - к второму входу второго элемента И, второй и третий выходы дополнительного блока ввода учебной информации соединены с вторыми входами соответственно второго элемента ИЛИ и блока сравнения, четвертый вход блока памяти подключен к выходу старт- стопного генератора.

2. Устройство по п.1,отлиающееся тем, что в нем доолнительный блок ввода учебной инормации содержит планшет, вьтолнен- ый в виде прозрачного основания, на

котором размещены токойроводяи1 е дорожки, узел считывания координат, вьшолненньй из токосъемника, размещенного на одном конце пантографа, другим концом связанного с прозрач- 5 ным основанием и кинематически соединенного с преобразователем угол-код, подключенным через элемент ИЛИ и не- посредственно к первому и второму входам функционального преобразова- ю

1698

теля соответстпенно, и пптФратор, выход которого соединен с вторым дом элемента ИЛИ и третьим входом функциойального преобразователя и является вторым выходом блока, а вход соединен с токопроводящими дорожками, выходы элемента ИЛИ и функционального преобразователя являются первым и третьим выходами блока соответственно.

фиг. 2

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при организации программированного обучения в различных учеб- ньпс заведениях. Цель изобретения расширение дидактических возможностей устройства при изучении электрических схем. Сущность изобретения основана на введении в устройство, содержащее блок ввода учебной информации, блок предъявления учебной информации и блок задания програм1ё 1 обучения, последовательно включенных дополнительного блока ввода учебной информации, блока памяти, блока сравнения, первого элемента И, первого элемента ИЛИ и первого ключа, последовательно включенных второго элемента И, стартстопного генератора кодового счетчика и второго элемента ИЛИ, последовательно включенных второго ключа и аналого-цифрового преобразователя, а также второго и третьего счетчиков. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ё а С О5 QO

Редактор А.Гупько

Составитель А,Карлов Т е хр ед М, Кода нч

Заказ 6671/45 Тираж 455Подписное

ВНЩШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар