Устройство для контроля знаний обучаемых Советский патент 1982 года по МПК G09B7/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при организации машинного контроля знаний и программированного обучения в различных учебньох заведениях.

Известно устройство, содержащее пульт преподавателя, рабочие места учащихся, блок ввода эталонных ответов, табло индикации ответов учащихся, запоминающий сдвигающий регистр, блок ввода ответа, кодирующий блок, логическую схему И, счетчик правильных ответов, блок оценки правильности ответа, блок управления и линию задержки. Оно позволяет проводить массовый контроль знаний с использованием выборочно-конструируемого метода ввода ответа 1.

Однако это устройство требует большой предварительной подготовки к работе (путем ввода эталонных ответов) и, кроме того, позволяет распознавать только один верный ответ (из множества возможных правильных ответов), что снижает объективность и эффективность контроля.

Известно также устройство, ссдержащее блок информации, блок буферной

памяти, блок анализа ответов, счетчик правильных ответов, блок индикации, дешифратор кода HONepa вопроса, блок памяти номера вопроса, оно позволяет проводить массовый контроль знаний учащихся 2.

Однако это устройство не позволяет проводить анализ поливариантных правильных ответов, что снижает объективность и эффективность машинного контроля знаний.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее .рабочее место преподавателя, рабочие места учащихся, блок ввода правильных ответов, блок формирования и хранения кода эталонных ответов, блок индикации ответов уча1цихся, блок ввода ответов учащихся, кодирующую матрицу, регистр сдвига,блок поразрядного логического сложения чисел, схему И, блок оценки правильности ответа и кнопку окончания ввода ответа. Это устройство позволяет проводить машинный контроль знаний учащихся, реализуя выборочно-конструируемый метод ввода ответов, а также анализ возможных поливариантных правильных ответов C3J. Однако такое устройст ЕК: , но-первых, требует больших врймемиых затрат на ввод всех воэможиыз правильных ответов через к згтви атуру блока, ввода прави.1ьных отпетоа,, что снижает пропу:к ную способность устройства, Во-: орых, не всегДЗ аозможно заранее гг едусмотре-П; вс.в возможные правильные ответы, так как число этих правиль 1ых ответов определяетс не только собственно условием задания, но и логической гнбксстью мьцш 13ИЯ, а также проекггировочнььмн и рефлексивными уме педахогасоставителя, в результате чего снижается объективность маилинного конт роля знанийi В-третьих, устройство яэляется сугубо контролирующим и не позволяет произ водитх- раэлично1о рода вычислительные рагЗоты, выполнение которых чаще всего имеет место три контроле энйний уча1дахся (например при различного рода задач, расчете схем и т,д.), Все это сужает фумкциомальчые возможности его, что приводит к значительному снижению эффактявности процесса обучения н целом. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства, с повьпчением Э,м:|)е}стивности прОцесса обучезния за счет расширения Функционеишных аозможрго тей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержашео блок орав.чения,- выход которого сое динен с первым входом формировател сигналов оценки, блок кодирования и блок задания программы обучения, введены два коммутатора, счетчик количества ответов и рас.пределктел импульсов,- первый выход которого подключен к входу блока про раммы обучения непосредственно, а через счетчик количества Ол-ветов -к второму входу формирователя сигналов оценки и к нходу блока кодирования, оди:- выход KOTOpoiO через первый коммутатор соединен с первым входом блока сравнения,а другой вы через второй коммутатор - с: вторым входом блока сравнения, первый и второй выходы блока задания програм мы обучения подключены к вторым входам nepBoio и второго кс ммутаторов соответственно, причем формиро тель сигналов оценки содержит дователъно включенные счетчик правильных ответов f переключатель икалы оценок и индр катор оценки, второ и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя, а блок задани программы обучения выполнен га виде электронного микрокальк улятора. Наличие в устройстве селекции эталонного разряда и эталонной ци t позволяет осуществить такой техникометодический прием как анализ ответа, не по всем разрядам кода ответа, а по ведущему, центральному базовому разряду, заранее выбираемому для того или ИНОГО вопроса. Это позволяет обеспечить высокую полиинвариантность возможных правильных ответов, так как все возможные правильные ответы содержат этот базовый элемент и являются своеобразными