Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii997061

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19. 06. 81(21) 3306689/18-24

Р М g+ з

G 09 В 9/00 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1М283. Бюллетень М (Д1УДК 681.3.071 (088.8) Дата опубликования описания 150283 (72) Авторы изобретения

В.М. Гиндеров, Т.В. Попова и В. Н. Радкевич (7t) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ: ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к техническим средствам программированного обу чения и может быть использовано при изучении дисциплин, где необходимо контролировать умение обучаемых принимать правильное решение в условиях дефицита времени. Такие требования в первую очередь предъявляются к операторам (руководителям, диспетчерам) различного рода автоматизиро. ванных систем оперативного управления (транспортом, технологическим процессом, предприятием, строительством, промышленностью и т.д.).

Известно устройство, содержащее блок задания программы, блок задания временных параметров, блок индикации, блок формирования эталонных ответов, счетчик временных параметров, блок суммирования, функциональный преобразователь, блок определения весов ошибок, блок регистрации, блок сравнения, блок формирования эталонов временных параметров и блок управления (1) .

Недостатками данного устройства являются возможность контроля ограниченного круга навыков оператора (соответствие действий оператора эталонной последовательности, точность измерения параметров сигналов) и невоэможность контроля умения операторапо принятию правильного решения

5 в условиях дефицита времени

Известно также устройство, содер. жащее блок предъявления информации, блок управления, блоК индикации, блок ввода информации, блок оценки, блок, совпадения, блок контроля стабилизации параметров обучения, вы" числитель характеристик учебного процесса и регистратор.. УстройСтво позволяет определять научно-обоснованные нормативы по времени, точнос. ти и правильности решения задач для различных уровней подготовленности обучаемых операторов (2) .

Однако это устройство не позволя" ет оценивать умение операторов распознавать и правильно отвечать на принципиальйо-важные частные вопросы при ответе на серию вопросов.

Наиболее близким к иэобретенню является устройство, содержащее блои предъявления информации, логический блок, блок ввода информации, блок индикации, блок вычисления взаимной корреляции количества вопросов и пра ,вильных ответов, блок оценки, блок контроля времени решения задачи,.со497061 ответствующий иэ счетчика нерешенных по времени задач, узла совпадения, датчика времени, счетчика теку. ,щего времени и индикатора времени.В зависимости от сложности вопро-, са (задачи) экзаменатор устанавлива ет на датчике времени допустимое время ответа на вопрос (решения задачи).

Испытуемый вводит ответы через. блок ввода информации в логический блок, где они сравниваются с эталонными, Если испытуемый не решил задачу за установленное время, логический блок воспринимает это как неправильный ответ (3} .

Недостатком известного устройства является относительно невысокая точность контроля знаний, так как при оценке знаний учитываются временные параметры, но не учитываются важность решаемых задач.

В практике оперативного управления большое значение имеет своевременность принятия решения, состоящего из цепи последовательно принимаемых частных решений, причем некоторые из них являются принципиальными, т.е. обладают повышенной важностью.,В таком. случае даже неверно принятое одно или несколько не принципиальных решений не оказывает существенного влияния на ценность всего решения в ЗО целом.

Цель изобретения - повышение точ-. ности устройства за счет учета важности принимаемых решений в условиях дефицита времени. 35

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора, блок задания времени, блок логической обработки 4О и блок ввода учебной информации, выход которого соединен с вторым входом блока логической обработки, второй выход которого подключен к входу .блока предъявления учебной информа,ции, третий вход — к входу блока вво-:, ответных действий оператора, а твертый вход - к выходу блока взаимйой корреляции количества вопросов и правильных ответов, выход которого соединен:c входом блока оценки, введен блок учета важности ответов, вход которого соединен с третьим выходом блока логической обработки, первый и второй выходы — с вторым и треть» им входами блока взаимной корреляций количества вопрсов и правильных от.ветов соответственно.

