Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники , в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при организации программированного обучения в различных учебньпс заведениях. Цель изобретения расширение дидактических возможностей устройства при изучении электрических схем. Сущность изобретения основана на введении в устройство, содержащее блок ввода учебной информации , блок предъявления учебной информации и блок задания програм1ё 1 обучения, последовательно включенных дополнительного блока ввода учебной информации, блока памяти, блока сравнения , первого элемента И, первого элемента ИЛИ и первого ключа, последовательно включенных второго элемента И, стартстопного генератора кодового счетчика и второго элемента ИЛИ, последовательно включенных второго ключа и аналого-цифрового преобразователя , а также второго и третьего счетчиков. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ё а С О5 QO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (5D 4 G 09 В 7/02

011ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3810809/24-24 (22) 30. 10. 84 (46) 15. 12. 86. Бюл. N 46 (72) А.В.Кузин и А.M.Ñåäèíêo (53) 681..3.071 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 684596, кл. G 09 В 3/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

11 - 661994, кл. С 09 В 19/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при организации программированного обучения в различных учебных заведениях. Цель изобретения— расширение дидактических возможностей устройства при изучении электрических схем. Сущность изобретения основана на введении в устройство, содержащее блок ввода учебной информации, блок предъявления учебной информации и блок задания программы обучения, последовательно включенных дополнительного блока ввода учебной информации, блока памяти, блока сравнения, первого элемента И, первого элемента ИЛИ и первого ключа, последовательно включенных второго элемента И, стартстопного генератора кодового счетчика и второго элемента

ИЛИ, последовательно включенных второго ключа и аналого-цифрового преобразователя, а также второго и третьего счетчиков. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

1 771

Изоб1зетение Относитс я т(а13 т<зт<:з 1 иКр. и тзз?чи< лительной технике, в часT ности к техническим средствам Обучения, и может быть использсзван<з при организации программного обучения в различных учебных заведениях.

Цель изобретения — расп?ире??ие дидактических возможностей устр<з??ства при изучении электрических сх<м.

На фиг.1 изображена струкr тра 10 предлагаемого устройства; на фиг.2 схематическое изображение бло?(B ввода графической информации; на фиг.3— конструкция блока ввода графической

Информации; на фиг.4 — структура бло- 15

Ка ввода графической информации.

Устройство для обучения и контроля знаний учащихся (фиг.1) содержит магазин 1 схемных элементов и узлов, узел 2 коммутирующз?х элементов, узеп 20

3 набора электрических схем, элемент

4 ИЛИ, узел 5 коммутирующих элементов, ключ 6, клавиатуру 7 ручного сввОд, блок 8 задания программы обу.чения, счетчик 9, кодопреобразователь

10, кодопреобразователь 11, генератор 12, ключ 13, узел 14 индикации, ключ 15, стартстопный генератор 16, узел 17 предьявления кадров программы обучения, аналого-ци< 11зовойт пре— образователь 18, счетчик 19,, элемент

20 ИЛИ, блок 21 памяти, блок Z? ввода графической информации, элемент

23 И, блок 24 сравнения, счетчик 25, узел 26 отображения, счетч?п(27, элемент 28 И.

Блок 22 ввода графической информации {

34 угол-код, состоящий из пластины с нанесенной на ней ио окружнос?и дорожками 35 и токосъемников 36, В зависимости От тОчнос 1 и съp?11? угловых координат определяетcH -?испо дорожек 35, каждая дорожка 35 озпзеделяет один ряд цифрового кода. Порожки. 35 разбиты на токопроззодяшие т? не проводящие сегменты и таким Образом контакты 36, скользя по н?<11 ?зыдают на выходе двоичный код угла„образованного составляющими планкамн н антографа. (<1 2

Бз?от(ввода гра<1111

Устройство для обучения и контроля знаний учашт?хся работает в двух режимах: "Обучение" и "Контроль знаний".

В первом случае на клавиатуре 7 нажимается клавиша Программируемое обучение", сигнал с которой поступает через элемент 4 на ключ 6, тем самым подкл?очая узел 5, Устройство готово к работе в режиме "Обнуление". ттз?я получения порции информации обучаемый на клавиатуре 7 нажимает клавишу "Пуск, сигнал с которой поступает на вход счетчика 9. Кодопреобразователь 11 преобразует состояние счетчика 9 в код управления узла 17, В результате этого обучаемому предъявляется учебный кадр, в котором представлена изучаемая схема и поясняющий ее работу текст. Кодопреобразователь 10 по состоянию счетчика 9 вырабатывает код управления узлами

2 и 5. В результате этого к узлу 3 .подключаются необходимь?е схемные элементы и узлы магазина 1, т.е. компануется требуемая программой обучеI??:I? электрическая схема, а с помощью узла 5 выбирается нужная точка подключения узла 14 для отображения электрических процессов в изучаемой эпектрической схеме. Генератор 12 выдает на вход изу аемой схемы последовательность импульсов. По окончанию усвоения учебного кадра обучаемый елмаз?(1?мает по вrop1?0 ?(лавд?ззу Пуск и цикл работы устройства в режиме "Обучение" повторяется. Меняя содержание магазина 1 и набор учебнь<х кадров узла 17, преподаватель легко и быстро может менять програмОбучения, не тратя время на просчет и построение эпт<зр напряжения для конкретных вариантов электрической схемы.

