Обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(54) ОБУЧАКИЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматизации учебного процесса и может быть использовано в различных учебных заведениях. По основному авт. св. № 723646 известно обучающее устройство, содер жащее блок ввода ответов, связанный с блоком сравнения ответов и блоком пеидяти, соединенным с блоком воспроизведения, который подключен к блоку регистрации, к блоку сравнения ответов, регистру адреса, блоку сравнени адресов и блоку определения .признаков, связанному с блоком управления, блоком сравнения адресов и блоком .сравнения ответов, подключенным к блоку управления, связанному со счет чиком ошибок, соединенным с индикаторным устройством и блоком сравнения ошибок, подключенным к блоку управления, соединенному с блоком регистрации и регистром сшреса, связанным с блоком памяти и блоке срав нения адресов, выход которого псдклю чен ко входу блока памяти f . Недостатком данного устройства яв ляется невысокая степень адаптации, вследствие чего невозможна реализация ветвлений в зависимости от времени. Механическое объединение устройства, осуществляющего адаптацию по ошибкам, с устройством, оруществляющим адаптацию по времени, приводит к необходимости расположения на кинопленке большо- го количества кодов управления, а именно: за каждым кодом возможного числа ошибок должны стоять несколько кодов возможного времени и кодов следующего кадра, что приводит к увеличению трудоемкости программирования, увеличению трудоемкости изготовления адаптивных программ и неэконс шчному расходу кинопленки. Это объясняется отсутствием блоков и связей, позволяющих оценивать интенсивность процесса обучения, т.е. оценивать процесс обучения с точки зрения получения наибольшего количества информации учащимся при наименьших затратах времени и наименьшем количестве ошибок. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей и повышения точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок оценки быстродействия учебного процесса, .блок сравнения кодов интенсивности Обучения и генератор, соединенный с блоком оценки быстродействия учебного процесса, подключенным к блоку воспроизведения учебной информации, блоку управления и блоку сравнения кодов интенсивности обучения, который соединен с блоком воспроизведения учебной информации, блоком определения признаков и блоком управлеНа фиг. 1 приведена блок-схема .предлагаемого устройства, на фиг.2 четыре типа кодов кинопленки со схематическим изображением блока воспро изведения, на фиг.3 - пример, поясняющий дидактические принципы работы устройства. По оси абсцисс отложены возможные ошибки учащегося ,по оси ординат время обучения. Линии И, И,2 графике определяют интенсивность процесса обучения. Знания учащегося, допустившего 01 ошибок за время обучения Тг, эквивалентны знаниями уча1г1егося, допустившего 02 ошибок за время,Т, так как оценка, получаемая учащимся, зависит не только от количества допущенных ошибок, но и от времени обучения. Преподаватель, например, при выставлении оцен1си учитывает не только качество решения задачи, но и время ее решения. Поэтому можно заключить что прямая И характеризует одинаковые знания учащихся и может служить обобщенной характеристикой индивидуальных особенностей и знаний учащихся. Аналогично линии И 2 и И .j характеризуют соответственно меньший Уровень знаний- и индивидуальных осо бенностей учащихся. Таким образом, линии уровней интенсивности могут являться обобщенными критериями для процесса сщаптации при обучении и контроле знаний. Это дает основание использовать показания обобщенного счетчика ошибок и времени для определения интен сивнос::ти процесса обучения. Форма и наклон линий интенсивности . должна задаваться преподавателем с уч том дидактических особенностей пред мета и трудности изложения материала (на фиг. 3 линии И, И2 И(для простоты изображены прямыми). В предлагаемом адаптивном обучаю щем устройстве {фиг. 1) блок 1 ввода ответов связан с блоком 2 сравне ния ответов и блоком 3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения учебной информаци.и, который подключ к блоку 2 сравнения ответов, блоку 5 оценки быстродействия учебного пр . цесса, блоку б сравнения кодов инте сивности обучения 6, регистру 7 адр са, блоку 8 сравнения гшресов, блоку 9 регистрации, блоку 10 определе .ния признаков, соединенному с блоко 11 управления, блоком 6 сравнения коов интенсивности обучения, блоком сравнения адресов и блоком 2 сравнения ответов, подключенным к блоку 11 управления, соединенному с блоком 9регистрации, блоком 5 оценки быстродействия учебного процесса и с регистром адреса 7, подключенным к блокам памяти 3, сравнения адресов 8, соединенному с блоком 3 памяти, кроме того, ко входу блока 5 оценки быстродействия учебного процесса подключен генератор (временных импульсов ) 12, а выход блока 5 соединен с блоком 6 сравнения кодов интенсивности обучения, выход которого подключен к блоку 11 управления. Блоки 2 сравнения ответов, оценки 5, сравнения кодов интенсивности обучения б, регистр 7 адреса, блоки сравнения адресов 8, определения признаков 10, управления 11, генератор 12 временных импульсов объединены в вычислитель 13. Блок 1 ввода отзетов состоит из цифро-буквенных кнопок ввода ответов,дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны). Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на нее информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм (не показаны). Блок 4 воспроизведения состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их (фиг. 2) . Блок 9 регистрации содержит счетчик ошибок со схемой совпадения на счетном входе, ждущий мультивибратор, дешифратор и индикаторную лампу оценок (не показаны). Блок 5 оценки быстродействия учеб-, ного процесса выполнен в виде счетчиков, регистрирующего как ошибки,так и временные импульсы. 3 предлагаемом устройстве программа имеет четыре типа кодов 14-17 кинопленки с различными функциями в управлении работой устройства (фиг.2). Кода типа 14 содержат код 18 возможного ответа, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд 19 Объязательное сравнение , необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 20 Неправильно . предназначенный для занесения одного штрафного блока в блок.9 регистрации, и отличительный признак 21, служащий для опознавания кодов типа 14 вычислителем 13. Отличительный признак 21 содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов, например, 3-й снизу разряд свет.пый, а 2-й снизу разряд - темный. Коды типа 15 содержат код 22 воз можной интенсивности обучения, служ щий для сравнения с кодом интенсивности обучения, хранящимся в блоке 5 оценки, разряд 23 Объязательное сравнение, предназначенный для безусловного сравнения с кодом интенсивности обучения, и отличительный признак 24, предназначенный для опо навания типа кода вы.числителем 13 (3-й снизу разряд темный, 2-й снизу разряд светлый). Коды типа 16 содержат адрес след ющего кадра 25, по которому нужно искать следующий кадр и отличительный признак 26, предназначенный для опознавания типа кода вычис лителем 13 (2-й и 3-й снизу разряды темные). Коды типа 17 содержат код 27 кад ра, являющийся двоичным номером кад ра и предназначенный для сравнения адресом следующего кадра и отличительный признак 28 (2-й и 3-й снизу разряды светлые). В кодах всех типов существует оди служебный разряд Маркер 29,предна наченный для формирования разрешающе го сигнала на считывание всего кода и необходимый дЛя того, чтобы информация не считывалась с кадров во вре мя движения кинопленки. Сигнал с выхода Маркерного фотоэлектрического усилителя 30 подается на остальные фотоэлектрические усилители 3136 в качестве разрешающего. В работе вычислителя 13 он не принимает учас тия. Коды управления на кинопленке-про грамме расположены группами и чередуются по типам в определенной закономерности . Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг. 1). После ввода ответа учащимся блок ввода ответов 1 подает код ответа в вычислитель 13 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизве дения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 13, который 1Га основе кода ответа и кодов, считы ваемых с кинопленки, осуществляет поиск нужного кадра. Коды считываются последовательно во время движения кинопленки. Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов. В этог блок поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических усилителей, считывающихкоды возможных ответов и разряд Объязательное сравнение, а из блока 10 определения признаков поступают сигналы считывания кодов типа 14. В исходном состоянии вычислитель 13 реагирует только на коды типа 14. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при нали-лии сигнала из блока 10, блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 11 управления. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не.сравнился с кодом ответа (учащийся ответил не предусмотренным образом), то придет код типа 14, стоящий последним среди кодов типа 14, в котором содержится разряд Объязательное сравнение, и при считывании такого кода блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 11 управления . В блок 10 определения признаков поступают сигналы из разрядов блоко 4воспроизведения, занятых отличительными признаками, а из блока 10 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 14, в блок б сравнения кодов интенсивности обучения, если считываемый код относится к типу 15, в блок 11 управления, если код относится к типу 16, и в блок 8 сравнения адресов, если это код типа 17. Блок 11 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 регистрации 9 и запись ошибки в блок 5 оценки и, если в сравниваемом коде типа 14 закодирован разряд Неправильно, который из блока 4 подается в блок 9 регистрации и в блок 5оценки, то при совпадении двух сигналов блок 9 регистирует ошибку, а содержимое блока 5 оценки увеличивается на единицу. Из генератора 12 временных импульсов на вход блока 5 оценки поступают временные импульсы с необходимой частотой . После запоминания сигнала сравнения кода ВО31.1ОЖНОГО ответа с кодом ответа блоком 11 вычислитель 13 в дальнейшем реагирует только на коды типа 15. При считывании кода типа 15 из блока 10 определения признаков попадает разрешающий сигнал в блок 6 сравнения кодов интенсивности обучения, по которому код возможной интенсивности обучения,поступающий из блока 4 воспроизведения в блок 6,сравнивается с кодом интенсивности обучения, пос тупс1кядим из блока 5 оценки в блок 6. При поразрядном сравнении этих кодов блок 6 вьадает сигнал сравнения в лок 11 управления. Для уменьшения количества кодов типа 15 в этих кодах предусмотрены азряд Объязательное сй авнение и, сли ведутся ветвления по интенсивности обучения (например, при интенивности обучения И, должна выдаватья программа повышенной трудности, ри интенсивности обучения И Долж- ,

