Устройство для контроля знаний обучаемых

(21) 3 (22) 1 (46) 3 (72) В (53) 6 (56) Ав У 9551 9 вход го э элемента ента И, в щ входом с нто одом элемен н орого по тво СССР 1982.(54) (57) ЗНАНИЙ 0 обучающе ный с пе связанного с вых РОЛЯ ультдиненнения,вым входом одом сняза правильных которого с лока сра ый с вых ом вторым счетчи етон, нен с ервым ыи ения, пе первым в лока упраязанного ыхо ом одом ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ УСТРОИСТВО ДЛЯ КОУЧАЕМЫХ, содержащее первым выходом со блока ввода ответов, второи выходкоторого соединен с входом блокакодирования, второй вход счетчикаправильных ответов соединен с выхо-.дом элемента И, второй выход пультаобучающего соединен с табло команд,блок оценки, блок акустической связи и элемент задержки, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обучения путемоперативной коррекции деятельностиобучаемых, оно имеет блок коррекции,формирователь одиночных импульсов,дополнительные элементы И, блок сран.нения и счетчик числа символов., перный вход которого соединен с первыми входами блока коррекции, формирователя одиночных импульсов, элементов И н с первым выходом блокакодирования, вторым выходом связанно.го с первым входом дополнительногоблока сраннения, выходы которогосоединены соответственно с вторыми ЯО 1176362 А И и дополнительноыходом связанного лока коррекции и с адержки, выход кок третьему входу первым выходом свявходом формировампульсов, выходом дом счетчика числа символов, с первым входом пульта обучающегос первым выходом блока сравнения й с вторым выходом блока управления, третьим выходом связанного с третьим входом формирователя одиночных импульеов, четвертый вход которого соединен с первым входом счетчика правильных ответов, пятый вход - с выходом элемаита задержки, а шестой - с вторым входом счетчика числа символов, связанного с первым выходом блока ввода ответов и с четвертым нходом блока коррекции, перный выход которого соединен с третьим входом счетчика ,числа символов, четвертым входом соединенного с четвертым входом блока коррекции и с первым выходом блока управления, первый вход блока ввода ответов соединен с вторым выходом блока коррекции, пятым входом соединенного с вторым входом счетчика правильных ответов, шестым - с третьим выходом пульта обучающего, а седьмым - с вторым входом дополнительного блока сравнения и с первым входом блока сравнения, третьи входы которого соединены с соответствующими первыми входами блока оценки:/и с четвертыми выходами блока управРления, . пятье выходы и вто1176362 г. м дакто дписное и аб., д,4/ оектная, 4 оставитель А.Чебьппевехред М. Кузьма з 5366/50 Тираж 452 ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская иал ППП "Патент", г.ужго орректор Л.Пилипенкорые входы которого связанысоответственно с вторыми входами и: с третьими вьйодами блокаввода ответов,.при этом второй выходблока сравнения соединен с вторымвходом блока оценки, третий вход которого связан с третьим выходом блока коррекции, четвертый выход и второй вход пульта обучающего соеди-.нены с соответствующим входом и выходом блока акустической связи.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок коррекции включает триггер памяти, таб.ло ошибки, счетчик времени, генератор, дешифратор и блок памяти, при"чем счетчик времени первйм входомсоединен с первым входом блока кодирования, вторым входом - с первымвыходом блока управления третьимвходом - с первым выходом блока вво.да ответов, четвертым - с выходомгенератора, связанного входом стретьим выходом пульта обучающего,а выходом счетчик времени соединен,с третьим входом счетчика числа символов и с первым входом дешифратора, выходом соединенным через блокпамяти.с первым входом блока вводаответов, вторым входом дешифраторсоединен с выходом элемента И,третьим входом - с вторым входомдополнительного блока сравнения,четвертым входом - с выходом элемента задержки, с первым входом триггера памяти, второй вход которого сое.