Устройство для контроля знаний обучаемого

(1% (И 1 А 315009 В 702 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ на йи рлиспграгфии Втйеее(56) 1. Авторское свидетельство СССР Хф 928392,кл. 6 09 В 7/02, 1980.2. Авторское свидетельство СССР Мф 955172,кл. 6 09 В 7/02, 1981 (прототип)(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯЗНАНИЙ ОБУЧАЕМОГО, содержащее последовательно включенные переключатель готовностиответа, первый элемент ИЛИ, первый элементэадержки, первый счетчик и первый элементИ, выход которого является первым выходомрегистрации ответов устройства, переключательсигналов сброса, сепиненный с вторым входом первого элемента ИЛИ, блок вводаответных действий обучаемого, блок элементовИ, выход переключателя готовности ответаявляется вторым выходом регистрации отве.тов устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения дидактическихвозможностей устройства, в него введеныпоследовательно включенные логический блок,распределитель импульсов и второй элементИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом логического блока, а выход -с первым входом блока элементов И, выходкоторого подключен к второму входу первого счетчика, а второй вход - к выходублока ввода ответных действий обучаемого,соединенному с вторым входом распредели.теля импульсов, второй выход которого под.ключен к входу логического блока.1084832. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем распределитель импульсов содержит узел элементов ИЛИ, вход которого является входом распредели.теля, И последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, формирователь импульсов, триггер, второй элемент задержки, узел элементов И, кольцевой распределитель, третий элемент задержки и второй элемент И, выход которого является первым выходом распределителя, вход второго элемента ИЛИ является входом распределителя, выходформирователя импульсов является вторым выходом распределителя и подключен к второму входу второго элемен.та И.3. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в нем логический блоь содержит третий элемент И, выход которого является первым выходом блока, и последовательно соединенные четвертый элемент И, второй счетчик, дешифратор, четвертый эле-. мент задержки и инвертор, выход которого является вторым выходом блока, первые входы третьего и чертвертого элементов И являются входом блока, а вторые входы соединены с выходами четвертого элемента задержки и инвертора соответственно.Изобретение относится к автоматике и вычислительной техние и может быть использовано в устройствах автоматизированного приема экзаменов, контрольных работ и закрепления знаний обучаемых при изучении нового 5материала.Известно устройство, содержащее последовательно соединенные с источником питанияпереключатель готовности ответа, блок вводаответа, элемент кодирования и переключатель Осмены билетов 111,Недостатками этого устройства являются .большая вероятность угадывания правильногоответа и необходимость составления програм.мированныхбилетов. 5Наиболее близким к изобретению являетсяустройство, содержащее последовательно соединенные блок ввода ответа и шифра вопроса,счетчик и элемент И, а также переключательготовности ответа и переключатель сброса наб. 20раиного ответа и шифра вопроса, подключенные через элемент ИЛИ и элемент задержкико второму входу счетчика 121,Данное устройство обеспечивает возможностьконтроля ответов любого информационного 25объема, Однако даже при самой несущественной ошибке, допущенной учащимся, ответ относится к неправильным. Например, при переводе контрольного текста на родной языкучащийся допустил грамматическую ошибкув слове. Перевод- правильный, но формально устройством перевод будет квалифициро;ван как неправильный. Однако любой преподаватель классифицирует перевод как правильный, но с ошибкой.35Таким образом, известное устройство из-заотсутствия естественной классификации пра. вильности введенных ответов, которую обес. печивает преподаватель, имеет низкую точность контроля знаний, что сужает дидакти. ческие возможности устройства.1,Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет приб.лижения классификации правильности введенных в устройство ответов обучаемых к ес.