Обучающее устройство

 

Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве. С целью расширения дидактических возможностей устройства за счет задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе в обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов с контактными площадками, блок оценки, блок задания вопросов и источник питания, введен программатор, выполненный в виде замкнутой цепи последовательно соединенных групп элементов ИЛИ-НЕ, к выходам которых подключены входы соответствующих групп элементов И и через контакты первого направления блока задания вопросов, выполненного, например, в виде переключателя, соединены с блоком оценки, при этом число выводов в каждой группе элементов ИЛИ-НЕ и И соответствует числу вопросов в группе, причем токовые входы элементов И через контакты второго направления блока задания вопросов подключены к источнику питания, а управляющие входы элементов ИЛИ-НЕ и И соединены с выходами соответствующих контрольно-исполнительных узлов блока ввода ответов, блок ввода ответов и блок оценки включены параллельно источнику питания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я() „„1603419 (51)5 G 09 В 7/02

8ИИЮЯИ

6ATEHTH3- TB;I;,-, Ц )(11

"=:;F ÁÈÎ! Ег,A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622230/24-24 (22) 19.12.88 (46) 30.10.90. Бюл. № 40 (72) В. И. Павленко и М. И. Алишев (53) 681.3.071 (088.8) (56) Авторское с видетел ьств о СССР № 801033, кл. G 09 В 7/02, 1981. (54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве. С целью расширения дидактических возможностей устройства за счет задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе в обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов с контактными площадками, блок оценки, блок

Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве.

Цель изобретения — расширение дидактических возмож ностей обучающего устройства за счет обеспечения задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе.

На фиг. 1 изображена функциональная схема обучающего устройства; на фиг. 2— пример выполнения принципиальной электрической схемы на электромагнитных реле.

Обучающее устройство содержит источник 1 питания, включатель (кнопку) 2 питания и «Сброса» ответов, блок 3 ввода отзадания вопросов и источник питания, введен программатор, выполненный в виде замкнутой цепи последовательно соединенных групп элементов ИЛИ-НЕ, к выходам которых подключены входы соответствующих групп элементов И и через контакты первого направления блока задания вопросов, выполненного, например, в виде переключателя, соединены с блоком оценки, при этом число выводов в каждой группе элементов

ИЛИ-НЕ и И соответствует числу вопросов в группе, причем токовые входы элементов

И через контакты второго направления блока задания вопросов подключены к источнику питания, а управляющие входы элементов

ИЛИ-НЕ и И соединены с выходами соответствующих контрольно-исполнительных узлов блока ввода ответов, блок ввода ответов и блок оценки включены параллельно источнику питания. 2 ил. ветов, блок 4 задания вопросов, программатор 5 и блок 6 оценки (ответа) .

Блок 3 состоит из электроуказки 7, контрольно-исполнительных узлов 8 с заданным количеством самоблокирующихся с помощью контактов входов, которые соединены с контактными площадками. Контактные площадки рассосредоточены по графическому и/или макетному изображению изучаемого материала (не показан) .

Контрольно-исполнительные узлы 8 служат для обеспечения ввода и автоматической фиксации результатов ответов по отдельным вопросам групп, выработки и передачи управляющих сигналов в программатор 5.

Они могут быть выполнены на электромагнитных или полупроводниковых реле или на интегральных микросхемах логики (на

1603419

55 фиг. 2 — это группы реле с их контактами самоблокировки).

Программатор 5 служит для формирования логических цепей групп вопросов и результатов отвЕтов по .составным частям этих групп вопросов, образования логических цепей правильных и неправильных ответов, обеспечивающих формирование и прохождение управляющего сигнала, соответствующего оценке отвта по группе вопросов в целом. Он состоит из кольцевой цепи последовательно соединенных логических элементов ИЛИ-НЕ 9 и логических элементов

И 10, соединенных с элементами ИЛИ-НЕ 9 (по выходам) и контактами блока 4. Элементы ИЛИ-НЕ 9 имеют заданное количество управляющих входов, связанных с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8 блока 3.

Элементы И 10 своими управляющими входами связаны с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8, а токовыми входами подключены к соответствующим по номеру контактам второго направления переключателя блока 4 задания вопросов.

Блок 6 служит для приема управляющего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку, фиксация оценки «2» и установки электрической схемы в исходное положение. Он состоит из исполнительного узла 11, индикатора 12 «Правильно», индикатора 13 «Неправильно», индикатора 14 оценки и кнопки 15 «Контроль».

Исполнительный узел 11 служит для приема управляющего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку.

Он может быть выполнен на двух реле Кl, К2 и электромагнитном приводе индикатора 14 оценки.

