Обучающее устройство

. Бюл.40авленко и М. И. Али 1 (088.8)ое свидетельство СС л. б 09 В 7/02, 1981. шев рам контным щью конщадили атеслу- ичес- ель- едаор 5. магГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРО (57) Изобретение относится средствам программированно может быть использовано для ний по любым предметам в зования и при подготовке кадр стве. С целью расширения возможностей устройства за групп вопросов и автомати ответов по каждой группе устройство, содержащее блок контактными площадками, бло ЯСТВО к техническим го обучения иконтроля знасистеме обраов в производдидактическихсчет задания ческой оценкив обучающее вода ответов с к оценки, блок Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и может быть использовано для контроля знаний по любым предметам в системе образования и при подготовке кадров в производстве.Цель изобретения - расширение дидактических возмож ностей обучающего устройства за счет обеспечения задания групп вопросов и автоматической оценки ответов по каждой группе.На фиг, 1 изображена функциональная схема обучающего устройства; на фиг. 2 - пример выполнения принципиальной электрической схемы на электромагнитных реле.Обучающее устройство содержит источник 1 питания, включатель (кнопку) 2 питания и Сброса ответов, блок 3 ввода отзадания вопросов и источник питания, введен программатор, выполненный в виде замкнутой цепи последовательно соединенных групп элементов ИЛИ-НЕ, к выходам которых подключены входы соответствующих групп элементов И и через контакты первого направления блока задания вопросов, выполненного, например, в виде переключателя, соединены с блоком оценки, при этом число выводов в каждой группе элементов ИЛИ-НЕ и И соответствует числу вопросов в группе, причем токовые входы элементов И через контакты второго направления блока задания вопросов подключены к источнику питания, а управляющие входы элементов ИЛИ-НЕ и И соединены с выходами соответствующих контрольно-исполнительных узлов блока ввода ответов, блок ввода ответов и блок оценки включены параллельно источнику питания. 2 ил. ветов, блок 4 задания вопросов, прогматор 5 и блок 6 оценки (ответа).Блок 3 состоит из электроуказки 7,рольно-исполнительных узлов 8 с заданколичеством самоблокирующихся с помоконтактов входов, которые соединены стактными площадками. Контактные плоки рассосредоточены по графическому имакетному изображению изучаемого мриала (не показан).Контрольно-исполнительные узлы 8жат для обеспечения ввода и автоматкой фиксации результатов ответов по отдным вопросам групп, выработки и перчи управляющих сигналов в программатОни могут быть выполнены на электронитных или полупроводниковых реле илинтегральных микросхемах логикифиг, 2 - это группы реле с их контактами самоблокировки).Программатор 5 служит для формирования логических цепей групп вопросов и результатов отвЕтов по составным частям этих групп вопросов, образования логических цепей правильных и неправильных ответов, обеспечивающих формирование и прохождение управляющего сигнала, соответствующего оценке отвта по группе вопросов в целом. Он состоит из кольцевой цепи последовательно соединенных логических элементов ИЛИ-НЕ 9 и логических элементов И 10, соединенных с элементами ИЛИ-НЕ 9 (по выходам) и контактами блока 4. Элементы ИЛИ-НЕ 9 имеют заданное количество управляющих входов, связанных с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8 блока 3,Элементы И 10 своими управляющими входами связаны с соответствующими контрольно-исполнительными узлами 8, а токовыми входами подключены к соответствующим по номеру контактам второго направления переключателя блока 4 задания вопросов.Блок 6 служит для приема управляющего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку, фиксация оценки 2 и установки электрической схемы в исходное положение, Он состоит из исполнительного узла 11, индикатора 12 Правильно, индикатора 13 Неправильно, индикатора 14 оценки и кнопки 15 Контроль.Исполнительный узел 11 служит для приема управляющего сигнала из программатора 5 и преобразования его в оценку. Он может быть выполнен на двух реле К 1, К 2 и электромагнитном приводе индикатора 14 оценки.Реле К 1 служит для приема сигнала правильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления работой реле К 2 и индикатора 12. Для этого его нормально замкнутый контакт К 1.1 включен в цепь питания обмотки реле К 2, а нормально разомкнутый контакт К 1,2 включен в цепь питания лампочек Н 1 индикатора 12 с транспорантом Правильно. Обмотка реле К 1 включена последовательно с логическими элементами ИЛИ-НЕ 9 и переключателем 4 цепи контроля результатов ответов программатора 5 и является составным элементом цепи контроля правильных ответов. