Обучающее устройство Советский патент 1990 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей обучающего устройства за счет обеспечения задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе.

На фиг. 1 изображена функциональная схема обучающего устройства; на фиг. 2 - пример выполнения принципиальной электрической схемы на электромагнитных реле.

Обучающее устройство содержит источник 1 питания, включатель (кнопку) 2 питания и «Сброса ответов, блок 3 ввода ответов, блок 4 задания вопросов, программатор 5 и блок 6 оценки (ответа).

Блок 3 состоит из электроуказки 7, контрольно-исполнительных узлов 8 с заданным количеством самоблокирующихся с помощью контактов входов, которые соединены с контактными площадками. Контактные площадки рассосредоточены по графическому и/или макетному изображению изучаемого материала (не показан).

Контрольно-исполнительные узлы 8 служат для обеспечения ввода и автоматической фиксации результатов ответов по отдельным вопросам групп, выработки и передачи управляющих сигналов в программатор 5. Они могут быть выполнены на электромагнитных или полупроводниковых реле или на интегральных микросхемах логики (на

О

О

оо 4;

CD

фиг. 2 это группы реле с их контактами самоблокировки).

Программатор 5 служит для формирования логических цепей групп вопросов и результатов ответов по .составным частям этих групп вопросов, образования логических цепей правильных и неправильных ответов, обеспечивающих формирование и прохождение управляющего сигнала, соответствующего оценке отвта по группе вопросов в целом. Он состоит из кольцевой цепи ; последовательно соединенных логических элементов ИЛ И-НЕ 9 и логических элементов И 10, соединенных с элементами ИЛИ-НЕ 9 (по выходам) и контактами блока 4. Элементы ИЛИ-НЕ 9 имеют заданное количество управляющих входов, связанных с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8 блока 3.

Элементы И 10 своими управляющими входами связаны с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8, а токо- выми входами подключены к соответствующим по номеру контактам второго направления переключателя блока 4 задания вопросов.

Блок 6 служит для приема управляю- щего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку, фиксация оценки «2 и установки электрической схемы в исходное положение. Он состоит из исполнительного узла 11, индикатора 12 «Правильно, индикатора 13 «Неправильно, индика- тора 14 оценки и кнопки 15 «Контроль. Исполнительный узел 11 служит для приема управляющего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку. Он может быть выполнен на двух реле К1, К2 и электромагнитном приводе индикато- ра 14 оценки.

Реле К1 служит для приема сигнала правильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления работой реле К2 и индикатора 12. Для этого его нормально замкнутый контакт К 1.1 включен в цепь-питания обмотки реле К2, а нормально разомкнутый контакт К1.2 включен в цепь питания лампочек HI индикатора 12 с транс- порантом «Правильно. Обмотка реле КЛ включена последовательно с логическими элементами ИЛИ-НЕ 9 и переключателем 4 цепи контроля результатов ответов программатора 5 и является составным элементом цепи контроля правильных ответов.

Реле К2 служит для приема сигнала неправильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления работой индикатора 13 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Для этого его два нормально разомкнутые контакты K2.I и К2.2 включены в цепи питания лам- почек Н2 индикатора 13 «Неправильно и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Обмотка реле К2 с нормально замкнутыми контактами К1.1 образуют цепь контроля неправильных ответов. Эта цепь подключена параллельно цепи контроля правильных ответов.

Кнопка 15 «Контроль служит для подачи питания в цепи контроля результатов ответа после ввода всех ответов по заданной группе вопросов.

Электромагнитный привод индикатора 14 оценки служит для щагового поворота оценочного диска индикатора 14 оценки. Он состоит из якоря 16 с пружиной 17 возврата, вала 18 с жестко закрепленными на нем кулачком 19, храповиком 20 и диском 21, экрана 22 с окном предъявления оценки, механического ключа 23, концевого выключателя 24 и электрического ключа 25. Обмотка электромагнита 26 служит для приема сигнала неправильного ответа и преобразования его в действие по управлению индикатором 14 оценки.

Якорь 16 служит для поворота храповика 20, кулачка 19 и диска 21 с оценками.

Кулачок 19 служит для выключения концевого выключат уш 24 после трех неправильных ответов, т. е. для фиксации оценки «2 в окне предъявления оценки экрана 22.

