Адаптивное обучающее устройство

 

ф, честтау

ОП NCA

739622

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 11.07.77(2() 2506096t18-24 (5t)M. Кл.

609 В 7/02 с присоепинением заявки,%

Ваудн стнвнный кпиитет (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень № 21

CCCP пв дним нм5рвтвний (53) УДК 681.3. .07 1(088.8) н втнритнй

Дата опубликования описания 08.06.80 (72) Автори изобретения

В. К. Морозов и В. С. Великанов

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (7I) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при организации программированного обучения в различных учебных заведениях.

Известно адаптивное обучающее устройство содержашее блок ввода ответов, соединенный с блоком сравнения, подключенным к блоку управления и к блоку

10 воспроизведения учебной информации, блоки памяти и индикации Я.

Однако указанное устройство имеет ограниченные дидактические возможности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является адаптивное обучаюшее устройство, содержашее блок ввода ответов, соединенный с блоком сравнения ответов, подключенным к блоку управления и к блоку воспроизведения учебной информации, который соединен с блоком памяти учебной информации; блоком сравнения адресов, регистром ад2 реса, блоком сравнения ошибок, счетчиком ошибок и блоком определения признаков учебной ттнформации, подключенным к блокам сравнения ответов, адресов и ошибок и к блоку управления, соединенному со счетчиком ошибок, блоком .сравнения ошибок и регистром адреса, кото рый подключен к блоку сравнения адресов и блоку памяти учебной информации, соединенному с блоком ввода ответов и с блоком сравнения адресов, подключенным к регистру адрес а, и блок индикации, нодключенный к счетчику ошибок, который соединен с блоком сравнения ошибок (2).

Данное устройство имеет также ограниченные дидактические возможности из-за отсутствии адаптации в зависимосттт от этапов обучения.

Бель изобретения — расширение дидактических возмогностей устройства за счет повышения степени адаптаций с учетом этапов обучения.

Укаэанная цель достигается тем, ч устройство содержит блок йамяти этапо обуяения и блок сравнена кодов этапо обучения, подключенный к блоку управл ния, блоку определения признаков уче ной информации, блоху воспроизведения учебной информации и блоку памяти эт лов обучения, который соединен с блоками управления и воспроизведения уч ной информации.

На фиг. 1 изображено адаптивное о чающее устройство; на фиг, 2 дайы пя miios кодов со схематическим изображ нием блока воспроизведения; на фиг. 3 приведен внешний вид участка киноцле с информационными кадрами и кодами.

Устройство содержит блок 1 ввода ответов, соединенный с блоком 2 срав кения ответов, подключенным . к блоку управления и к блоку 4 воспроизведе. учебной информации, который соединен с блоком 5 памяти учебной информа блоком 6 сравнения адресов, регистро адреса, блоком 8 сравнения ошибок, счетчиком 9 ошибок и блоком 10 о деления признаков учебной информации подключенным к блокам сравнения отв тов 2, адресов 6 и ошибок 8 и к бло

3 управлении, соединенному со счетчи ком 9 оши(хж, блоком 8 : сравнення о бок и регистром 7 адреса, который и ключен к блоку 6 сравнения адресов блоку 5 памяти учебной информации, диненному с блохом 1 вводе ответов с блохом 6 сравнения адресов, подк ченным к регистру 7 адреса, блок 1 индикации, подключенный к счетчику ошибок, который соединен с блоком 8 сравнения ошибок, блок 12 сравнения

I кодов этапов обучения, подключенный блоку 3 уцравления, блоку 10 опред ния признаков учебной информации, бл ку 4 воспроизведения учебной информ пии и блоку 13 памяти этапов обучен который соединен с блоками управле

3 и воспроизведения учебной информа ции 4.

Блоки 2, 3, 6-10, 12 и 13 объе иены в вычислитель 14.

В предлагаемом устройстве прогр имеет пять типов кодов 15-19 (см. с различными функциями в управлени работой устройства.

