Обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/02 

(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для индивидуального и коллективного обучения в равЭйГчных учебных заведениях.

В процессе изучения таких Дисциплин, как служба связи, правила дорожного движения и др. используется большое количество фактографической информации, причем важным условием ее использования является необходимость , осуществления быстрого и гарантированного поиска по заранее установленной программе и осуществление контроля полученных обучаемыми знаний. Для удобства пользования информация и контрольные вопросы с вариантами ответов наносятся на непрерывный носитель, разбиваются на зоны, каждая из которых снабжается транспортной меткой.

Известное устройстов, использующее непрерывный носитель информации (например, фотопленку) и содержащее механизм перемещения носителя, фотосчитывгиощий преобразователь, блок предъявления информации, пульт управления, блок управления режимом работы yiJНаиболее близким техническим реыением к изобретению является система управления положением подвижного элемента с грубой и точной постепенной регулировкой, содержащая механизм перемещения носителя, формирователь управляющих сигналов, блок управления, реверсивный счетчик, фотосчитывающий преобразователь, блок

10 . сравнения,регистр адреса, блок пре цъявления информации и пульт дистанционного управления С2.

Недостатком данного устройства является невозможность осуществления

15 контроля полученных обучаемамк знаний, это ограничивает методические возможности устройства и снижает эффективность учебного процесса.

20 Цель изобретения - повышение эффективности учебного процесса и расширение дидактических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается

25 тем, что в устройство, содержащее пульты обучаемых, блок записи адреса текущего положения Носителя информации, подключенный к первому входу ревэрсивного счетчика, соединенного с первым Лсодом схемы оравнеиия, втсэрой вход которой подключен к регистру адреса, вход которого является первым входом устройства, первый,второй и третий выходы схемы сравнения подключены к первому, четвертому и седьмому входам первого блока элементов И, первый, второй и третий выходы которого подключены к первому, пятому и девятому входам формирователя управляющих сигналов, первый и второй выходы которого соответственно подключены ко второму и третьему входам реверсивного счетчика и к первому и второму входам блока перемещения носителя информации , выходы пультов обучаемых подклю чены к третьему и четвертому входам блока контроля знаний, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к четвертому, тр тьему к второму входам пультов обучаемых, второй, шестой и двенадцатый входы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к пе вому, второму и пятому выходам второ блока элементов И, третий выход кото рого подключен к третьему и десятому входам, а четвертый выход - к седьмо му и одиннадцатому входам формирователя управляющих сигналов, четвертый восьмой и тринадцатый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам программн го блока, третий вход которого, явля ющийся вторым входом устройства, под ключен ко второму, пятому и восьмому входам первого блока элементов И, третий, шестой и девятый входы которого подключены к первому входу блока предъявления информации и к первому выходу блока управления режимом работы, второй выход которого подклю чен ко второму входу блока предъявле ния информация и ко второму, четвертому, шестому, восьмому и десятому входам второго блока элементов И, первый, третий, пятый и седьмой входы которого подключены соответственн к первому, второму, третьему и четвертому выходам пульта дистанционного управления, девятый вход второго блока элементов И соединен с выходом фотосчитывающего преобразователя, с четвертым входом реверсивного счетчика и с четвертым входом программного блока, введены вычитающий счетчик, дешифратор, первый,второй, третий и четвертый элементы И, триггер, формирователь, первый элемент ИЛИ и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу программного блока, а первый вход соединен с третьим выходом блока управления режимом работы, четвертый выход которого подключен ко входу формирователя и к первым входам второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы второго и третього элементов И подключены соответственно к третьему и к четвертому входам программного блока, выход второго элемента И подключен ко второму входу блока контроля знаний, а выход третьего элемента И подключен к первому входу блока контроля знаний, ко второму входу первого элемента И и ко второму ВХОДУ вычитающего счетчика, первый вход которого соединен с первым выходом,,блока контроля знаний, а выход вычитающего счетчика подключен через последовательно соединенные дешифратор и первый элемент И к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя, а выход соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, первый и второй выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому и ко второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам пультов обучаемых. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Обучающее устройство содержит блок записи адреса текущего положения информации 1, регистр адреса 2 требуемого положения носителя информации, реверсивный счетчик 3, пульт дистанционного управления 4, блок управления режимом 5, схему сравнения 6, программный блок 7, формирователь 8 управляющих сигнао ов, фотосчитывающий преобразователб 9, блок предъявления информации 10, первый 11 и второй 12 блоки элементов И,блок перемещения носителя информации 13, пульты 14 и 15 обучаемых,, элементы ИЛИ 16 и 17, вычитающий счетчик 18, дешифратор 19, элементы И 20, 21, 22 и 23, формирователь 24, триггер 25, блок контроля знаний 26. Формирователь 8 состоит из элементов ИЛИ 27, 28, 29 и 30, триггеров 31 и 32 и элемента И 33, первый блок элементов И 11 - из элементов И 34, 35 и 36, второй блок элементов И 1.2 из элементов И 37, 38, 39, 40 , блок перемещения носителя информации 13 - из узла 42 включения электродвигателя и электродвигателя 43, пульты 14 и 15 обучаемых - из блока 44ввода кода варианта ответа, блока 45анализа выбранного ответа и блока оценок 46, блок контроля знаний 26 - из формирователя 47 программ, узла 48 включения режима контроля знаний, узла 49 ввода кода правильного ответа, узла 50 ввода кода количества вопросов и регистратора оценок 51. Обучающее устройство может работать в режиме обучения и контроля знаний, в режиме обучения поиск учебной информации может осуществляться автоматически по командам с BHemHe j-o устройства, по заранее введенной про рамме и вручную по командам с пульта дистанционного управления. В режиме контроля знаний контрольные вопросы и варианты ответов предъявляются обу чаемым, по заранее введенной програм ме. Во всех режимах работы учебная и контрольная информация предъявляют ся на экране блока 10 в виде, удобно для коллективного и индивидуального просмотра. Выбор соответствующего режима осуществляется с помощью бло|ка 5. При работе в режиме обучения с использованием автоматического поиска и предъявления учебной информ ции/ адрес требуемой информации и команды на ее поиск подаются с внешнего устройства (с ЭВМ или стацио- парного пульта управления). Адрес положения требуемой информации на но сителе записывается в регистр адреса 2 , в реверсивном счетчике 3 фиксируется адрес текущей информации по сигналам с фотосчитывающего преобразователя 9. Кроме того, адрес текущей информации может вводиться опера тором с помощью блока записи текущего адреса 1. Осуществления записи текущего адреса информации до момента начсша процесса обучения исключает необходимость в перемотке носителя информации на начало, что уменьшает износ носителя информации и про левает срок его службы. Адрес требуе мой и адрес текущей учеьной информации соответственно с регистра адреса 2 и реверсивного счетчика 3 пост пают в блок сравнения 6, который по результатам сравнения вырабатывает управляющие сигналы выбора направ ления перемещения носителя информации в прямом или обратном направлении и сигнал на остановку поиска. Сигналы с выходов блока