Блок учета важности ответов содержит регистр и последовательно соединенные генератор, счетчик, элемен- 60 ты И группы, первый элемент ИЛИ, два элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых являются соот ветственно первым и вторым выходами блока, вторые входы элементов И, ВТо 6$ рого и третьего элементов ИЛИ и вхоп регистра являются входом блока.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока логической об; работки; на фиг. 3 - то же, блока интерполяции; на фиг. 4 - график, поясняющий работу устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) блок

1 ввода учебной информации, выполненный в виде устройства считывания с перфоленты (типа FS 1501) и предназначенный для считывания с перфоленты учебной информации и кодов команд, используемых для автоматичес" кого управления работой всех блоков устройства; блок 2 логической обработки, предназначенный для сравнения ответов, сформированных обучаемым, с эталонными ответами, а также для распределения считанной с перфоленты информации и выработки управляющих сигналов; блок 3 предъявлений учебной информации, выполненный в виде серийно-выпускаемого алфавитнопечатающего устройства (например, Consul ) и предназначенный для предъявления обучаемому учебной информации; блок 4 ввода ответных действий оператора, выполненный в виде наборного поля с кнопочными переключателями. Кнопкам переключателя может придаваться различное значение в зависимости от изучаемого курса.

С помощью наборного поля обучаемый формирует ответы, а также управляющие сигналы готовности к работе и ввода ответа на вопрос; блок 5 заданий (контроля) времени, содержащий счетчик текущего времени, датчик времени, узел совпадения, индикатор вре. мени (не показаны) и предназначенный для определения своевременности ответов обучаемого; блок б учета важности ответов (интерполяции), предназначенный для учета важности принимаемых частных решений (ответов на вопросы) з условиях дефицита времени; блок 7 взаимной корреляции количества вопросов и правильных ответов, выполненный в виде счетчиков числа заданных,вопрсов и ошибочных ответов, выходы которых подключены к матричному дешифратору, соединенному с соответствующими входами логических схем ИЛИ (не показаны), и предназначенный для определения качества ответов обучаемого по количес,тву неверных ответов с учетом важности заданных вопросов у блок 8 оценки, выполненный в виде запоминающих элементов и элементов индикации и предназначенный для запоминания и индикации полученной обучаемым оценки, Блок 2 содержит (фиг, 2) узел 9 элементов ИЛИ, дешифратор 10, предназначенный для преобразования инфор.

997061

6 мации, считанной с перфоленты в вид, удобный для обработки, дешифратор-11 кодов команд, предназначенный для выработки управляющих сигналов, ком,мутатор 12, йредназначенный для рас пределения информации (вопросы, эталонные ответы, важность), элемент 13

ИЛИ, регистр 14, предназначенный для промежуточного хранения эталонных ответов, узел 15 сравнения, предназначенный для сравнения ответов обучае- . мого с эталонными, элементы 16 и 17

И, предназначенные для разрешения про хожденйя информации с выходов узла

15 сравнения прй условии своевременности ответа обучаемого (т.е. если время формирования обучаемым ответов не,больше времени, установленного экзаменатором.на датчике времени блока 5 контроля времени, инвертор 18, элементы 19 и 20 И, .предназначенные для разрешения прохождения.информации с выходов узла 15 сравнения при условии несвоевременности ответа обу. .чаемого (т.е, если время формирования обучаемым ответов больше времени, установленном экзаменатором на датчике времени флока 5 задания времени), элементы 21 и 22 ИЛИ.

Блок 6 содержит (фиг. 3) регистр

23, предназначенный для промежуточного хранения важности вопросов, генератор 24, счетчик 25, группу 26 элементов Й элемент 27 ИЛИ, предназначенный для преобразования параллельного кода важности, хранящегося в регистре 23, в последовательный код, элементы 28 И и 29 ИЛИ, предназначенные для организации прохождения информации в счетчик числа заданных вопросов блока 7, элементы 30 И и

31 ИЛИ, предназначенные для организации прохождения информации в счетчик числа ошибочных ответов блока 7.

Устройство работает следующим образом.

На перфоленте в определенной последовательности нанесены коды вопросов (в том числе дополнительных), . эталонных ответов на вопросы, важнос ти вопросов (ответов) и коды команд, которые используются для автоматичес. кого управления работой всех блоков устройства. К кодам команд относятся например, Вопрос 1, Ответ Останов, Запуск, Установка в исходное состояние и т,д. Перфорация ленты производится с помощью стандартных перфораторов.

