Устройство для обучения и контроля знаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 6 09 В 7/02 НИЕ ИЗОБРЕТ И О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) И,Д,Финошкин, В.С,Ежов и В,В,Тетин (56) Авторское свидетельство СССР М 1262556, кл, 6 09 В 7/02, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ(57) Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и контроля качества решения задачи и может быть использовано на занятиях с програм. "ЯЮЮолжа мированным контролем. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 ввода ответов, блок 2 оперативной памяти, блок 4 задания адреса. блок 3 постоянной памяти, блок 5 сравнения, коммутатор 6, элемент 7 И. два 9 и 12 генератора. два 8 и 10 триггера, элемент 11 задержки, счетчик 13, блок 14 индикации, формирователь 15 кодов времени этвета и позволяет контролировать логическую струк. ТУРУ РешениЯ задачи, 1-12-4-2-5-6-10-11, 6-9- 4-3-5, 6-7-.8-13-14. 8-12, 4-14. 15-13, 1 ил,Предполагаемое изобретение относится к техническим средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для обучения и контроля знаний по- решению задач с логической структурой,Под логической структурой решения задачи (ответа) мы будет понимать последовательность действий, перечень обьектов, совокупность операций диагностики, проранжированных по некоторому критерию (по степени важности. по минимальной стоимости, по максимальной эффективности и т.п.), В этом случае ответ обучаемого может быть представлен строковым образом в виде проранжированной последовательности буквенных, цифровых, знаковых символом или их комбинаций, называемых примитивами образа.Известно устройство, содержащее блок ввода ответрв, блок задания программ обучения, коммутатор, счетчик и блок индикации. Устройство предназначено для контроля правильной последовательности ответов, проранжированных по некоторому критерию. Недостатком данного устройства является то. что проверяется не логическая структура ответа, а количество нарушений правильной последовательности путем сравнения соответствующих по рангу всех примитивов образа эталона и образа отве та. Поясним это на примере,Пусть образ эталона имеет вид: 2, 3, 4, 1, 6, 8, 7. Образ ответа: 3, 5, 4, 1, 6, 8, 7, 2. Путем последовательного сравнения примитивов образов эталона и ответа получается 8 нарушений(2 и 3, 3 и 5,5 и 4, 4 и 1, 1 и 6, 6 и 8, 8 и 7, 7 и 2), Но ведь логическую структуру ответа обучаемый, выявил почти правильно, за исключением первого по рангу примитива (примитив 2), определив его ранг последним, т,е, имеем только одно нарушение. Следовательно, устройство имеет низкую точность.Известно устройство для обучения и контроля знаний обучаемого, содержащее блок ввода ответов, блок задания программы обучения, блок суммирования по модулю "два", коммутатор, счетчик, блок индикации, формирователь кодов времени ответа. Устройство предназначено для контроля правильной последовательности с учетом не только количества нарушений, но также величины допущенных отклонений от правильной последовательности и учета времени, затоаченного на подготовку ответа., Недостатком этого устройства является то, что в нем также проверяется не логическая структура ответа, а суммарная величина допущенных отклонений всех примитивов образа эталона и образа ответа. вычисленная путем сравнения соответ Для уяснения сущности метода рас .смотрим пример. Пусть образ эталона будет: 1,23,4,5, 6,7, а образ ответа; 1, 3,4,6, 7, 2, 5, Произведем сравнение, Первые по рангу примитивы образов сравнялись. Вторые - нет. В этом случае находится в образе 35 ответа правильный примитив (это будет 2),ставится перед примитивом 3, а все примитивы,.нэчиная со следующего после несрэвнившегося, сдвигается на один примитив, Схематично это выглядит так:40 1, - +1,2,3 При этом счетчик Ошибок увел 45 на одну единицу, Далее работа и новым образом эталона: 1, 2, 3,Третьи и четвертые по рангу прим разов сравнились, а пятые - нет. Аналогично производится,50,7 чивается дет уже с, 6, 7, 5,итивы об 1, 2, 3, 4.6, 7- 1. 2, 3, 4. Б, 6,ибок уже равен 2. Далее примитивы сравнились. аемый допустил всего 2 нт усвоения знанийО, что пО ОбщЕприням шкалам (4) (К07) ти выполнения задания. При этом счетчик ош шестые и седьмые Следовательно обуч ошибки, коэффицие составляет около 7 тым педагогически говорит о успешнос ствующих по рангу примитив образов эталона и ответа, Поясним нэ примере. Пустьобразэталона имеет вид; 2,3,5,4, 1,6,8,7.