сравнения б поступают на входы соответствующих элементов И 34, 35 и 36 для формирования сигналов выбора направления перемещения носителя учебной информации. Если содержимое регистра адреса 2 больше содержимого реверсивного счетчика 3, то с выхода блока сравнения б на вход элемента И 34 вьщается разрешающий сигнал, на втором входе которого действует разрешающий сигнал с блока задания режима работы 5. При поступлении на третий вход элемента И 34 сихнала с внешнего устройства на ее выходе формируется сигнал выбора направления перемещения носителя информации в прямом направлении. Сигнал с выхода элемента И 34 поступает на вход формирователя 8, где через элемент ИЛИ 27 пос тупает на единичный вход триггера 31 Этот сигнал пepeкJJЮчaeт триггер 31, в результате чего на его выходе формируется управляющий сигнал, поступающий на вход узла 42 включения электродвигателя. Этим сигналом элек родвигатель 43 включается на переещение носителя информации в прямом направлении. Если содержимое региста адреса 2 меньше содержимого реверсивного счетчика 3, то с выхода блока сравнения 6 разрешающий сигнал поступае- на вход элемента И 35, на второй вход которого поступает разреающий сигнал с блока 5. По команде с с внешнего устройства на выходе элемента И 35 формируется сигнал выбора направления перемещения носителя информации в обратном направлении, кото рый поступает в формирователь 8, где через элемент ИЛИ 28 поступает на единичный вход триггера 32. Триггер 32 переключается, и на его выходе формируется управляющий сигнал, поступающий на вход узла 42 включения электродвигателя. Под действием этого сигнала электродвигатель 43 включается на перемещение носителя информации в обратном направлении. В процессе перемещения носителя информации фотосчитывающий преобразователь 9 считывает транспортные метки , в результате чего на его выходе формируются сигналы, поступающие на вход реверсивного счетчика 3. Значение реверсивного счетчика 3 изменяется, приближаясь к значению содержимого регистра адреса 2. Направление изменения значения содержимого реверсивного счетчика 3 (сложение или вычитание) определяется сигналом, поступа ощим с блока формирователя 8 управляющих сигналов на один из управляющих входов этого счетчика. Если значение содержимого реверсивного счегчика 3 становится равным значению содержимого регистра адреса 2 , с выхода блока сравнения 6 на вход элемента Н 36 поступает сигнал. При наличии на втором входе элемента И 36 разрешающего сигнала с блока 5 на его выходе формируется управляющий сигнал, который поступает на вход формирователя 8, где через элемент ИЛИ 30 этот сигнал поступает на нулевые входы триггеров 31 и 32. Под действием этого сигнала ранее включенный один из триггеров переключается в исходное состояние, в результате чего, управляющие сигналы с выхода формирователя 8 на вход узла 42 включения электродвигателя не выдаются. Электродвигатель 43 выключается, и с помощью блока предъявления информации 10 учебная информация предъявляется на экране. При работе устройства в режиме обучения с использованием поиска и предъявления учебной информации по заранее введенной программе с выхода блока 5 через элемент ИЛИ 17 на вход программного блока 7 подается разрешающий сигнал, а первоначальный запуск устройства осуществляется командой, поступающей с внешнего устройства. При дальнейшел работе устройства выходные управляющие сигналы на выходах блока 7 формируются блоком под действи ем сигналов, поступающих с фотосчитывающего преобразователя 9 и время эадающих схем этого блока. На выход блока 7 согласно программы форлдаруются сигналы включения электродвигателя 43 на перемещение носител информации в прямом или в обратном направлении, сигналы включения электродвитателя 43 и сигнал выключения предъявлением информации. Сигналы включения электродвигателя 43 и сигналвыключения поступают на .входы формирователя 8, работа котор го под действием этих сигналов, а также работа других блоков устройст ва аналогична описанной. Предъявление учебной информации блоком 10 осуществляется по сигналам управления программного блока 7. При ручном поиске и предъявлении информации с выходов пульта дистанционного управления 4 подаются команды на включение электродвигателя 43, на перемещение носителя информации либо на один калр вперед или назад, либо на непрерывное перемещение носителя информации в направлении вперед или назал. Выбор ручного ре жима поиска и предъявления информации осуществляется разрешаюидам сигналом, поступающим с выхода блока 5 на входы элементов И 37-41. Если с пульта дистанционного управления 4 поступает команда на перемещение носителя информацдии на один кадр в пря1)м направлении, то сигна выбора направления перемещения носителя формируется на выходе элемен та, И 38. Этот сигнал поступает на вход формирователя.8, гда через эле мент ИЛИ 27 поступает на единичный вход триггера 31. При поступлении с пульта дистанционного управления команды на перемещение носителя информации на один кадр назад сигнал выбора направления перемещения носи теля формируется на выходе элемента И 39, который поступает на вход фор мирователя 8, где через элемент ИЛИ 28 поступает на,единичный вход триггера 32. В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогичн указанному. Выключение электродвигателя 43 и предъявление информации в данном сл чае осуществляется после считывания каждой транспортной метки. При этом сигнал с выхода фотосчитывающего преобразователя 9 поступает на вход элемента И 37,н.