Перед началом работы устройство находится в исходном состоянии: все регистры, счетчики и триггеры блоков устройства установлены в исходное со тояние сигналом, выработанным при включении питания. Узел выработки" сигнала при включении питания на стр ктурной схеме устройства для контроля знаний операторов не показан.

Эк заменатор устанавливает допустимое время ответов с помощью датчика времени блока 5. Это время отобража" ется на индикаторе блока 5 для сведения обучаемого. Оператор путем нажа

)тия кнопки Готов к работе на бло.

5,ке 4 формирует сигнал готовности к работе, поступающий в блок 2 через узел 9 элементов ИЛИ на вход дешифратора ll. На выходе дешифратора 11 появляется сигнал, поступающий через элемент 13 ИЛИ в блок 1 и разрешающий считывание с перфоленты.

Считанные с перфоленты коды команд из блока 1 поступают в блок 2 и через узел 9 элементов ИЛИ на де15 шифратор 11. В зависимости от кода команды на выходах дешифратора 11 формируются управляющие сигналы, поступающие на узлы и блоки устройства и обеспечивающие автоматическое управление всеми блоками устройства.

Считанные с перфоленты коды вопросов, эталонных ответов и важности sorr. росов поступают из блока 1 в блок 2 на входы дешифратора 10. Информация с выходов дешифратора 10 через коммутатор 12 поступает соответственно в блок 3 для предъявления вопросов обучаемому, в регистр 14 и в регистр

23 блока 6. После предъявлейия обучаемому вопросов управляющий сигнал с выхода дешифратора 11 блока 2 поступает в блок 5 и запускает счетчик текущего времени. Как и в прототипе информации с выхода счетчика те. кущего времени постоянно отображает-, ся на индикаторе блока 5 и поступает на узел совпадения, где .сравнивается со временем, установленным на датчике времени. Таким образом, обучаемый, отвечая на вопрос, знает о

4О величине оставшегося времени по текущему времени и допустимому времени ответа на вопрос, отображенном на индикаторе блока 5.

Обучаемый формирует ответы на воп45 рос в блоке 4 и вводит их в блок 2 путем нажатия кнопки Ввод на блоке 4. Управляющий сигнал ввода из блока 4 поступает в блок 5, запрещая дальнейшую запись в счетчик текущего времени.

Коды ответов на вопросы из бЛока

4 поступают в блок 2 на первые входы узла 15 сравнения, на вторые входы которого поступают коды эталонных ответов на вопросы из регистра 14. э5 Если ответ был верным, то сигнал.с выхода узла .15 поступает. на первый вход элемента 17 И, на. второй вход которого поступает сигнал с выхода узла совпадения блока 5 через инверс-що тор 18. Если время, потраченное .обучаемым на ответ, не больше установленного экзаменатором на датчике,. что у. соответствует отсутствию сигнала на входе инвертора 18, то сигнал с выдь хода элемента 17 И,через элемент 21

997061

d0 5

ИЛИ поступает в блок б на первые входы элементов 28 и 29 И и ИЛИ. С выхода элемента 29 ИЛИ сигнал поступает в блок 7 на вход счетчика числа заданных вопрсов. Если вопрос имеет важность, то в блоке б параллельный код важности преобразуется в последовательный с помощью генератора 24, счетчика 25 и элементов 26 И и 27

ИЛИ. Код важности поступает на второй вход элемента 28 И и через элемент 29 ИЛИ поступает в блок 7 на вход числа заданных вопросов, Если ответ, набранный оператором, не соответствует эталонному, то сигнал с выхода узла 15 сравнения .поступает на первый вход элемента 16 И, на второй вход которого поступает сигнал с .выхода узла совпадения блока 5 через инвертор 18. Если время, потраченное оператором на ответ, не больше установленного экзаменатором на датчике времени, то сигнал с выхода элемента 16 И через элемент 22 ИЛИ поступает в блок 6 интерполяции на первые входы элементов 30 и 31 И и ИЛИ. Этот же сигнал через элемЕнт 21 ИЛИ блока

