Устройство для контроля знаний обучаемых

 

дц С 09 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CGtP

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3637961/24-24 (22) 29. 08.83

-(46) 07.12.84. Вюл. Р 45 (72) В.Г.Вохмянин (53) 681.3.071(088.8) (561 1. Авторское свидетельство СССР

В 763947, кл.. С 09 В 7/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 830499, кл. С 09 В 7/02, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

И 963064, кл. G 09 В 7/02, 1981 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные регистра.тор правильных ответов и регистратор неправильных ответов, выход которого соединен с входом регистратора правильных ответов, блок ввода ответных действий обучаемого, первый элемент задержки и первый формирователь импульсов, последовательно включенные первый генератор импульсов, первый элемент ИЛИ, элемент. И, первый распределитель импульсов и элементы И первой группы, последовательно соединенные второй формирователь импульсов второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, а также второй элемент задержки, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента

ИЛИ, второй выход — с вторыми входами элементов И первой группы, а вход — с выходом первого формирователя импульсов, подключенным к вторым входам элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы регистратора правильных ответов, а третьи входы — с вторыми выходами группы первого распределителя,.импульсов, выход которого через первый элемент задержки подключен.к второму входу элемента И, второй вход второго распределителя импульсов соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы элементов И пе1 вой группы подключены к входам группы регистратора неправильных ответов, второй вход первого распределителя импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидакти« g ческих возможностей, в него введены второй генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ,,третья и четвер" тая группы элементов И, третий эле- д мент ИЛИ„ третий элемент задержки, счетный триггер, выходы блока ввода ответных действий обучаемого соедине ны непосредственно с первыми входа- Ьф ми элементов И третьей и четвертой Яф группь, а через последовательно 1ф соедиченные третий элемент ИЛИ, тре- QQ тий элемент задержки, счетный триг- фф. гер — с вторыми входами элементов И третьей и четвертой группы, при этом выходы элементов И третьей группы. соединены с входами группы первогс. генератора, а выходы элемен- р тов И четвертой группы — с входами группы второго. генератора, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом счетного триггера.!!28285 а!

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам автоматизированного приема экзаменов, контрольных работ и закрепления знаний обучаемых при изучении нового материала, и может быть использовано при организации процессов обучения и контроля знаний в различных учебных заведениях. 39

Известно устройство, содержащее последовательно включенные переключатель готовности ответа, кодирующее устройство, переключатель смены билетов, регистраторы правильных и неправильных ответов, переклйчатель сброса ответов, шины питания, индикаторы правильных и неправильных ответов и элемент задержки speMe ни (1).

В этом устройстве предлагается выбрать правильный ответ из 3-5 альтернатив, воспринимается и осмысливается большое количество неправильных ответов. При этом не исключается возможность 11запечатления в памяти неправильного ответа, который может быть воспринят как правильный. Можно угадать правильный ответ, не понимая смысла вопроса.

Это угадывание может произойти как случайно, так и в результате анализа альтернативов по формалвным признакам, по длине ответа, по его правдоподобности, по его грамматической структуре.Можно прийти к правильному ответу в результате неверных рассуждений, поскольку ответ фиксирует конечный результат мысли, а не процесс ее протекания. Учащийся привыкает работать с готовыми формулировками 4О ! что может за.руднить самостоятельное конструирование ответа, связывает собственное мышление учащегося.

Правда, не все из перечисленных недостатков должны рассматриваться 45 как неизбежные. Некоторые из них эа счет рационального, методически продуманного построения вопросов и альтернативных ответов могут быть сведены на нет, но для этого требует-. 9 . ся высокое профессиональное мастерство в составлении выборочных ответов.

Необходимо составление програм:мированных вопросов, на что уходит много времени, обычно высококвали- 55 фицированных специалистов. Затруднен контроль знаний по вопросам, имеющим многозначные ответы. Наличие переключателя смены билетов значительно усложняет работу учащегося с устройством. Наличие механического переключателя снижает .надежность устройства и не позволяет выполнить его полностью в интегральном исполнении.