Образ ответа обучаемого: 3, 5, 4, 1, 6, 8, 7, 2.5 Суммарная величина отклонения образа ответа от образа эталона равна: 1 + 2 + 1+ 3 +7 + 2 + 1 + 5 = 22. Это больше 16, чтосоответствует неверному ответу, Но былопоказано выше, в определении логической10 структуры ответа обучаемый допустил всегоодну ошибку. Следовательно, и это устройство обладает низкой точностью.Поэтому возникает задача контроля логической структуры решения задачи (отве 15 та), Решение такой задачи сиспользованием прототипа не представляется возможным,Целью изобретения является повышение точности устройства,20 Указанная цель может быть достигнутаразработкой устройства, в основу работыкоторого положен метод определения мерыблизости образа ответа и образа эталона, вкотором расстояние (мера близости) между25 двумя строковыми образами находится какнаименьшее число преобразований, требуемых для получения одной. строки из другой, 1):."( ".:.)."е е).:,Я д сти.ает;я тег, )ТО)л (- Входом Вто(ОГОрггера. выходы блоковпссгоянной пеативной памяти соединены; СОВВтственнс с ин(рормационнымиВхоа" ервои л В(орой груп(: блока срав- .)Ьнения, Выход (торого соединен с входомко к)ут) гс ра,Иа ,Орте)ке представлена структурнаясхема устройства.устройстВО для Поучения и контроля 50наний содерх(и.( оп ох Ввода Ответов 1, блакОпеоагхзои памя) и 2, Олок пес)гояннсЙ г)амЯти 3, блок задаПЯ адреса 4, блок сравнения 5, оммутатор б, элемег И 7, вторсйгриГГер д, первый Генерато) 9, пеОВый триг- Об)змирсватель кодов Времени ответа 15.устройство работает следуюгцим оора 31;м. Ооучаемый Вводит образ ответа В видепоследова (ельности примитивов, устанавЛивал ИХ С ПОМОгЦЬЮ ОРГВНОВ УПРВВЛЕНИЯ Ь;".приМер, переключателей, кнопок и т.п,).При Вводе обучаемым очередного примитиВа одзтога полмитива поступает на инфор,)аионные входы блока оперативной пам-ти. Из блока задания адреса поступает очередной адрес. По которому будет записываться очередной примитив. Одновременно в блоке ввода ответов формируется сигнал "запись", по которому происходит ,апись кода примитива Образа ответа в блок оперативной памяти и затем, увеличение ВДр,:са В блоке задания адреса, поступаюший В блок оперативной памяти, Таким обоазом, начиная с нулевого адреса, п ролсходит за п ис ь последовательности прмитивов образа ответа в последовательные ячейки блока оперативной памяти. Послс ввода последнего примитива образа ответа и записи его в блок оперативной памяти формируется сигнал "запуск", по переднему фронту которого блок задания адреса производит начальную установку адресов, поступа)ощих в блоки оперативной памяти и постоянной памяти(т.е. адреса становится оди)Вковыми и равны нулю).По сигналу "запуск" запускается Второйгенератор л открывается коммутатор, При псступлении очередного адреса в блоках Оперативной и постоянной памяти происходи" считывание собственно очередных кодов примитивов образца ответа и эталона и сравнение их в блоке сравнения. С выхода коммутатора снимается значение логического нуля, если коды примитивов образов ответа и эталона идентичны, и значение логической единицы, если они различны.Логический элемент И и Второй триггерработают в паре: при начальной установке второй триггер сброшен в нуль и логический элемент И открыт, При поступлении с коммутатора логической единицы второй триггер Взводится в единицу, закрывая логический элемент И, Следовательно, эта пара ждет появление очередного несравнения кодов примитивов образов ответа и эталона, после чего запирает сама себя на время в течение которого найдется правильньй примитив в образе ответа обучаемого и сформируется исправленный образ ответа обучаемого.Одновременно с запиранием логического элемента И второй триггер закроет Второй генератор и единичное состояние второго триггера вызовет прибавление единицы в счетчике, При закрытии Второго генератора осуществляется фиксация адреса очеоедного несравнения кода примитивовобраза ответа и эталг на, который т.е. адрес) будет постоянно под.- ваться В блок постоянной памяти.