Обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных учебных заведениях при обучении. Известно устройство, предназначенное для обучения и контроля, содержащее блок ввода ответов, подключенный к блоку сравнения ответов и блоку памяти, соединенному с регистром адреса, блоком воспроизведения yJ eбнoй информации и блоком сравнения адресов, который подключен к регистру адреса, блоку воспроизведения учебной информации и блоку определения признаков, соединенному с блоком сравнения ответов, блоком воспроизведения учебной информации и блоком управления, который подключен к регистру адреса, блоку регистрации и блоку сравнения ответов, соединенному с блоком воспроизведения учебиой информации, который подключен к регистру адреса и блоку регистрации, соединенному с пуль.том преподавателя, блок определения этапов учебного процесса, соединенный с выходами блока воспроизведения учебной информации и блока сравнения адресов и со входом пульта преподавателя. Это устройство позволяет обучать по разветленным программам, а также фиксировать и выдавать преподавателю сведения о количестве пройденных учашимися этапов и количестве допущенных ими ошибок I. Недостатком этого устройства является невозможность обучать учащихся по программам, позволяющим формировать у них знания определенного заранее установленного для данного процесса обучения уровня по разделам (этапам) обучения. Наиболее близкое по техническому рещению к предлагаемому адаптивное обучающее устройство содержит управляемый диапроектор, экран, блок фотодатчиков, блок ввода, логический блок, блок оценки, блок индикации, блок связи с вычислителем и дешифратор. Диапроектор устройства проектирует учебную информацию на экран, а коды управления - на блок фотодатчиков. Логический блок связан с диапроектором, блоком ввода, блоком оценки, блоком индикации, блоком связи с вычислителем и дешифратором, связанным с блоком связи, который соединен с блоком оценки вычислителем. Это устройство может работать в автономном режиме или совместно с вычислительной машиной 2.

Однако в автономном режиме устройство не позволяет обучать учащихся по каждому этапу программ на задаваемом заранее уровне усвоения знаний внутри этапа. При использовании вычислительной машины резко возрастает стоимость обучения. При обучении требуется устанавливать по каждому этапу тот уровень качества усвоения знаний, который должен достигнуть учащийс..

Процесс .обучения можно представить как последовательное восхождение на определенные уровни. Такое дискретное представление непрерывного процесса дает возможность достаточно определенно задавать и диагностировать его течение и качество знаний учащихся. Различают, например, четыре уровня усвоения знаний, выделенные, исходя из требования различимости: знанийзнакомств, знаний-копий, знаний-умений и знаний-трансформаций. Очевидно, что формирование знаний по разделим (элементам структуры) учебного материала может осуществляться на различных уровнях в зависимости от требований программы обучения или требований текущего момента для различных групп учащихся, разных специальностей и т. п. При этом необходимо иметь обучающую программу, позволяющую формировать знания по различным разделам на любом уровне, а требования к формулируемым знаниям оперативно задавать преподавателем. Причиной этого является отсутствие возможности задавать требуемый уровень освоения знаний учащимися по разделам материала и обучать их по соответствующей этому уровню программе.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее пульт преподавателя, блок управления, оценки и индикации и последовательно включенные блок ввода ответов, блок памяти, блок воспроизведения учебной информации и блок определения этапов учебного процесса, соединенный входом с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены ко входам блоков памяти, индикации и оценки соответственно, первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом блока ввода ответов и первым выходом блока воспроизведения учебной информации, введены последовательно включенные коммутатор и блок сравнения, соединенньш выходом и входом соответственно с третьим входом блока управления и вторым выходом блока воспроизведения учебной информации.

Причем блок сравнения содержит последовательно включенные дешифратор, элементы И и элемент ИЛИ.

Коммутатор содержит последовательно включенные элементы И и элемент ИЛИ.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока сравнения (уровней усвоения) и коммутатора (кодов уровней усвоения).

Обучающее устройство (фиг. 1) содержит блок 1 ввода ответов, подключенный к блоку 2 памяти и блоку 3 управления, соединенному с блоком 4 индикации, блоком 5 оценки, блоком 6 определения этапов учебного процесса и блоком 2 памяти, подключенным к блоку 7 воспроизведения учебной информации, соединенному с блоком 3, блоком 8 сравнения и блоком б, подключенным к коммутатору 9, связанному с блоком 8 сравнения, подключенным к блоку 3, и

пульт 10 преподавателя, соединенный с коммутатором 9. Блоки 1-7 и 10 конструктивно ничем не отличаются от соответствующих блоков аналогичных устройств.