2 поступает в блок б на первые входы ,элементов 28 и 29 И и ИЛИ. Сигналы с выходов элементов 29 и 31 ИЛИ поступают в блок 7 соответственно на входы счетчиков числа заданных вопросов и числа ошибочных ответов. Если вопрос имеет важность, то преобразованная в последовательный код важность вопроса через соответствующие элементы 28, 29, 30 и 31 И и ИЛИ поступает в блок 7 на входы соответствующих счетчиков числа заданных вопросов и числа ошибочных ответов, Если оператор не уложился в заданное экзаменатором время, о чем свидетель ствует сигнал, вырабатываемый в блоке 5 узлом совпадения и поступающий в блок 2 на входы элементов

19 и 20 И, то независимо от верности ответа на выходе элемента 22

ИЛИ появляется сигнал, поступающий в блок б. Таким образом, несвоевременность ответа на вопрос воспринимается блоком б интерполяции как ошибочный ответ, Если вопрос, на который оператором не был своевременно дан ответ, имеет важность, то на выходах элементов 29 и 31 ИЛИ блока

6 появляются сигналы точно так же, как и в случае ошибочного ответа.

После того, как обучаемый ответич на все предъявленные ему вопросы, в блоке 7 в счетчиках числа заданных вопросов и ошибочных ответов содер- . жится информация о количестве (с уче том важности) соответственно заданных вопросов и ошибочных ответов, Результат взаимной корреляции величин, содержащихся в счетчиках блока 7, мо жет соответствовать (как в прототипе) одной из трех зон Сдал, Не сдал, Продолжить спрос . Для

И-бальной системы результат взаимной корреляции также соответствует одной из трех зон, с той разницей, что зоны Сдал и He сдал дифференцированы. Если в блоке 7 вырабатывается сигнал, соответствующий зонам Сдал или Не сдал, то эта информация поступает в блок 8 оценки, где про.исходит запоминание .и индикация оценки. Если в блоке ? вырабатывается сигнал, соответствующий зоне Про.должать опрос, то он поступает в блок 2 и через элемент 13 ИЛИ - в блок 1 и является разрешающим для считывания с перфолентой кодов команд и дополнительных вопросов, эталонных ответов и важности вопросов.

Процесс предъявления обучаемому дополнительных вопросов продолжается до тех пор, пока в блоке 7 не появляется сигнал, соответствующий зонам Сдал или Не сдал, Устройство устанавливается в исходное состояние.

Учет важности вопросов в блоках

6 и 7 при оценивании знаний обучаемого происходит следующим образом, В прототипе работа блока взаимной кор- . реляции для оценки по двухбальной системе поясняется графиком (фиг. 4), где n — число заданных вопросов; m " число ошибочных ответов; зона А— соответствует оценке Не сдал 1 зона  — соответствует сигналу Про. должить опрос ; эона С - соответствует оценке Сдал .

Границы зон А, В и С устанавливаются аппаратно, т.е. в соответствии с графиком, выходы матричного дешифратора подключают к входам схем ИЛИ, выходы которых соответствуют сигналам Сдал или Продолжить опрос, или Не сдал . При этом на входы матричного дешифратора поступает содержимое счетчиков числа заданных вопросов (n) и числа ошибочных ответов (m). В предлагаемом устройстве на входы блока взаимной корреляции поступает не число заданных вопросов и ошибочных ответов, а число с учетом важности каждого вопроса (ответа) .

Это позволяет влиять на границы зон, повышает точность контроля знаний оператора, Например, обучаемому предложена серия из 14 вопросов, причем некоторые из них обладают повы-! шенной важностью Ьд =1,Ь4=6,Ь7=2,Ь,о ,-<0,Ü„,ð4, b<4 1, ГАВ b„- валентность п-ого вопроса). При четырех,ошибочных ответах (на б, 7, 9 и 14 вопросы) в прототипе в счетчиках число ошибочных ответов и заданных вопросов содержатся соответственно числа

4 и 14, что соответствует точке 1 (зона продолжит опрос ) на графике (фиг. 4). В предлагаемом устройстве в счетчике числа заданных воп997061

10 росов содержится число 39 (т.е. количество заданных вопросов (14) плюс важность заданных вопросов 3 +5 +Ь., 4 7 Ь +Ь, +Ь„4 ° (25) . В счетчике

1 числа ошибочных ответов содержится число 7, т.е. количество ошибочных ответов (4) плюс важность ошибочных ответов Ь7+Ь,,4 (3) . Соотношение 7 и

39. соответствует точке 2 (зона Сдал" на граФике), т.е. при важности даже несколько ошибочных, но не принципи- 10 альных ответов не снижают ценность всего решения в целом.

