Адаптивное обучающее устройство Советский патент 1978 года по МПК G09B7/02 

выход - со вторым входом счетчика ошибок, подключенного к блоку индикации, выход регистра адреса соединен с третьим входом блока сравнения адресов 3.

Недостатком известного устройства является невысокая степень адаптации, из-за чего невозможна реализация ветвлений в зависимости от количества ранее сделанных ошибок, что необходимо для реализации многоуровневых обучающих программ, в которых один и тот же материал изложен несколько раз с различными степенями трудности.

Причинами недостатков перечисленных выше устройств являются отсутствие блока, сравЕ1ИБающего предысторию обучения уча1це1ося с эталонами предыстории и отсутствие связей, позволяющих перекодировать код ответа учащегося в адрес следующего кадра в зависимости от результатов сравнения предыстории обучения.

Целью изобретения является повышение точности обучеппя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок сравнения величин ощибок, три входа которого подключены к выходам счетчика ошибок, блока воспроизведения учебной информации и блока определения признаков, а выход - к третьему входу блока управления.

На фнг. 1 приведена блок-схема адаптивного обучающего устройства; фиг. 2 - четыре типа кодов со схематическим изображением блока воспроизведения; фиг. 3- внешний вид участка кинопленки с информационными кадрами и кодами; фиг. 4 - функциональная схема вычислителя.

Предлагаемое адаптивное обучающее устройство содержит блок ввода ответов 1, соединенный с первыми входами блоков сравнения ответов 2 и памяти 3, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам регистра адреса 4 и блока сравнения адресов 5, а выход - ко входу блока воспроизведения учебной ийформации 6, соединенного с первым входом блока сравнения адресов 5, вторым входом .блока сравнения ответов 2, первым входом регистра адреса 4, первым входом счетчика ошибок 7 п входом блока определения признаков 8, выходы которого подключены ко второму входу блока сравнения адресов 5, третьему входу блока сравнения ответов 2 и первому входу блока управления 9, второй вход блока управления 9 соединен с выходом блока сравнения ответов 2, первый выход - со вторым входом регистра адреса 4, второй выход - со вторым входом счетчика ошибок 7, подключенного к блоку индикации 10, выход регистра адреса 4 соедийен с третьим входом блока сравнения адресов 5, блок сравнения величин ошибок И, три входа которого подключены к выходам счетчика ощибок 7, блока воспроизведения учебной информации б и блока

определения признаков 8, а выход - к третьему входу блока управления 9.

Блоки 2, 4, 5, 7, 8, 9, 11 объединены в вычислитель 12.

Блок ввода ответов 1 состоит из цифробуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного мехаиизма.

Блок памяти 3 содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм.

Блок воспроизведения учеб1гой информации 6 состоит из однотипных фотоэлектрнпрских усилителей, преобразующих фотосншалы в электрические импульсы и усиливающие их, блок индикации 10 содержит ждущий мультивибратор и индикаторную лампу «неправильно.

Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (фиг. 2).

В предлагаемом устройстве программа имеет четыре типа кодов 13, 14, 15, 16 с различными функциями в управлении работой устройства.

Коды типа 13 содержат код возможного ответа 17, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд «обязательное сравнение 18, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд «неправильно 19, предназначенный для занесения одного щтрафного балла в счетчик ошибок 7, и отличительный признак 20, служащий для опознавания кодов типа 13 вычислителем 12. Отличительпый признак 20 содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других тнпов, например 3-й снизу разряд светлый, а 2-й снизу разряд темный.

Коды типа 14 содержат код возможного числа ошибок 21, служащий для сравнения с кодом числа ошибок, хранящимся в счетчике ощибок, разряд «обязательное сравнение 22, предназначенный для безусловного сравнения с кодом числа ошибок, и отличительный признак 23, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем (3-й снизу разряд темный, а 2-й снизу разряд светлый).

Коды типа 15 содержат адрес следующего кадра 24, по которому нужно «искать следующий кадр, и отличительный признак 25, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем (2-й и 3-й разряды снизу темные).