Единица с выхода коммутатора, кроме того, вызовет запуск первого генератора, который осуществляет увеличение адреса, поступающего в блок оперативной памяти, до тех пор, пока не произ йдет сравнение примитива эталона с правильным примитивом в образе ответа обучаемо о, На выходе коммутатора сформируется уровень лог ческого нуля, который запрет первый генератор. Отрицательный фронт - перепад с уровня логической единицы на уровень логического нуля, Вызове запись единичного состояния в первый триггер, который вместе с элементом задержки сформирует импульс, по которомупроизойдет сдвиг примитивов образа ответа в их последовательности между примитивом ответа, не сравнившимся с примитивом эталона, и правильным примитивом в последовательности образа ответа обучаемого: выравнивание адресов в блоке задания адреса, так как в блок постоянной памяти подается адрес очередного несравнения кодов примитивов образа ответа с эталоном, а в блок оперативной памяти подается адрес правильного примитива образа ответа, и после сдвига, т.е формирования исправленного образа ответа обучаемого, необходимо продолжить сравнение со следующего примитива образа ответа. а так как сравнение возобновится со следующего примитива образа ответа, то Отпадает необходимость записи по адресу несравнения, а достаточно только сдвига; очищается схема управления сдвигом в блоке оперативной памяти; сбрасывается второй триггер; При этом запускается второй генератор, первый импульс которого вызовет приращение адреСОв, выдаваемых в блоки оперативной и постоянной памяти, т.е, сформируется следующий адрес за адресом несравнения кодов примитивов образов ответа и эталона, и пара - логический элемент И и второй триггер готовы к принятию очередного несравнения кода примитивов образов ответа и эталона; сбрасывается первый триггер.Таким образом, происходит попримитивное сравнение кодов образов Ответа и эталона. Счетчик будет содержать количество перестановок в образе ответа обучаемого для получения образа эталона. Кроме того, если обучаемый затрачивает больше времени на ответ, чем эталонное, то формирователь кодов времени увязываетприбавление стольких единиц в счетчик, во сколько раз превысило время ответа обучаемого времени эталона, По просмотру всех примитивов образа ответа обучаемого в блоке задания адреса формируется сигнал, разрешающий отображение оценки, который поступает в блок индикации и вызывает отображение результата работы,10 Формула изобретения Устройство для обучения и контролязнаний, содержащее блок ввода ответов, коммутатор, блок индикации, счетчик и формирователь кодов времени ответа, выход ко торого соединен с управляющим входомсчетчика, выходы которого соединены с информационными входами блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него вве дены два генератора импульсов, блок задания адреса, блок сравнения, два триггера, элемент задержки и блоки постоянной иОперативной памяти выходы которых сое" динены с информационными входами пер вой и второй групп блока сравнения, выход. которого соединен с первым Входом элемента И, управляющими входами блока оперативной памяти и первого генератора импульсов и Я-входом первого триггера, вы. ход которого соединен с входом элементазадержки, первый - пятый выходы которого соединены соответственно с й-входом. первого триггера, входом сдвига блока оперативной памяти, установочными входами 35. блока задания адреса и блока оперативнойпамяти и й-входом второго триггера, 8-вход которого соединен с выходом элемента И, прямой выход соединен со счетным входом счетчика, а Обратный выход - с вторым вхо дом элемента И и входом Останова второгогенератора импульсов, вход запуска которого соединен О управляющими входами коммутатора и блока задания адреса и первым Выходом блока ввода ответов, второй выход 45 которого соединен с входом записи блокаОперативной памяти и вторым управляющим входом блока задания адреса, первый и второй информацИонные входы которого подключены к выходам первого и второго 50 генераторов, выход соединен с управляющим входом блока индикации, а выходы первой и второй групп подключены соответственно к адресным входам блока постоянной памяти и инфОрмационным входом 55 первой группы блока оперативной памяти,информационные входы второй группы которого соединены с выходами группы блока ввода ответов.