Автоматизированный класс для обу-чЕНия и КОНТРОля зНАНий учАщиХСя Советский патент 1981 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к техничёсКИМ средствам обученияи может быть Использовано при организации учебного процесса с элементами программиро ванного обучения, в частности в адап тивных обучающих системах, построенных на базе ЭВМ. Известны автоматизированные классы, содержащие логический блок, блок управления и сигнализации. Программа обучения при этом представляется диапроекторами и проекторами с петле пленки. Эти классы обладают достаточ но высоким уровнем автоматизации иобеспечивают возможность выбора и предъявления учащемуся очередной дозы учебной информации по мере усвоения учебной. прогрс1ммы 1;|. Недостатками известных классов яв ляются: большая стоимость систеквд. группового обучения.за счет того, что каждое рабочее место обучаемого оборудуется индивидуальными сложными в изготовлении, дорогими и низкими по надежности специализированными кино-диапроекционными блоками значительные габариты и высокий уровень шума при работе этих блоков; малый срок службы носителя учебной информа ции (фото-кинопленки) ; отсутствие возможности оперативной коррекции информации. Известны также автоматизированные классы, содержащие модификацию магнитофона (барабанов с ферромагнитным слоем} с программным управлением, на ленту (барабан) которого записаны програг-мы обучения (учебная информация) , контроля подсказок и управления 2. Однако известны(а автоматизированные классы обладают большой стоимостью пультов обучаемых (каждый пульт, кроме магнитофона, должен содержать специализированный блок управления им); малыми дидактическими возможностями из-за ограниченного объема учебной информации, размещаемой на носителе информации, что существенно снижает качество этих обучакяцих и контролирующих систем; значительными габаритами пультов обучаемых} сложностью эксплуатационного обслуживания из-за большого количест.ва магнитофонных устройств. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматизированный класс, обеспечиваю ций повышение степени индивидуализации обучения учащихся и состоящий из

электронноцифровой вычислительной машины, соединенной с коглмутатором пультов, подключенным к входу пульта преподавателя и к выходам пультов обучаемых, блок памяти, выход которого через блок переключения зон памяти и блок выдачи информации подключен к коммутатору пультов, блок приема информации, соединенный с информационными выходами пультов обучаемых и пульта преподавателя, блок обращения к вычислительной машине, соединенный с сигнальными выходами пультов обучаемых и с вычислительной машиной, блок распределения зон памяти , входы которого подключены к блоку приема информации и к блоку обращения к вычислительной машине, а вход - к блоку памяти, блок приоритетного обращения - к выбранному пульту соединенному с сигнальным выходом пульта преподавателя, с вычислительной машиной и блоком переключения зо памяти, блок вЕлработки сигнала тревоги, подключенный к пульту преподавателя и блоку выдачи информации,

В блоке памяти хранятся массивы возможных вариантов с учебной, поясняющей и прочей информацией для предъявления oбyчae sлм в процессе обучения либо контроля знаний. Здесь же осуществляется продесс автоматического анализа ошибок обучаемых и выдача материала с. разъяснением этих ошибок, который также хранится в соответствующих массивах блока памяти, кроме того, обеспечивается работа обучаемого в удобном для него темпе и необходимая .степень адаптации к его индивидуальным особенностям з .

Недостатками известного класса являются большая стоимость вы 1ис;лительной машк;ны (ЭЦВМ) из-за необходимости при обеспечении процессов обчения иметь в ней большой объем памяти и высокое быстродействие, так как вся учебная и управлягацая.информация хранится в ЭЦВМ; ограниченное число пультов обучаемых, вызванное техническими возможностями существукйдих ЭЦВМ, ограниченные дидактические возможности из-за того, что предъявляемая учебная информация выдается на пульты обучаемых только в буквенноцифровом виде,