Коды типа 15 содержат код. 20 можного ответа, предназначенный дл сравнения с кодом ответа, разряд 2

Обязательное сравнение, необходим для безусловного сравнения с ходом

739622 ф то вета, разряд 22 "Неправильно, цредназ1 в наченный для занесения одного штрафного в балла в счетчик ошибок и отличительный е признак 23, служаший для опознавания б- 5 кодов типа 15 вычислителем. Отличительный признак 23 содержит такую кома- бинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других еб- типов, например, 3-ий снизу разряд светлый, а 2-ой снизу разряд темный. б у- Коды типа 16 содержат код 24 возть можного числа ошибок, служащий для е- сравнения с кодом числа ошибок, хранящимся в счетчике ошибок, разряд 25 нки >> "Обязательное сравнение, предназначенный для безусловного сравнения с кодом числа ошибок, разряд прибавления единицы в блок запоминания пути обучения 26, предназначенный для прибавления единицы к числу, хранящемуся в ния блоке запоминания пути обучения, разряд вычитания единицы из числа, хра 7 няшегося в блоке 27 запоминания пути обучения и отличительный признак 28, предназначенный для опознавания типа пР кода вычислителем (3-ий снизу разряд темный, а 2-ой снизу разряд светлый).

Коды типа 17 содержат код 29 ку возможного пути обучения, преднаэначенЗ0 ный для сравнения с кодом пути обучения, хранящимся в блоке запоминания пути обучения, разряд 30 «Обязательное сравнение, предназначенный для беэуссоеловного сравнения с кодом пути обуче.ния и отличительный признак 31—

1, ...1

2-й и 3-й разряды снизу темные.

Коды типа 18 содержат адрес 32, следующего кадра, по которому нужно исхать следующий кадр и отличитель40 ный признак 33, предназначенный для

K опознания типа кода (2-й и 3-й разряеледы снизу светлые, а 4-й снизу разряд темный).

Коды типа 19 содержат код 34,. кад. 45 ра, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с ния адресом следующего кадра и отличительный признак 35 (2-й, 3-й и 4-й раз-: ряды снизу светлые). Некоторые раз5о ряды в ходах типов 15, 17 — 19 неиспользуются в данном устройтве, но их можно применять для включения синхронизированного магнитофона, asтоматического сброса блока запомина-. воэния пути обучения и других целей. я

1 В кодах всех типов существует один

ый служебный разряд 36 "Маркер, предот- назначенный для формирования разрешаю739622

15

Коды управления расположены группами. Каждая группа относится к одному кадру и расположена рядом с кадром, справа от кадра. Коды чередуются по типам в определеннОй закономерности.

Рядом с кадром стоит код типа 19, предназначенньгй для перехода к данному кадру, затем последовательность кодов,® неооходимых для переходов от данного кадра, в начале которой стоит код (коды} типа 15 (коды возможных ответов), затем код (коды) типа 16 (коды возможного числа ошибок), потом код (коды) типа 17 (коды возможного пути обучения), потом код типа 18 (адрес следующего кадра, затем снова код (коды) типа 17, после которых стоит код ти па 18 и т.д., после чего код (коды) типа 16, код (коды) типа 17 и код типа 18 и т.д., затем ставится -акая же последовательность для другого кода (кодов) типа 15. Эта последовательность кодов представляет из себя иерархическую последовательность, к каждому коду (кодам) тщта 15 относится несколько кодов (групп кодов) типа 16, каждый из которых содержит несколько кодов (групп

В блок 10 определения признаков учебной информации поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения, занятых отлячптельными признаками, а ( из блока 10 поступают разрешающие

50 сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 15, в блок 8 сравнения ошибок, если считываемый код относится к типу 16, в блок 12 сравне55 ния этапов обучения, если считываемый код относится к типу 17, в блок 3 управления, если код относится к типу 18 и в блок 6 сравнения адресов, если считываемый код относится к типу 19. щего сигнала на считывание всего кода и необходимый для того, чтобы информация не считывалась с кадров во время движения кинопленки. Маркер должен располагаться ниже (или выше) уровня кадров, а сигнал с выхода маркерного фотоэлектрического усилителя 37 подается на остальные фотоэлектрические усилители 38-44 в качестве разрешающего.

В работе вычислителя 14 он не принимает участия.

На фиг. 2 дано также схематическое изображение блока воспроизведения 4 с фотоэлектрическими усилителями 3844. Это необходимо для того, чтобы показать с каких усилителей считываются соответствующие разряды кодов.

На пленке — программе 45 (см.фиг.3) нанесены кадры 46 с вопросом 4, кадры 47 с разъяснениями и коды управления типов 15-19. Коды управления расположены между кадрами, причем количество кодов, относящихся к одному кадру, может быть различным, что зависит от количества ветвлений от данного кадра. Например, от кадра 46 возможно семь ветвлений и кадрам 47, что зависит от ответа учащегося, количества допущенных ошибок и пути изучения предыдуших доз информаций.

6 кодов) типа 17, к каждому из которых относится только один код типа 18.

Адаптивное устройство работает следующим- образом.

