Обучающее устройство Советский патент 1989 года по МПК G09B7/07 

ченным к первому входу информационного табло 17 через последовательно включенные первый блок 2 ввода ответов и первый блок 13 сравнения, а к второму входу - через последовательно соединенные входы блок 3 ввода ответов и второй блок 14 сравнения Третий вход табло 17 через первый элемент И-НЕ 15 соединен с блоком 6 фиксации ответа одного обучаемого, вторым элементом 11 дифференцирования и первым входом элемента И 8. Четвертый вход табло 17 подключен через второй элемент И-НЕ 16 к блоку 7 фиксации ответа другого обучаемого третьему элементу 12 дифференцирования и второму входу элемента И 8, выход которого через последовательно включенные первый элемент 9 дифференцирования и триггер 10 соединен с управляющим входом счетчика 4 времени. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к средствам программированного обучения и контроля знаний, предназначенным для автоматизации процесса обучения и контроля на различных этапах работы с материалом в учебных заведениях любого типа. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства путем организации процесса обучения и контроля знаний учащихся в виде игры, что способствует более эффективному запоминанию изучаемого предмета. Устройство содержит генератор 5 /тактовых импульсов/, соединенный через счетчик 4 времени /анализа решений/ с блоком 1 ввода эталонов, подключенным к первому входу информационного табло 17 через последовательно включенные первый блок 2 ввода ответов и первый блок 13 сравнения, а ко второму входу-через последовательно соединенные входы блок 3 ввода ответов и второй блок 14 сравнения. Третий вход табло 17 через первый элемент И-НЕ 15 соединен с блоком 6 фиксации ответа одного обучаемого, вторым элементом 11 дифференцирования и первым входом элемента И 8. Четвертый вход табло 17 подключен через второй элемент И-НЕ 16 к блоку 7 фиксации ответа другого обучаемого, третьему элементу 12 дифференцирования и второму входу элемента И 8, выход которого через последовательно включенные первый элемент 9 дифференцирования и триггер 10 соединен с управляющим входом счетчика 4 времени. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к средствам программированного обучения и контроля знаний, предназ- наченным для автоматизации процесса обучения и контроля на различных этапах работы с материалом в учебных заведениях любого типа.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания эталонов (ответов), блок 2 ввода ответов, блок 3 ввода ответов, счет- чик 4 времени (анализа решения), генератор 5 (тактовых импульсов), блоки 6 и 7 фиксации ответа, элемент И 8, первый элемент 9 дифференцирования, триггер 10, второй элемент 11 дифференцирования, третий элемент 12 дифференцирования, первый блок 13 срав- нения, второй блок 14 сравнения, первый элемент И-НЕ 15, второй элемент И-НЕ 16 и информационное табло 17.

Блок 1 предназначен для проектиро вания со слайда на экран задания и ответов к нему, а также для автоматической смены слайдов с одновременной установкой эталонного кода при поступлении на вход блока 1 импульса смены кадра.

Блоки 2 и 3 предназначены для ввода в устройство информации о выбранном первым обучаемым ответе и представляют собой переключатель на три (и более) положения, закрепленный на рабочем месте обучаемого (или в коробке, соединенной гибким шнуром с входом устройства). Положение ручки

5 0

С

0

переключателя фиксирует направление на выбранный ответ.

Счетчик 4 предназначен для формирования регулируемого временного интервала, в течение которого обучаемые анализируют свое решение после оценки его устройством. В этот период они подводят итоги состязания по предыдущему заданию, а также по пройденной серии заданий и готовятся к следующему вопросу. Счетчик 4 выполнен на основе регистра сдвига и многопозиционного переключателя, общий контакт которого является выходом счетчика 4, л остальные контакты (входы) подключены к выходам регистра сдвига.

i

Генератор 5 предназначен для получения непрерывной последовательности импульсов, синхронной с секундным интервалом. Генератор 5 выполнен на основе задающего генератора и ряда делителей частоты. В зависимости от выбранного масштаба период следования тактовых импульсов может изменяться с помощью делителей частоты.

Блоки 6 и 7 предназначены для фиксации ответа обучаемых и формирования на своем выходе запрещающего потенциала после фиксации ответа. Блоки 6, 7 выполнены на основе триггера и кнопочного переключателя, который конструктивно расположен рядом с переключателем блока 2 или 3.

