Обучающая машина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т ц 546005

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.75 (21) 2148827/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.77. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 02.03.77 (51) M. Кл, G 09В 7/04

Государстееннык комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3:371.69 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Султанович, А. А. Симонов, В. М. Ликсутов, А, А. Хлопцев, А. С. Кухтинов и В. М. Байрамов

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа (71) Заявитель (54) ОБУЧАЮЩАЯ МАШИНА

Предложенная обучающая машина относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использована для машинного контроля знаний и обучения.

Одна пз известных обучающих машин содержит блоки ввода ответов, кодирования, формирования и выдачи оценки, подсчета ло>кных ответов, выдачи информации, а так>не блоки сравнения, памяти п подсчета верных ответов. Эта машина обладает сравнительно простой структурной схемой, сигнализирует в ходе обучения о верном или неверном введенном ответе, позволяя учащемуся несколько раз вводить ответ, не ограничивая число таких попыток. Простая в обращении, эта машина позволяет учащемуся вместе с тем снащупывать» кнопку с верным:ответом, разрешая после этого работать над новой порцией материала. Качественного усвоения материала при этом не получается (1).

Другая известная обучающая машина содержит блоки ввода ответов, кодирования, выдачи информации, анализа ответов, коммутатор вопросов, информационный блок, информационное табло, Эта машина в режиме обучения после ответов на пять вопросов дает обучающемуся указание о необходимости повторить плохо усвоенный материал, что, безусловно, повышает качество обучения. Однако структурная схема этой машины и соответствующий ей принцип действия плохо соответствуют принципу пошагового контроля за усвоением изучаемого материала. При этом учащийся не ограничивается временем поиска

5 информации для ответа на непонятный материал и может работать над ним в течение длительного времени (2).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является обучающая машина

10 (3), содер>кащая блок ввода ответов, подключенный через последовательно соединенные узел блокировки и блок кодирования к первому входу блока анализа ответов, «о второму входу которого подключен коммутатор вопро15 сов, соединенный с индикатором вопросов, выход блока анализа ответов подключен к блоку вывода информации на печать, блоку формирования оценки и счетчику ложных ответов, соединенному с информационным бло2з ком, который подключен к информационному табло, блок вывода информации Н2 печать соединен с блоком кодирования и с блоком формирования оценки, подключенным к индикатору оценки, а также блок ограничения

25 времени и два элемента «ИЛИ». Указанная машина, в отличие от других известных, снабжена узлом блокировки, который сигнализирует в случае, если учащийся ошибочно на>кал две кнопки ввода ответов, либо пытается

Зэ путем механического подбора ввести в маши546005 ну информацию о верном ответе. Положительным свойством этой обучающей машины является также количественная и качественная оценка знаний заданной порции учебного материала. Недостатком этой обучающей машины является отсутствие ограничения числа попыток ответа на порцию изучаемого материала, что значительно удлиняет процесс обучения или экзамена, отсутствие блокировки ввода ответов после окончания цикла обучения или экзамена, а также в случае выдачи машиной команд типа «нужна консультация» и др., наконец, ограниченные возможности пошагового контроля за усвоением изучаемого м атериала.

Целью изобретения является повышение точности обучения.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенной обучающей машине выход узла блокировки соединен через блок ограничения времени с первыми входами элементов

«ИЛИ» и непосредственно со вторым входом первого элемента «ИЛИ» и входом информационного блока. Выход информационного блока подключен ко входу узла блокировки и второму входу второго элемента «ИЛИ», третий вход которого соединен с выходом блока анализа ответов. Выход коммутатора вопросов подключен ко входу узла блокировки.

На чертеже показана структурная схема предложенной обучающей машины.

Обучающая машина содержит блок ввода ответов 1, узел блокировки 2, блок кодирования 3, блок анализа ответов 4, коммутатор вопросов 5, счетчик ложных ответов 6, информационный блок 7, информационное табло 8, блок вывода информации на печать 9, блок формирования оценки 10, индикатор оценки

11, индикатор вопросов 12, блок ограничения времени 13, первый 14 и второй 15 элементы

«ИЛИ».

