Устройство для контроля знаний обучаемых Советский патент 1989 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к обучаклце- контролирующим устройствам и может быть использовано на лекциях (при фронтальном опросе), на классно-групповых занятиях (при контроле и самоконтроле каждого учащегося), на лабораторных . работах (при проведении коллоквиума), при проведении рубежного контроля, зачета и при ; самостоятельной работе (самоконтроль).

Цель изобретения - упрощение- устройства за счет сокращения количест-

ва линий связи между пультами обучаемого и преподавателя.

На фиг.1 и 2 показано устройство, общий вид; на фиг.З - структура пульта обучаемого; на фиг.4 - структура пульта преподавателя; на фиг.5 - схема блока кодирования; на фиг.6 - схема шифратора; на фиг.7 - схема блока ввода ответов; на фиг.8 - схема блока сравнения, счетчика правильных ответов и формирователя импульсов; на фиг.9 - схема счетчика вопросов, бло

ка памяти и индикатора; на фиг.10 - функциональная схема пульта предпо - давателя.

Устройство содержит блок 1 коди- рования, блок 2 ввода ответов, блок 3 сравнения, счетчик 4 правильных ответов, формирователь 5 импульсов, счетчик б вопросов, блок 7 памяти, индикатор 8, которые конструктивно объединены в пульт обучаемого. Пульт преподавателя состоит из секций, каждая из которых соответствует пульту обз аемого.В секции имеются счетчик 9 правильных ответов, счетчик 10 во- просов, блок 11 памяти, индикатор 12 счетчик 13 заданий, блок 14 сопряжения с ЭВМ, регистратор (перфоратор) 15. .

Блок 1 содержит триггер 16, счетчик 17, дешифратор 18, шифратор 19, состоящий из элементов ИЛИ 20, И 21 и ИЛИ 22-25.

Блок 2 содер;кит переключатели 26, триггеры 27, элементы И 28, элементы ИЛИ-НЕ 29, элемент И 30, элемент ИЛИ 31.

Блок 3 содержит элементы И 32, элемент ИЛИ 33.

Счетчик 4 правильных ответов содержит элемент И 34, счетчик 35. Формирователь 5 содержит дешифратор 36, элемент ИЛИ 37, элемент НЕ 38, элементы И 39. Счетчик 6 вопросов - обычный двоичный счетчик 40.

Блок 7 содержит дешифратор 41, элементы И 42, триггеры 43, элементы И 44. Индикатор 8 содержит свето- диоды 45-52, элемент ИЛИ 53.

Счетчик 9 состоит из двоичного счетчика 54 и дешифратора 55, а счетчик 10 - из двоичного счетчика 56 и дешифратора 57.

Блок 11 содержит элементы И 58, триггеры 59, элемент 60 задержки сигнала на 10 мс, элемент И 61.

Индикатор. 12 содержит переключатель 62,светодиоды 63-67. Счетчик 13 содержит переключатель 68 и двоичный с.четчик 69.

В нижнюю часть пульта обучаемого вставляется сменный блок I, плата которого напоминает ласточки хвост. Обычно он заменяется раз в семестр. Для подготовки класса к работе надо установить коды для каждого обучаемого. В классе, состоящем из 30 пультов обучаемых, на это требуется 5- 6 мин. Во время занятий коды переклю

0

5

0

5

чаются автоматически, не отвлекая преподавателя от индивидуальной работы с обучаемыми. У обучаемых, сидящих за соседними столами, коды разные. Если кто-то не усваивает учебный материал-или пытается отгадать правильный ответ на вопрос (вероятность угадывания 0,1), то код на его пульте не переключается, что преподаватель очень скоро замечает. Кроме того, результаты работы каждого обучаемого по каждой элементарной дозе учебного материала (т.е. 4-5 раз в течение одного занятия) фиксируются в блоке 15 или вьщаются в ЭВМ. Эти результаты можно видеть и на пульте преподавателя в любой момент во время занятий;

