Адаптивное обучающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G09B7/02 

(54) АДАПТИВНОЕ ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к автоматизации учебного процесса и может быть использовано в различных учебных заведениях.

Известно адаптивное обучающее устройство, содержащее блок номера ответа, блок счет сиков, блок случайной выборки кадра, блок объяснения, блок выдержки времени и блок проекции и смены кадров l.

Однако устройство в режиме обучения работает по линейной программе и не может работать по разветвленной программеч а также не имеет возможности возвращать пройденные кадры. Выдачу следующего кадра нельзя поставить в зависимость от времени обдумывания.

Известно также адаптивное обучающее устройство, содержащее триггеры режима работы, триггеры кода правильного ответа, счетчик штрафных баллов, регистр оценки, регистр шагового передвижения ленты, три реверсивных- счетчика памяти 2.

Устрюйство работает по разветвленной программе, но кострукцйя устройства не позволяет иметь t одному кадру более четьфех разветвлений, а в случае, если нужно реализовать менее четырех разветвлений (два или три), то остальные кадры до четырех не используются. Кроме того, нет возможности перейти на пять или большее число шагов с помощью клавиш выборочного ответа. Для

10 перехода на большее число шагов используется тридцать кнопок свободного выбора кадра, при раооте с которыми устройство не блокируется от нарушения учащимися инструкций. В этом устройстве также нет возможности при двух различных ответах перейти к одному и тому же кадру. При использовании выборочного метода в известном уст2Q ройстве предусмотрено ограничение времени на выбор ответа из предложенных. Это время порядка минуты. Переход к тому или иному кадру, в зависимости от времени, затраченного на обдумывание, невозможен. При превышении учащимся установпенного времени обдумывания, блок времени автоматически запускает лентопротяжный механизм и фиксирует ошибку, что необходимо для режима Контроль. В режиме обучения автоматический запуск лентопротяжного механизма нельзя делать, так это будет способствовать ухудшению качества обучения неуспевающих учащихся. Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода-ответов, соединенный с блоком... сравнения ответов и блоком памяти, подключенным к регистру адреса, срав нения адресов и блоку воспроизведения учебной информации, КОТОРЫЙ соединен с блоком сравнения ответов, блоком сравне ния адресов, регистром адреса, блоком определения признаков учебной информашш и блоком регистрации, подключенным к блоку управления, соединенному с блоко сравнения ответов, блоком определения признаков учебной информации и регистром адреса, который подключен к блоку сравнения адресов, соединенному с блоко определения признаков учебной информацки з. Недостатком данного устройства является невысокая степень адаптации, из-за чего невозможна реализация вет влений в зависимости от времени обдумывания. Время изучения является важнейшей характеристикой процесса обучения. Педагогической наукой доказано, что способные учащиеся тратят на обучение меньше времени и одновременно качество обучения у них выше, а менее способные учащиеся на обучение чратят больше времени и хуже усваивают новый учебны материал. Все это приводит к необходимости введения в устройство блоков и связей, назначением которых явйяется .учет времени изучения 7садра и Перекодкфовки кода ответа в адрес следующеах) кадра в зависимости от времени изучения кадра. Цель изобретения - повьпиение степени адаптации устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок зада1Й1я времен обучения и блок сравнения юмени, подключенный к блоку воспроизведения учебной информации, блоку определения признаков учебной информации, блоку управле ния и блоку задания времени обучения. На фиг. 1 приведена блок-ч:хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - четьфе типа кодов со схематическим изображением блока воспроизведения; на фиг. 3 -.внешний вид кинопленки с информационными кадрами и кодами. В предлагаемом адаптивном обучающем устройстве (фиг. 1) блок 1 ввода ответов связан с блоюМ 2 сравнения ответов и блоком 3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения учебной информашш, который подключен к блоку5 регистрации, блоку 6 сравнения адресов, регистру 7 адреса, блоку 2 сравнения ответов, блоку 8 сравнения времени, блоку 9 определения признаков учебной информации, соединённому с блоком Ю управления, блоком 8 сравнения времени, блоком 6 сравнения адресов и блоком 2 сравнейия ответов, подключенным к блоку iO управления, соединенному с блоком 5 регистрашш и с регистром 7 адреса, подключенным к блоку 3 памяти, и блоку 6 сравнения адресов, соединенному с блоком 3 памяти. Кроме того, ко входу блока 8 сравнения времени подкпючен блок 11 задания времени обучения, а выход блока 8 сравнения времени соединен со входом блока 10 управления. Блоки 2 сравнения ответов, 8 сравнения вретлени, 11 задания времени обучения, 6 сравнения ащзесов, 9 определения признаков учебной информации, Ю управления и регистр 7 адреса объединены в вычислитель 12. Блок 1 ввода ответов состоит из цифробуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (на чертеже не показаны). Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на нее информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лёйтопротяж.ный механизм (на чертеже не показаныЬ Блок 4 воспроизведения учебной информации состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их. Блок 5 регистрации содержит ждущий Мультивибратор и индикаторную лампу Неправильно (на чертеже не показаны). В предлагаемом устройстве программа имеет четьфе типа кодов 13, 14, 15, 16 с различнь1ми функциями в управлении работой устройства (фиг. 2). Коды типа 13 содержат код возможного,, ответа 17, предназначет1ый для сравнения с кодом ответа, разряд Обязательное сравнение 18, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд Неправильно, 19, предназначенный для занесения одного штраф ного балла в блок регистрашш 5, и отличительный признак 2О, сдужаишй для .опознания кодов типа 13 вьтислителем 12, Отличительный признак 2О содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов, например 3-й снизу разряд светлый, а второй снизу разряд темный. Коды типа 14 содержат код возмож ного времени 21, служащий для сравнения с кодом времени обдумывания кадра хран5пцимся в блоке 11 задания времени обучения, разряд Обязательное сравне ние 22, предназначенный для безусловн сравнения с кодом времени обдумывания кадра и отличительный признак 2 предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 12 (3- и снизу разряд темный, 2-й снизу разряд светлый) Коды типа 15 содержат адрес следую щего кадра 24, по которому нужно . ис кать следующий кадр и отличительный признак 25, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 12 (2-й и 3-й снизу разряды темные). Коды типа 16 содержат код кадра 2 являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра и отличительный признак 27 {2-й к 3-й разряды снизу светлые). Один разряд кода типа 16 в данном устройстве не используется, но его можно применить, например для включения синхронизированного магнитофона {на чертеже не показан). В кодах всех типов существует один служебный разряд - Маркер 28, предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего 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 выхода маркерного фотоэлектрического усилителя 29 подает на остальные фотоэлектрические усилите ли ЗО-35 в качестве разрешающего. В работе вычислителя 12 он не принимает ,участия.