динен с выходом дополнительного элежнта И, а выход связан с входом табло ошибки, второй вход блока памятисоединен с вторым входом счетчикавремени и с четвертым входом счетчика числа символов, выход генератора связан с третьим входом блока оценки,3, Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что пульт обучающего содержит блок анализа ответов, блоки памяти, табло индикации,блок акустической связи, коммутатори блок ввода эталонных ответов, включающий в себя блок кодирования,.счетчик адреса и клавиатуру, причем клавиатура соединена с шестым входомблока коррекции пульта обучаембго,входами блока кодирования,.счетчика адреса, первым входом блока анализа ответов, .соединенным первымвыходом с входом первого блока памяти, вторым входом и первым выходом связанного с коммутатором, а вторым выходом - с первым входом таблоиндикации, вторыми входами соединенными с вторимн выходами блока анализа ответов, вторым входом связаннымс первым выходом блока кодирования,вторым выходом соединенного с выходом счетчика адреса и с первымвходом второго блока памяти, вторымвходом и выходом связанным с коммутатором,4. Устройство по п.1,о т л и -ч а ю щ е е с я тем что блок управления содержит триггеры памяти,две группы элементов И, элементыИЛИ, счетчик адреса, причем счетчикадреса выходом связан с первым входом коммутатора пульта обучающего,первым выходом соединенного с первым входом блока сравнения, а вторым - с табло команд, третий и четвертый входы формирователя одиноч"ных импульсов соединены с выходамиэлементов, ИЛИ, входами соединеннымис соответствующими выходами элементов И и третьим входом блока сравнения, первые входы элементов И соединены с первыми выходами триггеровпамягн, вторые выходы каждого из которых связаны с соответствукщимипервыми и вторыми входами второгои третьего триггеров, а третьи вхо"ды - со вторыми входами соответствующих элементов И.5. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блокввода ответов содержит клавиатурун блокИ индикации взаимно связанные первыми входами и с первыми выходами триггеров памяти блока управления, вторые входы блоков индика"ции соединены с выходом блока памяти, входящего в состав блока коррекции, а выходы клавиатур - с третьимивходами триггеров памяти блока управ.ления,6. Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок оценки содержит элементы И,.трн счетчика правильных ответов, блок сравнения, сумматор, блок памяти, счетчик адреса, блок цифровой индикации,причем счетчик адреса входом связанс генератором блока коррекции, авыходом - через блок памяти с первымвходом блока сравнения,. выходом соединенным с блоком цифровой индика1176362 ции, вторым входом - с выходом сумматора, третьим, четвертым и пятым входами - с выходами счетчиков пра вильных ответов, связанными с входами сумматора, а входами соединенными с выходами элементов И, первые внсды которых соединены с третьими входами блока сравнения, а вторые с вторым выходом блока сравйения,7. Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа ответов содержит генератор,счетчик адреса, регистр сдвига, дешифратор, две группы элементов И, элемент ИЛИ, счетчики числа неправильных ответов, блок сравнения и триггеры памяти, причем генератор связан с первым входом регистра сдвига и через первый вход счетчика адреса - с дешифратором и первым входом первого блока памяти, которые выходами соединены с первыми входами эле 1Изобретение относится к учебным устройствам для контроля знаний обучаемых и может быть использовано в лекционных, практических и контрольных занятиях, при проверке готовности обучаемых к лабораторным работам по тем курсам, где ответ может быть сформулирован достаточно кратко и конкретно в виде математического выражения или небольшого количества слов, при проверке профессиональной пригодности, при отработкенавыков в правильной подаче штатных команд у курсантов, а также их взаимодейст.