Обучающее устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цр g G 09 В 7/02

Р ( ф.

Д «Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3217153/18-24 (22) 25. 12. 80 (46) 15.08.88. Бюл. 11 30 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Московский государственный педагогический институт иностранных языков им.Мориса

Тореза (72) Н.В.Голованов, Б.И.Подкопаев, Л.И.Рождественский, Л.Д.Червякова и Г.А.Шипулин (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 830498, кл. G 09 В 7/02, 1976. (54) (57) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно включенные пульт управления, блок ввода ответов, блок анализа ответов и блок регистрации, последовательно соединенные блок задания программы обучения, блок управления и блок сигнализации, последовательно включенные блок памяти и дешифратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока задания программы обучения, блок предьявления консультативной информации, „„SU» 1417021 А1 вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока ввода ответов, второй вход— с вторым выходом блока анализа ответов, а третий вход — с вторым выхо" дом блока памяти, первый и второй входы .которого подключены соответственно к второму выходу блока ввода ответов и третьему выходу блока анализа ответов, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока сигнализации, а второй вход — с вторым выходом пульта управления, третий выход блока памяти подключен к входу блока задания .программы обучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введен преобразователь кодов, выход которого подключен к третьему входу блока ввода ответов, а первый и второй входы — к четвертому выходу блока памяти и третьему выходу блока задания программы обучения соответственно.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к обучающим устройствам, предназначенным предпочтительно для обучения иностранным и родному языкам.

Наиболее близким к изобретению является устройство содержащее блок заданий про раммы последовательных алгоритмических упражнений, имеющих однозначное решение, включающий программоноситель, блок памяти кодов ответов на вопросы программы, оперативный программатор и выносной пульт уп- 15 равления для обеспечения полуавтоматического режима работы обучающей машины. Обучающее устройство также содержит дешифратор, соединенный с блоком заданий, к которому подключен 2О блок ввода ответов, соединенный с одним входом блока анализа введенного ответа, другой вход которого подсоединен к выносному пульту управления блока заданий. Выходы блока анализа 25 введенного ответа соединены с печатающим механизмом, с блоком памяти и с блоком сигнализации. Блок сигнализации указывает, какой ответ был введен учащимися, правильным или непра- щ вильным, а также на режим работы обучающей машины. Блок сигнализации подключен к блоку управления, который обеспечивает в случае введения правичьного ответа на вопрос упражнения череход к выполнению следующего упражнения. Входы блока управления соединены с блоком анализа введенного ответа и с блоком памяти. Выходы блока управления соединены с блоком вво- 4О да ответов и блоком консультаций, Ко тарый обеспечивает в случае введения неправильного ответа выдачу справочного материала по каждому вопросу алгоритми -,е ..их упражнений. 45

Учебные программы к известному устройству как правило всегда будут шифровыми. т. е. учитывающими внутреннюю, r.òàáê: íóþ память машины, которая, однако, не позволяет осущест50 вить вариационьые изменения кодовой фактуры программы в параметрах искомых элементов языка при выборе иэ двух, трех, четырех, пяти, шести и семи элементов языка по замыслу преподавателя-программиста. Вариационный выбор кодовых позиций в известной обучающей машине детермирован объективно существующим в языке логическим группированием лексических и грамматических элементов языка (определенный и неопределенный артикли, предлоги, временные формы и т.д.).

Это находит отражение в системе традиционных алгоритмических языковых упражнений при обучении иностранному или родному языку. Отсутствие такого вариационного выбора в обучающей машине представляет определенные неудобства, так как на машине нельзя выполнить одну и ту же учебную программу по разным вариантам и параметрам, Кодовая фактура несмотря на большой объем не представляет такой воэможности, и учебные программы на одну и ту же тему для рядом сидящих учащихся приходится перепрограммировать с учетом внутреннего кода блока памяти машины, что отнимает много времени и труда преподавателя.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства эа счет выполнения одного и того же алгоритмического упражнения. по разным вариантам и параметрам выбора правильного ответа.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт управления, блок ввода ответов, блок анализа ответов и блок регистрации, последовательно соединенные блок задания программы обучения, блок управления, блок сигнализации, последовательно включенные блок памяти и дешифратор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока задания программы обучения, блок предъявления консультативной информации, вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока ввода ответов, второй вход — с вторым выходом блока анализа ответов, а третий вход— с вторым выходом блока памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму выходу блока ввода ответов и третьему выходу блока . анализа ответов, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока сигнализации, а второй вход — с вторым выходом пульта управления, третий выход блока памяти п дключен к входу блока задания программы обучения, введен преобразователь кодов, выход

141 7021 которого подключен к третьему входу блока ввода ответов, а первый и второй входы — к четвертому выходу блока памяти и третьему выходу блока зада5 ния программы обучения соответственно.

