Адаптивное обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(54) АДАПТИВНОЕ ОВУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к обучающим устройствам, и может быть исшооьзовано в различных учебшзгх заве- дешшх. Известны устройства, используются для обучения по адаптивным программам. Устройство для выбора программы обу чения в обучающей машине, содержит обу чающую машину, блок обработки ответов, вычислительный блок, блок формирования сигналов рассогласования, реверсивный коммутатор программы и пересчетную схему 1.. Это устройство содержит сложный вы- чисштельный блок, вычисляющий отношение числа правильных ответов к общему числу ответов, и сложный блок фсфмиро- вания сигналов рассогласования, сравнива- юший вычислительное отношение с заданными критериями и выдающий сигналы рассогласования. Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее баок ввода ответов, связанный с блоком сравнения ответ ж и блоком памяти, соериненным с блоком воспроизведения учебной информадин который подключен к блоку сравнения ответов, блоку сравнения велв-о чин ошибок, счетчику ошибок, регистру адреса, блоку сравнения адресов и блоку определения признаков учебной информации, связанному с блоком управления, блоком сравнения величин ошибок, блоком сравнения адресов и блоком сравнения ответов, подключенным к блоку управления связанному со счетчиком ошибок, соепв-. ненным с блоком индикации и блоком сравнения величин ошибок, подключенным к блоку управления, подсоединенному к регистру адреса, связанному с блоком памяти и блоком сравнения адресов, выход которого подключен к входу блока памйти, и пупьт преподавателя.С2. Недостатком этого устройства являет-1 ся неточность оценки знаний учащегося. возникающая из-оа того, что в процессе изучения нового материала и ответов на вопросы, содержащиеся в кадрах обратной связи, ошибки, допущенные учащимися, разъясняются по числу допущенных ошибок, при этом материал может повторяться и после достаточно полных разъяснений учащийся усваивает первоначально не изученный или непонятый им материал, поэтому нельзя по числу ошибок судить о знаниях учащегося, а кроме того информация не выводится на пульт преподавателя. Педагогической наукой доказано, что обучающие программы для оценки знаний i учащегося должны содержать контрогозные кадры, которые располагаются в программе за информационными кадрами, операционными кадрами и кадрами обратной связи, т.е. для целей разъяснения программа должна содержать кадры обратной связи, содержащие вопросы, а для целей контроля в конце программы содержатся контрольные кадры, содержащие аналогичные вопросы, по ответам на которые оценивается усвоение учащимся материала. В известном устройстве оценка выставляется на экране учащегося по сумме ошибок на вопрос обратной связи и контрольные вопросы, что снижает точность обучения. Целью изобретения является повышение точности устройства и оценки знаний учащихся в процессе обучения. Это достигается тем, что в известное устройство введен счетчик контрольных ответов, соединенный с блоком воспроизведения учебной информщ1ии, блоком управления и пультом преподавателя. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства} на фиг. 2 приведены четыре типа кодов. В предлагаемом адаптивном обучающе устройстве (см. фиг. 1) блок 1 ввода от ветов связан с блоком 2 сравнения ответов и блоком памяти 3, подключенным к блоку 4 воспроизведения учебной инфор мации, который подсоединен к блоку 2 сравнения ответов, блоку индикации 5, блоку 6 сравнения величин ошибок, счетч ку ошибок 7, счетчику 8 контрольных от ветов, регистру адреса 9, блоку Ю срав нения адресов и блоку 11 определения признаков учебной информации, соединенному с блоком 6 сравнения величин ошибок, блоком Ю сравнения адресов, блоком управления 12 и блоком 2 сравнения ответов, подключенным к блоку управления 12, связанному с блоком индик ции 5, счетчиком 8 контрольных ответов и счетчиком ошибок 7, соединенным с блоком 6 сравнения величин ошибок, подключенным к блоку управления 12, связанному с регистром адреса 9, соединенным с блоком памяти 3 и блоком 10 сравнения адресов, подключенным к блоку памяти 3, а кроме того счетчик контрольных ответов 8 подключен к пульту 13 преподавателя. Блок 2 сравнения ответов, блок 11 определения признаков, блок 6 сравнения величин ошибок, блок управления 12, счетчик ошибок 7, счетчик контрольных ответов 8, регистр адреса 9 и блок срав- нения адресов 10 объединены в вычислитель 14. БЛОК 1 ввода ответов состоит из ци4 робуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма. Блок памяти 3 содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадралш и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм. БЛОК воспроизведения 4 состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические Импульсы и усиливающих их. Блок индикации 5 содержит схему совпадения, ждущий .мультивибратор и индикаторную лампу неправильно. Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку ки- нопленки (см. фиг. 2). В предлагаемом устройстве программа имеет четыре типа кодов. 15, 16, 17 и 18 с различными функциями в управлении работой устройства. Коды типа 15 содержат код 19 возможного ответа, предназначенный дпя сравнения с кодом ответа, разряд обязательное сравнение 2О, необходимый дпя безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 21 индикации ошибки, служащий дпя световой индикации ошибки. В кодах типа 15 разряд 21 кодируется в случае неверного ответа и при необходимости индицировать ошибку учащемуся, поскольку часть ошибок необходимо индицировать лампой неправильно, а другую часть разъяснять в кадрах с разъяснениями, так как писать в кадре: Вы ответили неправильно, а перед этим зажигать лампу неправильно непедагогично. Разряд 22 кодируется для заДания внутренней обратной связи, т.е. при неверных ответах, которые в дальнейшем бу- дут разъясняться. Сигнал от этого разряда необходим для занесения еди1гацы в счетчик обратнои-Связи, по состоянию которого будут осуществляться разъяснения плохо усвоенных тем и разделов разъяснения, составлякацие суть внутренней обратной связи - связи от учащегося к обучающему устройству. Разряд 23 служит для создания внешней обратной связи от учащегося к преподавателю. В конце изученных тем и разделов программы содержатся контрольные кадры, по результатам ответов на которые преподаватель оценивает и качество усвоения материала учащимися, и качество программ. В случае пДохого усвоения материала преподаватель может узнать у учащегося непонятные ему разделы и разъ . яснить их ему. Разряд 23 кодируется при неверных ответах на контрольные вопросы а сигнал от этого разряда поступает в счетчик контрольных ответов (названный по аналогии с контрольными кадрами), состояние которого выводится на пугеьт 13 преподавателя для создания внешней оОр&тной связи.