Коды типа 16 содержат код кадра 26, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра, п отличительный признак 27 (2-й и 3-й разряды снизу светлые). Один разряд кода типа 16 в данном устройстве не используется, но его можно примелить, например, для включения синхронизированного магнитофона. В кодах всех типов существует один служебный разрез - «маркер 28, предназначенный для формирования разрешающего 5 сигнала на считывание кода и необходимый для того, чтобы информация не считывалась с кадров во время движения кинопленки. Маркер должен располагаться ниже (или выше) уровня кадров, а сигнал с Ю выхода «маркерного фотоэлектрического усилителя 29 подается на остальные, фотоэлектрические уснлители 30-35 д,,качестве разрешающего. В работе вычислителя 12 он не принимает участия и поэтому на 15 фиг. 4 не показан. На фиг. 2 дано также схематическое изображение блока воспроизведения 4 с фотоэлектрическими усилителями 30-35. Это необходимо для того, чтобы показать, 20 с каких усилителей считываются соответствующие разряды кодов, что понадобится для рассмотрения работы вычислителя 12 по функциональной схеме (фиг. 4). На пленке-программе 36 (фиг. 3) нане- 25 сены кадр с вопросом 37, кадры с разъяснениями 38 и коды управления типов 13, 14, 15, 16. Коды управления расположены между кадрами, причем количество кодов, относящихся к одному кадру, может быть раз- 30 личным, что зависит от количества ветвей от данного кадра. Например, от кадра 37 возможно семь ветвлений к кадрам 38, что зависит от ответа учащегося и предыстории обучения. Переходы показаны стрелками. Коды управления расположены группами. Каждая группа относится к одному кадру и расположена рядом с кадром справа от кадра. Коды чередуются по типам в определенной закономерности. Ря-40 дом с кадром стоят код типа 16, предназначенный для перехода к данному кадру, затем последовательность кодов, необходимых для переходов от данного кадра, в начале которой стоит код (коды) типа 13 (ко-45 ды возможных ответов), затем код (коды) типа 14 (коды возможного числа ошибок), потом код типа 15 (адрес следуюшего кадра), затем опять код (коды) типа 13, код (коды) типа 14 (коды возмолсного числа50 ошибок) и код типа 15 и т. д. Вычислитель 12 содерл ит логические элементы эквивалентности 39, 40, 41, элементы И 42-54, элементы ИЛИ 55, 56, инвертор 57, элементы памяти 58-62, элемент за-55 дсржки 63, ждущий мультивибратор 64. Адаптивное обучающее устройство рапотает следующим образом (фиг. .1). После ввода учащимся ответа, блок ввода ответов 1 додает код ответа в вычисли-60 тель 12 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок памяти .3. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока воспроизведения 6, считываются,, усилива-ud 35 ются и подаются в вычислитель 12, который на основе кода ответа и кодов, считываемых с кинопленки, осуществляет поиск нужного кадра. Коды считываются последовательно (на фиг. 3 слева направо), во время движения кинопленки. Код ответа поступает в блок сравнения ответов 2. В этот блок поступают сигналы от разрядов блока воспроизведения 6 с фотоэлектрических усилителей 30-32, считывающих коды возможных ответов и разряд «обязательное сравнение, а из блока определения признаков 8 поступают сигналы о считывании кодов типа 13. В исходном состоянии вычислитель 12 реагирует только на коды типа 13. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 9 блок 2 выдаст сигнал сравнения в блок управления 10. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся отметил не предусмотренным образом), то придет код типа 13, стоящий последним среди кодов типа 13, в котором содержится разряд «обязательное сравнение, и при считывании такого кода блок 2 выдаст сигнал сравнения в блок управления 9. В блок определения признаков 8 поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 6, занятых отличительными признаками, а из блока 8 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок сравнения ответов 2, если считываемый код является кодом типа 13, в блок сравнения ошибок 11, если считываемый код относится к типу 14, в блок управления 9, если код относится к типу 15, и в блок сравнения адресов 5, если это код типа 16. Блок управления 9 по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возмол ного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись ошибки в счетчик ошибок 7 и если в сравниваемом коде типа 13 закодирован сигнал «неправильно, который из блока 6 подается в счетчик ошибок 7, то при совпадении двух сигналов блок 7 регистрирует ощибку. Одновременно блок 7 подает крат ковременный сигнал в блок индикации 10, который увеличивает длительность сигнала и индицирует ошибку. После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа блоком 9 вычислитель 12 в дальнейшем реагирует только на коды .типа 14. При считывании кода типа 14 блок определения признаков 8 подает разрешаюш,ий-сигнал в блок сравнения ошибок 11, по которому код возможного; члсла ошибок, поступающий из блока воспроизведения 6 в блок 11, сравнивается с кодом числа ошибок, поступаюши. из счетчика ошибок 7 в блок И, При псразрядном сравнен.; зтих кодов

блок II выдает сигнал сравнения кода возможного числа ошибок в блок управления 9. Для уменьшения количества кодов типа 14, в этих кодах предусмотрен разряд «обязательное сравнение и если ведутся ветвления по числу ошибок (например, при отсутствии ошибок должна выдаваться программа повышенной трудности, при 1 или 2 ошибках должна выдаваться программа средней трудности и при трех и большем числе ошибок должна выдаваться самая легкая программа), то для того чтобы не перечислять все возможные числа ошибок для самой легкой программы последним в подгруппе кодов, относяшихся к сравненному коду возможного ответа, ставится код типа 14 с «обязательным сравнением (он заменит группу кодов типа 14 с тремя и большим числом ошибок).

