Адаптивное обучающее устройство

 

О П И С А Н И Е 746690

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистическик

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

4 (22) Заявлено 21,12.77 (21) 2558019/18-24 (51) М. Кл.

G 09 В 7/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.80 (53) УДК 681.3. .071 (088.8) ло делам изобретений и открытий

В. С. Великанов, А. Н. Маляров, А. С. Федечкин, В. А. Дегтярев и А. В. Алимпиев (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический институт имени В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО ., - :-1",,, ,hлй 1% t.

1 .

Устройство относится к автоматизации учебного процесса и может быть использовано в различных учебных заведениях.

Одно из известных адаптивных обучающих устройств содержит блок ввода ответов, связанный с блоком сравнения ответов и блоком памяти, соединенным с блоком воспроизведения, который подключен к блоку сравнения ответов, блоку сравнения ошибок, счетчику ошибок, регистру адреса, блоку сравнения адресов и блоку определения признаков, связанному с блоком управления, блоком. сравнения ошибок, блоком сравнения адресов и блоком сравнения ответов, подключенным к блоку управления, связанному со счетчиком ошибок, соединенным с индикаторным устройством и блоком сравнения ошибок, подключенным к блоку управления, подсоединенному к регистру адреса, связанному с блоком памяти и блоком сравнения адресов, выход которого подключен к блоку памяти (1).

Это устройство позволяет производить выбор следующего кадра в зависимости от ответа учащегося и всего количества сделанных им ошибок.

Однако при реализации адаптивных обу2 чающих программ преподавателю часто бывает необходимо осуществлять переходы от кадра к кадру по числу ошибок, допущенных внутри каждой части программы, соответствующей определенному разделу или теме учебного материала, т.е. допущенных внутри каждого этапа программы. Общее число ошибок, допущенных учащимся по всей программе, не позволяет объективно оценить знания учащегося по данному этапу.

1о Это устройство не позволяет определять, как распределены ошибки, допущенные учащимся по этапам, оно определяет лишь уровень усвоения материала в целом по программе. А это в свою очередь влечет за собой неправильную организацию процесса обучения: плохо усвоенные части программы (этапы) повторно изучаются наравне с частями программы, усвоенными хорошо, тогда как на плохо усвоенный материал следует обращать большее внимание.

Таким образом, устройство не позволяет осуществлять повторных ветвлений на плохо изученные этапы.

Наиболее близким техническим решением является обучающее устройство, со746690 держащее блок ввода ответов, связанный с блоком сравнения ответов и блоком памяти, соединенным с блоком воспроизведения, который подключен к блоку сравнения от-....,;ветов, блоку регистрации, счетчику этапов, регистру адреса, блоку сравнения адресов и блоку определения признаков, подсоединенному к блоку управления, блоку сравнения адресов и блоку сравнения ответов, связанному с блоком управления, соединенным с блоком регистрации и регистром адреса, подключенным к блоку памяти и блоку сравнения адресов, связанному с блоком памяти и счетчиком этапов, подключенным к дешифратору этапов, соединенному с пультом преподавателя и с блоком счетчиков ошибок по этапам, связанным. с пультом преподавателя, а кроме того, выходы блока регистрации подключены к пульту преподавателя и блоку счетчиков ошибок по этапам (2).

Это устройство позволяет преподавателю получать информацию о том, на каком этапе обучения находится учащийся и сколько он допустил ошибок внутри каждого этапа.

Однако это устройство не позволяет реализовывать адаптивные обучающие программы, в которых выбор следующего кадра каждого этапа производится в зависимости от количества допущенных учащимся ошибок внутри данного этапа.

Причиной этого недостатка является отсутствие блока сравнения ошибок по этапам, а также коммутатора, подключающего счетчика ошибок по этапам к блоку сравнения ошибок по этапам во время прохождения данного этапа программы.

Цель изобретения — повышение точности устройства, а также расширение функциональных возможностей его.

Эта цель достигается тем, что в известное устройство введены блок сравнения ошибок по этапам обучения и коммутатор, подключенный к выходам блока определения этапов учебного процесса и блока -счетчиков ошибок по этапам обучения и ко входу блока сравнения ошибок по этапам обучения, который соединен с блоком воспроизведения учебной информации, блоком определения признаков учебной информации и блоком управления.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 даны четыре типа кодов со схематическим изображением блока воспроизведения.