Реле Кl служит для приема сигнала правильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления работой реле К2 и индикатора 12. Для этого его нормально замкнутый контакт К l. l включен в цепь-питания обмотки реле К2, а нормально разомкнутый контакт К1.2 включен в цепь питания лампочек Hl индикатора 12 с транспорантом «Правильно». Обмотка реле К,1 включена последовательно с логическими элементами ИЛИ-НЕ 9 и переключателем 4 цепи контроля результатов ответов программатора 5 и является составным элементом цепи контроля правильных ответов.

Реле К2 служит для приема сигнала неправильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления работой индикатора 13 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Для этого его два нормально разомкнутые контакты

К2.1 и К2.2 включены в цепи питания лампочек Н2 индикатора 13 «Неправильно» и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Обмотка реле К2 с нормально замкну5

ЗО

45 тыми контактами К1.1 образуют цепь контроля неправильных ответов. Эта цепь подключена параллельно цепи контроля правильных ответов.

Кнопка 15 «Контроль» служит для подачи питания в цепи контроля результатов ответа после ввода всех ответов по заданной группе вопросов.

Электромагнитный привод индикатора 14 оценки служит для шагового поворота оценочного диска индикатора 14 оценки. Он состоит из якоря 16 с пружиной 17 возврата, вала 18 с жестко закрепленными на нем кулачком 19, храповиком 20 и диском 21, экрана 22 с окном предъявления оценки, механического ключа 23, концевого выключателя 24 и электрического ключа 25. Обмотка электромагнита 26 служит для приема сигнала неправильного ответа и преобразования его в действие по управлению индикатором !4 оценки.

Якорь 16 служит для поворота храповика 20, кулачка 19 и диска 21 с оценками.

Кулачок 19 служит для выключения концевого выключателя 24 после трех неправильных ответов, т. е. для фиксации оценки

«2» в окне предъявления оценки экрана 22.

Механический ключ 23 служит для поворота вала 18 в исходное положение до установки оценки «5» в окне предъявления оценки экрана 22. Возможно применение для этой цели .электрического ключа 25.

Выключатель 2 «Сброса» служит для разблокировки цепей питания управляющих цепей логических элементов при подготовке программатора 5 к очередному вопросу и возврате схемы в исходное положение при ошибке в ответе.

Блок 6 может быть выполнен на базе цифровых индикаторов любого типа.

Обучающее устройство работает следующим образом.

После включения питания ключом 23 или

25 поворачивают кулачок 19 с валом 18 и диском 21 в исходное положение до установки оценки «5» в окне предъявления оценки экрана 22. При этом кулачок 19 освободит концевой выключатель 24, в результате чего его контакты замкнутся, подготовив к работе цепь питания электромагнитного привода индикатора 14 оценки.

Переключатель блока 4 устанавливают в положение, соответствующее заданному вопросу. При этом его подвижный контакт первого направления подключится к токовому входу первой группы элементов ИЛИ-НЕ

9, а подвижный контакт второго направления переключателя в блоке 4 подключится к токовому входу первой группы элементов

И 10.

Таким образом, к логической цепи контроля правильных ответов по первой группе вопросов будет подключена обмотка реле К1 исполнительного узла 11. Цепь первой груп1603419 пы элементов ИЛИ-НЕ 9 при такой схеме включения оказывается исключенной из цепи контроля.

Порядок ответа. Пусть задан вопрос по первой группе вопросов и ответ дается правильный. В этом случае обучаемый находит на графическом и/или макетном изображении (не показаны) символы первой группы ответов, связанные между собой единым логическим замыслом, и электроуказкой 7 касается их контактных площадок. При касании электроуказкой 7 контактной площадки, например ХР2„подключается к цепи питания обмотка второго реле К2> первого контрольно-исполнительного узла 8. Реле К2> сработает, заблокируется контактами К2Р (запомнит ответ) и передаст управляющее действие на контакты K2i.l первого элемента И 10 и на контакты К2>.2 первой группы элемента ИЛИ-НЕ 9. При этом элементы И

10 формируют цепь логики правильного ответа, а элементы ИЛИ-НЕ 9 формируют цепь логики неправильного ответа. Но, так как первая «опрашиваемая» группа элементов

ИЛ И-НЕ 9 исключена из цепи контроля переключателем блока 4, поэтому они на оценку не влияют.

Для представления результата ответа необходимо нажать на кнопку 15 «Контроль».

При этом к цепи питания будут подключены логические цепи контроля правильного . и неправильного ответов программатора 5 и исполнительного узла 11.

Так как ответ правильный, то в цепи правильного ответа пойдет ток, сработает реле

К! исполнительного узла и контактами Кl.l отключит реле К2 от цепи питания, а контактами К1.2 включит в цепь питания лампочку подсветки транспаранта «Правильно» в индикаторе 12. Это подтверждает, что исходная оценка «5» в окне экрана 22 ссютветствует правильному ответу.