На фиг.1 изображена блок-схема обучающего устройства; на фиг.2блок памяти с кодовой фактурой на де- 10 сять заданий; на фиг.3 — кодовая панель с элементами языка; на фиг.4— подвижная пластинка с разметками; на фиг.5 — программная рамка с контактными пластинами и кнопками блока вво- 15 да ответов, на фиг.6 — программная рамка с подвижной пластиной и кодовой панелью в сборе; на фиг.7 — принципиальная схема преобразователя кодов для преобразования параметров вы- 20 бора правильного ответа.

Обучающее устройство содержит узел

1 заданий программы последовательных алгоритмических упражнений, включающий блок 2 памяти (кодов ответов на 25 вопросы программы), выполненный, например, на шаговых искателях и группах реле или другими электронными способами, программоноситель 3 алгоритмических упражнений в виде методи- 30 ческого пособия, книги или магнитофонной ленты с записью алгоритмических упражнений, запрограммированных с учетом кодовой программы блока 2 памяти, и выносной пульт 4 управления, обеспечивающий полуавтоматический режим работы машины с преподавателем в системе. Выносной пульт ч управления в виде консоли находится на столе преподавателя. Узел 1 содержит 40 также блок 5 задания программы обуче-. ния, служащий для обеспечения про" граммирования упражнений алгоритмического типа из любого традиционного учебника по иностранному и родному 45 языкам.

Блок 2 и блок 5 соединены с дешифратором 6, обеспечивающим расшифровку кодовой программы блока 2 памяти и блока 5, К выносному пульту 4 уп- 50 равления подключен блок 7 ввода ответов на алгоритмические упражнения, соединенный с блоком 2 памяти и блоком 8 анализа ответов. К блоку 8 подключен блок 2 памяти, выносной пульт

8 управления и печатающий механизм блока 9 регистрации.

Блок 10 управления выполнен, например, на группах реле и переключателях и осуществляет подготовку обучающего устройства к работе, задает режим работы и обеспечивает в случае введения учащимся правильного ответа на вопрос упражнения переход к выполнению следующего задания. К одному выходу блока 10 подключен блок 11 предъявления консультативной информации, второй выход блока 10 управления соединен с блоком 7 ввода ответов, третий выход — с блоком 12 сигнализации, который подсчитывает количество неверных ответов или высвечивает оценки учащихся при работе машины в режиме "Экзамен", сигнализирует о правильности или неправильности введенного ответа при работе устройства в режиме "Тренировка" и показывает, в каком режиме работает машина.

Преобразователь 13 кодов (параметров выбора правильного ответа), входы которого соединены с блоком 2 памяти и блоком 5, а выход подключен к блоку 7 ввода ответов, служит для компрессии кодовой фактуры и смены варианта работы.

Блок 2 (фиг.2) памяти представляет собой устройство, построенное на принципе матрицы, состоящей из семи столбцов 14 (помеченных буквами а,б в, г,д, е,ж), соответствующих числу элементов языка. Число столбцов 14 и строк 15 матрицы может быть увеличено или уменьшено. Программное поле матрицы состоит из положительных и отрицательных кодовых позиций 16 матрицы, соответствующих правильным и неправильным ответам на задание упражнения, Порядок следования положительных кодовых позиций .16 матрицы блока 2 памяти представляет собой шифровую программу, которая может быть выражена символами Е-r, II-e, III-а, IV-б, VI-ж, VII-в, VIII-г, ЕХ-е, Х-ж.

Маркировка столбцов 14 матрицы блока 2 памяти жестко связана и соответствует порядку следования элементов языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж) (фиг.3) на кодовой панели 17 блока

7 ввода ответов, которая представляет собой полоску бумаги, разделенную на определенное число ячеек 18 памяти. Под элементами языка подразумеваются все слова и словосочетания, все формальные части слова — мор17021 6

35

5 14 фемы, все аналитические и синтетические грамматические формы н грамматические средства, все фигуры речи и маркированные части высказывания

:(синтагмы), а также самые разнообразные формализованные и логические знаки языка. Кодовая панель 17 содержит десять ячеек 18 памяти, где в трех последних ячейках 18 памяти повторяются три первых элемента языка (А,Б, В).