739620 На фиг. 2 схематически изображен блок 4 воспроизведения с фотоэлектричестсИмй усилителШт 30-35, для того, чтобы показать с каких усилителей считы.- ваются соответствующие разряды кодов. На пленке-программе 36 {фиг.З) , нанесены 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 различным, что зависит от количества ветвей от данного кадра. Например, от кадра 37 возможно семь ветвлений к кадрам 38, 4to зависит от ответа, учащегося и предыстории обучения. Переходы показаны стрелками. Коды управления расположены группами. Каждая группа отгаэсится к одному кадру к расположена рядом с кадром, справа от кадра. Коды ч едуются по типам в определенной закономерности. Рядом с кадром стоит код типа 16, предназначенный для перехода к данному ка;фу, затем последовательность кодов необходимых для п еходов от данного кадра, в начале которой стоит код {коды) типа 13 (коды возможных ответив), затем код {коды) типа 14, потом код типа 15 {адрес следующего кадра), затем опять код {коды) типа 13, код {коды) типа 14 я код типа 15 и т.д. Предлагае 1ое адаптивное обучающее устройство работает следующим образом {фиг. 1). После ввода учащимся ртвета, блок 1 ввода ответов подает код ответа в вычислитель 12 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяга. Во движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 12, который на основе кода ответа и кодов считьгоаемых с кинопленки осуществляется поиск нужного кадра. Коды считьгоаются последовательно {на фиг. 3 слева направо), во время движения кинопленки. Код ответ постуает в блок 2 сравнения ответов. В этот блок поступают сигналы из разряов блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических усилителей, считывающих коды возможных ответов к разряд Обяательное сравнение, а из блока 9 пределения признаков поступают сигнаы о считывании кодов типа 13. --.--- ,773 В исходном состоянии вычислитель 12 реагирует только на коды типа 13. При сравнении кода ответа с кодом возможного ртвета и при наличии сигнала из блока S, блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10 управления. Если ни один игз предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил не предусмотренным образом), то придет код типа 13, стоящий 1юследним среди кодов типа 13, в котором Обязатея ьное содержится разряд сравнение и при считьгеании такого кода блоу 2 выдаст сигнал сравнения в блок 10 управления. В блок 9 определения гфизнакрв посту пают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения, занятых отличительньпуш признаками, а из блока 9 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 13, в блок 8 сравнения врету ени, если считываемый код относится к типу 14, в блок Ю управления, если код относится к типу 15 и в блок 6 сравнения адресов если это код типа 16. ВлюкЮ управления по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись ошибки в блок 5 регистрации, и если в cpasHKBaieMOM коде типа 13 закодирован разряд Йеправипьно, которы из блока 4 подается в блок 5 регистрации, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует ощибку. Одновремен но, блок 5 ..подает краткоьретленный сигнал в индикатор1юе устройство (на схеме не показано), которое увеличивает длительность сигнала и индишфует ошибку. После запоминания сигнала сравнения кода BO3Mb kHoro ответй с кодом ответа блоком 10, вычислитель 12 в дальнейше реагирует только на коды тгапа 14. При считывании кода типа 14, блок 9 определения признаков подает разрешающий сигнал в блох 8 сравнения времени, по которому код возможного вретлени, посту пающий из блока 4 воспроизведения в блок 8, сравнивается с кодом времени обдумьгоания кадра, поступающим из блока 11 задания времени в блок 8. Гфн поразрядном сравнении этих кодов 8 подает сигнал сравнения в блок 10 управления. Для уменьшения количества кодов типа 14 в этих тюдах преГдусмб-фён разряд Обязательное равне.0ние , и если ведутся вотвле1шя по времени обдумьгоания