Обучающее устройство Советский патент 1988 года по МПК G09B7/02 

fat.l

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к обучающим устройствам, предназначенным предпочтительно для об.учения иностранным и родному языкам.

Наиболее близким к изобретению является устройство содержащее блок заданий прог раммы последовательных алгоритмических упражнений, имеющих однозначное решение, включающий программоноситель, блок памяти кодов ответов на вопросы программы, оперативный программатор и выносной пульт уп- |равЛения для обеспечения полуавтоматического режима работы обучающей машины. Обучающее устройство также содержит дешифратор, соединенный с бло- ;ком заданий, к которому подключен ;блок ввода ответов, соединенный с одним входом блока анализа введенного ответа, другой вход которого подсоединен к выносному пульту управления блока заданий. Выходы блока анализа :Введенного ответа соединены с печата- кяцим механизмом, с блоком памяти и с блоком сигнализации. Блок сигнализации указьшает, какой ответ был введен учащимися, правильным или неправильным, а также на режим работы обучающей машины. Блок сигнализации подключен к блоку управления, который обеспечивает в случае введения правильного ответа на вопрос упражнения переход к вьшолнению следующего упражнения. Входы блока управления соединены с блоком анализа введенного ответа и с блоком памяти. Выходы блока управления соединены с блоком ввода ответов и блоком консультаций, ко- Topbrii обеспечивает в случае введения неправильного ответа вьщачу справочного материала по каждому вопросу ал- горитмкчес-:их упражнений.

Учебные программы к известному , устройству как правило всегда будут шифровыми т.е. учитывающими внутреннюю, стабкльную память машины, которая, однако, не позволяет осуществить вариационные изменения кодовой фактуры программы в параметрах искомых элементов языка при выборе из двух, трех, четьфех, пяти, шести и семи элементов языка по замыслу преподавателя-программиста . Вариационный выбор кодовых позиций в известной обучающей машине детермирован

объективно существующим в языке логическим группированием лексических и грамматических элементов языка (определенный и неопределенный артикли, предлоги, временные формь и т.д.). Это находит отражение в системе традиционных алгоритмических языковых упражнений при обучении иностранному Q или родному языку. Отсутствие такого вариационного выбора в обучающей машине представляет определенные неудобства, так как на машине нельзя вьтолнить одну и ту же учебную про- 5 грамму по разным вариантам и параметрам. Кодовая фактура несмотря на большой объем не представляет такой возможности, и учебные программы на одну и ту же тему для рядом сидящих Q учащихся приходится перепрограммировать с учетом внутреннего блока памяти машины, что отнимает много времени и труда преподавателя.

Целью изобретения является расши- 5 рение дидактических возможностей устройства за счет выполнения одного и того же алгоритмического упражнения- по разным вариантам и параметрам выбора правильного ответа. 0 Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт управления, блок ввода ответов, блок анализа ответов и блок регистрации, последова- - тельно соединенные блок задания программы обучения, блок управления, блок сигнализации, последовательно включенные блок памяти и дешифратор, второй вход которого соединен с вто- Q рьм выходом блока задания программы обучения, блок предъявления консультативной информации, вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого сое- с динен с вторым входом блока ввода ответов, второй вход - с вторым выходом блока анализа ответов, а третий вход - с вторым выходом блока памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму выходу блока ввода ответов и третьему выходу блока . анализа ответов, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока сигнализации, а второй вход - с вторым выходом пульта управления, третий выход блока памяти подключен к входу блока задания программы обучения, введен преобразовате.чь кодов, выход

0

5

314

которого подключен к третьему входу блока ввода ответов, а первый и второй входы - к четвертому выходу блока памяти и третьему выходу блока задания программы обучения соответст венно.

На фиг.1 изображена блок-схема обучающего устройства; на фиг.2 - блок памяти с кодовой фактурой на десять заданий; на фиг.З - кодовая панель с элементами языка; на фиг.4 - подвижная пластинка с разметками; на фиг.5 - програ ммная рамка с контактными пластинами и кнопками блока ввода ответов; на фиг.6 - программная рамка с подвижной пластиной и кодовой панелью в сборе; на фиг.7 - принципиальная схема преобразователя кодов для преобразования параметров выбора правильного ответа.