производньми от него. Наличие подсчета ответов, совмещенного с селекцией эталонного разряда и эталонной цифры позволяет исключить необходимость больших временных затрат на ввод всех возможных правильных ответов за счет синтеза эталонного кода на основании номера вопроса и послед тощего сравнения его с сигналом из процессора. Данное техническое решение позволяет использовать предла1ае лое устройство не только для ко;-троля знаний, но и для выполнения различных расчетных работ. На чертеже представлена структурная схема устройства для ;сонтроля знаний обучаемых, содержаиехо счетчик 1 количества ответов, которьй через распределитель 2 управляющих импульсов соединен с узлом 3 ввода 11нфорг.-1ации , подключен шли к вычислителю 4 , Формирователь 5 сигналов оценки соединен с блоком б сравнения и счетчиком 1. Узел 7 индикации подключен к вычислителю 4. Счетчйк 1 через блок 8 кодирования соединен с первыми входами к-омм таторов 9 и 10, вторые входы которых под {лючены к выходам вычислителя 4, а выходы к входам блока 6 еравнения, выполненного в виде набора элементов совпадения. Коммутатор 9 ссхгтоит из п элементов И 11 (по числу разрядов кода) на два входа к HJai 12 на п входов. Ком- утатор 10 состоит из элементов И 13 на два входа, и элемента И 14 на п входов. Блок 8 состоит из переключателя 15 разряда и переключателя 16 кода цифры, которые могут быть выполнены в виде обычных галетных многопозиционных переключателей. Узел 3, вычислитель 4 и узел 7 конструктивно объединены в блок 17 задания програм - Ы, который может быть выполнен на базе электронного микрокалькулятора . В состав распределителя 2 входят: клавиша 18 Код , которая подключена в узле 3 параллельно одной из опергационных кдавищ: + , -, х, и и т.д.; клавиша J9 Ответ, которая в узле 3 подключена параллельно клавише и соединена с входом счетчика 1; элемент 20 задержки, вход которого подключей к клавише 19, а выход подключен в узле 3 к выходу клавиши Сброс. Формирователь 5 состоит из последовательно соединенных счетчика 21 верных ответов, переключателя 22 шкалы оценок и индикатора 23. При этом входы счетчика 21 соединены с выходом блока 6. Входы переключателя 22, выполненного в виде набора клавишных переключателей, подключены к выходу счетчика 21 и выходу счетчи ка 1, ВЛоды индикатора 23 подключены к выходам блока 6, счетчика 1 и переключателя 22. Устройство для контроля знаний обучаемых работает следующим образом Перед ввдачей обучаемому задания которое может быть рассчитано на выборочный, выборочно-конструируемый или численный ответ, преподаватель устанавливает в блоке 8 переключателями 15 и 16 код эталонного (базового) разряда и код эталонной цифры а также задает переключателем 22 соотношение для выставления оценки. Обучаемый, получив задание, выполня его, при этом в случае необходимост проведения вычислительных .работ он, используя узлы блока 17, производит необходимые расчеты. Подготовир ответ, обучаемый через узел 3 вводит код задания, затем устанавливает в распределителе 2 режим Код, нажатием клавиши 18 Код, что эквивалентно подготовке вычислителя 4 к выполнению одной из вычислитель ных операций. После этого, обучаемы через узел 3 вводит код полученного ответа, а затем устанавливает в рас ределителе 2 режим Ответ, нажатием клавиши 19 Ответ . Учитывая что клавиша 19 подключена в узле 3 параллельно клави1ие , вычислител 4 производит вычисление результата, который поступает на вторые входы коммутатора 10. Сигнал с клавиши 19 поступает также в счетчик 1, где записывается в виде единицы. На первые входы коммутатора 10 из счет чика 1 через блок 8 (через переключатель 16) поступает кед эталонной цифры. Учитывая, что в блоке 17 вычислитель 4 выдает в узел 7 результат последовательно по разрядам, то на первых выходах вычислителя 4 сигнал появляется последовательно: вначале в первом канале первых выходов (сигнал о том, что предъявляется цифра первого разряда), затем во втором канале и т.