Механический ключ 23 служит для поворота вала 18 в исходное положение до установки оценки «5 в окне предъявления оценки экрана 22. Возможно применение для этой цели электрического ключа 25.

Выключатель 2 «Сброса служит для разблокировки цепей питания управляющих цепей логических элементов при подготовке программатора 5 к очередному вопросу и возврате схемы в исходное положение при ощибке в ответе.

Блок 6 может быть выполнен на базе цифровых индикаторов любого типа.

Обучающее устройство работает следующим образом.

После включения питания ключом 23 или 25 поворачивают кулачок 19 с валом 18 и диском 21 в исходное положение до установки оценки «5 в окне предъявления оценки экрана 22. При этом кулачок 19 освободит концевой выключатель 24, в результате чего его контакты замкнутся, подготовив к работе цепь питания электромагнитного привода индикатора 14 оценки.

Переключатель блока 4 устанавливают в положение, соответствующее заданному вопросу. При этом его подвижный контакт первого направления подключится к токовому входу первой группы элементов ИЛИ-НЕ 9, а подвижный контакт второго направления переключателя в блоке 4 подключится к токовому входу первой группы элементов И 10.

Таким образом, к логической цепи контроля правильных ответов по первой группе вопросов будет подключена обмотка реле К1 исполнительного узла И. Цепь первой группы элементов ИЛИ-НЕ 9 при такой схеме включения оказывается исключенной из цепи контроля.

Порядок ответа. Пусть задан вопрос по первой группе вопросов и ответ дается пра- g вильный. В этом случае обучаемый находит на графическом и/или макетном изображении (не показаны) символы первой группы ответов, связанные между собой единым логическим замыслом, н электроуказкой 7 ка«4« в окне представления оценки экрана 22, а контактами К2.1 будет подключена лампочка подсветки транспаранта «Неправильно индикатора 13. Из этого следует, что использована первая попытка, но результат ответа не следует представлять обучающему, а следует проанализировать ответ, т. е. произвести «Сброс включателем (кнопкой) 2 и повторить ответ. При нажатии на кнопку 2 произойдет разблокирование цепей питания

сается их контактных площадок. При каса- реле контрольно-исполнительных узлов 8.

НИИ электроуказкой 7 контактной площадки, например ХР2,, подключается к цепи питания обмотка второго реле K2i первого контрольно-исполнительного узла 8. Реле K2i

При второй разновидности ошибок, когда из опрашиваемой группы вопросов не все символы правильных ответов были указаны. Например, при ответе по первой группе вопсработает, заблокируется контактами K2i3 5 росов не указан символ с контактной пло(запомнит ответ) и передаст управляющее действие на контакты K2i.l первого элемента И 10 и на контакты K2i.2 первой группы элемента ИЛИ-НЕ 9. При этом элементы И 10 формируют цепь логики правильного отвещадкой XP2i. В результате в логической цепи правильного ответа будет разрыв цепи, так как останутся разомкнутыми контакты K2i.l. Следовательно, цепь питания обмотки реле К1 (цепи контроля правильного ответа, а элементы ИЛИ-НЕ 9 формируют цепь 20 та) останется разорванной, аналогично как и логики неправильного ответа. Но, так какв случае указания символа из другой непервая «опрашиваемая группа элементов

ИЛИ-НЕ 9 исключена из цепи контроля переключателем блока 4, поэтому они на оценку не влияют.

Для представления результата ответа необходимо нажать на кнопку 15 «Контроль. При этом к цепи питания будут подключены логические цепи контроля правильного . и неправильного ответов программатора 5 и исполнительного узла П.

опрашиваемой группы вопросов. При проверке правильности ответа, нажав на кнопку 15 «Контроль, сработает реле К2 и своими

25 контактами К2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнитного привода индикатора 14 оценки, а контактами K2.I подключит к цепи питания лампочку подсветки транспаранта «Неправильно в индикаторе 13. Электромагнитный привод своим якорем

30 16 повернет на один щаг храповик 20 с оценочным диском 21, и в окне предъявления экрана 22 оценка уменьшится на один балл. При третьей последней попытке в случае неправильного ответа якорь 16 повернет через храповик 20 оценочный диск 21 в положение оценки «2, а кулачок 19 в этом случае воздействует на концевой выключатель 24 и его контактами разомкнет цепь питания электромагнита привода индикатора 14 оценки. Так происходит фиксация оценки «2.