Элемент И 8 предназначен для получения на своем выходе перепада напряжения при подаче на его оба входа запрещающих потенциалов в момент фиксации принятого решения запоздавшим обучаемым.

Триггер 10 предназначен для управления временным режимом работы устройства, обеспечивая чередование периодов интенсивной работы над заданием и периодов отдыха перед следующим заданием.

Элемент 11 предназначен для дифференцирования перепада напряжения, снимаемого с выхода блока полу- чения импульса (ошибки, позднего ответа) в момент фиксации своего решения первым обучаемым.

Элемент 12 предназначен для дифференцирования перепада напряжения, снимаемого с выхода блока 7 и получения импульса (ошибки, позднего ответа) в момент фиксации своего решения вторым обучаемым.

Блок 13 предназначен для оценки правильности ответа первого обучаемого в момент фиксации принятого им решения (в момент поступления на его управляющий вход импульса ошибки) . Блок 13 представляет собой логический элемент И-НЕ.

Блок 14 предназначен для оценки правильности ответа второго обучае- мого в момент фиксации принятого им решения (в момент поступления на его управляющий вход импульса ошибки).

Элемент 15 предназначен для блокирования импульса позднего ответа, подаваемого на его управляющий вход в случае, если первый обучаемый зафиксировал свое решение быстрее вто - рого.

Элемент 16 предназначен для блокирования импульса позднего ответа, подаваемого на его управляющий вход в случае, если второй обучаемый зафиксировал свое решение быстрее первого.

Табло 17 предназначено для накопления и отображения информации о количестве ошибок, а также о количестве поздних ответов, полученных соответственно первым и вторым обучаемыми. Табло 17 состоит из четырех счетчиков и электрически связанных с ними четырех цифровых индикаторов. На левой половине табло 17 находятся индикаторы количества ошибок и количества поздних ответов первого обучаемого. На правой половине табло 17 расположены индикаторы количества ошибок и количества поздних ответов второго обучаемого.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 10 сброшен и на его выходе установлен

10

5

0

5

запрещающий потенциал, который закрывает счетчик 4 времени. Триггеры блоков 6 и 7 сброшены, и на их вы- ходах установлены разрешающие потенциалы. Первьй и второй элементы И-НЕ 15 и 16 открыты, все четыре Ьчетчика табло 17 индикации обнулены. На цифровых индикаторах табло 17 установлены нули. Преподаватель подает команду Внимание и включает устройство. При этом запускается блок 1, а на его экране появляется первое задание и ряд ответов к нему. Цепи установки устройства в исходное состояние и начального запуска блока 1 не показаны. Обучаемые приступают к обдумыванию вопроса.

При ответе на вопрос первый обучаемый переводит переключатель блока 2 в положение, соответствующее выбранному ответу, а нажатием кнопки переключателя в блоке 6 фиксирует свое решение. Через контакты кнопочного переключателя замыкается электрическая цепь, по которой потенциал фиксации решения с выхода источника питания подается на S-вход триггера блока 6, который опрокидывается и на вы- 0 ходе блока 6 изменяется напряжение: происходит переход от отпирающего потенциала к запирающему. Запирающий потенциал с выхода блока 6 поступает на первый вход элемента И 8 и информационный вход первого элемента И-НЕ

При ответе на вопрос второй обучаемый также переводит переключатель блока 3 в положение, соответствующее выбранному ответу, а нажатием кнопки на блоке 7 фиксирует свое решение. Триггер блока 7 опрокидывается, и на его выходе изменяется напряжение: происходит переход от отпирающего потенциала к запирающему. Зацира- ющий потенциал с выхода блока 7 поступает на входы элементов И 8 и И-НЕ

5

0

5

0

5

Короткий импульс с выхода элемента 12 поступает на вход блока 14 (импульс ошибки) и вход элемента И-НЕ 15 (импульс позднего ответа).

