Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления Советский патент 1983 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к техническим средствам программированного обу чения и может быть использовано при изучении дисциплин, где необходимо контролировать умение обучаемых принимать правильное решение в условиях дефицита времени. Такие требования в первую очередь предъявляются к операторам (руководителям, диспетчерам) различного рода автоматизированных систем оперативного управления (транспортом, технологическим процессом, предприятием, строительством, промышленностью и т.д.).

Известноустройство, содержащее блок задания программы, блок задания временных параметров, блок индикации, блок формирования зталон.ных ответов, счетчик временных параметров, блок суммирования,, функциональный преобразователь, блок определения весов ошибок, блок регистрации, блок сравнения, блок формирований эталонов временных параметров и блок управления 1 .

Недостатками данного устройства являются возможность контроля ограниченного круга навыков оператора (соответствие действий оператора эталонной последовательности, точность

измерения параметров сигналов) и невозможность контроля умения операто ра по принятию правильного решения в условиях дефицита времени.

Известно также устройство, содер« жащее блок предъявления информации, блок управления, блок индикации, блок ввода информации, блок оценки, блок .совпадения, блок контроля стабилизации парс1метров обучения, выг числитель характеристик учебного процесса и регистратор. Устройство позволяет определять научно-обоснованные нормативы по времени, точное ти и правильности решения задач для различных уровней подготовленйости обучаем лх операторов 2 .