вия.при подготовке экипажей различного назначения,Цель изобретения - повышение эффективности обучения путем оперативной коррекции деятельности обучаемых.На фиг, 1 изображена структурная схема устройства для контроля знаний обучаемых; на Фиг. 2 - структурные схемы блока оценки и блока управления; на Фиг. 3 - структурная схема блока анализа ответов.Устройство содержит пульт 1 преподавателя и пульты 2 обучаемых.Пульт 1 преподавателя включает ментов И первой группы, вторыми. входами - с вьвсодами регистра сдвига,а выходами - с входами элемента ИЛИ,выходом соединенным с первьпви входами элементов И второй группы, вторыми входами связанными с первымивыходами дешифратора, третьими - спервыми выходами триггеров памяти,а выходами - с первыми входами счетчиков числа неправильных ответов,вторыми входами соединенныьщ с вторыми входами регистра сдвига и счетчика адреса и выходом клавиатуры, а:выходами - с первыми входами блокасравнения, вторым входом связаннымс вторым выходом дешифратора, а выходом - с выходами триггеров памяти, вторыми выходами соединенными стабло индикации, блок кодированияблока эталонных ответов первым выходом связан с третьим входом счетчика адреса. 2блок 3 ввода эталонных ответов, который содержит клавиатуру 4, узел 5 кодирования и счетчик 6 адреса,блок 7 памяти, коммутатор 8, блок 95 анализа ответов, который содержит генератор. 10, счетчик 1 адреса,регистр 12 сдвига, элементы И 13,элемент И 14, дешифратор 5, элементы И 16, счетчики 17 числа непра 1 О вильных ответов, узел 8 сравненияи триггера 19 памяти, блок 20 памяти, табло 21 индикации, коммутатор 22, блок 23 акустической связи,коммутатор 24.15 Пульт 2 обучаемых содержит блок 25ввода ответов, который содержитклавиатуры 26-28 и три узла 29-31индикации, блок 32 управления, который содержит три триггера 33-35 20 памяти, шесть элементов И 36.- 4,два элемента ИЛИ 42 и 43 и счетчик 44адреса, блок 45 кодирования, блок 46сравнения, :два элемента И 47 и 48,счетчик 49 правильных. ответов,25 блок 50 сравнения, Формирователь 51 одиночного импульса., счетчик 52числа символов, Фабло 53 команд блока 54 подсказки, который содержитгенератор 55, триггер 56 памяти, де з 11763шифратор 57, табло 58 ошибки, узел 59памяти и счетчик 60 времени, элемент 61 задержки, блок 62 оценки,который содержит три элемента И 6365, три счетчика 66-68 правильныхответов, узел 69 сравнения, сумматор 70, узел 71 памяти, счетчик 72адреса и узел 73 цифровой индикации, блок 74 акустической связи,Блоки 3 и 25 содержат клавиатуру подобно клавиатуре пишущей машинки (не показано ). Карты символов,соответствующих клавишам клавиатуры, могут быть сменными (в зависи-,,мости от содержания занятий). 15Устройство работает следующим образом.Перед началом занятий преподаватель заранее составляет перечень контрольных вопросон и коды ответов к ним 20Затем с помощью клавиатуры 4 черезузел 5 заносит коды ответов н блок 7н соответствии с кодом адреса, Формируемого счетчиком 6. При этом никакихсведений об ответе предподаватель не 25сообщает.С целью упрощения выход узла 5и выход счетчика 6 объединены в однушину, а формирователь импульса записикодов н блок 7 не показан,30Кроме того, преподаватель с помощью переключателя "Время 11 клавиатуры 4 устанавливает на генераторе 55определенную частоту, соответствующую тому промежутку времени, которое 35отводится на обдумывание и поискнужной клавиши при наборе ответа обучаемыми, причем это время может устанавливаться различным, н зависимости от степени подготовки обучаемых 40к занятиям, а также от тренированности и навыка их при работе с клавиатурой,В начале занятий преподавательсообщает обучаемым перечень контроль ных задач.