Известно .устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к коммутатору номера вопроса, соединенному с переключателем сигналов готовности ответа, блоком кодирования вопросов, блоком регистрации правильных ответов и блоком регистрации неправильных ответов, подключенных к блоку регистрации правильных . ответов, блок фиксации сигналов правильности ответа, подключенный к выходам блока кодирования вопросов и к входам переключателя сигналов готовности ответа, при этом блок фиксации правильности сигналов ответа содержит группу последовательно включенных первых ключей, соединенных через последовательно включенные второй и третий ключ с одной шиной питания, а через четвертый ключ— с другой шиной питания, которая подключена непосредственно к второму ключу, а через элемент эадержки— к третьему ключу, входы группы первых ключей и второго ключа соединены с соответствующими входами блока, а выход четвертого ключа — с выходом блока f2) .

Недостатком данного устройства является сложность технической реализации при большом информационном объеме ответа(более 7-10 знаков).

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно включенные регистратор правильных ответов и регистратор неправильных ответов, выход которого соединен с входом регистратора правильных ответов, блок ввода ответных действий обучаемого, первый элемент задержки и первый формирователь импульсов, последовательно включенные первый генератор импульсов, первый элемент ИЛИ, элемент И, первый распределитель импульсов и элементы

И первой группы, последовательно соединенные второй формирователь импульсов, второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, а также ! второй элемент задержки, первый выход которого соединен с вторым

1.128285 4 входом второго элемента ИЛИ, второй выход — с вторыми входами элементов И первой группы, а вход— с выходом первого формирователя импульсов, подключенным к вторым 5 входам элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы регистратора правильных ответов, а третьи входы - с вторыми выходами группы . первого распределителя импульсов выход которого через первый элемент задержки подключен к второму входу элемента И,второй вход второго распределителя импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выходы элементов И первой группы подключены к входам группы регистратора неправильных ответов, второй вход первого распределителя импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ (3) .

Недостатком известного устройства является ограниченная точность контроля, так. как оно не обеспечивает контроля последовательности вводимых символов ответа.

Цель изобретения †.расширение дидактических возможностей устройства за счет обеспечения контроля

ЗО последовательности вводимых- символов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для- контроля знаний обучаемых, содержащее последовательно включенные регистратор правильных ответов и регистратор непра- З5 вильных ответов, выход которого соединен с вхбдом регистратора правильных ответов, блок ввода ответных действий обучаемого, первый элемент задержки и первый формирова- 40 тель импульсов, последовательно включенные первый генератор импульсов, первый элемент ИЛИ, элемент И, первый распределитель импульсов и элементы И первой группы, последова- 45 тельно соединенные второй формирователь импульсов, второй элемент ИЛИ, второй распределитель импульсов и элементы И второй группы, а также второй элемент задержки, первый 50 выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, второй выход — с вторыми. входами элементов

И первой группы, а вход — с выходом первого формирователя импульсов, SS подключенным к вторым входам элементов .И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы регистратора правильных отве тов, а третьи входы — с вторыми выходами группы первого распределителя импульсов, выход которого через первый элемент задержки подключен к второму входу элемента И, второй вход второго распределителя импульсов соединен с выходом первого эле.мента ИЛИ, выходы элементов И первой группы подключены к входам группы регистратора непраI вильных ответов, второй вход первого распределителя импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, введены второй генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третья и четвертая группы элементов И, третий элемент ИЛИ, третий элемент задержки счетный триггер, выходы блока ввода ответных действий обучаемого соединены непосредственно с первыми входами. элементов И третьей и четвертой группы, а.через последовательно соединенные третий элемент ИЛИ, третий элемент задержки, счетный триггер — с вторыми входами элементов И третьей и четвертой группы, при этом выходы элементов И третьей группы соединены с. входами группы первого генератора, а выход элементов И четвертой группы — с входами группы второго генератора, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом счетного триггера, На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля знаний обучаемых содержит блок 1 ввода ответных действий обучаемого, состоящий из кнопок, количество которых равно количеству элементов, из которых могут быть составлены отве- ты на билет, генератор 2, элемент