Однако зто устройство, не позволя ет оценивать умение операторов распознавать и правильно отвечать на принципиально-важные частные вопросы при ответе на серию вопросов.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок 25 предъявления информации, логический блок, блок ввода информации, блок индикации/ блок вь1численйя взаимной корреляции к олич ее ТВ ав опросов и правильных ответов, блок оценки, блок контроля времени решения задачи,собтветствующий иэ счетчика нерешенных по времени задач, узла совпадения, датчика времени, счетчика текущего времени и индикатора времени. В зависимости от сложности вопрог са (задачи) экзаменатор устанавливает на датчике времени допустимое вре мя ответа на вопрос (решения задачи) Испытуемый вводит ответы через блок ввода информации в логический блок, где они сравниваются с эталонными. Если испытуемый не решил задачу за установленное время, логический блок воспринимает это как неправильный ответ 3, Недостатком известного устройства является относительно невысокая точность контроля знаний, такiкак при знаний учитываются временные параметры, но не учитываются важност решаемых задач, В практике оперативного управлени большое значение имеет своевременность принятия решения, состоящего из цепи последовательно принимаемых частных решений, причем некоторые из них являются принципиальными, т,е, обладают повышенной важностью.,В таком случае даже неверно принятое одно или несколько не принципиальных решений не оказывает существенного влияния на ценность всего решения в целом. Цель изобретения - повышение точности устройства за счет учета важности принимаемых решений в условиях дефицита времени. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последо вательно включенные блок ввода ответ ных действий оператора, блок задания времени, блок логической обработки и блок ввода учебной информации, выход которого соединен с вторым входом блока логической обработки, второй выход которого подключен к входу лока предъявления учебной информа-. а1ии, третий вход - к входу блока вво Да ответных действий оператора, а четвертый вход - к В.ЫХОДУ блока взаи ной корреляции количества вопросов и правильных ответов, выход которого соединен с входом блока оценки, введен блок учета важности ответов, вхо которого соединен с третьим выходом блока логической обработки, первый ивторой выходы - с вторым и треть- им входами блока взаимной корреляции количества вопрсов и правильных от.ветов соответственно. Блок учета важности ответов содержит регистр и последовательно сое диненные- генератор, счетчик, элементы И группы, первый элемент ИЛИ,. два элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых являются COOT ветственно первым и вторым выходами блока, вторые входы элементов И, в то рого и третьего элементов ИЛИ и вход регистра являются входом блока. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока логической обработки; на фиг, 3 - то же, блока интерполяции; на фиг, 4 - график, поясняющий работу устройства. Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 ввода учебной информации, выполненный в виде устройства считывания с перфоленты (типа FS 1501) и предназначенный для считывания с перфоленты учебной информации и кодов команд, используемых для автоматического управления работой всех блоков устройства; блок 2 логической обра- ботки, предназначенный для сравнения ответов, сформированных обучаемым, с эталонными ответами, а-также для распределения считанной с перфоленты информации и выработки управляющих сигналов; блок 3 предъявлений учебной информации, выполненный в виде серийно-выпускаемого алфавитнопечатающего устройства (например, Consul ) и предназначенный для предьявления обучаемому учебной информации; блок 4 ввода ответных действий оператора, выполненный в виде наборного поля с кнопочными переключателями. Кнопкам переключателя может придаваться различное значение в зависимости от изучаемого курса. С помощью наборного поля обучаемый формирует ответы, а также -управляющие сигналы готовности к работе и ввода ответа на вопрос; блок 5 заданий (контроля) времени, содержащий счетчик текущего времени, датчик врем ни, узел совпадения, индикатор времени (не показаны) и предназначенный для определения своевременности ответов обучаемого; блок б учета важности ответов (интерполяции), предназначенный для учета важности принимаемых частных решений (ответов на вопросы) н условиях дефицита времени; блок 7 взаимной корреляции количества вопросов и правильных ответов, выполненный в виде счетчиков числа Задр.нных; вопрсов -и ошибочных ответов, выходы которых подключены к матричному дешифратору, соединенному с соответствующими входами логических схем ДЛИ (не показаны), и предназначенный для определения качества ответов обучаемого по количеству неверных ответов с учетом важности заданных вопросов; блок 8 оценки, выполненный в виде запоминающих элементов и элементов индикации и предназначенный для запоминания и индикации полученной обучаемым оценки. .Блок 2 содержит (фиг, 2) узел 9 элементов ИЛИ, дешифратор 10, предназначенный для преобразования информации/ считанной с перфоленты в вид, Удобный для обработки, дешифратор 11 кодов команд, предназначенный для выработки управляющих сигналов, коммутатор 12, ггредназнаЧенный для рас пределения информации (вопросы, эталонные ответы, важность), элемент 13 ИЛИ, регистр 14, предназначенный для промежуточного хранения эталонных от ветов, узел 15 сравнения, предназначенный для сравнения ответов обучаеstoro. с эталонными/ элементы 16 и 17 И, предназначенные для разрешения пр хождения информации с выходов узла 15 сравнения при условии своевременности ответа обучаемого (т.е. если время формирования обучаемым ответов не.больше времени, установленного экзаменатором/на датчике времени бло ка 5 контроля времени, инвертор 18, элементы 19 и 20 И, .предназначенные для разрешения прохождения информации с выходов узла 15 сравнения при условии несвоевременности ответа обу чаемого (т.е. если время формирования обучаемым ответов больше времени, установленном экзаменатором на датчике времени лока 5 задания времени) ( элементы 21 и 22 ИЛИ. Блок 6 содержит (фиг. 3) регистр 23, предназначенный для промежуточного хранения важности вопросов, генератор 24, счетчик 25, группу 26 элементов Hjэлемент 27 ИЛИ, предназначенный для преобразования параллельного кода важности, хранящегося в регистре 23, в последовательный код, элементы 28 И и 29 ИЛИ, предназ наченные для организации прохождения информации в счетчик числа заданных вопросов блока 7 элементы 30 И и 31 ИЛИ, предназначенные для организации прохождения информации в счетчик числа ошибочных ответов блока 7. Устройство работает следующим образом. На перфоленте в определенной последовательности нанесены коды вопросов (в том числе дополнительных), s эталонных ответов на вопросы, важнос ти вопросов (ответов) и коды команд, которые используются для автоматичес кого управления работой всех блоков устройства. К кодам команд относятся, например, Вопрос 1, Ответ IV, важность 1, Оценка, Останов, Запуск, Установка в исходное состояние и т.д. Перфорация ленты производится с помощью стандартных перфораторов. Перед началом работы устройство находится в исходном состоянии; все регист)ы, счетчики и триггеры блоков устройства установлены в исходное со тояние сигналом, выработанным при включении питания. УзеЛ выработкисигнала при включении питания на стр ктурной схеме устройства для контроля знаний операторов не показан. Экзаменатор устанавливает допустимое время ответов с помощью датчика времени блока 5. Это время отЬбражается на индикаторе блока 5 для сведения обучаемого. Оператор путем .нажатия кнопки-Готов к работе на блрКе 4 формирует сигнал готовности к работе, поступающий в блок 2 через узел Э элем;ентов ИЛИ на вход дешифратора 11. На выходе дешифратора 11 появ ляется сигнал, поступающий через элемент 13 ИЛИ в блок 1 и разрешающий считывание с перфоленты. Считанные с перфоленты коды команд из блока 1 поступают в блок 2 и через узел 9 элементов 1}ЛИ на дешифратор 11. В зависимости от кода команды на выходах де11Шфратора 11 формируются управлякяцие сигналы, поступаклцие на узлы и блоки устройства и обеспечивающие автоматическое управление всеми блоками устройства. Считанные с перфоленты коды вопро- . сов, эталонных ответов и важности вопросов поступают из блока 1 в блок 2 на входы дешифратора 10. Информация с выходов дешифратора 10 через коммутатор 12 поступает соответственно в блок 3 для предъявления вопросов обучаемому, в регистр 14 и в регистр 23 блока 6. После предъявления обучаемому вопросов управляющий сигнал с выхода дешифратора 11 блока 2 поступает в блок 5 и запускает счетчик текущего времени. Как и в прототипе информации с выхода счетчика текущего времени постоянно отображает, ся на индикаторе блока 5 и поступает на узел совпадения, где .сравнивается со временем, установленным на датчике времени. Таким образом, обучаемый, отвечая на вопрос, знает о величине оставшегося времени по текущему времени и допустимому времени ответа на вопрос, отображенном на индикаторе блока 5. Обучаемый формирует ответы на воп рос в блоке 4 и вводит их в блок 2 путем нажатия кнопки Ввод на блоке 4. Управляющий сигнал ввода из блока 4 поступает в блок 5, запрещая дальнейшую запись в счетчик текущего времени.. Коды ответов на вопросы из бЛок« 4 поступают в блок 2 на Первые входы узла 15 сравнения, на вторые входы которого поступают коды эталонных ответов на вопросы лз регистра 14. Если ответ был верным, То сигнал.с .. выхода узла -15 поступает на первый вход элемента 17 И, на.второй вход которого поступает сигнал с выхода узла совпадения блока 5 через инвертор 18. Если время, потраченное обучаемым на ответ, не больше установленнего экзаменатором на датчике,, что соответствует отсутствию сигнала иа входе инвертора 18, то сигнал с выхода элемента 17 И .через элемент 21