тественному, обеспечиваемому преподавателем,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные переключатель готовности ответа, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки, первый счетчик и первый элемент И, выход которого является первым выходом регистрации ответов устройства, переключатель сигналов сброса, соединенный со вторым вхо,.- дом первого элемента ИЛИ, блок ввода ответных действий обучаемого, блок элементов И, выход переключателя готовности ответа являетс ся вторым выходом регистрации ответов устройства, в него введены последовательно включенные логический блок, распределитель импульсов и второй элемент ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым выходом логического блока, а выход - с первым входом блока элементов И, выход которого подключен ко второму входу первого счетчика, а второй вход - к выходу блока ввода ответных действий обучаемого, соединенному со вторым входом распределителя импулъсов, второйвыход которого подключен ко входу логического блока, а также тем, что в нем распреде. литель импульсов содержит узел элементовИЛИ, вход которого является входом распре.110848 делителя, и последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, формирватель импульсов,триггер, второй элемент задержки, узел элементов И,фкольцевой распределитель, третийэлемент задержки и второй элемент И, выходкоторого является первым выходом распределителя, вход второго элемента ИЛИ являетсявходом распределителя, выход формирователяимпульсов является вторым выходом распреде.лителя и подключен ко второму входу второгоэлемента И.Причем в нем логический блок содержиттретий элемент И, выход которого являетсяпервым выходом блока, и последовательносоединенные четвертый элемент И, второйсчетчик, децщфратор, четвертый элемент задержки и инвертор, выход которого являетсявторым выходом блока, первые входы третье.го и четвертого элементов И являются входомблока, а вторые входы соединены с выходами 20четвертого элемента задержки и инверторасоответственно,На фиг. 1 показана функциональная схемаустройства для классификации ответов обучае.мого; на фиг, 2 - схема счетчика во взаи.мосвязи с блоками ввода информации; нафиг. 3 - узлы элементов И и ИЛИ распределителя импульсов, задающих контрольные,символы в ифномрационном сообщении фиксирОВзинои длины ВО ВэаимосВяэи с другимиблоками,Устройство для контроля знаний обучаемого содержит блок 1 ввода ответных действийоператора (ответов и шифра вопросов),состоящий из кнопок, количество которых35равно количеству различных элементов, изкоторых могут быть составлены ответы иабилет, блок 2 элементов И, счетчик 3, элементИ 4, распределитель 5 импульсов (задания контрольных символов в информационном сообщении.40фиксированной длины), логический блок 6, переключатель 7 готовности ответа, переключатель 8сигналов сброса (набранного ответа и шифравопроса), элемент ИЛИ 9, элемент 10 задержки,а также элементы ИЛИ 11, формирователь 12импульсов, элемент И 13 и элемент ИЛИ 14,45входящие в состав распределителя 5 импульсов.Блок 6 содерЖит элемент И 15, счетчик 16,дешифратор 17, элемент 18 задержки, инвертор19, элемент 20 И,Распределитель 5 кроме элементов 11 ИЛИ;50формирователя 12 импульсов, элемента И 13и элемента ИЛИ 14 содержит также триггер 21,элемент 22 задержки, узел 23 элементов И,кольцевой распределитель 24, элемент 25 задержки и узел 26 элементов ИЛИ. Счетчик 3 состоит 55иэ триггеров 27. Блок 2 состоит из элементовИ 28, Узел 26 состоит из элементов ИЛИ 29.Узел 23 состоит из элементов ИЛИ 29. Узел 3 123 иостоит иэ элементов И 30, Переключатель 7готовности ответа и 1 тереключатель 8 сигналовсброса через последовательно соединенныеэлементы 9 ИЛИ и элемент 10 задержки подключены к шине установки "0" счетчика 3, счетчика16, триггера 21 и распределителя 24 (связь элемента 10 со счетчиком 16, триггером 21 и распределителем 24 на фиг, 1 не показана),Принцип работы устройства для контроля знаний обучаемого основан на том, что все инфо"мационное сообщение (ответ) обучаемого разбивается на блоки фиксированной длины. Длинаэтих блоков (число символов в сообщении) определяется числом разрядов распределителя 24. Винформационном блоке фиксированной длиныназначаются контрольные элементы, напримерпервый, второй, третий и чертвертый, и по совпадению назначенных контрольных элементов вответе обучаемого с эталонными выносится суж.