Работа начинается с момента нажатия кнопки "Начало работы" клавиатуры 27 старшим н группе обучения экипажа. При этом счетчики 52 и 60 Устананлинаются в исходное положение,а формирователь 51 и счетчик 44 сонответственно выставляют импульс Чтение" и сигнал кода адреса н блок 7через коммутатор 8 и переносят 55сигнал на габло 53. На табло 53 ныснечинается определенная команда н зависимо 1.ти от содержания задачи, Старший н группе обучения отрепетовывает высвеченную команду, используя одну из клавиатур, например клавиатуру 27 блока 25. Набор команды, состоящей из отдельных слов и словосочетаний, начинается и заканчивается нажатием кнопки "Ввод", которая имеется также и на двух других клавиатурахПри первом нажатии кнопки "Ввод" клавиатуры 27 срабатывает триггер 34 блока 32, который своим выходом блокирует входы двух других триггеров 33 и 35 от возможного прохождения сигналов "Ввод" от других клавиатур 26 и 28. При этом возле кнопки "Ввод" клавиатуры 27 загорается лампочка, указывая обучаемому о воэможности продолжения набора ответа. Кроме того выход триггера 34 коммутирует один йолюс питания на контакты кнопок клавиатуры 27 и лампочек узла 30. Клавиатуры 26 и 28, узлы 29 и 31 обесточиваются. Соединение кнопок клавиатур 26-28 выполнено таким образом, что в каждой клавиатуре один из пары разомкнутых контактон каждой кнопки соединен с общей коммути,руемой шиной питания, которая подключена к выходу соответствующего триггера 33-35, а вторые контакты одноименных кнопок каждой из клавиатур 26-28 соединены вместе и выведены на входы блока 45, Соединение лампочек узлов 29-31 выполнено таким образом, что в каждом узле индикации один вывод каждой лампочки соединен с общей коммутируемой шиной питания, которая подключена к выходу соответствующего триггера 33-35, а вторые выводы одноименных лампочек каждого из узлов 29-31 соединены вместе и подключены к соответствующим выходам узла 59, с которых подается второй полюс питания, Кроме того. при пер - ном нажатии кнопки "Ввод с помощью триггера 34, элемента И 40, элемента ИЛИ 43 Формируется сигнал 11 11Ввод 1 , который приводит н исходное состояние счетчики 49, 52, 60, узел 59, увеличивает состояние счетчика 44 на единицу и приводит н действие Формирователь 51, вырабатывающий импульс "Чтение", Под действием кода адреса и импульса "Чтение" иэ блока 7 через коммутатор 8 ньнодится сигнал на табло 53, если это заложено по условиям задачи.Набор команды производится нажатием отдельных кнопок. Поскольку контакты кнопок клавиатур соединены с входами блока 45, то каждой кнопке соответствует вполне определен-.ный код. При каждом нажатии требуемой кнопки на наборном поле клавиату ры срабатывает счетчик 52, который каждый раз выставляет код адреса в блок 7 через коммутатор 8. При этом также срабатывает Формирователь 51, который вырабатывает им пульс "Чтение" в блок 7 и переносит код информации в блоки 46 и 50 и в дешифратор 57, На другой вход бло- ка 46 поступает ход символа с выхода блока 45. Таким образом блок 46 20 производит поразрядное сравнение двух кодов: эталонного кода, поступающего с выхода блока 7, и кода, поступающего с выхода блока 45 принажатии одной из кнопок работающей клавиатуры. В случае равенства двух кодов блок 46 вырабатывает разрешающий сигнал, который через элемент 47 поступает на входы счетчика 49 и дешиФратора 57, так как на другом вхо- ЗО де элемента 47 присутствует единичный импульсный сигнал с выхода блока 45. Этот сигнал с выхода блока 45 поступает на входы элементов 47 и 48, формирователя 51, счетчиков 52 и 60 35 каждый раз при нажатии любой кнопки на работающей клавиатуре. На определенном выходе дешифратора 57 появляется позиционный сигнал в соответст- вии с эталонным кодом, поступившим 4 б на его вход, Этот позиционный сигнал записывается в ячейку памяти узла 59. При этом загорается одна из лампочек узла 30, соответствующая нажа- той кнопке. При неправильном наборе 45 символов на клавиатуре