ИЛИ 3, распределители 4,и 5 импульсов элемент 6 задержки, элемент И 7, формирователь 8 импульсов, элемент

9 задержки, элемент ИЛИ 10, формирователь. 11 импульсов, группы элемен- тов И 12 и 13, регистратор 14 правильных ответов, регистратор- 15 неправильных ответов, группы элементов И 16 и 17, элемент И1Я 18, элемент 19 задержки, счетный триггер

20 и генератор 21.

Каждой кнопке блока 1 присваивается определенный символ.

1! 28285

Символ кнопки. генератором

21 генератором

2 работы генератора 2

Определенные выходы распределитед лей 4 и 5 соединены с входами элемен10

Например, если ответы строятся только в цифровой форме, то число кнопок равно десяти, а каждой из них. присваивается один из символов числового ряда от 0 до 9; При нажатии на любую кнопку блока 1 начинает работать(в зависимости от .состояния триггера 20) генератор 2 или генератор 21, кажцый иэ которых выполнен по схеме генератора-распределителя импульсов. Количество импульсов, выдаваемых генераторами, зависит.от символа кнопки, на которую произведено нажатие, и определяется,например, следующей таблицей.

Количество выдаваемых импульсов 30

1О

В исходное состояние(перед началом ввода шифра вопроса) триггер..

20 устанавливается в нулевое состояние.На вторых входах элементов И 16 есть сигнал. При каждом нажатии на любую из кнопок блока 1 состояние триггера 20 меняется с задержкой, определяемой элементом 19. Время задержки элемента 19 должно быть больше времени полного цикла работы каждого из генераторов 2 и 21.

С выхода элемента ИЛИ 3 импуль.сы подаются на тактовую шину распределителя 5, выполненного по схеме кольцевого распределителя, а через элемент И 7 — на тактовую шину распределителя 4. Минимальное число выходов распределителей 4 и 5 равно числу вопросов в билете плюс один. Например, максимальное число вопросов в билете равно десяти, значит количество выходов распределителей

4 и 5 должно быть не меньше одиннадцати.

Па тактовую шину распределителя

4 поступают импульсы с элемента И 7 благодаря элементу 6, причем шина соединена с выходом распределителя

4 только при первом нажатии на какую-либо кнопку блока 1.

Длительность задержки, осуществляемая элементом 6, должна быть не менее времени полного цикла тов И 12, а определенные выходы распределителя 4 с входами элементов .И 13.

Устройство работает следующим образом.

Учащемуся предлагается контрольный билет, например, из десяти вопросов. Каждому вопросу в билете присваивается определенный номер.

Например, одним из кэпросов является вопрос под номером 289: "Вычислить корень кубический из числа 9261".

Учащийся должен кнопками блока

1 последовательно ввести числа 2,8 и

9. После нажатия на кнопки с индексами "2", "8", "9" распределитель 4 устанавливает в положение, которое соответствует поступлению на его вход двух импульсов, а распределитель

5 — в положение, которое соответствует поступлению на его вход двенадцати импульсов (2+1+9)=12.

После ввода номера вопроса учащийся делает ответ. Ответ также набирается кнопками блока 1.

Если учащимся ответ сделан праьильно, т.е . последовательно били нажаты кнопки блока 1 с индексами "2" и

"1", то распределитель 5 уста> авливается в положение, ко горое соответствует поступлению на его вход еще шести импульсов (5+1=6) .

Выход распределителя 4, соответствугощий поступлению на его вход!