Узел блокировки 2, предназначенный для исключения и сигнализации попыток механического подбора ответов путем одновременного ввода двух и более ответов, в предложенном устройстве осуществляет также запрет ввода ответов по окончании цикла обучения или экзамена, а также в некоторых других случаях (например, когда информационное табло 8 в режиме обучения сигнализирует

«ну?кн а консультация») . Информационный блок 7, в зависимости от количества неверных ответов, поступивших в счетчик ложных ответов 6, через информационное табло 8 указывает обучающемуся порядок его дальнейших действий («отвечайте», «повторите», «нужна консультация» и т. п.), что упрощает диалог между обучающимся и машиной. Блок ограничения времени 13 в первом режимеработы ограничивает время, отводимое для ответа на каждый поставленный вопрос. По истечении этого времени блок 13 автоматически (если обучающийся или экзаменуемый по каким-либо причинам не вводит ответ в машину) переключается на очередной вопрос с по10

45 мощью коммутатора вопросов 5. Во втором режиме блок ограничения времени 13 ограничивает общее время цикла обучения или экзамена.

Обучающая машина работает в ре?кимах

«обучение» и «экзамен» следующим образом.

При включении обучающей машины в режиме

«обучение» производится установка коммутатора вопросов 5 и счетчика ложных ответов 6 в исходное состояние. При этом индикатор вопросов 12 указывает номер первого вопроса, а информационное табло 8 сигнализирует

«отвечайте». При вводе ответа электрический сигнал с блока 1 проходит узел блокировки 2, блок кодирования 3, блок ограничения времени 13 и информационный блок 7. Последний по этому сигналу гасит на некоторое время на информационном табло 8 световой сигнал «отвечайте», искусственно создавая видимость

«обдумывания» машины и свидетельствуя вместе с тем о том, что ответ в машину введен.

При вводе правильного ответа сигнал с выхода узла блокировки 2 проходит блок кодирования 3 и поступает на один из входов блока анализа ответов 4, на другой вход которого поступает сигнал номера вопроса с выхода коммутатора вопросов 5. При совпадении кода номера вопроса с кодом правильного ответа на выходе блока анализа ответов 4 формируется сигнал, соответствующий правильному ответу. Этот сигнал поступает на вход блоков 9, 1О и на третий вход второго элемента

«ИЛИ» 15, через который по окончании времени «обдумывания» машины воздействует на вход коммутатора вопросов 5 и переводит его в следующее состояние. При этом на индикаторе вопросов 12 появляется цифра очередного номера вопроса, а на информационном табло 8 появляется световой сигнал «отвечайте». На этом диалог обучающегося с машиной по первому вопросу закончен.

В случае ложного ответа соответствующий ему сигнал с выхода блока 4 поступает на счетчик ложных ответов 6, изменяя его состояние. Информационный блок 7 реагирует на новое состояние счетчика ложных ответов

6 выдачей сигнала, который в информационном табло 8 зажигает в соответствии с принятой программой обучения другой световой сигнал, например «повторите». Если повторный ответ на этот же вопрос правилен, то, как это ясно из предыдущего, коммутатор вопросов 6 перейдет в другое состояние, и обучающемуся для изучения будет предложен новый вопрос, номер которого ооозначится на индикаторе 12. Одновременно сигнал правильного ответа с выхода блока 4 сбрасывает в исходное состояние счетчик ло?кных ответов 6, и на табло 8 вместо светового сигнала «повторите» зажжется «отвечайте». Если же повторный ответ снова ложный, то счетчик неверных ответов переключится в новое положение; прн этом блок 7 выдаст сигнал «нужна консультация», который на табло 8 высвечивает соот546005

15 ветствующую информацию и одновременно на время консультации запрещает ввод ответов через узел блокировки 2, воздействуя на его второй вход. По окончании этого сигнала снимается запрет с узла блокировки 2 и через второй вход второго элемента «ИЛИ» 15 коммутатор вопросов 5 переводится в новое состояние. На индикаторе 12 при этом появляется цифра очередного вопроса, а на табло 8— световой сигнал «отвечайте».