Палее перейцем к рассмотрению работы устройства в режиме «Контроль знаний". На клавиатуре 7 клавиша

"Программируемое обучение" отжимается и нажимается клавиша Контроль з 1? 77 знаний, сигнал r которой поступает на ключ 13, тем самым подключая аналого-цифровой преобразователь 18 к выходу узла 5. Одновременно этот же сигнал поступает на ключ 15, разрешая 5 прохождение сигнала с клавиши "Пускп на вход стартстопного генератора 16.

Устройство готово для работы в режиме "Контроль знаний". Обучаемый нажимает клавишу "Пуск". Устройство работает как и в режиме "Обучение", предъявляя учебный кадр контроля знаний, только сигнал с выхода узла 5 поступает не на узел 14, а через ключ

13 на вход аналого-цифрового преоб- 15 разователя 18. Одновременно сигнал с клавиши "Пуск" клавиатуры 7 через ключ 15 и элемент 28, на вход которого приходят синхроимпульсы с гене.— ратора 12, запускает стартстопный ге- 20 нератор 16. Каждый импульс серии импульсов стартстопного генератора 16, поступая на вход счетчика 19, вырабатывает на его выходе адрес, который через элемент 20 поступает на ад- 25 ресные шины блока 21. Этот же импульс запускает аналого-цифровой преобразователь 18 и является сигналом

"Запись" для блока 21. Таким образом, в последовательно расположенных ячей- 30 ках блока 21 осуществляется запись дискретизированного и квантированного сигнала в контрольной точке, которая указана в контрольном кадре. Контрольный кадр в отличии от кадра обу-З5 чения не содержит поясняющий текст.

В контрольном его вопросе, к примеру, может содержаться электрическая .схема с. заданными номиналами и требо:;ванне построить эпюру-для напряжения в заданной точке ° После решения поставленной задачи обучаемый нажимает клавишу "Готовность" клавиатуры 7 и с помощью блока 22 вводит полученный результат. В момент ввода ответа 45 с одного выхода блока 22 на вход блока 21 поступает сигнал "Чтение", с другого выхода — координата Х, которая поступает через элемент 20 на адресные шины блока 21 и с третьего выхода — на вход блока 24 — координата Y. Блок 24 в случае,несовпадания цифровых кодов, приходящих с блока

21 и блока 22, выдает сигнал "Ошибка", который через элемент 23 поступает на вход счетчика 27 и вход элемента 4.

На вход элемента 23 поступает стробирующий сигнал с клавиши "Готовность, предотвращающий ложную выработку сигнала "Ошибка". Сигнал "Ошибка", приходя через элемент 4, включает ключ б, тем самым подключая узел

14 к выходу узла 5. В следствие этого обучаемому на экран узла 14 выводится правильный ответ. На вход счетчика 25 поступает сигнал с клавиши -Пуск", и таким образом в нем производится подсчет общего числа предъявляемых кадров, а в счетчике 21 — число ошибок.

Содержимое счетчиков 25 и 27 индицируется узлом 26.

Для соответствия масштабов реального процесса и вводимого графика на планшете блока 22 (фиг.2) изображены оси координат Х, Y с нанесенными делениями. При предъявлении обучаемому кадра контрольного задания в нем указывается масштаб, т.е. цена одного деления, например, по оси Х—

1 нс, по оси Y — 18. Сравнение осуществляется с точностью, исключающей влияние на правильность ответа .аппаратурных погрешностей, аналитических зависимостей и разбросы параметров электрических элементов. Погрешность задается разрядностью преобразователя 18 и блока 22. Причем разрядности их выходных сигналов должны быть одинаковыми.