на выдаваться программа средней трудности и при интенсивности обучения Hj должна выдаваться самая легкая программа), то для того, чтобы не перечислять все возможные уровни интенсивности обучения с уровнями интенсивности более И {т.е. И, последним в подгруппе кодов, относящихся к сравнению коду возможного ответа, ставится код типа 15 с Объязательным сравнением (он заменит группу кодов типа 15 с интенсивностью обучения более т.е. .И, И)

Блок 11 производит запоминание наличия сравнения,- и в дальнейшем вычислитель 13 реагирует только на коды типа 16. Первый пришедший код тип 16 обуславливает появление сигнала из блока 10 в блок 11, и блок 11 вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр 7 адреса. Адрес следуклцего кад ра, содержащийся в коде типа 16 и поступающий из блока 4 в блок б записывается в регистре 7 адреса и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 11 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 13 в дальнейшем реагирует только на коды типа 17.

Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения Реверс и если нужный кадр находитсяв стороне, противоположной первоначальному направлению движения кинопленки, то регистр 7 адреса подаст сигнал Реверс, в блок 3 памяти, по которо. му направление движения кинопленки изменится на противоположное.

Блок 8 сравнения адресов производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра,приходящего из регистра 7 адреса и кода кадра, приходящего из блока 4 воспроизведения, при наличии разрешающего сигнала .из блока 10 определения признаков (о наличии кода типа 17). При поразрядном сравнении блоком 8 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок 3 памяти.

Применение данного, устройства позволяет использовать в учебном процессе адаптивные обучающие программы, учитыванвдие количество допущенных учащимся ошибок и время обучени одновременно, причем существенно соращается время программирования и уменьшается расход кинопленки.

Логические возможности устройства требуют от преподавателя при разработке программ ведение учета как количества ошибок, допущенных учащимся , так и времени обучения, что исключает возможность односторонней разработки программ с учетом лишь одного из параметров. Кроме того, ведение учета интенсивности обучения гораздо легче, чем раздельный учет времени и ошибок, так как для каждой учебной дисциплины целесообразна разработка критериев интенсивности обучения, которые для каждой дисциплины являются величинами постоянными. Время программирования в изготовление программы сокращается на 10%, а расход кинопленки - на 5%.

Формула изобретения

Обучающее устройство по авт.св. 723646, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей и повьииения точности устройства, оно содержит блок оценки быстродействия учебного процесса, блок сравнения кодов интенсивности обучения и генератор, соединенный с блоком оценки быстродействия учебного процесса, подключенным к блоку воспроизведения учебной информации, блоку управления и блоку сравнения кодов интенсивности обучения, который соединен; с блоком воспроизведения учебной информации,блоком определения признаков и блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание гпри экспертизе

Фт. 1

W

22

.&.,

/2.

.4L

;j JL.

:ж:

гТ

15

f

27

2Г

LJ

г5

/ff Vut.i

17