В , если не произошло сравнение кода возможного числа ошибок для программы повышенной трудности, то придет код тина 14 с разрядом «обязательное сравнение, блок 6 выдаст сигнал «обязательное сравнение в блок 11, который выдаст сигнал сравнения в блок травления 9.

Блок 9 производит запоминание наличия сравнения и в дальнейнтем вычислитель 12 реагирует только на коды типа 15. Первый пришедший код типа 15 вызывает появление сигнала из блока 8 в блок 9, который вырабатывает разрешаюихий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр адреса 4. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 15 и поступающий из блока 6 в блок 4, записывается в регистр адреса 4 и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдача разрешающего сигнала блок 9 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 12 в дальнейшем реагирует только на коды типа 16.

Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения «реверс и если нужный кадр находится в стороне, противоположной первоначальному направлению движения кинопленки, то регистр адреса 4 выдает сигнал «реверс в блок памяти 3, по которому направление движения кинопленки изменится на противоположное.

Блок сравнения адресов 5 производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходяп1его из регистра адреса 4, и кода кадра, приходящего из блока воспроизведения б при наличии разрешающего сигнала из блока определения признаков 8 (о наличии кода типа 16). При поразрядном сравнении блоком 5 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок памяти 3.

Цикл поиска .может быть без сравнения кода ответа. При организации линейного участка .программы переход от кадра к кадру можно осуществить с помощью одного кода типа 16, в котором код ка.дра- все нули, так как в исходном состоянии регистр адреса находится в нулевом состоянии и при считывании кода типа 16 с нулевым кодом кадра происходит сравнение с нулевым адресом, блок 9 выдает сигнал о наличии признака кода типа 16 в блок 8, а блок 8 формирует сигнал на останов лентопротяжного механизма, который поступает в блок памяти 3.

Работа предлагаемого устройства по функци ональной схеме происходит следующий образом. ГТрй вводе ответа блок ввода ответов 1

подает код ответа на элементы эквивалентности 39 и запускает лентопротяжный механизм в блоке памяти 3. Во время движения кинопленки коды управления считываются и усиливаются блоком воспроизведения бис выходов усилителей 30-35 поступают в вычислитель 12. :

Сигналы с усилителей 34, 35, воспринимающих отличительные признаки, поступают в блок определения признаков 8. Если

считываемый код относится к типу 13, то на выходах усилителей 34, 35 появятся сигналы 1 и О соответственно, и после инвертирования нулевого сигнала элементом 57 появится сигнал на выходе элемента И 44,

который поступает в блок сравнения ответов 2. Если считываемый код относится к типу 14, то аналогично сигнал появляется на выходе элемента И 47 и поступает в блок сравнения ошибок 11, если счнтываемый код является кодом типа -15, то разрещающий сигнал из блока определения признаков 8 с элементов И 46 поступает в блок управления 9, и если считываемый код относится к типу 16, то сигнал с элемента И 45 поступает в блок сравнеиия адресов 5.

JB исходном состоянии вычислитель 12 «ищет код типа 13, код возможного ответа которого сравнится с кодом ответа. Сигналы с усилителей 30-31 поступают на элементы эквивалентности 39 и при поразрядном сравнении с кодом ответа появится сигнал на выходе элемента 42, этот сигнал поступает на элемент ИЛИ 55, на второй

вход которого приходит сигнал с усилителя 32, считывающий разряд «обязательное сравнение.

На выходе элемента 43 сигнал сравнения появится только в случае, если считываемый код относится к типу 13, и на выходе элемента И 44 присутствует разрешающий сигнал. Сигнал сравнения кода ответа и кода возможного ответа с выхода элемента 43 поступает в блок управления 9 и опрокидывает элемент памяти 58, который запускает ждущий мультивибратор 64, выдающий кратковременный разрешающий сигнал в счбтчик рщибок 7 на запись ошибки. Ошибка засчитывается и индииируется, если в к.оде типа .13, в котором произошло

сравнение кода возможного ответа с кодом ответа, закодирован разряд «неправильно. Сигнал управления через элемент И 50 поступает на счетчик из триггеров 61 и в блок индикации 10.