Для работы с аппаратурой класса необходимо иметь специально подготовленный учебный материал, в соста в которого входят контрольные карточки. Такие учебные материалы-применяются давно и не нуждаются в пояснениях. Каждая контрольная карточка содержит пять вопросов, на каждый вопрос предлагается четыре ответа. Верным является один ответ . На включенном и подготовленном к работе пульте обучаемого будет индикация Отвечайте на первьй вопрос. При ответе студент нажимает на одну из кнопок (1, 2, 3 или 4),.которая по его мнению соответствует правильному ответу (ответы в карточке соответственно пронумерованы). При нажатии кнопки из блока 2 в блок 3 поступает сигнал. Одновременно по проводу П (попытка) поступит сигнал в счетчик 6. Этот сигнал переключит дешифратор 41. До этого (при включении пульта) выходное напряжен-ие дешифратора 41 было на выходе а,, теперь же напряжение будет на выходе б. Это напряжение поступит на элемент И 42 и в шифратор 19.Если попытка ответа на вопрос оказалась правильной,то на тот же элемент 42 по цепи Пр (правильно) тоже поступит сигнал, элемент И 42 сработает и триггер 43 (верхний в схеме на фиг.9) перейдет в состояние 1 . До ввода ответа на последний, пятый вопрос можно пере- 55 думать и изменить любой из предыдущих ответов. Для этого надо нажать кнопку Сброс и начать ввод ответов снова, с первого вопроса. После ответа на пятый вопрос пульт блоки5

0

5

0

руется, резгультаты ответов фиксируются, а на пульте обучаемого срабатывает индикатор 8. Варианты индикации следующие: а) правильных ответов меньше трех - засветится сигнал Повторите; б) правильных ответов три или четыре - засветится сигнал Повторите и светодиоды с номерами тех вопросов, которые надо повторить; в) правильных ответов пять - засветится сигнал Продолжайте и автоматически, сигналом, поступающим по цепи К в блок 1, переключится код для

10

ДОН О,...,15 с входами элементов 20 и в запасе можно иметь несколько вариантов матриц с разной комбинацией кодов.

Триггеры 27 в блоке 2 (фиг.7) исключают дребезг при вводе ответов, злементы 28-30 нужны для запрещения работы схемы при одновременном нажатии нескольких кнопок и для запрещения шестой попытки. Если обучающийся сделал меньше шести попьп-ок и нажимает одну кнопку, то с выхода элемен та 30 (Р - разрешаю) в счетчик 4

л в ОЛОл I , 11сре:ллрлп1 -л

ответа на вопросы следующей карточки. 15 поступит сигнал, разрешающий прохож ...- п чш- - т1-1- т игч Г ( оттаот Я ИЧ

Во всех случаях надо разблокировать пульт обучаемого, нажав кнопку Сброс, и следовать указаниям индикатора 8.

Входной триггер 16 необходим для устранения дребезга при установке кода вручную кнопкой Код, раэмещен- ной на задней стенке пульта обучаемо- .го. Счетчик 17, дешифратор 18 и шифратор 19 выполняются в виде сменной фишки. Во время работы над одной карточкой напряжения на выходах блока 1 меняются в соответствии с действующим кодом. Так для кода О (фиг.6) напряжение появляется сначала на выходе V (с провода О по проводу 1 , ибо действует напряжение в проводе а) и схема готова принять ответ на первый вопрос. Досле ответа на пердение сигнала правильного ответа из блока 3 в элемент И 34 счетчика правильных ответов (фиг.8). Элементы 32 используются по одному на каждый

20 вариант ответа на вопрос. При правильном ответе сигнал с выхода блока 2 и сигнал с выхода блока 1 поступают на один и тот же элемент И 32 и проходят через него и элемент 33 на

25 вход элемента 34, который при наличии сигнала Р (разрешаю) пропустит его в счетчик 35. Одновременно этот сигнал по проводу Пр (правильно) поступает в блок 7 памяти и на пульт

30 преподавателя. С выхода счетчика 35

сигнал поступает в дешифратор 36 фор- мирователя 5 импульсов. Выходы 3 и 4 дешифратора через элемент 37 соединены с элементом 39, на второй вход

первый вопрос. ДЮСЛе uitieid tid iic.гтгчгт гр.