В обучающем устройстве (фиг. 1) блок 1 ввода ответов связан с блоком 2 сравнения ответов и блоком 3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения, который подключен к блоку 2 сравнения ответов, блоку 5 регистрации, счетчику 6 этапов, регистру 7 адреса, блоку 8 сравнения адресов, блоку 9 сравнения ошибок по этапам обучения и блоку 10 ойределения признаков, подсоединенному к блоку 11 управления, блоку

S о

ts ъо

2f зю зю о

4$

so

8 сравнейия адресов, блоку 9 сравнения ошибок по этапам обучения, блоку 2 сравнения ответов, связанному с блоком 11 управления, соединенным с блоком 5 регистрации и регистром 7 адреса; подключенным к блоку 3 памяти и блоку 8 сравнения адресов, связанному с блоком 3 памяти и счетчиком 6 этапов, подключенным к дешифратору 12 этапов, соединенному с коммутатором 13 и с блоком 14 счетчиков ошибок по этапам обучения, связанным с коммутатором 13, соединенным с блоком 9 сравнения ошибок по этапам обучения, связанным с блоком 11 управления, а кроме того, выходы блока 5 регистрации подключены к блоку 14 счетчиков ошибок по этапам обучения.

Счетчик 6 и дешифратор 12 объединены в блок 15 определения этапов учебного процесса.

Блок 1 ввода ответов состоит из цифробуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (на фиг. не показаны).

Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм (на фиг. не показаны).

Блок 4 воспроизведения состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их. Блок 5 регистрации включает в себя счетчик ошибок со схемой совпадения на счетном входе, дешифратор и индикаторные лампы оценки (на чертеже не показаны).

Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (фиг. 2). В предлагаемом устройстве программа имеет четыре типа кодов

16, 17, 18, 19 с различными функциями в управлении работой устройства.

Коды 16 содержат код 29 возможного ответа, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд 21 «обязательное сравнение», необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 22 «неправильно», предназначенный для занесения одного штрафного балла в блок 5 регистрации, и отличительный признак 23, служащий для опознавания кодов типа 16 устройством.

Отличительный признак 23 содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов, например 3-й снизу разряд светлый, а 2-й снизу разряд темный, Коды типа 17 содержат код возможного числа ошибок в этапе 24, служащий для сравнения с кодом числа ошибок в этапе, хранящимся в блоке счетчиков ошибок по этапам обучения 14, разряд 25 «обязательное сравнение», предназначенный для безусловного сравнения с кодом числа ошибок в этапе, и отличительный признак 26, 746690 предназначенный для опознавания типа кода устройства (3-й снизу разряд темный, Я-й снизу разряд светлый).

Коды типа 18 содержат адрес 27 следующего кадра, по которому нужно «искать» следующий кадр и отличительный признак 28, предназначенный для опознавания типа кода устройством (2-й и 3-й снизу разряды темные) .

Коды типа 19 содержат код 29 кадра, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра, разряд 30 «=тап», необходимый для занесения единицы в счетчик 6 этапов, и отличительный признак 31 (2-й и 3-й разряды снизу светлые).

В кодах всех типов существует один служебный разрад 32 — «маркер», предназначенный для формирования разрешающего 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 33 подается на остальные фотоэлектрические усилители 34 — 39 в качестве разрешающего. На фиг. 2 дано также схематическое изображение блока 4 воспроизведения с фотоэлектрическими усилителями

34 — 39.

Предлагаемое обучающее устройство работает следующим образом (фиг. 1).

После ввода учащимся ответа блок 1 ввода ответов выдает код ответа в блок 2 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в блоки устройства, где на основе кода ответа и кодов, считываемых с кинопленки, осуществляется поиск нужного кадра.

Коды считываются последовательно 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 34 — 36, считывающих коды возможных ответов и разряд «обязательное сравнение», а из блока 10 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов 16.

В исходном состоянии устройство реагирует только на коды 16. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 10, блок 2 сигнал сравнения выдает с блока 11 управления.

Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил непредусмотренным образом), то придет код типа 16, стоящий последним среди кодов 16, в котором содержит разряд «обязательное сравнение», s

1j

20 и

Зо

as

4S

so

Л и при считывании такого кода блок 2 выдаст сигнал сравнения в блок 11 управления.

В блок 10 определения признаков поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения, занятых отличительными признаками, а из блока 10 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 16, в блок сравнения ошибок по этапам 9 обучения, если считываемый код является кодом типа 17, в блок управления

11, если код относится к типу 18, и в блок 8 сравнения адресов, если это код типа 19.

Блок 11 управления по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись ошибки в блок 5 регистрации, и если в сравниваемом коде типа 16 закодирован разряд «неправильно», который из блока 4 подается в блок 5 регистрации, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует и индицирует ошибку, а также выдает сигнал ошибки в блок 14 счетчиков ошибок по этапам обучения.

Разрешающий сигнал на запись ошибки из блока 5 регистрации поступает в блок 14 счетчиков ошибок по этапам обучения, куда также поступает сигнал номера этапа из дешифратора 12 этапа. Дешифратор 12 этапов подает разрешающий сигнал на вход одного из счетчиков, находящихся в блоке

14 счетчиков ошибок по этапам обучения и соответствующих определенным этапам обучения. По сигналу из блока 5 регистрации и по разрешающему сигналу из дешифратора 12 этапов блок 14 счетчиков ошибок по этапам обучения суммирует ошибки, полученные учащимся по каждому из этапов.