Коды типа 15 содержат также отличительный признак 24, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 14 (2-и снизу разряд темный, а 1-й снизу разряд светлый).

Коды типа 16 содержат код 25 возможного числа ошибок, предназначенный для сравнения с кодом числа ошибок, хранящимся в счетчике 7, и выдачи следующего кадра, зависящего от числа допуше№ных ошибок, разряд обязательное сравне- нение 26, необходимый для безусловно- ГО сравнения с кодом числа ошибок и от личительный признак 27 (2-й снизу разряд светлый, а 1-й снизу разряд темный Коды типа 17 содержат адрес следую щего кадра 28 и отличительный признак 29 (2-й и 1-й разряды снизу темные). Коды типа 18 содержат код кадра 30 и отличительный признак 31 (1 и 2-й разряды снизу светлые). Предлагаемое адаптивное обучающее устройство работает следующим образом (см. фиг. 1). После ввода учащимсгя ответа блок 11 ввода ответов подает код ответа в вычислитель 14 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок памяти 3. Во время движения киноппенки управляющие коду проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 14, который на основе кода ответа, кодов, считываемых с киносравнения в блок управления 12.

В блок 11 определения признаков поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 4, занятьпс отличительными признаками, а из блока 11 поступают раз- реща1ащие сигналы о наличии типа кода: в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 15; в блок 6 сравнения величин ошибок если считываемый код относится к коду типа 16j в блок управления 12, если код относится к гапу 17 и в блок сравнения адресов Ю, если это код типа 18. 9S56 пленки, к количества ошибок, зафиксированных счетчиком 7, осуществляет поиск нужного кадра. Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов. В этот блок поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 4 с фотоэлектрических усилителей, считывающих коды возможных ответов и разряд обязательное сравнение , а из блока 11 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 15. В исходном состоянии вычислитель 14 реагирует только на коды типа 15. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 11 блок 2 выдает сигнал сравнения в блок управления 12. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил непре{Огсмотренным образом), то придет код типа. 15, стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд обязательное сравнение , и при считыва- нии такого кона блока 2 выдает сигнал Блок управления 12 по сигналу из пока 2 производит запоминание наличия роизводит запоминание наличи сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сиг- над в блоки 5, 7 и 8. По этому сигналу и при наличии заковированнюГо разряда 21 блок 5 индииирует ошибку учащемуся, а счетчики 7 и 8 прибавля{спг единицу в случае закодирова- ных соответственно разрядах 22 и 23. После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа блоком 12 вычислитель 14 в дальнейшем реагирует только на коды типа 16. При. считывании кода типа 16, блок 11 определения признаков подает разрешающий сигнал в бток 6 сравнения величин ошибок, по которому код возможного чиспа ошибок, поступающий из блока воспроизведения 4 в блок 6, срав1швается с кодом числа ошибок, поступающим из счетника ошибок 7 в блок 6. При порязрядном сравнении этих кодов или при поступлении сигнала обязательное сравнение блок 6 подает сигнал сравнения кода возможного числа ошибок в блок управления 12. Блок 12 производит запоминание наличия сравнения и в дальнейщем вычислитель 14 реагирует только на коды типа 17. Первый пришедший код типа 17 вызывает появление сигнала из блока 11 в блок 12 который затем вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр адреса 9. По этому сигнаду адрес следующего кадра, содержащий в ко де типа 17 и поступающий из блока 4 в блок 9, записывается в регистр адреса 9 и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 12 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 14 в дальнейшем реагирует только на коды типа 18о Адрес следующего кадра содержит один разряд, управляющий направлением движения кинопленки. Если нужный кадр находится в стороне, противоположной пер воначальному движению, то блок 9 подает сигнал реверс в блок 3. Блок 10 сравнения адресов производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра адреса 9 и кода кадра, приходящего из блока воспроизведения 4, при наличии разрешающего сигнала из блока 11 определения признаков (о наличии кода типа 16), При поразрядном сравнении блоком В выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок памяти 3. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность обучения и оценки знаний учащихся. Обучение.с помощью прецпагаемого устройства будет проводиться в строгом соответствии с педагогически обоснованной теорией обучения. Знания учащегося будут оцениваться только по результатам ответов на вопросы контрольных кадров, а адаптивное обучение в предлагаемом устройстве ведется по результатам ответов на вопросы кадров обратной связи. Формула изобретения Адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к блоку сравнения ответов и блоку памяти, соединенному с регистром адреса, блоком сравнения адресов и блоком воспроизведения учебной информации, который подключен к блоку индикации блокам сравнения адресов, ответов и величин ошибок, регистру адреса, блоку определения признаков учебной информации и счетчику ощйбок, который соединен с блоком управления и блоком сравнения величин ошибок, подключенным к блоку управления и блоку определения признаков учебной инФормации, соединенному с блоком сравнеВИЯ ответов, блоком управления и блоком сравнения адресов, который подключен к регистру адреса, соединенному с блоком управления, подключенным к блоку сравнения ответов и блоку индикации, и пульт преподавателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит счетчик контрольных ответов, соединенный с блоком воспроизведения учебной информации, блоком управления и пультом преподавателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1, Авторское свидетельство СССР N9 193179, кл. G 09 В 7/00, 1965. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N9 2429379/18-24, кл. (а О9 В 7/02, 1976 (прототип). Ш17

J§

фиг,

Ш