При опрокидывании элемент 58 подает разрешающий сигнал на элемент И 48, разрешая прием сигнала сравнения кода возможного ошибок с кодом числа ошибок, хранящихся на триггерах 61. В этом состоянии вычислитель 12 реагирует только на коды типа 14. Во время прохождения кода типа 14 код возможного числа ошибок из блока воспроизведения 6 поступает в блок сравнения ошибок И на элементы эквивалентиости 40. При сравнении этих кодов сигнал сравнения с элемента И 51 иоступает через элемент ИЛИ 56, через элемент И 52 (на второй вход элемента И 52 поступает разрешающий сигнал из блока 8 о наличии признака кода типа 14) и через элемент И 48 (на втором выходе И 48 в этот момент присутствует разрешающий сигнал, см. выше) на триггер 59, который запоминает наличие сравнения кода возможного числа ошибок с кодом числа ощибок и подает разрешающий сигнал на элемент И 49, подготавливая цепь выдачи разрешающего сигнала на запись адреса следующего кадра. Для адреса с наибольшим числом ошибок придает код возможного числа ошибок с перфорацией «обязательное сравнение. В этом случае цепь срабатывания триггера 59 будет такой: усилитель 33 - ИЛИ 56 - И 52 - И 48- элемент задержки 59.

После опрокидывания элемента 59 первый же пришедший код типа 15 вызывает появление сигнала на выходе элемента 46 в блоке определения признаков 8, с которого поступает в блок управления 9 на элемент совпадения 49. С выхода элемента 49 сигнал иодается в регистр адреса 4 на элемент И 53. По этому сигналу адрес следующего кадра с усилителей 30-33 записывается в адреса 4 на элементы 62.

Разрешающий сигнал на выходе схемы 49 появляется на короткое время, определяемое элементом задержки 60. Через время задержки срабатывает элемент 60, запоминая наличие записи, и подает запрещающий сигиал на элемент 49, что необходимо для ликвидации повторной записи.

С одного из элементов 62 снимается сигнал «реверс, поступающий в блок памяти 3, который 11сипл1,зуотся для управления направлением перемотки кинопленки. Сигналы с остальных элементов 62 поступают в блок сравнения адресов 5 на элементы эквивалентности 41, которые производят поразрядное сравнение адреса следующего кадра и кода кадра, поступающего из блока воспроизведения 6 с усилителей 30-32.

При поразрядном сравнении кодов появляются сигналы на выходах элементов 41,

если считываемый код относится к типу 16, то придет сигнал из блока 8 на элемент совиадения 54. С выхода элемента И 54 снимается сигнал остановка лентопротяжиого механизма, поступающий в блок памяти 3. По этому сигналу лентопротяжный механизм в блоке 3 останавливается и фиксирует нужный кадр с информацией.

Применение данного устройства позволяет реализовать многоуровневые обучающие программы, в которых один и тот же материал изложен несколько раз с различными степенями трудности, при обучении по которым «сильные учащиеся будут обучаться по программе с высоким уровнем изложения, а «слабые учащиеся будут обучаться по программе с низким уровнем изложения. Применение многоуровневых обучающих

программ повыщает качество обучения и сохраняет у «сильных учащихся интерес к обучению, а знания более слабых учащихся, благодаря более подробному объяснению материала, доводятся до уровня «сильных учащихся.

Формула изобретения

Адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, соединенный с первыми входами блоков сравнения ответов и памяти, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам регистра адреса и блока сравнения адресов, а выход - ко входу блока воспроизведения учебной информации, соединенного с первым входом блока сравнения адресов, вторым входом блока сравнения ответов, первым входом регистра адреса, первым

входом счетчика ощибок и входом блока определения признаков, выходы которого подключены ко второму входу блока сравнения адресов, третьему входу блока сравнения ответов и первому входу блока управлення, второй вход блока управления соединен с выходом блока сравнения ответов, первый выход - со вторым входом регистра адреса, второй выход - со вторым входом счетчика ошибок, подключенного к

блоку индикации, выход регистра адреса соединен с третьим входом блока сравнения адресов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обучения, оно содержит блок сравнения величин ошибок,

три входа которого подключены к выходам счетчика ошибок, блока воспроизведения учебно и 1формаци блока определения признаков, а выход - к третьему входу блока управления.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 193179, кл. G 09В 7/02, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 327510, кл. G П9В 7./02, 1972, И12

3. Заявка № 2184468/24, М., кл.2 G 09В ное решение о выдаче авторского с&иде7/02, 1975, по которой принято положитель- тельства.

640354

П

-Чг

-II