Блок 1 ввода ответов содержит коммутационные элементы, элементы памяти и реле запуска диапроектора блока 2. Блок 2 памяти содержит автоматический диапроектор и носитель учебной информации на киноленте с нанесенными на ней кадрами и кодами управления. Блок 3 осуществляет управление диапроекторами блока 2, блоком 4, блоком 5 и блоком 6.

Блок воспринимает код ответа учащегося из блока 1, а из блока 2 воспринимает коды управления, нанесенные на кинопленку. После сравнения кода ответа с одним

из кодов управления блок 3 производит остановку диапроектора блока 2. Блок 3 подает сигнал ошибки или правильного ответа в блоки 4 и 5, первый - для индикации учащемуся правильности (неправильности) его действий, второй регистрирует

действия учащегося и выставляет оценку по заранее заданному критерию. Блок 3 также определяет начало очередного этапа и управляет состоянием блока 5 определения этапов учебного процесса

Блок 6 содержит счетчик, состояние которого соответствует номеру этого этапа программы, по которому в настоящий момент обучается учащийся. Блок 7 состоит из экрана и блока фотоэлектрических датчиков, считывающих коды управления киноленты.

Блок 8 сравнения (фиг. 2) содержит дещифратор 11 (кодов уровней усвоения), элементы И 12 и элемент ИЛИ 13. Коммутатор 9 (кодов уровней усвоения) состоит из элементов И 14 и элементов ИЛИ 15. Пульт 10 содержит коммутирующие элементы на каждый этап по числу уровней усвоения (например, по четыре клавиши на каждый этап).