После ввода учащимся ответа, блок 1 ввода ответов падает код ответа в вычислитель 14 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 5 памяти учебной информации. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вичислитель 14, который на основе кода ответа и кодов считываемых с кинопленки осуществляет поиск нужного кадра. Коды считываются последовательно (на фиг. 3 — слева направо), во время движения кинопленки. Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов. В этот блок поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 4 с фотоэлектрических усилителей 38-44, считывающих коды возможных ответов и разряд "Обязательное сравнение, а из блока 10 определенйя признаков учебной информации поступают сигналы о считывании кодов типа 15.

В исходном состоянии вычислитель 14 реагирует только на коды типа 15. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 10 блок 2 выдает. сигнал сравнения в блок управления 3.

Гсли ни один аз предусмотренных короВ возможных ответов не сравйивается с кодом ответа (учащийся ответил не предусмотренным образом, то придет код типа 15, стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд Обязательное сравнение" и при считывании такого кода блок 2 выдаст сигнал сравнения в блок управления 3.

22 8 па 16, код возможного числа ошибок ко торого сравнился с ходом числа ошибок, закодирован разряд прибавления единицы

26 пли разрад вычитания едщицьт из кода этапа обучения 27, то по разрешатощему сигналу из блока 3 управления, ход этатта обучения, храннцийса в блоке 13, прибавит единицу к своему предыдущему состояншо nm вычтет единицу соотве с-:. венно кодировке.

В -дальнейшем вычттслитель 14 реагиpyer только на коды типа 17. Kog возможного этапа обучения 29, поступатощий из блока 4 воспроизведения в блох

12 сравнения этапов обучения, сравнивается с кодом этапа обучения, храттятцттмса в блохе 13 при налиапт разре« шающего сттгнала, поступающего и»з блока 1О определения признааков. При сравнетпттт кода всевозможного этапа обучения с кодом этапа обучения, блок 12 сравнения этапов обучения выдаст сигнал в блок 3 управлетптя. Этот сигнал ñðaâпения может быть выдан также в случае прихода кода типа 17 с разрядом Обязательное сравнение". Блок 3 управления запоминает йаличие сравнения и в дальнейшем реагирует только на коды типа 18.

Первый пришедший код типа 18 вызывает появление сигналов из блока 1О в блок 3, который вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр 7 адреса. Адрес следующего кадра„содержащийся в коде типа 18 и поступающий из блока 4 в блок 7 записывается в регистре 7 адреса и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 3 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 14 в дальнейшем реагирует только на коды типа 19.

Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения Реверс

@ если нужный кадр нахотттгтся в стороне, противоположной ттервоначальному направлентпо движения кинопленки, m регистр 7 адреса подас> сигнал Реверс" в блок 5 памяти, по которому направление движения кинопленки изменится на противоположное

Блок 6 сравнения адресов производит поразрядное сравнение следующего кадра, приходящего из регистра 7 адреса и кода кадра, приходящего из» блока 4 воспроизве ведения, при наличии разрешающего сигнала из блока 1О определения признаков

7396

Блок управления 3 по сигналу ттз блока 2 производит запоминатпте наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сигйал на запись ошибки в- счетчик 9 ошибок и если в сравниваемом коде типа 15 закодирован разряд Неправитьно, который из блока 4 подаетса. в счетчик 9 .ошибок, то при совпадении двух сигналов счетчик 9 регистрирует ошибку. Одно- то временно счетчик 9 подает кратковременный сигнал в блок 11 индикации, который увеличивает длительность сигнала и яндицирует ошибку.-После запоминания сигяала сравнения т5 кода вом ожного ответа с кодом ответа блоком 3, вычислитель 14 в дальнейшем реагирует только на коды типа 16. При считывании кода чипа 16, блок 10 определения признаков подает разрешаюптий сиг- 20 нал в блок 8 сравнения ошибок, по которому вод всевозможного числа ошибок, поступающий из блока 4 воспроизведения в блок 8, сравнивается с кодом числа ошибок, ноступаюшим из счетчика 9 ошибок в блок 8. Пря поразрядном сравнении этих кодов блок 8 подаст сигнал сравнения кода возможного числа ошибок в блок

3 управления. Для уменьшения количества кодов тяпа 16, в этих кодах ЗО предусмотрен разряд Обязательное сравнение" .и если ведутся ветвления-по числу ошибок (например, при отсутствии отттибок должна выдаваться программа повышенной трудности, при 1 или 2-х ошиб-35 ках должна выдаваться программа средней труднос ти и при 3-х и большем числе ошибок должна выдаваться самая легкая программа), то для того чтобы не перечислять все возможные числа ошибок для самой легкой программы последним в подгруттпе кодов относящихся к сравненному коду возможного ответа ставится код типа 16 с Обя-„- ательньтм сравнением (он заменит группу кодов типа 16 с 3-я я большим числом ошибок .