Об.учающее устройство содержит узел 1 заданий программы последовательных алгоритмических упражнений, включающий блок 2 памяти (кодов ответов на вопросы программы), выполненный, например, на шаговых искателях и группах реле или другими электронными способами, программоноситель 3 алгоритмических упражнений в виде методического пособия, книги или магнитофонной ленты с записью алгоритмических упражнений, запрограммированных с учетом кодовой программы блока 2 памяти, и выносной пульт 4 управления, обеспечивающий полуавтоматический режим работы машины с преподавателем в системе. Вьшосной пульт % управления в виде консоли находится на столе преподавателя. Узел 1 содержит также блок 5 задания программы обучения, служащий для обеспечения программирования упражнений алгоритмического типа из любого традиционного учебника по иностранному и родному языкам.

Блок 2 и блок 5 соединены с дешифратором 6, обеспечивающим расшифровку кодовой программы блока 2 памяти и блока 5. К вьшосному пульту 4 управления подключен блок 7 ввода ответов на алгоритмические упражнения, соединенный с блоком 2 памяти и блоком 8 анализа ответов. К блоку 8 подключен блок 2 памяти, выносной пульт 8 управления и печатающий механизм блока 9 регистрации.

Блок 10 управления выполнен, например, на группах реле и переключа1

телях и осуществляет подготовку обучающего устройства к работе, задает режим работы и обеспечивает в случае введения учащимся правильного ответа на вопрос упражнения переход к выполнению следующего задания. К одному выходу блока 10 подключен блок 11 предъявления консультативной информации, второй выход блока 10 управления соединен с блоком 7 ввода ответов, третий выход - с блоком 12 сигнализации, который подсчитывает количество неверных ответов или высвечивает оценки учащихся при работе машины в режиме Экзамен, сигнализирует о правильности или неправильности введенного ответа при работе устройства в режиме Тренировка и показывает, в каком режиме работает ма шина.

Преобразователь 13 кодов (параметров выбора правильного ответа), входы которого соединены с блоком 2

памяти и блоком 5, а выход подключен к блоку 7 ввода ответов, служит для компрессии кодовой фактуры и смены варианта работы.

I Блок 2 (фиг.2) памяти представляет

собой устройство, построенное на принципе матрицы, состоящей из семи столбцов 14 (помеченных буквами а,б в,г,д,е,ж), соответствующих числу

элементов языка. Число столбцов 14 и строк 15 матрицы может быть увеличено или уменьшено. Программное поле матрицы состоит из положительных и отрицательных кодовых дозиций 16 матрицы, соответствующих правильным и неправильным ответам на задание упражнения. Порядок следования положительных кодовых позиций-16 матрицы блока 2 памяти представляет собой

пшФровую программу, которая может быть выражена символами , 11-е, Ill-a, IV-б, VI-ж, VII-B, Vlll-r, IX-e, Х-ж.

Маркировка столбцов 14 матрицы

блока 2 памяти жестко связана и соответствует порядку следования элементов языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж) (фиг.З) на кодовой панели 17 блока 7 ввода ответов, которая представляет собой полоску бумаги, разделенную на определенное число ячеек 18 памяти. Под элементами языка подразумеваются все слова и словосочетания, все формальные части слова - морфемы, все аналитические и синтетические грамматические формы и грамматические средства, все фигуры речи и маркированные части высказьгоания j(синтагмы), а также самые разнообраз- |ные формализованные и логические значки языка. Кодовая панель 17 содержит десять ячеек 18 памяти, где в трех последних ячейках 18 памяти повторяются три первых элемента языка (А,Б, В).

Кодовая панель 17 закрепляется на подвижной пластине 19 (фиг.4), ::равной по размеру кодовой панели 17, :и вместе с подвижной пластиной 19 по- |мещается под программную рамку 20 ;(фиг.5), имеющую семь окон 21, пять |последних из которых могут перекры- :ваться контактными пластинами 22 из iнепрозрачного материала. Под окнами 121 программной рамки 20 расположены 1 кнопки 23 ввода ответа, число которых соответствует числу окон 21 про- :граммной рамки 20. Программная рамка 20 имеет направляющие выступы (не показаны), позволяющие подвижной пластине 19 и закрепленной на ней кодовой панели 17 перемещаться только в горизонтальной плоскости (вправо или влево) относительно программной рамки 20 и кнопки 23 ввода ответа.