Если бы при ответе были допущены ошибки, например, первой разновидности — дополнительно к ответам первой опрашиваемой группы был указан еще и, например, третий символ из второй группы ответов касанием электроуказкой 7 контактной площадки ХРЗ . При этом сработает реле КЗ второго контрольно-исполнительного узла 8, заблокируется контактом КЗ .Ç (запомнит ошибку), контакты КЗ.! замкнутся, а контакты КЗ .2 разорвут логическую цепь контроля правильного ответа второй группы элементов

ИЛИ-НЕ 9. Поэтому при проверке результата ответа нажатием на кнопку 15.4Контроль» реле К1 (контроля правильного ответа) не сработает, а реле К2 логической цепи контроля неправильного ответа сработает и контактами К2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнита 26 привода оценочного диска 21. Электромагнит 26 своим якорем 16 повернет на один шаг храповик 20 с диском 21 до установки оценки

10 !

25 зо

ЗБ

БО

«4«в окне представления оценки экрана 22, а контактами К2.1 будет подключена лампочка подсветки транспаранта «Неправильно» индикатора 13. Из этого следует, что использована первая попытка, но результат ответа не следует представлять обучающему, а следует проанализировать ответ, т. е. произвести «Сброс» включателем (кнопкой) 2 и повторить ответ. При нажатии на кнопку 2 произойдет разблокирование цепей питания реле контрольно-исполнительных узлов 8.

При второй разновидности ошибок, когда из опрашиваемой группы вопросов не все символы правильных ответов были указаны.

Например, при ответе по первой группе вопросов не указан символ с контактной площадкой XP2i. В результате в логической цепи правильного ответа будет разрыв цепи, так как останутся разомкнутыми контакты

K2i.! . Следовательно, цепь питания обмотки реле Кl (цепи контроля правильного ответа) останется разорванной, аналогично как и в случае указания символа из другой неопрашиваемой группы вопросов. При проверке правильности ответа, нажав на кнопку

15 «Контроль», сработает реле К2 и своими контактами К2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнитного привода индикатора 14 оценки, а контактами К2.1 подключит к цепи питания лампочку подсветки транспаранта «Неправильно» в индикаторе

13. Электромагнитный привод своим якорем !

6 повернет на один шаг храповик 20 с оценочным диском 21, и в окне предъявления экрана 22 оценка уменьшится на один балл. При третьей последней попытке в случае неправильного ответа якорь 16 повернет через храповик 20 оценочный диск 21 в положение оценки «2», а кулачок 19 в этом случае воздействует на концевой выключатель 24 и его контактами разомкнет цепь питания электромагнита привода индикатора 14 оценки. Так происходит фиксация оценки «2».

При таком положении исполнительного узла 11 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки обучающее устройство можно использовать без ключа 23 (или 25) для самоконтроля при закреплении знаний по изучаемой теме, оценивая ответы по высвечиваемым транспарантам «Правильно» или

«Неправильно» в индикаторах 12 и 13.

Для опроса очередного обучаемого или того же обучаемого по другой группе вопросов необходимо переключатель блока 4 установить в положение, соответствующее заданному вопросу, механическим 23 или электрическим 25 ключом установить индикатор 14 оценки в исходное положение (на оценку «5») и нажать на кнопку 2 «Сброс», цепи питания обмоток реле контрольноисполнительных узлов 8 будут разблокированы. Обучающее устройство готово для проведения очередного ответа.

1603419

Таким образом, предлагаемое обучающее устройство обеспечивает (по сравнению с прототипом) расширение дидактических возможностей, так как оно позволяет: ставить и автоматически оценивать групповые логически взаимосвязанные вопросы; обучаемому проверять правильность ответа в целом по группе вопросов и, при необходимости, внести изменения в ответ, используя автоматически оцениваемые попытки ответа до предъявления оценки обучающему; для выбора ответов может представляться логически взаимосвязанный материал по теме в любом объеме.

Кроме того, последовательно-кольцевое включение элементов ИЛИ-НЕ 9 и И 10 обеспечивает решение задачи минимизации конструкции устройства.

П рименение предлагаемого устройства позволит улучшить процесс программированного обучения, повысить его качество и объективную оценку уровня знаний учащихся.

Обучающее устройство компактно, просто в изготовлении и обслуживании.

Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, блок задания вопросов, источник питания и блок оценки, отличающееся тем, что, с целью расширения, дидактических возможностей устройства, в него введены элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с ссютветствующими выходами первой группы блока ввода ответов, элементы И, первые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блока задания вопросов, вторые входы — к соответствующим выходам второй группы блока ввода ответов, а выходы — к вторым входам и выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, один выход источника питания соединен с одними входами питания блоков ввода ответов и оценки, а другой выход — с другими входами питания блоков ввода ответов и оценки и с входом опроса блока задания вопросов, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, а выход результата ответов — к информационному входу блока оценки.

1603419

И3

Составитель А. Карлов

Редактор А. Ревин Техред А. Кравчук Корректор О. Ципле

Заказ 3388 Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, lOI