Как показывает практика, только одна программа контроля, состоящая из 30 вопросов, по одному из вариантов df- выборочным вводом ответа (четыре альтернативы на вопрос) занимает объем памяти машины (ОЗУ) в средне только 4000 байт, а в управляющей программе - в среднем около 1000 команд. Реализация же процесса адаптивного обучения возможна лишь при наличии нескольких таких программ,

Цель изобретения расширение дидактических возможностей, класса по формам предъявляемой видеоинформации

(буквенно-цифровой, графической, иллюстративной и т.д.), а также возможность обслуживания неограниченного количества пультов обучаемых, благодаря использованию для хранения всей, учебной информации долговременного запоминающего устройства, выполненного в виде устройства хранения и предъявления покадровых магнитных видеозаписей .

При этом снижается стоимость класс за счет использования ЭЦВМ-с меньшим объемом ОЗУ и меньшим быстродействием

Указанная цель достигается тем, что в известный автоматизированный класс для обучения и контроля знаний учащихся, содержсшдий последовательно включенные пульты обучаемых, формирователь управляющих импульсов, блок программного управления, коммутатор пультов, пульт преподавателя, два распределителя кодов и блок памяти, соединенный выходом со вторым входом блока программного управления, блок приоритета, подключенный входом ко второму выходу пульта преподавателя, а выходом - к третьему входу блока программного управления, входы пультов обучаеляагх соединены со вторыми выходами коммутатора пультов, а вторые входы - со вторыми входами первого .распределителя кодов, второй выход формирователя управляющих импульсов подключен ко второму входу второго распределителя кодов., введены последовательно включенные блок ввода -визуальной информации и блок совпадения, соединенный вторым входом со вторим выходом первого распределитепя кодов, третьим входом - со вторым выходом блока программного управления , первым выходом - со вторым входом коммутатора пультов, вторым выходом - с третьим входом второго распределителя кодов, четвертый вход которого подключен ко второму выходу блока ввода визуальной информации, соединенного третьим выходом с третьим входом коммутатора пультов,

На чертеже схематически изображен предлагае1 ий автоматизированный класс для обучения и контроля знаний учащихся .

класс содержит пульт 1 преподавателя , коммутатор 2 пультов, блок 3 приоритета, первый распределитель 4 кодов, пультЬа 5 обучаемых, блок б программного управления, формирователь 7 управляющих импульсов, блок 8 памяти, второй распределитель 9 кодов блок 10 совпадения и блок 11 ввода визуальной информации.