кадров (например при времени обдумывания до 1 мин должна выдаваться программа повышенной трудности, при времени обдумывания до 2-х мин должна выдаваться программа средней трудности i време ш обдумывания более -х мин (должна выдаваться самая легкая программа), то для того . чтобы не перечислять все возможные временные интервалы длительностью более 2-х мин, для самой легкой программы последним в подгруппе кодов, относящихся к сравненному коду возможного времени ставится код типа 14с Обязательным сравнением (он заменит группы кодов типа 14с временил обдумывания более 2-х мин). Блок 10 производит запоминание наличия сравнения и в дальнейщем вычислитель 12 реагирует только на коды типа 15. Первый пришедший код типа 15 выдает появление сигнала из блока 9 в блок 10, который вьфабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр адреса 7. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 15 и поступающий из блока 4 в блок 7, записыйается в регистр адреса 7 и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу раз решающего сигнала блок 10 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, противо1юложной первоначальному направлению движения кинопленки, то регистр адреса 7 йодаот сигнал Реверс в блок памяти 3, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное. Блок 6 сравнения адресов производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходяцего из регистра 7 адреса, и кодатсадра, приходящего из блока 4 воспроизведения при наличии разрешающего сигнала из блока 9 определения признаков (а наличии кода типа 16). При поразрядном сравнении блоком 6 выдается сигнал на остановку лентопротяжногчэ механизма в блок памяти 3 Цикл поиска кадра может быть без сравнения кода ответа и кода времешг. При ограничении линейного участка программы переход от кадра к кадру осуществить с помощью одного кода типа 16, в котором код кадра - все нули, так как в исходном состоянии регистр адреса 7 находится в нулевом состоянии и при считывании кода типа 16 с нуле вым кодом кадра происходит сравнение с нулевым адресом, блок 9 выдает сигнал о наличии признака кода типа 16 в блок 6, который, формирует сигнал на останов лентопротяжного механизма, который поступает в блок 3 памяти. Предложенное техническое решение позволяет повысить степень адаптации . устройства за счет вода/южности ветвления программы обучения в зависимости от времени обдутч4ьтания и усвоения учеб ного материала. Формула изобретения .Адаптивное обучающее устройство, со держащее блок ввода ответов, соединенный с блоком сравнения ответов и блоко памяти, подключенным к регистру адреса, блоку сравнения, адресов и к блоку воспроизведения учебной информашш, ко торый соединен с блоком сравнения ответов, блоком сравнення адресов, регист ром адреса, блоком определений признаков учебной информапии, и блоком реги2010страций, подключенным к блоку упрдрления. соединенному с блоком сравнения ответов, блоком определения признаков учебной информации и регистром адреса, который подключен к блоку сравнения адресойг сегёйййенному с блоком определения признаков учебной информации, отличающуюся т&л, что, с целью повышения степеви адаптации устройства, оно содержит блок задания обучения и блок сравнения времени, подключент ный к блоку воспроизведения учебно.й информации, блоку определетгя признаков учебной информашш, блоку управления и блоку задания времени обучения. Источники информашш , принятые во внимание при экспертизе 1.Прибор для контроля текущей успеваемости К-54. Техническое описание. Киев. Завод Точэлектроприбор, 1964. 2.Устройство для обучения с разветвленной щюграммой с периодическим контролем ПОИСК-2. Организация учебного процесса. Программированное обучение. Обучающие мащины. М., НЭТИ, 1968. Вьш. 2. ч. 1. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2184468/24, 1976, (прототип)

2i

12

«a

1.

-ге

15

/

/6

Фиг. 2

Д . Д . Д / Д /5

a-t Д Д / 6 35 № tt