ИЛИ поступает в блок б на первые вхо;ды элементов 28 и 29 И и ИЛИ, С выхода элемента 29 ИЛИ сигнал поступает в блок 7 на вход счетчика числа заданных вопрсов. Если вопрос имеет важность, то в блоке 6 параллельный код важности преобразуется в последовательный с помбщью генератора 24, счетчика 25 и элементов 26 И и 27 ИЛИ. Код важности поступает на второй вход элемента 28 И и через элемент 29 ИЛИ поступает в блок 7 на вход числа заданных вопросов, Если ответ, набранный оператором, не. соответствует эталонному, то сигнал с выхода узла 15 сравнения поступает на первый вход элемента 16 И, на второй вход которого поступает сигнал с выхода узла совпадения блока 5 через инвертор 18. Если время, потраченное оператором на ответ, не больше установленного экзаменатором на датчике времени, то сигнал с выхода элемента 16 И через элемент 22 ИЛИ поступает в блок 6 интерполяции на первые входы элементов 30 и 31 И и ИЛИ. Это же сигнал через элемент 21 ИЛИ блока 2 поступает в блок 6 на первые входы .элементов 28 и 29 И и ИЛИ. Сигналы с выходов элементов 29 и 31 ИЛИ поступают в блок 7 соответственно на входы счетчиков числа заданных вопросов и числа ошибочных ответов. Если вопрос имеет важность, то преобразованная в-последовательный код важность вопроса через соответствующие элементы 28, 29, 30 и 31 И и ИЛИ поступает в блок 7 на входы соответствующих счетчиков числа заданных вопросов и числа ошибочных ответов. Если оператор не уложился в заданное экзаменатором время, о чем свидетель ствует сигнал, вырабатываемый в блоке 5 узлом совпадения и поступающий