Блок 11 обеспечивает хранение и предъявление кадров учебно-методической информации, а также выдачу кодов кадрового номера, номера учебного курса, правильных ответов и коэффициентов весов вопросов и может быть выполнен на базе серийного бытового магнитофона Электроника Л1-08 который благодаря использованию известных специальных кассет для обеспечения бесконечного движения магнитной ленты обеспечивает воспроизведение (со склеенной в кольцо магнитной ленты) видеокадров наклоннострочной магнитной видеозаписи где каждой строке соответствует один кадр учебно-методической информации. На серийном видеомагнитофоне Электрони.ка Л1-08 получается плотность записи 25 кадров на 7,9 см длины магнитной ленты при скорости считывания 7 , 9 см/с и, например, при реализации на склеенной в кольцо магнитной ленте контролирующих кадров 25 программ контро ля по 30 контролирующих кадров в каж дой программе, а учебных информацион ных кадров - 50, по принципу, где любой кадр любого списка отстоит от предшествующего или последующего кадра того же списка на одно и то же количество кадров, получим общее количество кадров на ленте1500/750 конт ролирующих кадров и 750 учебных информационных кадров, получающиеся в результате 15-ти разового дублирования 50-ти кадрового массива учебных информационных кадров), а длину кольц магнитной ленты 4 м 74 см, максималь ное время между предъявляемыми случай ным образом контролирующими кадрами одной и той же программы контроля 2 с, максимальное время между предъявлением любого информационного кадра - 4 с. Причем, при работе блока 1 в режиме непрерывного воспроизведения склеенной в кольцо магнитной ленты с его выходов видеосигналы воспроизводимых кадров поступают на один из входов коммутатора 2, кадровых номеров и номеров учебных курсов -., на один из входов блока 10, а коды правильных ответов и коэффициентов весов вопросов - на один из входов распределителя 9. Блок 10 обеспечивает выявление момента предъявления необходимых кадров учебной информации, коды которых поступают с выхода блока 11, на соответствующие пульты 5, а -также осуществляет процесс блокировки, исключающей повторное предъявление контрольных кадров данному обучаемому.. В момент предъявления текущий кадр учеб ной информации поступает на видеопросмотровое устройство (ВПУ) соответствующего пульта 5 с запоминанием В качестве запоминающего элемента ВПУ может применяться, например, запоминающая электроннолучевая: трубк вида сигнал-сигнал типа ЛН18, а в качестве отображаквдего экрана - телевизионная. ЭЛТ. Это обеспечивает отображение любой формы видеоинформации воспроизводимой блоком 11, Код номера, необходимого к предъявлению кадра этого или иного курса, поступает либ с выхода распределителя 4, либо с выхоа блока 6, исходя из заложенной в него программы обучения. Блок 10 состоит из N(n + 1) известных в цифровой вычислительной технике регистров памяти, (где N - количество пультов 5, п - максимальное количество предъявляемых кадров), выходы которых соответствующим образом подсоединены к + 1) входам, известным в цифровой вычислительной технике, схем совпадения кодов, причем на соответствующих NXп-регистрах памяти запоминаются коды номеров уже предъявленных кадров, а на N (п -f 1) регистре памяти - код номера контролируемого курса, задаваемый либо преподавателем, либо обучаемым, либо программой обучения. Сигнал на выходе N-ой схемы совпадения появляется только в момент совпадения кодов номеров курса (текущего и заданного) и несовпадения текущего значения кода номера кадра с кодами номеров предъявленных кадров, причем этот сигнал поступает в коммутатор 2 и в распределитель 9 и, кроме того, с помощью его осуществляeTQH запись текущего кода номера кадра на соответствующий Nxn-ый регистр памяти. Автоматизированный класс для обучения и контроля знаний учащихся работает следующим образом. Перед началом работы в блок 6 вводится программа обучения и обнуляются регистры памяти 15лока 10. При пуске класса включается на воспроизведение блок 11, а обучаемые выбирают контролируемый или излучаемый курс из имеющихся на магнитной ленте блока 11, код номера которого с помощью соответствующих клавиш пульта 5 поступает в распределитель 4, с выхода которого поступает на соответствующий регистр памяти блока 10. Если работа обучаемых в системе осуществляется вручную преподавателем, то преподаватель сам последовательно вводит (с помощью соответствующих клавиш пульта 1) коды номеров информационных кадров и контролируемых или изучаемых курсов, которые поступают на вход распределителя 4, и далее аналогично вьаиеописанному. Если же работа обучаемых в системе осуществляется в соответствии с заложенной в блок 6 программы обучения, то коды номеров кадров учебной информации последовательно (в соответствии с программой обучения) поступают на соответствующий регистр памяти блока 