Кодовая панель 17 закрепляется на подвижной пластине 19 (фиг.4), равной по размеру кодовой панели 17, :и вместе с подвижной пластиной 19 помещается под программную рамку 20

l, (фиг.5), имеющую семь окон 21, пять последних из которых могут перекры.ваться контактными пластинами 22 из

:непрозрачного материала. Под окнами

21 программной рамки 20 расположены

:кнопки 23 ssода ответа, число которых соответствует числу окон 21 программной рамки 20. Программная рамка 20 имеет направляющие выступы (не показаны), позволяющие подвижной пластине 19 и закрепленной на ней кодовой панели 17 перемещаться только в горизонтальной плоскости (вправо или влево) относительно программной рамки 20 и кнопки 23 ввода ответа.

Общий вид программной рамки 20 в сборе показан на фиг.6.

25 и переключатель для групп 45 — 51 по шесть контактов. Первый из них предназнчен для смещения по горизонтали кодовой фактуры блока 2 памяти на один, два, три, четыре столбца 14.

Второй предназначен для выбора одного варианта ответа из семи, шести, пяти, четырех, трех, двух элементов языка. Преобразователь 13 имеет также пять выключателей 52 — 56, жестко соединенных с контактными пластинами

22 программной рамки 20, и отключающих неиспользуемые группы контактов выходов 33 — 37.

Компрессия кода осуществляется путем переноса положительных кодовых позиций 16 (фиг.2) матрицы иэ одного столбца 14 на ту же строку 15 другого столбца 14. Так, при выборе одного элемента языка из шести столбец 14 ж отключается, а положительные кодовые позиции 16 матрицы ЧЕ-ж и Х-ж переносятся в столбец 14 а. В этом случае шифровая программа выражается символами: I-r,II-e, III-а, IV-6, Y-д, VI-а, VII-в, VIII-r, IX-e, Х-а.

При выборе одного элемента языка из пяти столбец 14 е отключается, а положительные кодовые позиции 16 матрицы ТХ-е и IX-e переносятся в столбец 14 б, образуя шифровую программу:

I-r, II-б, III-а, IV-б, V-д, VI-а, VII-в, VIII-r, IX-б, Х-а. При выборе одного элемента языка из четырех по40 языка из двух, положительные кодовые

° . позиции 16 матрицы столбца 14 в пере50

На фиг.7 приведена принципиальная схема одного из вариантов выполнения преобразователя 13, осуществляющего компрессию кодовой фактуры, а также смещение правильного ответа на один или более столбцов 14 в горизонтальной плоскости под программной рамкой

-20 на кодовой панели 17 (фиг.6). Преобразователь 13 имеет семь входов 24 — 4

30 и семь выходов 31 — 37, подведенных к кнопкам 23 под элементами языка

А, Б, В, Г, Д, Е, Ж. Количество входов 24 — 30 и выходов 31 — 37 соответствует максимально возможному числу ответов. Входы 24 — 30 преобразо-. вателя 13 соединены с выходами блока

2 памяти или блоком 5, а его выходы

31 — 37 включаются в цепи коммутации ответов блока 7 ввода ответов.

Соответственно преобразователь 13 содержит переключатель для вариационного выбора кодовых позиций, имеющих семь групп 38 - 44 по четыре контакта ложительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 д переносятся в столбец 14 à (I-г, II-6, III-а, IV-б, V-а, VI-а, VII-в, VIII-r, IX-б, Х-а), при выборе одного элемента языка из трех положительные кодовые позиции

16 матрицы столбца 14 r переносятся в столбец 14 б (I-б, II-б, III-а, IV-б, V-а, VI-а, VII-в, VIII-б,IX-б, Х-а) и при выборе одного элемента носятся в стобец 14 а (I-б, II-б, III-а, IV-б, V-а, VI-а, VII a, VIIIб, IX-б, Х-a). Перенос положительных кодовых позиций 16 матрицы из одного столбца 14 в другой может быть сделан и в иных сочетаниях.

Логика функционирования преобразователя 13 (фиг.7) основана на реализации кодовой фактуры матрицы, а также принятых правил компрессии кодовой фактуры.