Коды управления киноленты, кроме коДов адреса, кадра и вспомогательных кодов управления, содержат разряд этапа. Отрезок программы между двумя закодированными разрядами этапа содержит определенный объем изучаемого учебного материала. Коды управления содержат также код уровня усвоения знаний. Отрезки программы внутри этапа, ограниченные кодами уровня усвоения знаний, характеризуют все варианты восхождения по уровням ус воения до данного (отрезки в этом случае содержат материал, соответствующий 1 -у, 1-2-у, 1-2-3-у, 1-2-3-4-у уровням) или характеризуют каждый уровень усвоения (отрезки содержат материал, соответствующий 1-у, 2-у, 3-у и 4-у уровням). В обоих случаях внутри каждого этапа могут располагаться до четырех отрезков программы. В первом случае следует выбрать один из отрезков, во втором - последовательно от первого до конечного. Устройство работает следующим образом. Преподаватель перед началом обучения учащегося с помощью пульта 10 вводит требования к уровню формируемых знаний учащихся (их качеству) по каждому этапу программы, включающему определенную часть (раздел) учебного материала.- Преподаватель на пульте 10 коммутирует элементы, соответствующие каждому уровню усвоения по каждому из этапов. Например, если во 2-ом этапе следует достигнуть 3-го уровня, то преподаватель коммутирует 1, 2 и 3 клавиши четверки клавишей, соответствующих 2-у этапу. Первоначально счетчик блока 6 находится в состоянии, характеризующем первый этап обучения. Код этого состояния поступает в коммутатор 9, который передает в блок 8 код того уровня усвоения первого этапа, который соответствует заданному преподавателем уровню усвоения первого этапа. Если учащийся обучается по первому этапу программы, то блок 6 подает разрешающий сигнал на входы, например, верхних по схеме четырех элементов И 14, при изучении второго этапа - на входы других четырех элементов И 14, при обучении их последнему этапу - на входы нижних четырех элементов И 14 и блока 9. На первый элемент ИЛИ 15 поступают сигналы от первых элементов И 14 каждой четверки элементов И 14, на второй - сигналы от вторых элементов, на третий - от третьих, на четвертый - от последних элементов И 14 каждой из четверок элементов И 14. На выходе элемента ИЛИ 15 присутствует сигнал (сигналы), определяющий отрезок (отрезки) выбираемой программы. Код, поступающий с элементов И 15, может содержать одну единицу, что соответствует простому выбору нужного отрезка из этапа, или содержит несколько единиц, что соответствует последовательному выбору каждого отрезка от первого до требуемого. При обучении учащийся вводит ответ с помощью блока 1. Код ответа из блока 1 подается в блок 3, а сигнал наличия ввода-в блок 2 на запуск диапроектора. Коды пленки проходят мимо фотоэлектрических датчиков блока 7, считываются, усиливаются и подаются в блоки 3, 6 и 8 устройства. В блоке 8 сравнивается код заданного уровня усвоения и коды уровня усвоения на ленте. Блок 3 подает в блок 2 памяти сигнал остановки диапроектора не только в случае, если в блоке 3 сравнивается код ответа учащегося (или код ошибок, код времени) с определенным кодом пленки (как в известных устройствах), но и при наличии сигнала ;равнения заданного кода уровня усвоения с определенным кодом пленки, проходящим из блока 8 в блок 3. В блоке 8 код уровня усвоения после прохождения через дешифратор 11 поступает на один из элементов И 12, соответствующий данному отрезку программы. При наличии единичного сигнала на выходе соответствующего элемента И 15 элемент И 12 подает сигнал через ИЛИ 13 в блок 3 на остановку лентопроятжного механизма. После остановки диапроектора блок 4 по сигналу из блока 3 индицирует учащемуся правильность его действий, а блок 5 подсчитывает число правильных (неправильных) ответов учащегося и выставляет учащемуся оценку по управляющему сигналу из блока 3.. После прохождения участка программы, соответствующего определенному разделу учебного материала по сигналу из блока 7 и блока 3 блок 6 переходит в состояние, характеризующее следующий этап обучения, а коммутатор 9 передает в блок 8 код, соответствующий задаваемому преподавателем уровню усвоения знаний следующего этапа. При обучении восхождение по уровням усвоения производится последовательно, поэтому обучение на каждом последующем уровне включает в себя обучение на всех предыдущих уровнях. Так, при формировании деятельности по образцу, соответствующему третьему уровню усвоения, учащийся должен предварительно обучиться по первому и второму уровням. Внутри этапа программа обучения, может иметь четыре подпрограммы (четыре ветви), каждая из которых соответствует последовательному восхождению по всем уровням усвоения до определенного уровня, или содержать только последовательно расположенный материал (одну ветвь), соответствующий последовательному восхождению по четырем уровням усвоения. В первом случае задание уровня усвоения по этапу требует выбора одной из четырех подпрограмм. Во втором случае задание уровня усвоения по этапу требует прохождения определенного числа отрезков этапа, которое соответствует заданному уровню усвоения. Если в блоке 10 достигаемый уровень задают путем коммутации лишь одной клавиши, соответствующей достигаемому уровню, то во втором случае блок 8 производит усвоения со всеми кодами пленки, ограничивающими отрезки внутри этапа, которые соответствуют всем предыдущим и задаваемому уровню усвоения. Например, при-задании 3-го уровня усвоения блок 8 производит сравнение кодов, соответствующих 1-у, 2-у и 3-у уровням с данным кодом, соответствующим 3-му уровню усвоения.

Предлагаемое устройство позволяет обучать учащихся материалу на различных уровнях. Этот уровень знаний учащийся должен достигнуть при обучении. Уровни усвоения знаний, характеризующиеся различимостью, задаются преподавателем по каждому этапу обучения. Этих уровней может быть, например, четыре.

Устройство позволяет выбирать в каждом этапе ту программу обучения, которой соответствует задаваемый препода-вателем уровень усвоения, при этом процесс обучения характеризуется последовательным восхождением с низщих уровней усвоения к высоким, вплоть до задаваемого. Такая организация обучения позволяет, используя одну программу, обучать различный контингент учащихся, содержание обучения которых различается в зависимости от определенных требований. Преподаватель может при этом гибко и оперативно изменять требуемый уровень усвоения знаний учащихся внутри каждого этапа, и управлять содержанием обучения.

Формула изобретения

. Обучающее устройство, содержащее пульт преподавателя, блоки управления, оценки и индикации и последовательно включенные блок ввода ответов, блок памяти, блок воспроизведения учебной информации и блок определения этапов учебного процесса, соединенный входом с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены ко входам блоков памяти, индикации и оценки соответственно, первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом блока ввода ответов и первым выходом блока воспроизведения учебной информации, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей и упрощения устройства, оно содержит последовательно включенные коммутатор и блок сравнения, соединенный выходом и входом соответственно с третьим входом

0 блока управления и вторым выходом блока воспроизведения учебной информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

по заявке № 2446135/18-24, кл. G 09 В 7/02, 1974.

№ 327510, кл. G 09 В 7/02, опублик. 1969 5 (прототип).