дение о правильности ответа обучаемого, Положение контрольных сигналов в информационномсообщении фиксированной длины определяетсяпервоначальной записью информации в распределитель 24. Например, запись единицы в первую,вторую, третью и.четвертую ячейку распределителя24 означает, что проверка ответа обучаемого будет происходить только по первому, второму,третьему и четвертому элементам в информаци.онном сообщении фиксированной длины. Если,например, записанаединица только в первую ячейку распределителя 24, то это означает что проверка ответа обучаемого будет происходить толькопо первому элементу в информационном соойщьнии фиксированной длины,Ячейки распределителя 24, в которые должна быть записана информация, определяются первым элементом шифра номера вопроса, Последующими элементами шифра вопроса определяется ус. тановка элементов (триггеров) счетчика 3 в положение, при котором при правильном ответе обучаемого на выходе элемента И 4 появляется сигнал (один из выходов каждого триггера 27 соединен со входом элемента И 4 - на фиг. 1 эта связь изображена условно),Логический блок 6 обеспечивает включение в работу распределителя 5 для задания контроль. ных символов в информационном сообщении фиксированной длины после ввода шифра вопроса (длина шифра вопроса - количество элемен. тов в шифре вопроса - является постоянной).При включении устройства (при подаче пита. ния на устройство) все элементы схемы автоматически устанавливаются в исходное (нулевое) положение (устройство автоматической установки элементов схемы при подаче на ее питание не показано).Устройство для контроля знаний обучаемого работает следующим образом.5 1108483Обучаемый получает билет, каждый вопроскоторого зашифрован определенным номером,например номером 30148: вычислить площадькруга, радиус которого равен 100 м,Учащийся должен последовательно нажатькнопки блока 1 (если ввод ответов осуществляеся только в цифровой форме, то число кнопокравно десяти) с индексами "3". "0", , "4",ФФЯЭ 1При нажатии на кнопку с индексом "3" благодаря тому, что с элемента ИЛИ 14 подаетсясигнал на входы элементов И 28, третий триггер 27 устанавливается в единичное состояние. Прэтом сигналом, подаваемым с кнопки блока 1с индексом "3" на вход элементов ИЛИ 29через элементы И 30 (число элементов И 30определяется числом ячейки распределителя 24и может быть как равно числу ячеек распределителя 24, так и меньше числа его ячеек), впервую, вторую, третью и четвертую ячейкираспределителя 24 записывается информация(зти ячейки устанавливаются в состояние, прикотором на их выходах есть сигнал). Первыечетыре элемента И 30 открываются так, как наих входы подается сигнал с элемента 22 эадерж.ки,При этом при нажатии на любую конпку бло.ка 1 через элемент ИЛИ 11 на формирователЬ 12подается сигнал, Первым импульсом с формирователя 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние. Через время, определяемое элементом 22,со входов элементов И 28 сигналснимается, в результате дальнейшая запись ин.формации в распределитель 24 исключается. Одновременно с этим с формирователя 12 через элемент И 15 в счетчик 16 записывается один импульс (единица),При вводе последующих чисел шифра вопроса, т. е. чисел 0,1,4,8 (при нажатии на кнопкис индексами "0", "1", "4", "8") с элементаИЛИ 14 подается сигнал на входы элементов И428 через которые первые четыре триггера 27устанавливаются в единичное состояние. Приэтом при каждом нажатии на кнопку блока 1с любым индексом с формирователя 12 подается импульс на первый вход элемента И 15, Привводе в устройство чисел 0,1,4,8 в счетчик 16 записывается еще четыре единицы. После вводав устройство числа 8 на выходе дешифратора 17Появляется сигнал (при вводе всех элементовшифра вопроса в устройство на выходе дешиф.ратора 17 появляется сигнал). Через время, оп.ределяемое элементом 18, которое должно бытьбольше времени импульса получаемого с выходаформирователя 12, на вход элемента И 20 подает.ся сигнал, а с выхода инвертора 19 сигнал снимается. Со входа элемента И 15 сигнал также сни.мается и дальнейшая запись информации в счетчик16 становится невозможной.,После ввода шифра вопроса обучаемый вводитв устройство ответ.