7 14

На схеме положения переключателей

38 — 44 и 45 — 51, выключателей 52—

56 соответствуют первому положению исходной несмещенной кодовоф фактуры и выбору варианта ответов один из семи элементов языка. В этом случае входной код проходит на выход без изменения. Например, исходя из шифровой программы (фиг.2) блока 2 памяти.

Например, исходя из шифровой программы (фиг.2) блока 2 памяти, правильный ответ r первого задания 15 соответствует входу 27 (фиг.7). Электрический импульс свободно проходит на выход 34. При передвижении подвижной пластины 19 (фиг.4) с кодовой панелью

17 на один шаг влево относительно программной рамки 20 (фиг.6) и кнопки 23 ввода ответов происходит переключение переключателя 38-44 (фиг.7) во второе положение и электрический импульс с входа 27 поступает на выход

33, где теперь оказался элемент r, т.е.,если в первом случае, выполняя упражнение, студент нажимал при правильном ответве на четвертую кнопку

23 (фиг.6), то во второму случае после смещения подвижной пластины 19 с кодовой панелью 17 на один шаг влево он должен нажать при правильном ответе на третью кнопку 23. Точно так же правильный ответ 15 е (фиг.2), поступающий на вход 29 (фиг.7) во втором варианте, т.е. при переключении

38 — 44 во второе положение, поступает на выход 35. Таким образом, шифровая программа блока 2 (фиг.1) памяти для второго варианта может быть выражена символами I-в (фиг.2) II-д, III-ж, IV-а, V-r, UI-e, VII-б, VIIIв, IX-д, Х-е.

Переключатель 45 - 51 (фиг.7) осуществляет компрессию кодовой фактуры в соответствии с изложенными принципами. При переводе переключателя 4551 во второе положение положительные кодовые позиции 16 (фиг.2) столбца

14 ж кодовой фактуры блока 2 памяти переносятся в столбец 14 а, одновременно срабатывает выключатель 56 (фиг.7), обесточивая седьмую кнопку

23 (фиг.6) ввода ответов. При переводе переключателя 45 — 51 в третье положение положительные кодовые по.зиции 16 столбца 14 е (фиг.2) переносятся в столбец 14 б, т.е. вход 29 (фиг.7) подсоединяется к входу 25, одновременно отключается выключатель

17021 8

55. В четвертом положении переключателя 45 — 51 входы 28 соединяются с входами 24, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций (фиг.2) столбца 14 д в столбец

14 а. Одновременно срабатывает выключатель 54 (фиг.7), обесточивая пятую кнопку 23 (фиг.6) ввода ответов. В пятом положении переключателя 45—

51 (фиг.7).входы 27 соединяются с входами 25, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций 16 (фиг.2) столбца 14 r в столбец 14 б. Одновременно срабатывает. выключатель 53 (фиг.7), отключая чет" вертую кнопку 23 (фиг.6) ввода ответов. В шестом положении переключателя 45 — 51 (фиг.7) входы 26 соединяются с входами 24, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций 16 столбца 14 в столбец 14 а. Одновременно срабатывает выключатель 52, отключая третью кнопку 23 (фиг.6) ввода ответов. Так на схеме осуществляется компрессия кодовой фактуры.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Всем студентам раздают или проецируют на экран одно алгоритмическое упражнение, предварительно .закодированное предподавателем-программистом в соответствии с кодовой фактурой постоянного блока 2 (фиг. 1) памяти, а на кодовой панели 17 (фиг.3) блока 7 ввода ответов пишут элементы языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж), которые являются ответами на задания алгоритмического упражнения.

Студент, выполняя задание, нажимает на соответствующую кнопку 23 (фиг.6) под правильным, по его мнению, элементом языка. При правильном ответе загорается индикаторная лампа "Правильно", при неправильном ответе — "Неправильно". Как было отмечено, для составленной нами кодовой фактуры правильные ответы на 10 заданий будут выражены символами I-г, II-e, I I I-а, IV-б, U-д, V I-ж, UI I-в, VIII-r, IX-e, Х-ж (фиг.2) . Это означает, что при правильном выполнении алгоритмического упражнения студент вводит элементы языка в следующем порядке Г, Е, А, Б, Д, Ж, В, Г, Е, Ж (фиг,6).