При решении очередного задания возможны четыре комбинации ответов: один обучаемый опередил другого и Принял правильное решение; один обучаемый опередил другого, но принял еверное решение; другой обучаемый поздал с ответом, но верно решил ЬаданиеЈ другой обучаемый опоздал с ответом и дал неверное,решение. В случае, когда первый обучаемый .зафиксировал свое решение быстрее шторого (первая и вторая комбинации ртветов), элемент И-НЕ 15 закрывается {раньше, чем элемент И-НЕ 16. Импульс позднего ответа с выхода элемента 11 проходит через открытый элемент И-НЕ 16 и поступает на четвертый вход табло 17. Срабатывает счетчик {поздних ответов второго обучаемого. На правой половине табло 17 показа- ния индикатора числа поздних ответов увеличиваются на единицу.

В случае, когда первый обучаемый ответил правильно (первая комбинация ответов),замыкается электрическая цепь, проходящая через блоки 1 и 2, по которой от выхода источника питания на вход блока 13 подается запрещающий потенциал. Запрещающий потен- циал блокирует прохождение импульса ошибки с выхода элемента 11 через блок 13 на первый вход табло 17. На левой половине табло 17 показания цифрового индикатора числа ошибок . остаются неизменными. Первый обучаемый считается выигравшим состязание при ответе на вопрос по данному заданию вне зависимости от правильности решения вторым обучаемым.

В случае, когда первый обучаемый ответил неправильно (вторая комбинация ответов) на информационном входе блока 13 отсутствует запрещающий потенциал. Импульс ошибки с выхо да элемента 11 через открытый блок Т поступает на первый вход табло 17. Срабатывает счетчик ошибок первого обучаемого. На левой половине табло 17 показания индикатора числа ошибок первого обучаемого увеличиваются на единицу. Исход состязания по этому заданию зависит от правильности ответа на вопрос вторым обучаемым.

В случае, когда второй обучаемый опоздал с фиксацией принятого решения по очередному заданию (третья и четвертая комбинация ответов), импульс позднего ответа с выхода элемента 12 поступает на вход закрытого элемента И-НЕ 15. При этом блокирует прохождение импульса позднего ответа с выхода элемента 12 через элемент И-НЕ 15 на третий вход табло 17 На левой половине табло 17 показания индикатора числа поздних ответов остаются неизменными.

В случае, когда второй обучаемый ответил правильно (третья комбинация ответов), замыкается электрическая цепь, проходящая через блоки 1 и 3, по которой от выхода источника питания на вход блока 14 подается запрещающий потенциал. Запрещающий потенциал блокирует прохождение импульса ошибки с выхода элемента 12 через второй блок 14 на второй вход табло 17. На правой половине табло 17 показания цифрового индикатора числа оши- рок не изменяются. Второй обучаемый считается выигравшим состязание по данному заданию при условии, что первый обучаемый ошибся. Такой исход обусловлен тем, что при сравнении результатов действий двух обучаемых отрицательный клад ошибочного решения первого обучаемого превышает положительный вклад от быстрого ответа на вопрос. Соотношение вкладов опредляется коэффициентом К и устанавливается в начале игры.

В случае, когда второй обучаемый ответил неправильно (четвертая комбинация ответов),на информационном входе блока 14 отсутствует запрещающий потенциал, импульс ошибки с выхода элемента 12 через открытый блок 14 поступает на второй вход табло 17 Срабатывает счетчид ошибок второго обучаемого. На правой половине табло 17 показания индикатора числа ошибок увеличиваются на единицу. В любом случае второй обучаемый считается проигравшим состязание Г в ответе на данное задание. При неверном решении задания первый обучаемый все же считается выигравшим, как опередивший с ответом своего соперника.

В случае, когда второй обучаемый зафиксировал свое решение быстрее первого (первая и вторая комбинации

ответов) элемент И-НЕ 16 закрывается раньше, чем элемент И-НЕ 15. Импульс позднего ответа с выхода элемента 12 проходит через открытый элемент И-НЕ 16 и поступает на третий вход табло 17. Срабатывает счетчик поздних ответов первого обучаемого. На левой половине табло 17 показания

индикатора числа поздних ответов уве- jg на выходах блоков 6 и 7 устанавливаются разрещающие потенциалы. Устройство возвращается в состояние, исходное для работы со следующим заданием. Один из обучаемых принимает решение

15 и опережает другого. Весь описанный процесс повторяется вновь.