ни одна из лам почек узла 30 не загорается, так как с выхода элемента 47 на вход дешифратора 57 не поступает разрешающий сигнал на запись позиционного кода в я узел 59, На втором выходе блока 46 появляется единичный сигнал Ошибка который через элемент 48 поступает на входы элемента 61 задержки и триггера 56 блока 54. При этом срабатыва-у ет триггер 56 и на табло 58 загорается надпись "Ошибка", предупреждая обучаемых о прекращении набора ответа. По истечении небольшого промежутка времени, равного 3-5 с,с элемента 61 поступает сигнал на формирователь 51, который переносит из блока 7 через коммутатор 8 в соответствии с кодом адреса счетчика 52 эталонный код на дешифратор 57, Одновременно разрешающий сигнал с выхода элемента 61 переносит позиционный код, появившийся на выходе дешифратора 57 в узел 59. После этого загорается лампочка возле той кнопки, которая должна быть нажата при наборе правильного ответа, триггер 56 возвращается в исходное состояние и табло 58 гаснет.Б случае, когда одну и ту же кнопку необходимо нажать неоднократно в одном ответе, а лампочка соответствующей кнопки загорается после ее первого нажатия, обучаемый убеждается в правильности ее нажатия по отсутствию загорания табло ошибки.Необходимо отметить, что после первого нажатия кнопки "Ввод" начинает :работать счетчик 60, который подключен к генератору 55, При набо ре ответа счетчик 60 обнуляется при каждом нажатии кнопок клавиатуры под действием импульсов, поступающих с выхода блока 45. Если обучаемый испытывает затруднения при наборе ответа, т,е. не знйет, какую надо нажать кнопку для формирования правильного ответа то по истечении промежутка времени, заданного преподавателем, на выходе счетчика 60 появляется единичный сигнал, который переводит счетчик 52 в следующее состояние и запускает формирователь 51, Под действием сигнала адреса, вырабатываемого счетчиком 52, и импульса "Чтение", вырабатываемого формирователем 51, на выходе блока 7 появляется эталонный код кото рый через коммутатор 8 поступает на дешифратор. Ввиду того, что с выхода счетчика 60 на вход дешифра" тора 57 поступает разрешающий сигнал, на выходе дешифратора появляется позиционный сигнал, который записывается в ячейку памяти узла 59. При этом загорается одна иэ лампочек узла 30, соответствующая кнопке, которая должна быть нажата для набора правильного ответа.пускается счетчик 72 под действиемчастоты, поступающей от генератора 55.Счетчик 72 выставляет в узел 71 кодадреса.Узел 71 задает критерий в видекода, по которому определяется оценка обучаемым по пятибальной системе,Блок 69 производит попарное сравнение кодов, поступающих со,счетчикон66-68, сумматора 70 и из узла 71 , и определяет знак равенстна или неравенства двух чисел. Узел 73, присоединенный к выходу блока 69, инди цирует оценки обучаемых на табло,которое содержит четыре цифровыхиндикатора.По окончании занятий преподаватель может высветить неправильныеответы на табло 21. Для этого оннажимает кнопку "Запрос" клавиатуры 4, Под действием единичного сигнала, вырабатываемого этой кнопкой,запускается счетчик 11 и регистр 12от генератора 10. Одновременно сосчетчиков 17 снимается блокировка,По адресной шине, связывающей выходсчетчика 11 с блоком 20, последовательно поступают коды адресов. По шине данных блока 20, связанных с элементами И 13, последовательно появляются коды ответов. Блок 20 состоитиз регистров памяти, причем на каждый ответ отведен свой регистр с числом разрядов, равным количеству пультов, и каждому разряду соответст. вует определенный номер пульта обучаемых.Регистр 12 запускается под действием частоты, в 11 раз большей частоты, поступающей на вход счетчика 11,1 О 20 25 30 35 Работа устройства с остальныхдвух рабочих мест аналогична работес рабочего места старшего в группеобучения, которая описана выше,Таким образом, в случаях неправильно нажатой кнопки или при затруднениях, испытываемых при набореответа блок подсказки вырабатываФ45ет сигнал на включение лампочки,подсвечивающей нужный символ на клавиатуре рабочего места обучаемого,совершившего ошибку. Это дает возможность обучаемому продолжить набор ответа.