Так как ответ правильный, то в цепи правильного ответа пойдет ток, сработает реле К1 исполнительного узла и контактами К 1.1 отключит реле К2 от цепи питания, а контактами К1.2 включит в цепь питания лам- 35 почку подсветки транспаранта «Правильно в индикаторе 12. Это подтверждает, что исходная оценка «5 в окне экрана 22 соответствует правильному ответу.

Если бы при ответе были допущены ошибки, например, первой разновидности - до- полнительно к ответам первой опрашиваемой группы был указан еще и, например, третий символ из второй группы ответов касанием электроуказкой 7 контактной площадки ХРЗг. При этом сработает реле К32 45 второго контрольно-исполнительного узла 8, заблокируется контактом К32.3 (запомнит ошибку), контакты замкнутся, а контакты К32.2 разорвут логическую цепь контроля правильного ответа второй группы элементов

30 16 повернет на один щаг храповик 20 с оценочным диском 21, и в окне предъявления экрана 22 оценка уменьшится на один балл. При третьей последней попытке в случае неправильного ответа якорь 16 повернет через храповик 20 оценочный диск 21 в положение оценки «2, а кулачок 19 в этом случае воздействует на концевой выключатель 24 и его контактами разомкнет цепь питания электромагнита привода индикатора 14 оценки. Так происходит фиксация оценки «2.

При таком положении исполнительного узла 11 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки обучающее устройство можно использовать без ключа 23 (или 25) для самоконтроля при закреплении знаний по изучаемой теме, оценивая ответы по высвечиваемым транспарантам «Правильно или «Неправильно в индикаторах 12 и 13.

Для опроса очередного обучаемого или того же обучаемого по другой группе вопИЛИ-НЕ 9. Поэтому при проверке резуль- 50 росов необходимо переключатель блока 4 тата ответа нажатием на кнопку 15. Конт-установить в положение, соответствующее

роль реле К1 (контроля правильного от-заданному вопросу, механическим 23 или

вета) не сработает, а реле К2 логическойэлектрическим 25 ключом установить индикацепи контроля неправильного ответа срабо-тор 14 оценки в исходное положение (на

тает и контактами К2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнита 26 приво- 55 да оценочного диска 21. Электромагнит 26 своим якорем 16 повернет на один шаг храповик 20 с диском 21 до установки оценки

оценку «5) и нажать на кнопку 2 «Сброс, цепи питания обмоток реле контрольно- исполнительных узлов 8 будут разблокированы. Обучающее устройство готово для проведения очередного ответа.

«4« в окне представления оценки экрана 22, а контактами К2.1 будет подключена лампочка подсветки транспаранта «Неправильно индикатора 13. Из этого следует, что использована первая попытка, но результат ответа не следует представлять обучающему, а следует проанализировать ответ, т. е. произвести «Сброс включателем (кнопкой) 2 и повторить ответ. При нажатии на кнопку 2 произойдет разблокирование цепей питания

реле контрольно-исполнительных узлов 8.

реле контрольно-исполнительных узлов 8.

При второй разновидности ошибок, когда из опрашиваемой группы вопросов не все символы правильных ответов были указаны. Например, при ответе по первой группе вопросов не указан символ с контактной плоросов не указан символ с контактной площадкой XP2i. В результате в логической цепи правильного ответа будет разрыв цепи, так как останутся разомкнутыми контакты K2i.l. Следовательно, цепь питания обмотки реле К1 (цепи контроля правильного ответа) останется разорванной, аналогично как и в случае указания символа из другой не

опрашиваемой группы вопросов. При проверке правильности ответа, нажав на кнопку 15 «Контроль, сработает реле К2 и своими

контактами К2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнитного привода индикатора 14 оценки, а контактами K2.I подключит к цепи питания лампочку подсветки транспаранта «Неправильно в индикаторе 13. Электромагнитный привод своим якорем

16 повернет на один щаг храповик 20 с оценочным диском 21, и в окне предъявления экрана 22 оценка уменьшится на один балл. При третьей последней попытке в случае неправильного ответа якорь 16 повернет через храповик 20 оценочный диск 21 в положение оценки «2, а кулачок 19 в этом случае воздействует на концевой выключатель 24 и его контактами разомкнет цепь питания электромагнита привода индикатора 14 оценки. Так происходит фиксация оценки «2.