По истечении заданного отрезка времени преподаватель останавливает циклическую работу устройства (напри20 мер, отключает выход генератора 5) и подводит итоги. Обучаемые, успевшие за положенное время охватить всю серию заданий и сделавшие меньше оговариваемого заранее предельного чис25 ла ошибок, получают Зачет по данной серии. Обучаемые, у которых число - ошибок превышает предельно допустимый уровень неверных ответов, а также ответившие по неполной серии заданий,

личиваются на единицу.

В случае, когда первый обучаемый опоздал с фиксацией принятого решения, импульс позднего ответа с выхода элемента 11 поступает на управт ляющий вход закрытого элемента И-НЕ 16. При этом блокируется прохождение импульса позднего ответа с выхода элемента 11 через элемент И-НЕ 16 на четвертый вход табло 17. На правой половине табло 17 показания индикатора числа поздних ответов остаются неизмененными.

Фиксация своего решения опередившим обучаемым приводит к тому, что на одном из входов элемента И 8 появляется запрещающий потенциал. Однако уровень напряжения на выходе элемента И 8 при этом не меняется. Фиксация своего решения опоздавшим обучав- 30 получают неудовлетворительную оценку.

мым приводит к тому, что на оба входа элемента И 8 поступают запрещающие потенциалы с выходов соответственно первого и второго блоков 6 и 7..Уровень напряжения на выходе элемента И 8 при этом изменяется. Перепад напряжения с выхода элемента И 8 поступает на вход элемента 9 дифференцирования, на выходе которого образуется импульс переключения. Импульс переключения поступает на вход триггера 10 и устанавливает его в положение, при котором с выхода .триггера Юна управляющий вход счетчика 4 поступает разрешающий потенциал. Открывается регистр сдвига счетчика 4.

Последовательность импульсов, поступающих с выхода генератора 5 на счетный вход регистра сдвига счетчика

4, начинает управлять его работой. Спустя установленное в начале игры время на одном из выходов регистра сдвига, соединенного с одним из входов многопозиционного переключателя по- является импульс смены кадра. Импульс смены кадра с выхода счетчика 4 (с общего выхода переключателя) поступает на вход блока 1, вход триггера

10, а также на входы блоков 6 и 7. Срабатывает блок 1 и на экране появ- .ляется изображение следующего кадра с очередным вопросом. Триггер 10 сбрасывается и на его выходе устанавливается запрещающий потенциал.Закрывается регистр 4 сдвига счетчика. Триггеры блоков 6 и 7 сбрасываются и

В зависимости от конкретных условий (целей, которые преследует препо- давател возможны другие варианты оценок, например: оба игрока, не допустившие ни одной ошибки во всей установленной серии заданий)получают отлично ; победившие игрой при тех же (или иных, скажем две-три ошибки) условиях получают отлично (хорошо); а проигравший хорошо (удовлетворительно) .

Использование изобретения позволяет внести элемент непосредственного состязания между учащимися в процессе

обучения и проверки их знаний и орга- шз овать контроль уровня усвоения , учебного материала в виде игры, что создает повышенный интерес к заданиям и в конечном итоге способствует более эффективному изучению и запоминанию учебного материала.

Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее первый и второй блоки ввода ответов, входы которых соединены с выходом блока ввода эталонов, а выходы - с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, выходы

11 153296212

которых подключены к первому и вто-второго блоков фиксации ответа, под- рому входам информационного таблоключенными к входам второго и третье- соответственно, и первый элемент диф-го элементов дифференцирования соот- ференцирования, отличающе-ветственно и к первому и второму е с я тем, что, с целью расширениявходам соответственно элемента И, дидактических возможностей устройст-выход которого соединен с входом пер- ва, в него введены генератор, счет-вого элемента дифференцирования, вы- чик времени, первый и второй блокиход которого подключен к S-входу фиксации ответа, элемент И, триггер,JQ триггера, информационный и управляющий второй и третий элементы дифференци-входы счетчика времени соединены с рования, первый и второй элементы, выходами соответственно генератора И-НЕ,выходы которых соединены соответ- и триггера, а выход - с R-входом триг- ственно с третьим и четвертым входа-гера, входом блока задания эталонов ми информационного табло, первые15 и входами блоков фиксации ответа, входы - с выходами третьего и второ-вторые входы первого и второго блоков го элементов дифференцирования со-сравнения подключены к выходам соот- ответственно, а вторые входы - светственно второго и третьего элемен- выходами соответственно первого итов дифференцирования.