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 5055 Реле К 2 служит для приема сигнала неправильного ответа, преобразования его в управляющее действие и для управления раоотой индикатора 13 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Для этого его два нормально разомкнутые контакты К 2,1 и К 2.2 включены в цепи питания лампочек Н 2 индикатора 13 Неправильно и электромагнитного привода индикатора 14 оценки. Обмотка реле К 2 с нормально замкнутыми контактами К 1. образуют цепь контроля неправильных ответов. Эта цепь подключена параллельно цепи контроля правильных ответов.Кнопка 15 Контроль служит для подачи питания в цепи контроля результатов ответа после ввода всех ответов по заданной группе вопросов.Электромагнитный привод индикатора 14 оценки служит для шагового поворота оценочного диска индикатора 14 оценки, Он состоит из якоря 16 с пружиной 17 возврата, вала 18 с жестко закрепленными на нем кулачком 19, храповиком 20 и диском 21, экрана 22 с окном предъявления оценки, механического ключа 23, концевого выключателя 24 и электрического ключа 25. Обмотка электромагнита 26 служит для приема сигнала неправильного ответа и преобразования его в действие по управлению индикатором 4 оценки,Якорь 16 служит для поворота храповика 20, кулачка 19 и диска 21 с оценками.Кулачок 19 служит для выключения концевого выключателя 24 после трех неправильных ответов, т. е. для фиксации оценки 2 в окне предъявления оценки экрана 22.Механический ключ 23 служит для поворота вала 18 в исходное положение до установки оценки 5 в окне предъявления оценки экрана 22. Возможно применение для этой цели электрического ключа 25.Выключатель 2 Сброса служит для разблокировки цепей питания управляющих цепей логических элементов при подготовке программатора 5 к очередному вопросу и возврате схемы в исходное положение при ошибке в ответе,Блок 6 может быть выполнен на базе цифровых индикаторов любого типа,Обучающее устройство работает следующим образом.После включения питания ключом 23 или 25 поворачивают кулачок 19 с валом 18 и диском 21 в исходное положение до установки оценки 5 в окне предъявления оценки экрана 22. При этом кулачок 19 освободит концевой выключатель 24, в результате чего его контакты замкнутся, подготовив к работе цепь питания электромагнитного привода индикатора 14 оценки,Переключатель блока 4 устанавливают в положение, соответствующее заданному вопросу. При этом его подвижный контакт первого направления подключится к токовому входу первой группы элементов ИЛИ-НЕ 9, а подвижный контакт второго направления переключателя в блоке 4 подключится к токовому входу первой группы элементов И 10.Таким образом, к логической цепи контроля правильных ответов по первой группе вопросов будет подключена обмотка реле К 1 исполнительного узла 11. Цепь первой груп 1603419пы элементов ИЛИ-НЕ 9 при такой схеме включения оказывается исключенной из цепи контроля.Порядок ответа. Пусть задан вопрос по первой группе вопросов и ответ дается правильный. В этом случае обучаемый находит на графическом и/или макетном изображении (не показаны) символы первой группы ответов, связанные между собой единым логическим замыслом, и электроуказкой 7 касается их контактных площадок. При касании электроуказкой 7 контактной площадки, например ХР 2 подключается к цепи питания обмотка второго реле К 21 первого контрольно-исполнительного узла 8. Реле К 21 сработает, заблокируется контактами К 2 ьЗ (запомнит ответ) и передаст управляющее действие на контакты К 21.1 первого элемента И 10 и на контакты К 21.2 первой группы элемента ИЛИ-НЕ 9. При этом элементы И 10 формируют цепь логики правильного ответа, а элементы ИЛИ-НЕ 9 формируют цепь логики неправильного ответа. Но, так как первая опрашиваемая группа элементов ИЛ И-НЕ 9 исключена из цепи контроля переключателем блока 4, поэтому они на оценку не влияют.Для представления результата ответа необходимо нажать на кнопку 15 Контроль. При этом к цепи питания будут подключены логические цепи контроля правильного , и неправильного ответов программатора 5 и исполнительного узла 11. Так как ответ правильный, то в цепи правильного ответа пойдет ток, сработает реле К исполнительного узла и контактами К 1.1 отключит реле К 2 от цепи питания, а контактами К 1.2 включит в цепь питания лампочку подсветки транспаранта Правильно в индикаторе 12. Это подтверждает, что исходная оценка 5 в окне экрана 22 ссютветствует правильному ответу.Если бы при ответе были допущены ошибки, например, первой разновидности - дополнительно к ответам первой опрашиваемой группы был указан еще и, например, третий символ из второй группы ответов касанием электроуказкой 7 контактной площадки ХРЗ, При этом сработает реле КЗ второго контрольно-исполнительного узла 8, заблокируется контактом КЗ.З (запомнит ошибку), контакты КЗ замкнутся, а контакты КЗ.2 разорвут логическую цепь контроля правильного ответа второй группы элементов ИЛИ-НЕ 9. Поэтому при проверке результата ответа нажатием на кнопку 15.