вь, вопрос „о,в„.я „а„РЯ«„„е в про- 35 «™Р-.1

воде бис провода О по проводу 6 сигнал поступит на выход 2, и схема готова принять ответ на второй вопрос и т.д. По мере появления сигналов в проводах в, г, д ляться сигналы на выходах 1 , 3, 4. При ответе на вопросы данной контрольной карточки надо последовательно нажимать кнопки 1,2, , 3, 4, а правильные ответы в этой карточке должны быть обозначены именно .этими цифрами, т.е. против правильного ответа на первый вопрос должна стоять цифра 1, на второй вопрос - цифра 2, на третий - 1 и т.д. Сама карточка должна иметь зашифрованное обозначение кода О. Следующая карточка должна быть закодирована кодом 1 и т.д., 16-я карточка будет закодирована кодом 15. Как видно из фиг.6, очередность появлений напряжений на выходе шифратора будет теперь 1 , 1 , Г , 4, 3 . Кодовая комбинация зависит от порядка соединения провоки. Таким образом, если после пятой попытки имеется три или четыре правильных ответа , на выходе элемента 39 будет сигнал Р.И. (разрешить инdin/iV-

будут появ- 40 дикашш). Если все пять ответов ,C « -rjr- n-ITTO

45

вильны, то. напряжение будет на выходе 5 дешифратора 36 и сработает второй элемент 39, выдавая сигнал Продолжайте и сигнал К. Если правильных ответов меньше пяти, то на выходе элемента 38 будет 1 и третий элемент 39 (нижний на фиг.8) вьщаст сигнал Повторите, который высвечивается на индикаторе 8.

При нажатии одной из кнопок 1,2, 3 или 4 сигнал П (попытка) из блока 2 поступит на вход элемента 40 (фнг.9). Это счетчик, соединенный с дешифратором 41 блока 7. С выхода де 55 шифратора по цепям а, б, в,.г, д, е поступают управляющие сигналы в блоки 1 , 7 и 8. Сигнал в проводе, а по является при нажатии кнопки Сброс . Он поступает на сзетодиод 47 (Отве50

10

ДОН О,...,15 с входами элементов 20 и в запасе можно иметь несколько вариантов матриц с разной комбинацией кодов.

Триггеры 27 в блоке 2 (фиг.7) исключают дребезг при вводе ответов, злементы 28-30 нужны для запрещения работы схемы при одновременном нажатии нескольких кнопок и для запрещения шестой попытки. Если обучающийся сделал меньше шести попьп-ок и нажимает одну кнопку, то с выхода элемен та 30 (Р - разрешаю) в счетчик 4

5 поступит сигнал, разрешающий прохож ...- п чш- - т1-1- т игч Г ( оттаот Я ИЧ

дение сигнала правильного ответа из блока 3 в элемент И 34 счетчика правильных ответов (фиг.8). Элементы 32 используются по одному на каждый

0 вариант ответа на вопрос. При правильном ответе сигнал с выхода блока 2 и сигнал с выхода блока 1 поступают на один и тот же элемент И 32 и проходят через него и элемент 33 на

25 вход элемента 34, который при наличии сигнала Р (разрешаю) пропустит его в счетчик 35. Одновременно этот сигнал по проводу Пр (правильно) поступает в блок 7 памяти и на пульт

30 преподавателя. С выхода счетчика 35

сигнал поступает в дешифратор 36 фор- мирователя 5 импульсов. Выходы 3 и 4 дешифратора через элемент 37 соединены с элементом 39, на второй вход

гтгчгт гр.