После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа блоком 11, устройство в дальнейшем реагирует только на коды типа 17.

Коммутатор 13 подключает к блоку 9 сравнения ошибок по этапам обучения один из счетчиков блока 14 по одному из разрешающих сигналов из дешифратора 12 этапов. К блоку 9 подключается тот счетчик блока 14, который соответствует данному этапу прохождения программы.

Код возможного числа ошибок в этапе, содержащийся в коде типа 17 и считываемый с 34 — 35 разрядов фотоусилителей, подается из блока воспроизведения 4 в блок сравнения, где сравнивается с кодом числа ошибок в этапе, хранящимся в одном из счетчиков блока 14. Сравнение происходит при наличии разрешающего сигнала из блока 10 определения признаков, который вырабатывается, если код пленки является кодом типа 17. При сравнении кода возможного числа ошибок в этапе с кодом числа ошибок .в этапе блок 9 выдаст сигнал сравнения в блок 11 управления.

746690

Если ни один из пришедших кодов возможного числа ошибок в этапе не сравнился с кодом числа ошибок в этапе, то придет код типа 17, стоящий последним среди кодов типа 17, в котором содержится разряд «обязательное сравнение», и при считывании такого кода блок 9 выдаст сигнал сравнения в блок 11 управления. Устройство в дальнейшем реагирует только на коды типа 18.

Первый пришедший код типа 18 вызывает появление сигнала из блока 10 в блок 11, 0 и блок 11 вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр адреса.

Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 18 и поступающий из блока 4 в блок 5, записывается в регистр 7 адреса

15 и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 11 запоминает и повторных сигналов не выдает, а устройство в дальнейшем реагирует только на коды типа 19. эю

Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения «Реверс», и если нужный кадр находится в стороне, противоположный первоначальному направлению движения кинопленки, то регистр 7 адреса выдаст сигнал «Реверс» в блок памяти 3, по которому направление движения кинопленки изменится на противоположное.

Блок 8 сравнения адресов производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра 7 адреса зр и кода кадра, приходящего из блока 4 воспроизведения при налйчйи разрешающего сигнала из блока 10 определения признаков (о наличии кода типа 19). При поразрядном сравнении блок 8 выдает сигнал на останов лентопротяжного механизма в блок 3 памяти.

Одновременно сигнал останова подается в счетчик 6 этапов, и если в сравниваемом коде типа 19 закодирован разряд «этап» (сигнал от этого разряда из блока 4 подается в счетчик 6 этапов), то при совпадении этих сигналов блок 6 прибавит единицу к предыдущему состоянию, Применение данного устройства позволяет осуществлять переход от кадра к кадру в каждом этапе в зависимости от количества 4$ ошибок, допущенных внутри этайа" .

Большое количество ошибок, допущенных в результате ответов учащегося по всей программе, не дает основания утверждать, 8 что вся программа плохо изучена, так как вполне возможно, что большинство из этих ошибок было допущено учащимся по какому-либо одному этапу. Для усвоения программы необходимо повторное изучение не всей программы, а отдельного ее этапа.

Таким образом, учащийся не будет тратить время на изучение уже усовенного материала, а будет изучать лишь тот материал, который им не был усвоен, что повышает точность и эффективность процесса обучения.

Формула изобретения

Адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к блоку сравнения ответов и блоку памяти, соединенному с регистром адреса, блоком сравнения адресов и блоком воспроизведения учебной информации, который подключен к блоку регистрации, блокам сравнения адресов и ответов, регистру адреса; блоку определения признаков учебной информации и блоку определения этапов учебного процесса, соединенному с блоком сравнения адресов, подключенным к регистру адреса и блоку определения признаков учебной информации, который соединен с блоком управления и блоком сравнения ответов, подключенным к блоку управления, соединенному с регистром адреса и блоком регистрации, который подключен к блоку счетчиков ошибок по этапам обучения, соединенному с блоком определения этапов учебного процесса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обучения, оно содержит блок сравнения ошибок по этапам обучения и коммутатор, подключенный к выходам блока определения этапов учебного процесса и блока счетчиков ошибок по этапам обучения и ко входу блока сравнения ошибок по этапам обучения, который соединен с блоком воспроизведения учебной информации, блоком определения признаков учебной информации и блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2429379/24, кл. G 09 В 7/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2540119/24, кл. G 09 В 7/02, 03.11.77 (прототип).

746690 (I ! 1 (о4( (! ! (! ! (О4 с еч ! (1 1

1 (! 1 ! ъ а ((! i ся М М (! (! (! (( ц (J сч(сч ъ !

Составитель А. Карлов

Редактор И. Ковальчук Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4109/21 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

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