В случае если не произоптло сравнение кеда во=-можного числа ошибок для программ повьппенной трудности, то придет код типа 16 с разрядом "Обязателт ное сравнение в блок 8 и блок 8 срав- . нения.ошибок выдаст сигнал сравнения в блок 3 управления.

Блок 3 производит запомпнание на55 лячия сравнения и выдает кратковременный разрешающий сигнал в блок 13 памяти этапов обучения. И если в коде ти739622

10 (о наличии кода типа 19). При порязрядном сравнении блоком 6 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок 5 памяти, по которому лентопротяжный механизм останавливается и фиксирует нужный кадр с информацией. На этом цикл поиска кадра заканчивается.

Цикл поиска кадра может быть без сравнения кода ответа. При организации линейного участка программы переход 10 от кадра к кадру можно осуществить с помощью одного хода типа 19, в котором код кадра — все нули, так как в исходном состоянии регистр 7 адреса находитс„". в нулевом состоянии и при считывании 15 кода типа 19 с нулевым кодом кадра происходит сравнение с нулевым адресом, блок 10 выдает сигнал о наличии признака кода тина 19 в блок 6, который формирует сигнал останова лентопротяж- 20 ного механизма, который поступает в блок 5 памяти.

Таким образом, выдача следующего кода производится в зависимости от ответа учащегося, количества допущенных 25 им ошибок и этапа изучения предыдущей информации. Но не всегда необходимо выдачу следующего кадра ставить в зависимость от этих трех условий. Часто, например требуется (при организации 30 разъяснений) выдачу следующего кадра производить в зависимости только ответа. учащегося. В этом случае коды кинопленки должны содержать после каждого кода (нескольких кодов) типа 15 ходы типа 16 55 и 17 с разрядами "Обязательное сравнение" и затем код типа 18. Коды типа

16 и 17 обязательны для данного устройства, но возможна разработка блока управления на основе еории конечных 40 автоматов, который позволяет не ставить кодов типа 16Ä 17, типа 15, т.е. запись адреса следующего кадра осуществлять в зависимости трех условий, двух или же одного. 45

Причем для сокрашения числа кодов и устранения необходимости перечисления всех возможных сбстояний счетчиха ошибок или блока памяти этапа обучения возможно применение блоков срав- 50 нения, выполняющих сравнение двух ходов по принципу "больше" и "меньше .

Применение данного устройства позволяет наилучшим образом реализовать многоуровневые обучающие программы и 55 производить выдачу дозы информации не только в зависимости от числа допущенных ошибок, но и в заэисимости от труд« ности предыдущей дозы информации.

Выдача следующего «адра ставится в зависимость от этапа обучения, а путь обучения зависит от числа допущенных ошибок, Это позволяет обучать всех учащихся по оптимальному для них пути, когда число ошибок близко х 15% от числа заданных вопросов (за оптимальное может быть взято и другое число процентов) .

Формула изобретения

Адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, соединеНный с блоком сравнения ответов, подхлюченнъм к блоку управления и к блоху воспроизведения учебной информации, который соединен с блоком памяти учеб; ной информации, 6локом сравнения адресов, регистром адреса, блоком сравнения ошибок, счетчиком ошибок и блоком определения признаков учебной информации, подключенным к блокам сравнения ответов, адресов и ошибок и к блоку управления, соединенному со счетчиком ошибок, блоком сравнения ошибок и регис1. ром адреса, который подключен к блоку сравнения адресов и блоку памяти учебной информации, соединенному с блоком ввода ответов и с блоком сравнения адресов, подключенным к регистру адреса, и блок индикации, подключенный к счетчику ошибок, который соединен с блохом сравнения ошибох, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройствФ за счет повышения степени адаптации, оно содержит блок памяти этапов обучения и блок сравнения кодов этапов обучения, подключенный к блоку управления, блоку определения признаков учебной информации, блоку воспроизведения учебной информации и блоку памяти этапов обучения, который соединен с блоками управления и воспроизведения и учебной информации.

Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 327510, кл. 609 В 7/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2529379/24, кл. 609 В 7/02, 1976 (прототип).

739622

Ш0а8 фее 5

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Н. Шильникова Гехред И. Асталош Корректор М. Пожо

Заказ 3051/8 Тираж 465 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Разыская наб., д. 415

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4