В блоке 62 производится подсчетчисла правильных ответов каждогоиз трех обучаемых с помощью элементов И 63 и 64 и счетчиков 66-68. Сумматор 70 определяет количество правильных ответов экипажа н целом,При нажа ии кнопки Оценка" ( не показана) старшим н группе обучения за 40После набора слов в команде нажимается вторично кноп 1 са "Ввод 4". 11 ри этом с помощью триггера 34, элемента И 37 и элемента ИЛИ 39 формируется сигнал "Ввод 2", который запус-, кает формирователь 51 .и переводит счетчик 44 в следующее состояние. Под действием сигналов адреса счетчика 44 и импульса "Чтение" с выхода блока 7 через коммутатор 8 на вход блока 50 поступает код. В блоке 50 производится сравнение кодов по количеству правильно набранных символов в ответе и по их принадлежности с эталонным кодом, В случае неравенства двух кодов блок 50 вырабатывает единичный сигнал, который поступает в блок 20 через коммутатор 22. Сигналы принадлежности набираемых символов в ответе формируются в блоке 32; в данном случае,с помощью триггера 34 и элемента И 37, Эти сигналы определяют, кому из трех обучаемых принадлежит набираемый ответ. В случае правильного ответа единичный сигнал со второго выхода блока 50 поступает в блок 62 для подсчета количества правильных ответон каждым обучаемым.Кроме того, при вторичном нажатии кнопки "Ввод" триггер 34 приходит в исходное состояние, После этого устройство снова готово к набору ответа с любой из трех клавиатур. где 11 -число разрядов шины данныхблока 20, Это связано с тем, чтоза время действия одного такта адреса блока 20 регистр 12 должен опросить каждый разряд шины данныхблока 20 и через элементы И 13 записать с сигналом "1" неправильные ответы через элементы И 14 и 16 всчетчики 17. Причем сигнал "1" проходит на вход соответствующего счетчика 17 только при наличии разрешающих сигналов с выходов дешифратора 15, Число суммирующих счетчиков 1равно числу задаваемых вопросов,Каждый из счетчиков 17 подсчитывает количество неправильных ответовсо всех пультов на данный вопрос,Узел 18 производит сравнение кодов, поступающих с выходов счетчиков 17. Число выходов блока 18 равно количеству ответов, причем каждый его выход соответствует определенному номеру ответа. Еди-. ничный сигнал появляется на том выходе узла 18, соответствующем тому номеру вопроса, на который боль ше всего сделано ошибок, и только при наличии сигнала разрешения с пос леднего выхода дешифратора 15. Появление единичного сигнала на выходе узла 18 фиксируется соответствующим триггером 19, выход которого бло. кирует элемент И 16 от дальнейшего прохождения сигналов на вход соответствующего счетчика 17 при вторичном нажатии кнопки Запрос , если 2 О преподаватель захочет узнать второй по трудности вопрос. На табло 21 высвечивается номер вопроса, на который больше всего было сделано ошибок. 25 При отпускании кнопки Запрос"счетчики 11 и 17, а также регистр 12приходят в исходное состояние.Кроме того, преподаватель можетпроконтролировать ответы с любогопульта. Для этого он набирает номервопроса на клавиатуре и заносит кодадреса в счетчик 11. В соответствиис кодом адреса на шине данных блока 20 появляется код, под действиемкоторого на табло 21 высвечиваетсянеправильный ответ с соответствующего пульта. Каждый из трех обучаемых имеет телефонно-микрофоннуюгарнитуру, входящую в состав блока 74; все трое обучаемых могут вести переговоры друг с другом.У преподавателя также имеетсятелефонно-микрофонная гарнитура,которая входит в состав блока 23.С помощью коммутатора .24 преподаватель можетподключиться к любомупульту обучаемых и проконтролироватьих ответы,