После окончания цикла обучения сигнал с выхода коммутатора вопросов 5 воздействует па один из входов узла блокировки 2 и осуществляет автоматически запрет ввода ответов в обучающую машину. Оценка степени усвоения учащимся изучаемого материала производится по числу правильных ответов, поступивших за цикл обучения в блок формирования оценки 10.

Режим работы «экзамен» обучающей машины аналогичен режиму «обучение». Отличие заключается в том, что при наличии ложных ответов счетчик 6 не осуществляет их подсчет и информационный блок 7 не формирует сигналы «повторите», «нужна консультация» и т. п. Кроме того, независимо от правильности введенного в машину ответа по истечении времени «обдумывания» машины сигнал с выхода узла блокировки 2 через второй вход первого элемента «ИЛИ» 14 переводит коммутатор вопросов 5 в новое состояние; при этом индикатор 12 обозначает номер нового вопроса, а на табло 8 появляется световой сигнал «отвечайте». Оценка формируется по числу правильных ответов, как и в режиме

«обучение».

Блок ограничения времени !3, ограничивающий время обдумывания ответов и цикла экзамена (или обучения), воздействует на коммутатор вопросов 5 через первый элемент

«ИЛИ» 14 в режиме «экзамен» и через второй элемент «ИЛИ» 15 в режиме «обучение».

Необходимость широкого внедрения обучающих машин, соответствующих современным требованиям к процессу обучения, диктуется резким возрастанием объема информации, необходимостью повышения эффективности Ilpoцесса обучения и получения объективной оценки знаний учащихся. Предложенная обучающая машина отличается сравнительно простой структурной схемой и легко реализуется на основе стандартных устройств и блоков вычислительной техники, включая элементы интегральной микротехники, что опре20 э— з

50 деляет ее высокие эксплуатационные показатели (надежность, время безотказной работы и т. п.). Применение предложенной обучающей машины для обучения и контроля знаний по любым дисциплинам в школах, техникумах, вузах, учебных комбинатах и организациях ДОСААФ, ГАИ, в кабинетах по технике безопасности, на предприятиях при проверке знаний по охране труда ИТР, рабочих и служащих позволит резко сократить время обучения и экзамена больших групп обучающихся, увеличить время их полезной производительной работы и получить большой экономический эффект.

Формула изобретения

Обучающая машина, содержащая блок ввода ответов, подключенный через последовательно соединенные узел блокировки и блок кодирования к первому входу блока анализа ответов, ко второму входу которого подключен коммутатор вопросов, соединенный с индикатором вопросов, выход блока анализа ответов подключен к блоку вывода информации на печать, блоку формирования оценки и счетчику ложных ответов, соединенному с информационным блоком, который подключен к информационному табло, блок вывода информации на печать соединен с блоком кодирования и с блоком формирования оценки, подключенным к индикатору оценки, а также блок ограничения времени и два элемента

«ИЛИ», отличающаяся тем, что, с целью повышения точности обучения, в ней выход узла блокировки соединен через блок ограничения времени с первыми входами элементов «ИЛИ» и непосредственно — со вторым входом первого элемента «ИЛИ» и входом информационного блока, выход которого подключен ко входу узла блокировки и второму входу второго элемента «ИЛИ», третий вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, выход коммутатора вопросов подключен ко входу узла блокировки, Источники информации, принятые во внимание при проведении экспертизы:

1. Авторское свидетельство СССР¹301730, кл. G 09B 7/00, опубликовано 21.04.71.

2. Тихонов И. И. «Программирование и технические средства» в учебном процессе», Советское радио, М., 1970.

3. Авторское свидетельство СССР № 365727, кл. G 09В 7/00 опубликовано 08.01,73.

646006

Составитель А. Карлов

Техред Л. Кочемирова

Корректор 3, Тарасова

Редактор T. Орловская

Типография, вр. Сапунова, 2

Заказ 233/13 Изд, Хо 400 Тираж 589 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4 5