в блок 2 на входы элементов 19 и 20 И, то независимо от верносз и ответа на выходе элемента 22 ИЛИ появляется сигнал, поступающий в блок 6. Таким образом, несвоевре денность ответа на вопрос воспринимается блоком 6 интерполяции как

ошибочный ответ. Если вопрос, на который оператором не был своевременно дан ответ, имеет важность, то на выходах элементов 29 и 31 ИЛИ блока 6 появляются сигналы точно так же, как и в случае ошибочного ответа.

После того, как обучаемый ответит на все предъявленные ему вопросы, в блоке 7 в счетчиках числа заданных вопросов и ошибочных ответов содержится информация 6 количестве ( с учтом важности) соответственно заданных вопросов и ошибочных ответов. Результат взаимной корреляции величин, содержащихся в счетчиках блока 7, может соответствовать (как в прототипе

Не

сдал

одной из трех зон

сдал , Продолжить спрос . Д-пя

N-бальной системы результат взаимной корреляции также соответствует одной из трех зон. С той разницей, что зоны Сдал и Не сдал дифференцированы. Если в блоке 7 вырабатывается сигнал, соответствующий зонам Сдал или Не сдал, то этаинформация поступает в блок 8 оценки, где про.исходит запоминание .и индикация оценки. Если в блоке 7 вырабатывается сигнал, соответствующий зоне Продолжать опрос, то он поступает в блок 2 и через элемент 13 ИЛИ - в блок 1 и является разрешающим для считывания с перфолентой кодов команд и дополнительных вопросов, эталонных ответов и важности вопросов. Процесс предъявления обучаемому дополнительных вопросов продолжается до тех пор, пока в блоке 7 не появляется сигнал, соответствующий зо0 нам Сдал или Не сдал.

Устройство устанавливается в исходное состояние.

Учет важности вопросов в блоках 6 и 7 при оценивании знаний обучаемого происходит следующим образом, В прототипе работа блока взаимной нор- . реляции для оценки по двухбальной системе поясняется графиком (фиг, 4), где п - число заданных вопросов; m число ошибочных ответов; зона А соответствует оценке Не сдал; зона В - соответствует сигналу Продолжить опрос; зона С - соответствует оценке Сдал.

Границы зон А, В и С устанавливаются аппаратно, т.е. в соответствии с графиком,выходы матричного дешифратора подключают к входам схем ИЛИ, выходы которых соответствуют сигналам Сдал или Продолжить опрос, или Не сдал. При этом на входы матричного дешифратора поступает содержимое счетчиков числа з аданнцх вопросов (п) и числа ошибочных ответов (т), В предлагаемом устройстве на входы блока взаимной корреляции поступает не число заданных вопро.сов и ошибочных ответов, а число с учетом важности каждого вопроса (ответа) ,

Это позволяет влиять на границы зон, повышает точность контроля знаний оператора. Например, обучаемому предложена серия из 14 вопросов, причем некоторые из них обладают повышенной важностью (.bi-b,,-U., ,-0,b,-4, , валентность