Общий вид программной рамки 20 в сборе показан на фиг.6.

На фиг.7 приведена принципиальная схема одного из вариантов выполнения преобразователя 13, осуществляющего компрессию кодовой фактуры, а также смещение правильного ответа на один или более столбцов 14 в горизонтальной плоскости под программной рамкой 20 на кодовой панели 17 (фиг.6). Преобразователь 13 имеет семь входов Х-а) и при выборе одного элемента 30 и семь выходов 31 - 37, подведен- языка из двух, положительные кодовые ных к кнопкам 23 под элементами языка . позиции 16 матрицы столбца 14 в пере- А, Б, В, Г, Д, Е, Ж. Количество входов 24 - 30 и выходов 31-37 соотносятся в стобец 14 а (1-6, II-6, Ill-a, IV-б, V-a, Vl-a, Vll-a, VIIIи переключатель для групп 45 - 51 по шесть контактов. Первый из них пред- назнчен для смещения по горизонтали кодовой фактуры блока 2 памяти на один, два, три, четыре столбца 14. Второй предназначен для выбора одного варианта ответа из семи, шести, пяти, четырех, трех, двух элементов

языка. Преобразователь 13 имеет также пять выключателей 52 - 56, жестко соединенных с контактными пластинами 22 программной рамки 20, и отключающих неиспользуемые группы контактов

выходов 33-37.

Компрессия кода осуществляется путем переноса положительных кодовых позиций 16 (фиг.2) матрицы из одного столбца 14 на ту же строку 15 другого

столбца 14. Так, при выборе одного элемента языка из шести столбец 14 ж отключается, а положительные кодовые позиции 16 матрицы VI-жиХ-ж переносятся в столбец 14 а. В этом случае

цифровая программа выражается символами: 1-г,11-е, Ill-a, IV-б, Y-д, Vl-a, VII-B, VIIl-г, IX-e, Х-а. При выборе одного элемента языка из пяти столбец 14 е отключается, а положительные кодовые позиции 16 матрицы 11-е и 1Х-е переносятся в столбец 14 б, образуя шифровую программу: 1-г, И-б, Ill-a, IV-б, V-д, Vl-a, VII-B, VIII-г, IX-б, Х-а. При выборе

одного элемента языка из четырех положительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 д переносятся в столбец 14 а (1-г, И-б, Ill-a, IV-б, V-a, Vl-a, VII-B, VIlI-г, IX-б, Х-а),

При выборе одного элемента языка из трех положительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 г переносятся в столбец 14 б (1-6, II-6, Ill-a, IV-б, V-a, Vl-a, VII-B, VIIl-6,IX-6,

Х-а) и при выборе одного элемента языка из двух, положительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 в пере-

носятся в стобец 14 а (1-6, II-6, Ill-a, IV-б, V-a, Vl-a, Vll-a, VIII

ветствует максимально возможному чис- 50 б, IX-б, Х-а). Перенос положительных

лу ответов. Входы 24 - 30 преобразователя 13 соединены с выходами блока 2 памяти или блоком 5, а его выходы 31-37 включаются в цепи коммутации ответов блока 7 ввода ответов.

Соответственно преобразователь 13 содержит переключатель для вариационного выбора кодовых позиций, имеющих ceMi. групп 38 - 44 по. четыре контакта

55

кодовых позиций 16 матрицы из одного столбца 14 в другой может быть сделан и в иных сочетаниях.

Логика функционирования преобразователя 13 (фиг.7) основана на реализации кодовой фактуры матрицы, а также принятых правил компрессии кодовой фактуры.

55

кодовых позиций 16 матрицы из одного столбца 14 в другой может быть сделан и в иных сочетаниях.

Логика функционирования преобразователя 13 (фиг.7) основана на реализации кодовой фактуры матрицы, а также принятых правил компрессии кодовой фактуры.