а выходе этой схемы формируется сигнал, который поступает в формирователь 8 на схему выработки сигнала выключения электродвигателя в ручном режиме, состоящу из элементов ИЛИ 29 и И 33. Элемент или 29 предназначен для выработки сигнала, который блокирует элемент И 33 на время действия команд, поступающих с пульта дистанционного управления 4, На ускоренную перемотку носителя информации как в прямом направлении, так и в обратном. Элемент И 33 фop шpyeт сигнал выключения электродвигателя. При поступлении с пульта дистанционного управпения 4 команд на шаговое перемещение носителя информации с выхода элемента ИЛИ 29 на вход элемента И 33 поступает разрешающий сигнал. В этом случае при считывании первой (очередной) транспортной метки сигнал с выхода фотосчитывающего преобразователя 9 поступает на вход элемента И 37, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 33, для его опроса. Под действием опрашивающего сигнала на выходе элемента И 33 формируется сигнал выключения электродвигателя 43, который через элемент ИЛИ 30 поступает на нулевые входы триггеров 31 и 32. Ранее включенный триггер 31 или 32 устанавливается в исходное состояние, и с электродвигателя 43 снимается сигнал включения. Если с пульта дистанционного управления 4 поступает команда на ускоренное перемещение носителя информации в прямом или в обратном направлении, то сигнал выбора направления перемещения носителя информации формируется соответственно либо на выходе элемента И 40, либо на Выходе элемента И 41. Этот сигнал поступает на вход формирователя 8, где через соответствующий элемент ИЛИ 27 и 28 запускает электродвигатель 43, а через элемент ИЛИ 29 блокирует элемент И 33. В течение действия этого сигнала осуществляется ускоренное перемещение носителя информации, так как сигнал выключения электродвигателя 43 на выходе элемента И 33 не формируется. Остановка носителя информации (выключение электродвигателя) осуществл яется после снятия команды на ускоренное перемещение носителя информации. В этом случае с выхода элемента ИЛИ 29 на вход элемента И 33 поступает разрешающий сигнал. Теперь при считывании очередной транспортной метки сигналом с выхода элемента И 37 запускается элемент И 33, на вьяходе которого формируется сигнал выключения электродвигателя 43. Далее работа устройства осуществляется аналогично описанному. Перед включением устройства в режим контроля знания начало требуемой группы контрольных вопросов и вариантов ответов находится одним из известных способов. При работе устройства в режиме контроля знаний с блока 5 подаются разрешающие сигналы на элементы И 21, 22 и 23 и на формирователь 24. Под действием этого сигнала на выходе формирователя 24 вырабатывается сигнал, устанавливающий триггер 25 в единичнре состояние. При этом с единичного выхода триггера 25 через элемент ИЛИ 17 на вход программного блока 7 подается разре иаюпшй сигнал. Первоначальный запуск устройства в режим контроля осуществляется командой, поступающей с внешнего устройства. По этой команде включается программный блок 7 и через элемент И 21 формирователь программ 24. При дальнейшей работе устройства выходные управлякидие сигналы на выходах блоков 7 и 47 формируются блоками под действием сигналов, поступающих с фотосчитывающего преобразователя 9 и времязещаюЪщх схем этих блоков. Формирователь прсгра «ф 47 включает узел 48 включения рехсима контроля знаний, вводит через узел 50 в счетчик 1 и Б блок оценок 46 код количества вопросов первой контрольной серии. Под действием первой командам с фото считываю щего преобразователя 9, вырабатываемой с приходом транспортной метки кадра с первым контрольным вопросом, формирователь программ 47 вводит в блок анализа 45 через узел 49 код номера правильного ответа на первый вопрос. Команды с блока S на блок 47 поступают через разрешенный элемент И 22. Обучае1иий с использованием блока 44 вводит в блок анализа 45 код номера вьзбранногта им варианта ответа. Разрешение блока 44 осуществляется элементом ИЛИ 16, на выходе которого присутствует разрешайящ1й сигнал при остановке электродвигател 43 и запрещающий сигнал в момент перемещения носителя информации. Резул таты анализа (верный или неверный ответ) с выхбда блока 45 поступает на блок оценок 46. Под действием сЛе дунядей (очередной)команды с фотоочитываквдего преобразователя 9 формирователь 47 вырабатывает код номера правильного ответа на второй вопрос и вводит его в блок анализа 45. В дальнейшем работа блоков пультов 14 15 обучаемых происходит аналогично описанной. Одновременно команда с фотосчитывающего преобразователя 9 поступает на вход счетчика 18, под действием которой производится вычи тание содержимого счетчика. После предъявления обучаемым всех вопросов контрольной серии содержание счетчика 18 равно нулю, и на выходе дешифратора 19 появляется сигнал, раз рашающий элемент И 20. Под действием последней команды, с фотосчитывающего преобразователя 9, вырабатываемой с приходом конечного кадра контроль ной серии вопросов, формирователь 4 выключает узел 48 и включает регист ратор оценок 51, на вход которого поступают сигналы с блоков оценок 46 со всех пультов 14 и 15 обучае№1Х. Одновременно этот сигнал с фотосчитываюадего преобразователя 9 поступает через элемент 20 на нулевой вход триггера 25. Триггер устанавливается в нулевое состояние и запрещает элемент И 23, через который проходит сигнал на включение программного блока 7. Дёшьнейшая работа блока 7 прекращается. Включение и выключение электродвигателя 43 н работа блока 10 осуществляется аналогично указанному. Для поиска начала другой контрольной серии воп|)осов устройство переключается в режим обучения. Введение указанных блоков и связей позволяет повысить эффективность чебного процесса и расширить дидакические возможн ости предложенного бучающего устройства. Формула HsOtSpeTettHS О&учакщее устройство,содержащее пульты обучаемых, блок записи адреса текущего положения иоснтеля яиформадни, подключенный к первсяну входу реверсивного счетчика, соединейного с первым входом схелвл сравнеш1я, второй вход которой подключен к petucTpy адреса, вход которого является входом устройства, а перклй, второй и третий выходы схемы сравнения подключены к первому, четвертому и седьмому входам первого блока элементов И, первый, второй и третий выходы которого подключены к первому, пятому и девятому входам фор мрователя управляюии к сигналов, первый и второй выходца которого соотве тст&енно подключены ко второму и третьему входам реверсивного счетчика и к перво у и второму входам блока переме1 ния носителя информации, выходы пультов обучаемых подключены к третьему и четвертому входам блока контроля знаний, первый, второй и третий №1ходы которого подключены соответственно к четвертому, третьему и входам пультов обучаемых, второй, шестой и двеисхццатый входы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому, второ му и пятому выходам второго блока элементов И, третий выход которого подключен к третьему и десятому входам, а четвертый выход - к седьм у и oдиннaдцaтoм входам формирователя управляющих сигналов, четвертый, восьмой и тринадцатый входы которого подключены соответственно к первовму, второму и третьему выходам программного блока, третий вход которого, являющийся вторым входом устройства, подключен ко второму, пятому и восьмому входам первого блока элементов И, третий, шестой и девятый входы