10. В момент совпадения текущего значения кода номера курса (поступающего с выхода блока 11) с кодом, имеющим на соответствующих ретистрах памяти блока 10, и несовпадении текущего значения кода номера кадра с кодами номеров кадров, уже предъявленных данному обучаемому, на выходе соответствующих схем совпадения блока- 10 появляется сигнал, по которому на соответствующие электроннолучевые трубки пультов 5 выводится текущий кадр учебгной информации а с помощью распределителя 9 в блок 8 осуществляется запись кодов правильного ответа и коэффициента веса этого кадра (это для случая контролирующего кадра). Отвечая, на поставленные вопросы, обучаемые нажатием соответствующих клавиш на пульте 5 вводят ответ в блок б. Дтш этого, при нажа тии любой из клавиш на информационном выходе пульта 5 появляется код этой клав5лии, а на сигнальном выходе сигнал .готовности ответа. Сигнал готовности ответа с каждого пульта 5 поступает в формирователь 7, который переводит блок 6 на подпрограмму проверки действий данногообучаемого и, кроме того, управляя распределителем 9, обеспечивает подключение к блоку 6 отведенной для эторо обучаемого зоны памяти в блоке 8. Одновременно с информационного выхода пульта 5 код клавший, нажатой обучаемым, поступает в распределитель 4 и оттуда - через распределитель 9 заносится в соответ- ствующую зону памяти блока 8. Блок б, получив сигнал готовности ответа с .соответствующего пульта 5, сравнивает содержание поступившего в блок 8 ответа обучаемого с правильным ответом, в результате чего блок 6 с помощью коммутатора 2 сообщает обучаемому пра вильность введенного ответа, либо про должается дальнейшее предъявление кад ров учебной информации, либо по сигна лу из блока б-с помощью блока 10 осуществляется логическое отключение дан ного пульта 5, для этого на соответствующий регистр памяти блока 10 заносится нулевой код номера курса, а блок б формирует итоговую оценку данно го обучаемого и с помощью коммутатора 2 выдает ее на пульт 1, Преподаватель может контролировать работу , из обучаемых за пультом 5. Дляэтого, -йажимая на пульте, 1 клавишу с номером контролируемого пульта 5, он формирует сигнал обращения к выбранному пульту, Этот сигнал расформировывается в блоке 3, и блок б с помощью коммутатора 2 вьвдает .на пульт 1 информацию о результатах работы обучаемого, .хранящуюся в блоке 8, Использование предлагаемой автоматизир ванной системы обучения и контроля знаний учащихся значительно расширяет дидактические возможности класса за счет возможности предъявления; обучаемым не только буквенно-цифровой информации, но и графической, полутоновой, иллюстративной, при одиовремен ном снижении затрат на вычислительную машину за счет использования вычисли-, тельной машинЬ с меньшими быстродействием и объемом оперативного запоминающего устройства. Таким образом, получаем следующий положительный эффект: а)возможность предъявления различной видеоинформации; б)возможность одновременного об служивания неограниченного количества пультов обучаемых; в)отсутствие загрузки ЭВМ при предъявлении учебной информации; г)простота включения предлагаемой системы в состав имеющихся во многих учебных заведениях страны учебных замкнутых телевизионных систем;д)снижение стоимости системы. Формула изобретения Автоматизированный класс для обучения и контроля знанийучащихся, содержащий последовательно включенные пульты обучаемых,формирователь управляющих импульсов, блок программного управления, коммутатор пультов, пульт преподавателя, два распределителя кодов и блок памяти, соединенный выходом со вторым входом блока программного управления, блок приоритета, подключенный входом ко йторому выходу пульта преподавателя, а выходом - к третьему входу блока программного управления, входы пультов обучаемых соединены со вторыми выходами коммутатора пультов, а вторые выходы - со вторыми входами первого распределителя кодов, второй выход формирователя управляющих импульсов подключен Ко второму входу второго распределителя кодов, отличающий с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей класса, он содерйсит последовательно включенные блок ввода визуальной информации и блок совпадения, соединенный вторым входом со вторлм выходом первого распределителя кодов, третьим входом - со вторым выходом блока программного управления, первым выходом - со вторым входом коммута-тора пультов, вторым выходом - с третьим входом второго распределителя кодов, четвёртый вход которого подключен ко второму выходу блока ввода (визуальной информации, соединенного {третьим. выходом с. третьим входом коммутаТора пультов. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 367448, кл. G 09 8 7/02, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 557406, кл. G 09 В 7/02, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № 478349, кл. G 09 В 7/07, 1973 (прототип).