На схеме положения переключателей 38 - 44 и А5 - 51, выключателей 52 - 56 соответствуют первому положению исходной несмещенной кодовоф фактуры и выбору варианта ответов один из de- ми элементов языка. В этом случае входной код проходит на выход без изменения. Например, исходя из шифро- вой программы (фиг.2) блока 2 памяти. Например, исходя из шифровой программы (фиг.2) блока 2 памяти, правильный ответ г первого задания 15 соответствует входу 27 (фиг.7). Электрический импульс свободно проходит на выход 34. При передвижении подвижной пластины 19 (фиг,4) с кодовой панелью 17 на один шаг влево относительно i программной рамки 20 (фиг.6) и кнопки 23 ввода ответов происходит переключение переключателя 38-44 (фиг.7) во второе положение и электрический импульс с входа 27 поступает на выход 33, где-теперь оказался элемент г, т.е.,если в первом случае, выполняя упражнение, студент нажимал при правильном ответве на четвертую кнопку 23 (фиг.6), то во второму случае после смещения подвижной пластины 19 с кодовой панелью 17 на один шаг влево он должен нажать при правильном ответе на третью кнопку 23. Точно так же правильный ответ 15 е (фиг.2), поступающий на вход 29 (фиг.7) во втором варианте, т.е. при переключении 38 - 44 во второе положение, поступает на выход 35. Таким образом, шифро- вая программа блока 2 (фиг.1) памяти для второго варианта может быть выражена символами I-B (фиг.2) 11-д, 111-ж, IV-a, V-r, Vl-e, VII-б, VIII- в, IX-д, Х-е.

Переключатель 45-51 (фиг.7) осуществляет компрессию кодовой фактуры в соответствии с изложенными принципами. При переводе переключателя 45- 51 во второе положение положительные кодовые позиции 16 (фиг.2) столбца 14 ж кодовой фактуры блока 2 памяти переносятся в столбец 14 а, одновременно срабатывает выключатель 56 (фиг.7), обесточивая седьмую кнопку 23 (фиг.6) ввода ответов. При переводе переключателя 45 - 51 в третье положение положительные кодовые по- .зиции 16 ст олбца 14 е (фиг.2) переносятся в столбец 14 б, т.е. вход 29 (фиг.7) подсоединяется к входу 25, одновременно отключается выключатель

пятом положении переключателя 45 - 51 (фиг.7)-входы 27 соединяются с входами 25, т.е. осуществляется пе- реброска положительных кодовых позиг ций 16 (фиг.2) столбца 14 г в столбец 14 б. Одновременно срабатьшает- выключатель 53 (фиг.7), отключая четвертую кнопку 23 (фиг.6) ввода ответов . В шестом положении переключателя 45 - 51 (фиг.7) входы 26 соединяются с входами 24, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций 16 столбца 14 в столбец 14 а. Одновременно срабатьшает выключатель 52, отключая третью кнопку 23

(фиг.6) ввода ответов. Так на схеме осуществляется компрессия кодовой фак- .туры.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Всем студентам раздают или проецируют на экран одно алгоритмическое упражнение, предварительно .закодированное предподавателем-программистрм в соответствии с кодовой фактурой постоянного блока 2 (фиг.1) памяти, а на кодовой панели 17 (фиг.З) блока 7 ввода ответов пишут элементы языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж), которые являются ответами на задания алгоритмического упражнения.

Студент, выполняя задание,- нажимает на соответствующую кнопку 23 (фиг.6) под правильным, по его мнению, элементом язьжа. При правильном

ответе загорается индикаторная лам- па Правильно, при неправильном от7 вете - Неправильно. Как было отмечено, для составленной нами кодовой фактуры правильные ответы на 10 заданий будут выражены символами 1-г, 11-е, Ill-a, IV-б, V-д, VI-ж, Vll-в, Vlll-r, IX-e, Х-ж (фиг.2). Это означает, что при правильном выполнении алгоритмического упражнения студент

вводит элементы языка в следующем порядке Г, Е, А, Б, Д, Ж, В, Г, Е, Ж (фиг.6).