бКонтроль реле К (контроля правильного ответа) не сработает, а реле К 2 логической цепи контроля неправильного ответа сработает и контактами К 2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнита 26 привода оценочного диска 21. Электромагнит 26 своим якорем 16 повернет на один шаг храповик 20 с диском 21 до установки оценки4 в окне представления оценки экрана 22, а контактами К 2.1 будет подключена лампочка подсветки транспаранта Неправильно индикатора 13. Из этого следует, что использована первая попытка, но результат ответа не следует представлять обучающему, а следует проанализировать ответ, т. е. произвести Сброс включателем (кнопкой) 2 и повторить ответ. При нажатии на кнопку 2 произойдет разблокирование цепей питания реле контрольно-исполнительных узлов 8.При второй разновидности ошибок, когда из опрашиваемой группы вопросов не все символы правильных ответов были указаны.Например, при ответе по первой группе вопросов не указан символ с контактной площадкой ХР 2. В результате в логической цепи правильного ответа будет разрыв цепи, так как останутся разомкнутыми контакты К 21. . Следовательно, цепь питания обмотки реле К 1 (цепи контроля правильного ответа) останется разорванной, аналогично как и в случае указания символа из другой неопрашиваемой группы вопросов. При проверке правильности ответа, нажав на кнопку 15 Контроль, сработает реле К 2 и своими контактами К 2.2 подключит к цепи питания обмотку электромагнитного привода индикатора 14 оценки, а контактами К 2.1 подключит к цепи питания лампочку подсветки транспаранта Неправильно в индикаторе 13. Электромагнитный привод своим якорем 6 повернет на один шаг храповик 20 с оценочным диском 21, и в окне предъявления экрана 22 оценка уменьшится на один балл. При третьей последней попытке в случае неправильного ответа якорь 16 повернет через храповик 20 оценочный диск 21 в положение оценки 2, а кулачок 19 в этом случае воздействует на концевой выключатель 24 и его контактами разомкнет цепь питания электромагнита привода индикатора 14 оценки. Так происходит фиксация оценки 2. 35 40 45 50 55 5 10 5 20 25 30 При таком положении исполнительного узла 11 и электромагнитного привода индикатора 14 оценки обучающее устройство можно использовать без ключа 23 (или 25) для самоконтроля при закреплении знаний по изучаемой теме, оценивая ответы по высвечиваемым транспарантам Правильно или Неправильно в индикаторах 12 и 13.Для опроса очередного обучаемого или того же обучаемого по другой группе вопросов необходимо переключатель блока 4 установить в положение, соответствующее заданному вопросу, механическим 23 или электрическим 25 ключом установить индикатор 14 оценки в исходное положение (на оценку 5) и нажать на кнопку 2 Сброс, цепи питания обмоток реле контрольно- исполнительных узлов 8 будут разблокированы. Обучающее устройство готово для проведения очередного ответа.Таким образом, предлагаемое обучающееустройство обеспечивает (по сравнению спрототипом) расширение дидактических возможностей, так как оно позволяет:ставить и автоматически оценивать групповые логически взаимосвязанные вопросы;обучаемому проверять правильность ответа в целом по группе вопросов и, принеобходимости, внести изменения в ответ,используя автоматически оцениваемые попытки ответа до предъявления оценки обучающему;для выбора ответов может представляться логически взаимосвязанный материал потеме в любом объеме,Кроме того, последовательно-кольцевоевключение элементов ИЛИ-НЕ 9 и И 10 обеспечивает решение задачи минимизации конструкции устройства.П рименение предлагаемого устройствапозволит улучшить процесс программированного обучения, повысить его качество иобъективную оценку уровня знаний учащихся.Обучающее устройство компактно, простов изготовлении и обслуживании. Формула изобретения Обучающее устройство, содержащее блокввода ответов, блок задания вопросов, источ. ник питания и блок оценки, отличающеесятем, что, с целью расширения, дидактических возможностей устройства, в него введены элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с ссютветствующими выходами первой группы блока ввода ответов, элементы И, первые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам блока задания вопросов, вторые входы - к соответствующим выходам второй группы блока ввода ответов, а выходы - к вторым входам и выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, один выход источника питания соединен с одними входами питания блоков ввода ответов и оценки, а другой выход - с другими входами питания блоков ввода ответов и оценки и с входом опроса 20 блока задания вопросов, информационныевходы которого подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, а выход результата ответов - к информационному входу блока оценки.Составитель А. КарловРедактор А. Ревин Техред А. Кравчук Корректор О. ЦиплеЗаказ 3388 Тираж 383 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1