л-ого вопроса), При четырех, ошибочных ответах (на 6, 7, 9 и 14 вопросы) в прототипе в счетчиках число ошибочных ответов и заданных вопросов- содержатся соответственно числа 4 и 14, что соответствует точке 1 (зона продолжит опрос) на графике (фиг, 4),В предлагаемом устройстве в счетчике числа заданных вопросов содержится число 39 (т.е. количество заданных вопросов (14) плюс важность заданных вопросов .Ь b o-t-b,,fa, - (25) . В счетчике числа ошибочных ответов содержится число 7, т.е. количество ошибочных ответов (4) плюс важность ошибочных ответов 3) Соотношение 7 и 39 соответствует точке 2 (зона Сда на графике), т.е. при важности даже несколько ошибочных но не принципиальных ответов не снижают ценность всего решения в целом. Ери этом же количестве ошибочных ответов/ но на другие более важные вопросы-(на 2 4, 10 и 13 вопросы) в счетчике числа ошибочных ответов содержится число 26, т.е. количество ошибочных ответов (4) плюс важность ошибочных ответов 122) Соотношение 26 и 39,, соот етствует точке 3 (зона. Не сдал) на графи ке. Точно так же влияет учет важности вопросов .и -при оценке знаний обучаемого по N-бальноЙ системе. Использование предлагаемого устройства по сравнению с базовым позволяет оценивать уровень подготовки операторов по их способности, принимать правильные многошаговые решения в условиях дефицита времени сучетом важности ответов на частные вопросы Повышение -тдчности контроля знанийоператоров достигается за счет анализа не только верностиответов, но и их важности., при этом у педагога появляется возможность ycTaHaBJ iBaTb степень освоения учащимся и распоздавания им принципиально важных положений изучаемого материала. .Предлагаемое устройство универсально с точки зрения возможности использования его для проверки знаний обучаемого по различным дисциплинам и не требует никаких структурных или конструктивных Доработок при перехо де одного уровня сложности задач к другому. Устройство универсально и в том смысле; что его можно, использо вать в качестве тренажера для oneiaa торов автоматизированных систем опе ративного управления, для этого достаточно кнопкам блока ввода прида ть значение информационных и функциональных элементов пульта, оператора.. .Предлагаемое устройство просто в эксплуатации, так как обучаемый поми мо- кнопок для формирования ответа манипулирует только двумя кнопками управления Готов к работеиВвод Предлагаемое устройство позволяет обученнот у оператору контролировать время принятия решения, а педа гогу оценивать влияние темповой напряженности на правильность решения учащимся серии вопросов. Исследование в качестве блока предъявления

997061

10 лфавитно-цифрового печатакадего Устойства позволяет организовать в 4дачу учебной информации (вопрос ответ, эталонный ответ, важность вопроса, время ответа на вопрос, эталонное время на вопрос, оценка) учащемуся и педагогу в виде справок, что значительно расширяет дидактические вод можности устррйс;гва, позволяя проиэ- водить статический учет и анализ в процессе Обучения, - - Одновременный учет своевременности и важности принимаемых решений позволяет зна 1ительно повысить качество подготовки операторов автоматизированных систем управления. Формула изобретения 1.Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов ав-, томатизированных систем управлеиияу содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора, блок задания времени, блок логической обработки и блок врда учебной информации, выход которого соединен с вторым входом блока логической обработки, второй выход которого подключен к входу блока предъяв ления учебной информации., третийвход - к выходу блока ввода ответных действий оператора, -а четвертый вХоД к выходу блока взаимной корреляции .количества вопросов и правильных от-. ветов, выход которого соединен-с входом блока оценки, о т л и ч а ю ,щ ее с я тем, что, с целью повышения; точности устройства, в него введен блок учета важности ответов, вход которого соединен.с третьим выходом . блока логической обработки, а первый и второй выходы - с вторьвл и третьим входами блока взаимной корреляции количества вопросов и п-равильных ответов соответственно, 2.Устройство по п, 1, отличающеес я тем, что - в нем блок учета важности ответов содержит регистр и последовательно соединенные генератор, счетчик, элементы И группы, первый элемент ИЛИ, два элемента второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых являются соответстйенно первым и в.торым входом блока,вторые входы элементов И,второго и третьего элементов ИЛИ и вход регистра являются входом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №734792, кл. G 09 В 7/02, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 758229, кл. G 09 В 7/02, 1978, 3.Авторское свидетельство СССР / 74849-4, кл. G 09 В 7/02, 1978 (прототип).

9 9

к блоку}K8AOKJ/6

и

т

л длоку /

к длонуб

r-1

fr