д. Синхрон но с этим на вторых выходах вычислителя (одновременно во всех каналак) на короткое время (на время, отведенное для индикации одного раз ряда) появляется сигнал цифры данно го разряда. В результате этого на выходе элементов 13 коммутатора 10 а следовательно, и выходе элемента 14 сигнал появляется каждый раэ, когда цифра любого разряда будет совпадать с кодом эталонных цифр. На первые входы коммутатора 9 и счетчика 1 через блок 8 (через переключатель- 15) поступает код эталонного разряда, причем сигнал поступает только на один из элементов 11, тот, номер которого совпадает с номером эталонного разряда. Учитывая, что сигналы в каналах первых выходов вычислителя 4 появляются последовательно, то на выходе одного из элементов 11 коммутатора 9, а следовательно, и на выходе элемента 12 сигнал будет только в момент предъявления цифры выбранного (эталонного) разряда. В результате этого на обоих выходах блока 6 сигналы будут только тогда, когда в выбранном разряде (эталонном) цифра результата из вычислителя 4 совпадает с эталонной цифрой. В этом случае блок 6 выдает сигнал о правильном ответе, который поступает в счетчик 21 и индикатор 23 формирователя 5. Чтобы обучаемый не знал, какие операции производятся вычислителем 4 в режимах Код и Ответ, индикация результата выполнения операции не производится. Для этого через определенный временный интервал, необходимый для срабатывания коммутаторов 9 и 10 и блока 6, но недостаточный для реализации индикации результата, на выходе элемента 20 появляется сигнал, который через узел 3 поступает в вычислитель 4 и обеспечивает сброс результата. Для удобства работы обучаемых индикатор 23 на основании сигналов, поступающих со счетчика 1 и блока 6, обеспечивает наглядную индикацию номера отвечаемого вопроса и качества ответа на вопрос. В случае использования блока 17 для расчетных работ блок 7 по сигналам вычислителя 4 обеспечивает индикацию всех проводимых вычислений. После ответа обучаемых на все вопросы билета, о чем свидетельствует приход сигнала из счетчика 1 на соответствующий, ранее заданный преподавателем, вход переключателя 22, формирователь 5 производит формирование сигнала оценки. На входы переключателя 2 при этсм поступают сигналы об общем числе ответов (из счетчика 1) и о числе правильных ответов (из счетчика 21). Учитывая, что до начала работы преподаватель коммутирует соответствующим образом переключатель 22, т.е. задает необходимое соотношение верных и общих ответов для получения той или иной оценки,на выходе переключателя шкалы оценок 22 на основании поступивших в него сигналов появляется сигнал оценки. Сигнал оценки поступает на индикатор 23, где и обеспечивается его визуальное предъявление обучаемому. После выставления оценки эавершается цикл работы устройства, который в дальнейшем может быть повторен. Использование данного у тгройства для машинного контроля знаний поэволяет исключить непроизводительный расход учебного времени на предварительную подготовку устройства к работе за счет отмены необходимости ввода всех возможных правильных ответов. Кроме того, реализация анализа ответа не по всем разрядам, а по базовому (эталонному) позволяе увеличить объективность контроля за счет расширения области возможных поливариантных правильных ответов. Возможность использования предлагае мого устройства для вычислительных работ также сокращает непроизводительные затраты учебного времени. Следовательно, применение в учебном процессе предлагаемого устройства обеспечивает значительное сокращени непроизводительных затрат учебного времени, повышает объективность машинного контроля,знаний, а также эффективность процесса обучения и, в конечном итоге, позволяет улучшить качество подготовки вксококвалифицированных специалистов в условиях массовых форм организации обучения , Формула изобретения 1, Устройство для контроля знани обучаемых, содержащее блок сравнени выход которого соединен с первым входом формирователя сигналов оценк блок кодирования и блок задания программы обучения, отличающеес я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены два коммутатора, счетчик количества ответов и распределитель импульсов, первый выход которого подключен к входу блока задания программы обучения непосредственно, а через счетчик количества ответов - к второму входу формирователя сигналов оценки и ко входу блока кодирования, один выход которого через первый коммутатор соединен с первым входом блока сравнения, а другой выход через второй коммутатор - с вторым входом блока сравнения, первый и второй выходы блока задания программы обучения подключены к вторым входам первого и второго коммутаторов соответственно . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем формирователь сигналов оценки содержит последовательно включенные счетчик правильных ответов, переключатель шкалы оценок и индикатор оценки, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя. 3,Устройство по п, 1, о т л ичающееся тем, ч.то в нем блок задания программы вЕлпалнен в виде микрокалькулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 367449, кл. G 09 В 7/02, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 483699, кл. G 09 В 7/02, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР № 419950, кл. G 09 В 7/02, 1973. (прототип).