35 «™Р-.1

«™Р-.1

ки. Таким образом, если после пятой попытки имеется три или четыре правильных ответа , на выходе элемента 39 будет сигнал Р.И. (разрешить индикашш). Если все пять ответов пра,C « -rjr- n-ITTO

вильны, то. напряжение будет на выходе 5 дешифратора 36 и сработает второй элемент 39, выдавая сигнал Продолжайте и сигнал К. Если правильных ответов меньше пяти, то на выходе элемента 38 будет 1 и третий элемент 39 (нижний на фиг.8) вьщаст сигнал Повторите, который высвечивается на индикаторе 8.

При нажатии одной из кнопок 1,2, 3 или 4 сигнал П (попытка) из блока 2 поступит на вход элемента 40 (фнг.9). Это счетчик, соединенный с дешифратором 41 блока 7. С выхода де- шифратора по цепям а, б, в,.г, д, е поступают управляющие сигналы в блоки 1 , 7 и 8. Сигнал в проводе, а появляется при нажатии кнопки Сброс . Он поступает на сзетодиод 47 (Отве

25

айте) и светодиод 48 (Первьй о-. рос), а также на элементы 21 i (фиг.6), подготавливая шифратор к выаче кода ответа на первый вопрос. Сигналы в проводах б, в, г, д появяются последовательно после ответов на первый, второй, третий и четвертый вопросы соответственно. Эти сигналы, как и сигнал в проводе а, по- ю ступают на соответствующие элементы 2 шифратора, управляя сменой кодов, поступают и на светодиоды 47, 49..., 52 (Отвечайте на второй вопрос и т.д.), и на соответствукщие элемен- 15 ты 42 (фиг.9) для пропуска в триггеры 43 правильного ответа. Сигнал в проводе е установит триггер 43 (нижний на фиг.9) в состояние 1. С выхода е этого триггера подается 20 сигнал в формирователь 5 на элементы 39, а на выходе ж будет О,который подается в блок 2 на элемент 30, благодаря чему запрещаются дальнейшие попытки ответа на вопросы, т.е. пульт обучаемого заблокируется. Для его разблокировки надо нажать кнопку Сброс. При этом счетчики 35 и 40 и триггеры 43 установятся в состояние О и схема будет готова принять 30 ответ на первый вопрос.

Для связки пульта обучаемого с пультом предподавателя требуется пять проводов: Пр, П, С, +, - (Правильно, Попытка, Сброс 35 и провода питания). Питание пульта обучаемого осуществляется от сети 220 В, 50 Гц. Выпрямительное устройство на схеме не показано. Возможно питание от аккумуляторов или других 40 элементов питания. Каждая секция пульта преподавателя получает питание от соответствующего пульта обучаемого.

Подготовка пульта обучаемого к ра- 45 боте состоит в том, что после включения его в сеть и нажатии кнопки Сброс нажимают кнопку Индикация кода и, удерживая ее, нажимают не- сколЁко раз кнопку Код, контроли- 50 руя значение кода по индикатору. Пульт преподавателя в подготовке не нуждается, надо лишь нажать кнопку Сброс.

Сигналы правильных ответов посту- 55 пают по проводу Пр в счетчик 54 (фиг.10), а сигналы попыток (правильных и неправильных) по проводу П - в счетчик 56. С выходов дешифраторов ,

5

5 0 0

55 и 57 сигналы подаются в блок I1 памяти и, если попытка ответа на вопрос удачна, соответствующие элементы 58 пропустят сигнал на соответствующий триггер 59, который установится в состояние 1, и засветится соответствующий светодиод индикатора 12 (элементы 63-67), причем не после пятой, как на пульте обучаемого, а после любой удачной попытки ответа на вопрос. Сигнал пятой попытки, если она удачна, поступает на индика- тор 12, минуя триггер 59, и в любом случае через элемент 60 задержки - в регистратор 15, включая его, и в блок 14 сопряжения с ЭВМ. Сигналы правильных ответов также поступают в эти блоки (14 и 15). Если все пять ответов правильны, то элемент. 61 пропустит сигнал в счетчик 13 (элемент 69). Таким образом здесь будет записано число, показывающее сколько контрольных карточек отработал данный обучаемый, т.е. какой объем учебного материала он усвоил. Это число можно прочесть на индикаторе 12 (элементы 65-67) в двоичном коде, нажав кнопку