которого подключены к первому входу блока предъявления информации и к )вому выходу блока управления режимом работы, второй выход которого подключен ко второму входу блока предъявления информации и ко второму четвертому, шестому, восьмому и десятому входам второго блока элементов И, первый, третий, пятый и седьмой входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам пульта дистанг;ионного управления, девятый вход второго блока элементов И соединен с выходом фотосчитывающего преобразователя, с четвертым входом реверсивногп счетчика и с четвертым входом программного блока, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, оно содержит вычитающий счетчик, дешифратор, первый, второй третий и четвертый элементы И, триггер, формирователь, первый элемент ИЛИ и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу программного блока, а первый вход соединен с третьим выходом блока управления режимом работы, четвертый выход которого подключен ко входу формирователя и к первым входам второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы второго и третьего элементов И подключены соответственно к третьему и четвертому входам программного блока/ выход второго элемента И подключен ко второму входу блока контроля знаний, а выход треть-. - его элемента И подключен ко второму входу блока контроля знаний, ко второму входу первого элемента И и ко второму входу вычитающего счетчика, первый вход которого соединен

Q с первым выходом блока контроля знаний, а выход вычитающего счетчика подключен через последовательно соединенные дешифратор и первый элемент И к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя, а выход соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, первый и второй выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому и ко второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам пультов обучаемых.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент США 3458766, кл. 318-18, опублик. 1969.

2.Патент СШЛ № 3458786,

0 кл. 318-18, опублик. 1969 (прототипК

X

/J,

I

Г

т

2

I

Lt

S

e

Г