При этом же количестве ошибочных ответов, но на другие более важные вопросы -(на 2, 4, 10 и 13 вопросы) )5 в счетчике числа ошибочных ответов содержится число 26, т.е. количество ошибочных ответов (4) плюс важность с ошибочных ответов >g+Ь4+Ь о+Ь1,, (22) ..

Соотношение 26 и 39,,соответствует 20 точке 3 (зона. Не сдал ) на графике. Точно так же влияет учет важности вопросов .и при оценке знаний обучаемого по Н-бальной системе, Использование предлагаемого уст- д ройства по сравнению с базовым позволяет оценивать уровень подготовки операторов по их способности, принимать правильные многошаговые решения в условиях дефицита времени с учетом важности ответов на частные вопросы.

Повышение .точности контроля знаний: операторов достигается за счет анализа не только верности ответов, но

I и их важности, при этом у педагога появляется возможность устанавливать степень освоения учашимся и распознавания им принципиально важных положений изучаемого материала. .Предлагаемое устройство универсально с -точки зрения возможности ис- 40 пользования его для проверки знаний обучаемого по различным дисциплинам и не требует никаких структурных или конструктивных Доработок .при: переходе одного уровня сложности задач к 45 другому. Устройство универсально и в том смысле; что его можно использовать в качестве тренажера для операторов автоматизированных систем оперативного управления, для этого достаточно кнопкам блока ввода придать значение информационных и функциональных элементов пульта оператора» ,Предлагаемое устройство просто в эксплуатации, так как обучаемый помимо кнопок для формирования ответа манипулирует только двумя кнопками управления Готов к работе и Ввод

Предлагаемое устройство позволяет обученному оператору контролиро" вать время принятия решения, а педа- Щ

rory оценивать влияние темповой напряженности на правильность решения учащимся серии вопросов. Исследование в качестве блока предъявления алфавитно-цифрового печатаюшего уст" ройства позволяет организовать выдачу учебной информации (вопрос, ответ,. эталонный ответ, важность вопроса, время ответа на вопрос, эталонное время на вопрос, оценка) учаШемуся и педагогу в виде справок, что значительно расширяет дидактические воЭ. можности устройства, позволяй проиэ водить статический учет и анализ в процессе обучения.

Одновременный учет своевремениос ти и важности принимаемых решений позволяет значительно повысить качество подготовки операторов автоматизирован. ных систем управления.

Формула изобретения

1; Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов ав-, томатизированных систем управлений; ° содержашее последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора, блок задания времени, блок логической обработки и блок вода учебной информации, выход которого соединен с вторым входом блока логической обработки, второй выход которого подключен к входу блока нредьяв. ления учебной информации, третнй. вход — к выходу блока ввода ответных действий оператора, -а четвертый вход к выходу блока взаимной корреляции:.количества вопросов и правильных ответов, выход которого соединен.с входом блока оценки, о т л и ч а ю,ц ее с я тем, что, с целью повышения, точности устройства, в него введен блок учета важности ответов, вход которого соединен.с третьим выходом блока логической обработки,-а первый и второй. выходы - c вторым и третьим входами блока взаимной корреляции количества вопросов и правильных ответов соответственно.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что . в нем блок учета важности ответов содержит регистр и последовательно соединенные генератор, счетчик, элементы И группы, первый элемент ИЛИ, два элемента

И и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых являются соответственно первым и вторым входом блока,вторые входы элементов И,второго и .треть-. его элементов ИЛИ и вход регистра являютоя входом блока, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 734792, кл. G 09 В 7/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 758229, кл. G 09 B 7/02, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 748494, кл. G 09 В 7/02, 1978 (прототип).

9970б1

Составитель A.Êàðëîâ .Редактор A.Ãóëüêo. ТехредТ.Фанта Корректор И. Ватрушкина

Заказ 937/б8 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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