Итог

в любой момент занятий, если преподавателя интересует темп и результаты работы того или иного обучаемого.

Блок 14 представляет собой пятиразрядный регистр, в который информация записывается параллельным кодом. Наличие 1 в первом разряде означает правильный ответ на первый вопрос и т.д. Кроме такого индивидуального регистра, имеющегося в каждой секции пульта преподавателя, есть общий регистр, в который поступает информация от индивидуальных регистров (в параллельном коде). На фиг.10 оба регистра объединены. Содержание информации общего регистра следующее: номер учебной группы, шифр дисциплины и результаты работы обучаемых (количество отработанных карточек, количество попыток, допускаемые ошибки, время, затраченное на каждую карточку и т.п.) на момент запроса из ЭВМ. Количество разрядов в этом регистре зависит от того, как часто ЭВМ опрашивает подключенные к ней классы, сколько учебных групп и по каким дисциплинам занимаются в таких классах, сколько студентов в - группе. Информация из этого регистра в ЭВМ передается последовательным ко10

15

счетчик заданий, входы которого подключены к соответствующим выходам второго блока памяти, являющимся выходами данных устройства и соединенным с соответствующими информационными входами регистратора, управляющий вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика вопросов, информационные выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы второго блока памяти, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика правильных ответов, информационные входы вторых счетчиков правильных ответов и вопросов соединены соответственно с выходом блока сравнения и выходом готовности отведом. Если в составе аппаратуры класса имеется перфоратор или какое-либо другое регистрируклцее устройство, то в ЭВМ можно передавать только количество отработанньк каждым студентом карточек, так как подробности работы над каждой карточкой (количество попыток, какие были ошибки, время, затраченное на обдумывание каждого ответа на вопрос и на всю карточку в целом) фиксируются перфоратором (регистратором) , а затем остаются на кафедре. Рабочие места в классе (т.е. и пульты обучаемых) закрепляются на все время его обучения по данному предмету. Это позволяет не записывать в ЭВМ фамилию студента при каждом цикле передачи информации с общего регистра, так как можно распола-20 та блока ввода ответов, а установоч- гать такую информацию в раз и навсег- ные входы - с выходом сигналов сброда ,(на семестр) отведенньк для .нее са блока ввода ответов, синхровыход местах (в определенньпс разрядах). которого подключен к соответствующему входу первого счетчика правильных 25 ответов, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами формирователя импульсов, управляющий вход формирователя импульсов подключен к первому выходу первого 30 блока памяти, первый выход - к управляющему входу блока кодирования и к первому входу первого индикатора, а второй и третий выходы - к соответствующим входам первого индикатора,

yililDl л . iJ - лл,«.«.в -

-:-.T,.:,-:irпервый счетчик вопросов, информационный вход которого соединен с выходом готовности ответа блока ввода ответов, выход сигналов сброса которого подключен к установочным входамкпер- вых счетчиков правильных ответов и вопросов, первый блок памяти, выходы группы которого соединены с соответ- ствукяцими входами первой группы первого индикатора, и второй блок памяти, выходы которого подключены к соответствующим входам второго индикатора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства за счет сокращения количества линий связи между пультами преподавателя и обучаемого, оно содержит регистратор, формирователь импульсов, вторые счетчики правильных ответов и вопросов и 55

Формула изобрете ни я

Устройство для контроля знаний обучаемых, содержащее блок ввода ответов, информационные выходы группы которого соединень с соответствунищ- ми входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первой группы блока кодирования, а