Для выполнения данного алгоритмического упражнения по другому варианту преподаватель передвигает подвижную пластину 19 с кодовой панелью 17 на один шаг влево, причем происходит ;перевод переключателя 38 - 44 (фиг.7) jBO второе положение. На кодовой пане- |ЛИ 17 (фиг.6) в этом случае элементы языка расположены в такой последова- тельности: Б, В, Г, Д, В, Ж, А. Пра- :1вильные ответы студента, вьшолняюще- го данное уражнение: по второму варианту, выражаются символами: 1-в, 11-д ;111-ж,1У-а5 V-r, Vl-e, VII-б , VIII-в, 1Х-Д5, Х-е, что соответствует вводу :элементов языка того же упражнения.в- атакой последовательности В9Д,Ж,А,Г,Ё, ;Б,В,Д,Е. При передвижении подвижной пластишя 19 с кодовой панелью 17 еще Iна один шаг влево происходит перевод переключателя 38 - 44 (фиг.7) в I третье положение, а на кодовой па- :яели 17 (фиг.6) под программной рам- 1кой 20 элементы языка следуют в таком |порядке В,Г,Д,Е,Ж5А,Б. Последователь- юность правильных ответов студента для же упражнения составляет ;В,Г,Е,Ж,В5Д,А,Б,Г,Д, что соответствует третьему варианту работы. При :выполнении работы по четвертому ва- iрианту подвижная пластина 19 с кодовой панелью 17 передвигается еще на один шаг влево, одновременно переводится переключатель 38 - 44 (фиг.7) в четвер.тое положение. В этом случае элементы языка на кодовой панели I7 (фиг,6) под программной рамкой 20 следуют в порядке Г,Д,Е,Ж,А5Б,В и при правильных ответах студент должен нажать на кнопки 23 блока 7 ввода ответов, вводя элементы языка в такой последовательности: А В, Д, ES Б, Г, Ж, А, Б, Г. Так осуществляется изменение вариантов работы студентов при вЬшолнении одного и того же алгоритми ческого упражнения.

Однако в соответствии с требованиями структуры языка бьгеает необходимо сделать выбор из меньшего числа элементов языка. Например при выборе из шести элементов языка на кодовой

5

0

5

0

5

0

5

0

панели 17 записываются в следующем порядке: А,Б,В,Г,Д,Е,А ,Б,Б, причем прикрьшается последняя контактная пластина 22, отключая выключатель 56 (фиг.7). Переключатель 45 - 51 переводится во второе положение. При этом в исходном варианте работы элементы языка следуют в порядке А, Б, В, Г, Д, Е (фиг.6) и правильные ответы соответствуют элементам языка Г,Е,А,Б, Д,А,В,Г,Е,А. Во втором варианте работы элементы языка на кодовой панели 17 размещаются в последовательности Б,В,Г,Д,Е,А и правильные ответы соответствзпот порядку: В,Д,Е,А,Г,Е,, Б,В,Д5Е. В третьем варианте работы элементы языка сдвигаются еще на один шаг влево (В,Г,Д,Е,А,Б), переключатель 38 - 44 (фиг.7) переходит в третье положение и правильные ответы будут соответствовать элементам языка: Б, Г,- Д, Е, В, Д, А, Б, Г, Д. (фиг.6). При выполнении упражнения по четвертому варианту кодовая naHejib 17 сдвигается еще на один шаг влево (Г,Д,Е,А,Б,В), переключатель 38 - 44 (фиг.17) переходит в четвертое положение и правильные ответы будут соответствовать элементам языка А,В,Г,Д,Б,Г,Е5,А,В,Г фиг.6) .Точно так же осуществляется работа устройства и с меньшим числом элементов языка о

Использование преобразователя 13 (фиг.О в обучающем устройстве создает оптимальные условия для кодирования дидактического материала, расширяет педагогические воэможности машины, дает большой технико-экономический эффект, позволяя освободить большое число предподавателей-программи- стов от составления различных вариантов одной и той же работы, экономятся большие материальные ресурсы, связанные с тиражированием этих работ, в сочетании с оперативным программатором появляется возможность вьшолнять уже готовые алгоритмические упражнения из уже изданных учебников по различным вариантам.

/5фиг 2

о о о о о р о

фиг. 5

16

фигЪ

/9

Фие.

/

13

/

19

Я 999999

/3 гз 23 23 23 23 гз

фие. 6 гз fs гз /у /з 2Э -гз

Аз/ зг fJ3 f ф35 AJ bJ7

,fC

«el tal лл лУ д ЛД

ttO «г «7 45 «4

17

L

л

го

,fC

лл лУ д ЛД

ttO «г «7 45 «4