При таком положении исполнительного узла 11 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки обучающее устройство можно использовать без ключа 23 (или 25) для самоконтроля при закреплении знаний по изучаемой теме, оценивая ответы по высвечиваемым транспарантам «Правильно или «Неправильно в индикаторах 12 и 13.

Для опроса очередного обучаемого или того же обучаемого по другой группе вопросов необходимо переключатель блока 4 установить в положение, соответствующее

тор 14 оценки в исходное положение (на

оценку «5) и нажать на кнопку 2 «Сброс, цепи питания обмоток реле контрольно- исполнительных узлов 8 будут разблокированы. Обучающее устройство готово для проведения очередного ответа.

Таким образом, предлагаемое обучающее устройство обеспечивает (по сравнению с прототипом) расширение дидактических возможностей, так как оно позволяет:

ставить и автоматически оценивать групповые логически взаимосвязанные вопросы;

обучаемому проверять правильность ответа в целом по группе вопросов и, при необходимости, внести изменения в ответ, используя автоматически оцениваемые попытки ответа до предъявления оценки обучающему;

для выбора ответов может представляться логически взаимосвязанный материал по теме в любом объеме.

Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, блок задания вопросов, источ- 5 ник питания и блок оценки, отличающееся тем, что, с целью расщирения , дидактических возможносфей устройства, в него введены элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первой группы блока ввода ответов, элементы И, первые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блока задания вопросов, вторые

10

входы - к соответствующим выходам второй группы блока ввода ответов, а выходы - к

Кроме того, последовательно-кольцевое 5вторым входам и выходам соответствующих

включение элементов ИЛИ-НЕ 9 и И 10 обес-элементов ИЛИ-НЕ, один выход источника

печивает решение задачи минимизации конст-питания соединен с одними входами питания

рукции устройства.блоков ввода ответов и оценки, а другой

Применение предлагаемого устройствавыход - с другими входами питания блоков

позволит улучщить процесс программирован-ввода ответов и оценки и с входом опроса

ного обучения, повысить его качество и 20блока задания вопросов, информационные

объективную оценку уровня знаний уча-входы которого подключены к выходам соотЩихся.ветствующих элементов ИЛИ-НЕ, а выход

Обучающее устройство компактно, просторезультата ответов - к информационному

в изготовлении и обслуживании.входу блока оценки.

Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, блок задания вопросов, источ- ник питания и блок оценки, отличающееся тем, что, с целью расщирения , дидактических возможносфей устройства, в него введены элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первой группы блока ввода ответов, элементы И, первые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блока задания вопросов, вторые

Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве. С целью расширения дидактических возможностей устройства за счет задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе в обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов с контактными площадками, блок оценки, блок задания вопросов и источник питания, введен программатор, выполненный в виде замкнутой цепи последовательно соединенных групп элементов ИЛИ-НЕ, к выходам которых подключены входы соответствующих групп элементов И и через контакты первого направления блока задания вопросов, выполненного, например, в виде переключателя, соединены с блоком оценки, при этом число выводов в каждой группе элементов ИЛИ-НЕ и И соответствует числу вопросов в группе, причем токовые входы элементов И через контакты второго направления блока задания вопросов подключены к источнику питания, а управляющие входы элементов ИЛИ-НЕ и И соединены с выходами соответствующих контрольно-исполнительных узлов блока ввода ответов, блок ввода ответов и блок оценки включены параллельно источнику питания. 2 ил.

If

И1 YHI Z6

/Z(X)5

К1..1 К2.2

/ Т

i

PKi Pfi N .J 1

UJ

/r/7./ /r/7../ /r/.Z

.If

K1.2 K2i.2

K2i.2 51.1

IД

LJIII...U

I 4 I LJ I L /r/j7

S/ STT ,./

/Г/Г/.л /..у 7

J i- fL C- CLh-L

/r/r/./ уГ/.2/r./ /r./ /Г4/

//г7

18

ч .

7777

22

/ Т/Г//

i

fi N /.J 1

UJ

/r/7b i,

.

/r/7;

.A

/r/775.7 /r/jf /ГЛ.Г

/Гя7,2

li IT

S/.2