Для выполнения данного алгоритмического упражнения по другому вариан9 14 ту преподаватель передвигает подвижную пластину 19 с кодовой панелью 17 на один шаг влево, причем происходит перевод переключателя 38 — 44 (фиг.7) во второе полажение. На кодовой пане,ли 17 (фиг.б) в этом случае элементы ,языка расположены в такой последовательности: Б, В, Г, Д, Е, Ж, A. Правильные ответы студента, выполняющего данное уражнение . по второму варианту, выражаются символами: I- â, II-д

III-x IV-а, V-г, VI-е, VII-б; VIII-в, IX-д, Х-е, что соответствует вводу элементов языка того же упражнения.в. такой последовательности В,Д,Ж,А,Г,Е, ;Б,В,Д,E. При передвижении подвижной пластиж 19 с кодовой панелью 17 еще на один шаг влево происходит перевод переключателя 38 — 44 (фиг.7) в третье положение, а на кодовой панели 17 (фиг.б) под программной рам кой 20 элементы языка следуют в таком порядке В,Г,Д,Е,Ж,А,Б. Последовательность правильных ответов студента для этого же упражнения составляет Б,Г,Е,Ж,В,Д,А,Б,Г,Д,- что соответствует третьему варианту работы. При выполнении работы по четвертому варианту подвижная пластина 19 с кодовой панелью 17 передвигается еще на один шаг влево, одновременно переводится переключатель 38 — 44 (фиг.7) в четвертое положение. В этом случае элементы языка на кодовой панели 17 (фиг.б) под программной рамкой 20 следуют в порядке Г,Д,Е,Ж,А,Б,В и при правильных ответах студент должен нажать на кнопки 23 блока 7 ввода ответов, вводя элементы языка в такой последовательности: А, В, Д, Е, Б, Г, Ж, А, Б, Г. Так осуществляется иэменекие вариантов работы студентов при выполнении одного и того же алгоритки.— ческого упражнения.

Однако в соответствии с требованиями структуры языка бывает необходимо сделать выбор иэ меньшего числа элементов языка. Например, при выборе из шести элементов языка на кодовой

17021 10 панели 17 записываются в следующем порядке: А,Б,В,Г,Д,Е,А,Б,В, причем прикрывается последняя контактная пла. стина 22, отключая выключатель 56 (фиг.7). Переключатель 45 " 51 переводится во второе положение. При этом в исходном варианте работы элементы языка следуют в порядке А, Б, В, Г, 10 Д, E (фиг.б) и правильные ответы со-. ответствуют элементам языка Г,Е,A,Á, Д,А,В,Г,Е,А. Во втором варианте работы элементы языка на кодовой панели 17 размещаются в последовательности Б,В,Г,Д„Е,А и правильные ответы соответствуют порядку: В,Д,Е,А,Г,Е, Б,В,Д,Е. В третьем варианте работы элементы языка сдвигаются еще на один шаг влево (В,Г,Д,Е,А,Б), переключа20 тель 38 — 44 (фиг ° 7) переходит в третье положение и правильные ответы будут соответствовать элементам языка: Б, Г, Д, Е, В, Д, А, Б, Г, Д. (фиг.б). При выполнении упражне25 ния по четвертому варианту кодовая панеЛь 17 сдвигается еще на один шаг влево (Г,Д,Е,А,Б,В), нереключатель 38 — 44 (фиг.17) переходит в четвертое положение и правильные ответы будут соответствовать элементам язьг ка А,В, Г,Д,Б,Г,Е,А,В,Г (фиг. 6) .Точно так же осуществляется работа устройства и с меньшим числом элементов языка, 35

Использование преобразователя 13 (фиг. 1) в обучающем устройстве создает оптимальные условия для кодирования дидактического материала, расширяет педагогические возможности машины, дает большой технико-экономический эффект, позволяя освободить большое число предподавателей-программич стов от составления различных вариантов одной и той же работы, экономятся большие материальные ресурсы, связанные с тиражированием этих работ, в сочетании с оперативным программатором появляется воэможность выполнять уже готовые алгоритмические упражнения из уже изданных учебников по различным вариантам.

)417021

15. .Ы

ZF

Фиг 2 фиг 5

О О ОООрО ф у 23

1417021

Составитель Т.Ничипорович

Редактор О.Спесивых Техред Л. Олийнык Корректор В.Бутяга

Тираж 459 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4068/48

IIp<-изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4