Блок 22 (фиг.3 и 4) работает следующим образом. Обучаемый на листе бумаги стандартного формата, к примеру миллиметровке с нанесенными координатами (фиг.2), строит график зависимости, требуемый контрольным вопросом. Затем накладывает поверх листа планшет блока 22 так, чтобы совпадали координатные оси. Обводя по контуру изображенного графика токопроводящим контактом 33 (фиг.3) он вводит координаты Х и Y. Действительно, при соприкосновении токоподводящим контактом 33 дискретной сети токопроводящих дорожек 30 (фиг.3), соединенных с входом шифратора 37, (фиг.4) или при изменении кода на вьгходе преобразователя 34 (фиг.4) на выходе элемента 39 (фиг.4) появляется сигнал "Готовность", который, поступая на вход преобразователя 38, является для него сигналом Чтение".

Преобразователь 38 (фиг.4) представляет собой постоянное программируемое запоминающее устройство, в ячейках которого записаны координаты Y а на адресные шины подаются координа10

5 1? 77 ты Х и код преобразователя 34. Таким образом, по сигналу "Готовность" устройство выдает на выход координаты

Х и Y. Для того, чтобы сигнал Готовность не присутствовал постоянно на выходе, сигналы на выходы элемента 39 (фиг.4) подаются через дифференцирующие цепи (не показаны). Достоинство, предлагаемого блока 22 ввода графической информации при достаточной точности — простота конструкции, удобство работы, т.е., по сути, обучаемый традиционно строит график, а затем с минимальными затратами

pro вводит в устройство для обучения !5

8 контроля знаний учащихся.

В качестве узла 17 может быть использован любой слайдпроектор с дистанционными управлением типа "Пеленг

700 АВ". Узел 14 представляет собой 20 обычный электронный осциллограф.

В зависимости от изучаемой темы коммутационные панели могут быть сменными. На некоторых из них могут быть уже собраны какие-то электрические 25 схемы и необходимо только менять некоторые элементы, от которых зависят выходные характеристики изучаемого устройства, которое может быть, к примеру, блоком системы автоматичес- 30 кого управления, а элементы — его звеньями.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется широкой областью применения (т.е. используется для обучения различных курсов), возможностью конструирования обучаемым ответа, отсутствием набора эталонов ответа, невозможностью угады" вания ответа. Кроме того, оно позво- 40 ляет изучать не только электрические, радиотехнические и т.д. схемы, но и всевозможные процессы, при условии создания их электрических моделей.

Например, создав модели усилительных,45 дифференцирующих, интегрирующих, запаэдывающих и других звеньев, можно изучать всевозможные процессы, протекающие в системах автоматического регулирования. Кроме того используя принцип дуальности электрических цепей, можно изучать всевозможные объекты и процессы, носящие неэлектрический характер, i (Формула изобретения

1. Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащее блок

169 а ввода учебной информации, блок предъявления учебной информации н блок задания программы обучения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные дополнительный блок ввода учебной информации, блок памяти, блок сравнения, первый элемент И, первый элемент ИЛИ и первый ключ, выход которого соединен с первым входом блока предъявления учебной информации, последовательно включенные второй элемент И, стартстопный генератор, первый счетчик и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока памяти, последовательно включенные второй ключ и аналого-цифровой преобразователь, второй вход которого соединен с выходом стартстопного генератора, а выход — с третьим входом блока памяти, второй счетчик, вход, которого подключен к первому выходу блока задания программы обучения, а выход — к второму входу блока предьяв- ления учебной информации, и третий счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход— с третьим входом блока предъявления учебной информации, четвертый вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, четвертый выход — с вторым входом первого элемента И, пятый выход †. с первым входом второго элемента И, шестой выход — с первым входом второго ключа, седьмой выход с входом основного блока ввода учебной информации, первый выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, а второй выход — к второму входу второго элемента И, второй и третий выходы дополнительного блока ввода учебной информации соединены с вторыми входами соответственно второго элемента ИЛИ и блока сравнения, четвертый вход блока памяти подключен к выходу стартстопного генератора.

2 Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в нем дополнительный блок ввода учебной информации содержит планшет, выполненный в виде прозрачного основания, на

7 1277 котором размещены токойроводящие дорожки, узел считывания координат, выполненный из токосъемника, размещенного на одном конце пантографа, другим концом связанного с прозрачным основанием и кинематически соединенного с преобразователем угол-код, подключенным через элемент ИЛИ и непосредственно к первому и второму

;входам функционального преобразова- 1б

169 Я теля соответственно, >i пл фратор, выход которого соединен с вторым вх<>— дом элемента ИЛИ и третьим входом функционального преобразователя и является вторым выходом блока, а вход соединен с токопроводящими дорожками, выходы элемента ИЛИ и функционального преобразователя являются первым и третьим выходами блока соответственно.

127 716Ч

VP. ь (1 ф

Составитель А,1(арлов

Текред И.Ходапич 1<орректор А. Обручар

Редактор А. Гулько

Заказ 6671/45

Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие„ r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4