128 двух импульсов, и выход распределителя 5, соответствующий поступлению на его вход восемнадцати импульсов (12+6=18), соединены с входами одного элемента И 12. При нажатии на переключатель готовности ответа, управляющего работой формирователя

8, подается сигнал на вход элемента

И !2, с выхода которого сигнал поступает на регистр. тор 14, включающий индикатор правильного ответа на поставленный вопрос.

Регистраторы 14 и 15 в работе взаимосвязаны таким образом, что при правильном ответе на какой-либо вопрос срабатывает регистратор. правильных ответов на этот вопрос и исключает срабатывание в дальнейшем регистратора неправильных ответов на этот же вопрос, и наоборот, при неправильном ответе на вопрос срабатывает регистратор неправильных ответов на этот вопрос и исключает в дальнейшем срабатывание регистратора правильных ответов на этот же вопрос.

Если учащийся получает в резуль— тате решения неправильный ответ, например число 12, т.е. число в котором изменен порядок расположения элементов ответа, .и вводит его в устройство, то сигнал с распределителя 5 поступает с выхода, не соответствующего поступлениф на его вход восемнадцати импульсов(na . вход распределителя 5 поступает 35 двафЬать один импульс — 12+7+2=21).

При подаче сигнала с формирователя

8 сигнал в этом случае через элементы 9 и 13 подается на регистратор 15 неправильных ответов, который, сраба-40 тывая, включает индикатор неправильного ответа на данный вопрос.

Элемент 9 задержки служит для исключения срабатывания регистратора

15 ри правильном ответе на вопрос. 45

Одновременно с выхода формирователя 8 сигнал подается через элемент

9 и элемент ИЛИ 10 на шину установки в нулевое положение распрЕделителей

4 и 5 и триггера 20. 50

В этом случае, когда учащийся выбирает ошибочный ответ, он может

его исправить до нажатия на переключатель готовности ответа путем установки распределителей 4 и 5 и триг- 55 гера 20 в исходное положение при, Ф помощи переключателя, управляющего

285 8 работой формирователя 1 1(переключатель не показан) . После нажатия на этот переключатель учащийся должен перенабрать номер вопроса и ответ на этот вопрос, после чего нажать на переключатель готовности ответа.

В предлагаемом устройстве для ,контроля знаний обучаемых наиболее трудоемкая операция — составление программируемых билетов — заменена операцией шифрации номера вопроса таким образом, что после набора вопроса и ответа на негЬ кнопками блока 1 распределитель 5 устанавливается в заранее определенное положение,при котором на входы одного из элементов И 12 подается сигнал как с распределителя 4, так и с распределителя 5.

Операция шифрации номера вопроса фактически является механической, не требует высокой квалификации и может быть проведена в считанные минуты для всего билета. При этом шифрация номера вопроса в предлагаемом устройстве может быть проведена не однозначно, а с бесконечным числом вариантов.

Устройство для контроля знаний обучаемых обеспечивает исключительное. самостоятельное формулирование учащимися ответоь и ввод ответов в устройство неограниченной .длины, т.е. любого информационного обьема.

Кроме того, устройство позволяет контролировать знания пб вопросам, имеющим многозначные ответы.

Ввиду отсутствия механических переключателей, устройство имеет высокую надежность, удобно s работе

1 и может быть ивго овлено полностью в интегральном исполнении.

Кроме того, ввиду ввода шифра вопроса самим учащимся значительно сокращаются аппаратурные расходы для реализации устройства, так как нет необходимости ввода и хранения . в запоминающем устройстве кода всех эталонных ответов, что значительно упращает управление устройством и позволяет производить контроль знаний по неограниченному числу вопросов.

Предлагаемое устройство обладает высокой точностью за счет обеспечения возможности контроля последовательности вводимых символов.

Составитель А. Карлов

Редактор И. Николайчук Техред g. Палий Корректор С.Шекмар

3аказ 9067/38 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4