При вводе первого, второго, третьего ичетвертого элементов ответа триггеры 27, свя 5 занные через соответствующие элементы И 28 ст- нажимаемыми кнопками блока 1, изменят своесостояние благодаря тому, что с выхода распре.делителя 24 через элемент 25, элемент И 13,элемент ИЛИ 14 подается сигнал на входы эле.10 ментов И 28. Элемент И 13 открывается потому,что на его вход с формирователя 12 при нажатиина любую кнопку подается сигнал. С выхода расипределителя 24 (выходом распределителя 24является выход первой ячейки) формируется15сигнал при вводе первого, второго, третьего ичертвертого элементов ответа потому, что в перчвон, второи, третьей и четвертой ячейках записа.ны единицы, При вводе любого элемента с формирователя 12 через элемент И 20 на т. ктовую ши 20 ну распределителя 24 подается сигнал. При поступления на тактовую шину импульса происходитпродвижение информации (информация первойя 11 ейки записывается в последнюю, со второйячейки - в первую, с третьей ячейки - во вто 25 рую и т, д,). При числе ячеек распределителя 24,большем четырех, например, при числе ячеекраспределителя равном десяти, при поступлениичетырех импульс .в на тактовую шину распределителя 24 первая, вторая, третья и четвертая ячейки распределителя обнуляются. И при вводепятого элемента ответа сигнал на вход счетчика3 не может пройти, так как с выхода распределителя 24 через элементы 25, 13. и 14 сигнална входы элементов И 28 не подается,5После ввода ответа обучаемый нажимаетна переключатель 7 готовности ответа. Еащ первые четыре элемента ответа были набраны правильно, т. е, были набраны числа 3,1,4,1, то навыходах элемента И 4 (входы элемента И 4соединены с выходами триггеров 27, на которыхесть открывающия элемент И 4 сигнала) и пере.ключателя 7 готовности ответа будут сигналы.По наличию этих сигналов блок регистрации(не показан) ответ на вопрос зафиксирует в качестве правильного. Если ответ на вопрос был5сделан неправильно, например набрано число4141, то с выхода элемента И 4 сигнал не будетподаваться и блок регистрации ответ на вопросзафиксирует в качестве неправильного.Наиболее трудоемкая операция составленияпрограммированных билетов в устройстве заменена операцией шифрами номера билета, такимобразом, чтобы после набора шифра вопросаи ответа на вопрос кнопками блока 1 триггеры 27счетчика 3 устаиавливалисьЪы в такое положение, в котором после нажатия на переключатель7 с выхода элемента И 4 подавался бы сигнална блок регистрации. Операция шифрации фак.тически является механической, не требует высо1108483 риг,аказ 5871/37Подписное ВРЧИПКТираж кой квалификации и может быть проведена всчитанные минуты для всего билета.Для расширения функциональных возможнос.тей,устройства, например обеспечения ввода ответов, в буквенном виде, количество кнопок 5в блоке 1 может быть увеличено за счет ихпараллельного соединения или дополнительноговведения триггеров в счетчик 3,Достоинством предлагаемого устройства явл.ляется то, что при увеличении емкости счетчика 1 О16, при увеличении длины шифра вопроса, шифрация вопроса может быть произведена не однозначно, а с бесчисленным числом вариантов, Этоисключает ситуацию: "Знаю номер вопроса .Знаю ответ". 5Число элементов И 4 (на фиг.1 показан лишьодин элемент) определяется числом вопросовв билете.Для регистрации номеров вопросов и ответов кнопки блока 1 ввода могут быть соедине. 20ны с пишущей машинкой (не показано),ал ППП "Патент",жгород, ул. Проектная,После нажатия на переключатель 7 через время,определяемое элементом 10, все элементы схемыустанавливаются в нулевое состояние, и устройцьство готово к вводу шифра вопроса и ответаследующего вопроса,Благодаря тому, что в предлагаемом устрой.стве вынесение решения о правильности ответовпроизводится лишь по контрольным символам,значительно повышена достоверность классифи.кации ответов обучаемого при перепутыванииэлементов ответа, а также появилась возможностьконтроля ответов на вопросы, на которые неможет быть дан точный ответ, например назовите(В математике) значение числа "е",При ошибочном вводе ответа обучаемый может исправить ответ путем нажатия на переключатель 8, при этом все элементы схемы устанавливаются в нулевое состояние. После этого шифр вопроса и ответ необходимо в устройство ввести вновь,