группы блока кодирования, а входы третьей группы - с соответствующими - выходами группы первого счетчика во- 40 просов. подключенными к соответствующим информационным входам группы первого блока памяти и блока кодирова-; ния, информационный вход которого и четвертый вход первого индикатора 45 соединены с первым выходом первого счетчика вопросов, второй выход пер-; вого счетчика вопросов подключен к информационному входу первого блока памяти, второй информационньй выход которого соединен с входом блока ввода ответов, установочный вход - с выходом сигналов сброса блола ввода ответов, а синхровход - с выходом блока сравнения.

50

56986

10

10

15

счетчик заданий, входы которого подключены к соответствующим выходам второго блока памяти, являющимся выходами данных устройства и соединенным с соответствующими информационными входами регистратора, управляющий вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика вопросов, информационные выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы второго блока памяти, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика правильных ответов, информационные входы вторых счетчиков правильных ответов и вопросов соединены соответственно с выходом блока сравнения и выходом готовности отве-20 та блока ввода ответов, а установоч- - ные входы - с выходом сигналов сброса блока ввода ответов, синхровыход которого подключен к соответствующе

55

группы блока кодирования, а входы третьей группы - с соответствующими - выходами группы первого счетчика во- 40 просов. подключенными к соответствующим информационным входам группы первого блока памяти и блока кодирова-; ния, информационный вход которого и четвертый вход первого индикатора 45 соединены с первым выходом первого счетчика вопросов, второй выход пер-; вого счетчика вопросов подключен к информационному входу первого блока памяти, второй информационньй выход которого соединен с входом блока ввода ответов, установочный вход - с выходом сигналов сброса блола ввода ответов, а синхровход - с выходом блока сравнения.

50

о

OmBef/ai/me на

.2) (J

v- пов/rfopi/me О Лро о/ койл7е

.2) (J

Фиг.1

Изобретение относится к обучаю- ще-контролирукщим устройствам и может быть использовано на лекциях (при фронтальном опросе), на классно- групповых занятиях (при контроле и самоконтроле, каждого учащегося), на лабораторных работах (при проведении коллоквиума), при проведении рубежного контроля, зачета и при самостоятельной работе (самоконтроль). Цель изобретения - упрощение устройства за счет сокращения количества линий связи между пультами обучаемого и преподавателя. Устройство содержит блок кодирования, блок ввода ответов, блок сравнения, счетчик правильных ответов, формирователь импульсов, счетчик вопросов, блок памяти, индикатор, которые конструктивно объединены в пульт обучаемого. Цульт преподавателя состоит из секций, каждая из которых соответствует пульту обучаемого. В секции имеются счетчики правильных ответов, счетчик вопросов, блок памяти, индикатор, счетчик заданий, блок сопряжения с ЭВМ, регистратор (перфоратор). Рабочие места в классе (т.е. и пульты обучаемых) закрепляются за каждат студентом на все время его обучения по данному предмету. Это позволяет не записывать в ЭВМ фамилию студента при каждом цикле передачи информации с общего регистра, т.к. можно располагать такую информацию раз и невсегда (на семестр) в отведенных для нее местах (в определенных разрядах). 10 ил. (Л сл

Фиг.г

Jjr -

0Lfe.5

&SS л

н

I 7

Т t

4у

5 б

и дакацаа кода

I- -- , -::- -8

I

42

-

rW

К

$

-и

г,

О-й

W

4V

У Vy

V/

1

У/

Т

4

i 2

.9

Фиг. В

V5

/Tpqdo/f aUT Рг

V /k

:Р

-

-

К

$

/е

/е

-и

г,

О-й

У5

rdj

УЗ

yj

W

4V

У Vy

49

W

ч л л /

%

in

х

2

- е

а 5 6 г д 8

iO

П

п

Фие. iO

V9

4/Л7

I///