Обучающее устройство

Сфюэ Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 130378 (21)2589674/18-24с присоединением заявки Но(51)М. Кл. С 09 В 7/02 Государственный коиитет СССР но деави изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 2802,81(72) Лвторы иэобретвии А.В, Алимпиев, А.Н, Маляров, А.С. Фен В.А. Дегтярев аявитель Куйбышевский политехнический институтим. В.В. Куйбышева(5 Е УСТРОЙСТ которое учащ нию с заданн дает воэмож регулироват ах в зависимо идуальных осодимое для об мени, срав не оно не самому предел индив необх йся превысил пом. Кроме того,ости учащемусяв определенныхсти от своихенностей времяумывания кадра Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для обучения,и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации программированного обу" чения.По основному авт.св Р 723646 известно обучающее устройство, содер жащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения отве,тов и блока памяти, выход блока памяти соединен со входом блока воспроизведения, подключенного ко входам блока регистрации, блока сравнения ответов и блока сравнения адресов, выход которого соединен со входом блока памяти, блок, определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входом блоков сравнения адресов и ответов и блока управления, и регистр адреса, подключенный к выходам блоков воспроизведения и управления и ко входам блоков сравнения адресов и , пам. - .ти 1.Недостатком данного устройства является то, что оно не сообщает учащемуся времени, которое осталось ему на обдумывание кадра, или вреПри изучении какого-либо учебного материала немашинным методом учащийся планирует время изучения этого материала, т.е. задает себе определенный уровень притязания но скорости его восприятия и переработки, 15 а такие постоянно контролирует себя.Если определенные разделы материа. - ла изучаются за большее время, чем намечено, значит уровень притязания учащегося не совпадает с истинной ско 20 ростью восприятия и переработки материала, т.е. темпом обучения. В этом случае для изучения следующих разделов материала необходимо повысить темп обучения. Если изучение 25 разделов материала осуществляетсябыстрее, чем намечено, учащийся обычно планирует меньший срок окончания изучения материала, те. меняет свой уровень притязания по скорости воспри 30 ятия и переработки информации.Аналогичные рассуждения справедливы и для обучения на машинах. Для того, чтобы темп обучения был оптимальным для данного учащегося, необходимо самому учащемуся заданать свой уровень притязаний по времени изученияматериала и постоянно контролироватьего соответствие истинной скоростивосприятия и переработки учебного материала, что позволяет правильно организовать процесс обучения и максимально его интенсифицировать.Известное устройство также непозволяет учащемуся устанавливатьи контролировать свой индивидуальныйтемп обучения. Причиной этих недостатков является отсутствие возмокности задавать и контролировать темп обучения, что сужает дидактические воэможности устройства,Цель изобретения - расширение дидактических возмо;кностей устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство введены последовательно соЕдиненные блок регулирования темпа обучения, блок задержки д 5времени, счетчик текущего времени ииндикатор текущего времени, блокзадержки времени соединен с выходами блоков воспроизведения и сравнения адресов.На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройстно; на Фиг.2 - три типа кодов со схематическимизображением блока воспроизведения. Обучающее устройство содержитблок 1 ввода ответов, связанный сблоком 2 сравнения ответов и блоком3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения, который подключен кблоку 5 регистрации, блоку б сравнения адресов, регистру 7 адреса, бло Оку 2 сравнения ответов, блоку 8 задержки времени и блоку 9 определения признаков, подсоединенному кблоку б сравнения адресон, блоку 10управления и блоку 2 сравнения.ответов, связанному с блоком 10 управления, который соединен с блоком 5 регистрации и регистром 7 адреса, подключенным к блоку 3 памяти и блокуб сравнения адресов, соединенным с 5 Облоком 3 памяти и блоком 8 задержкивремени, связанным со счетчиком 11текущего времени, соединенным с индикатором 12 текущего времени и блок13 регулирования темпа обучения,связанный с блоком 8 задержки времениБлок 2 сравнения ответов, блокб сравнения адресов, регистр 7 адреса, блок 8 задержки времени, блок 9определения признаков, блок 10 управ- боления и счетчик 11 текущего нремениобьединены в вычислитель 14.Блок 1 ввода ответов состоит изцифро-буквенных кнопок ввода ответов,дешиФратора, триггеров запоминания 45 ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны),Блок 3 памяти содержит носительинформации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами икодами упранления и реверсивный лентопротяжныи механизм (не показаны).Блок 4 зоспроизнедения состоит изоднотипных Фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы вэлектрические импульсы и усиливающихих (не показаны),Блок 5 регистрации содержит счетчик ошибок со схемой совпадения насчетном входе, дешифратор и индикаторные лампы оценок (не показаны).Индикатор текущего времени 12включает з себя дешифратор и индикаторные лампы, выснечивающие время,оставшееся на обдумывание материала, в процентах (например, на обдумынание материала осталось 25 отвсего времени, предназначенного для обдумывания материала), а также нремя,превышенное учащимся по сравнениюс временем, необходимым для обдумывания материала, в процентах (например, время изучения данного материала превышено на 10 по сравнению снременем, предназначенным на обдумынание данного материала),Блок " 3 регулирования темпа обучения представляет собой переключатель,располокенный на панели блока вводаобучающего устройства и предназначенный для задания темпа обучения учащимся. Среднее положение регуляторахарактеризует средний темп усвоенияматериала, кодируемый на кинопленке.Отклонения переключателя влево ивправо свидетельствуют об отклонениипредлагаемого темпа обучения учащегося от среднего.Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (Фиг,2). В предлагаемом устройстве программа имееттри типа 15-17 кодов с различнымифункциями в управлении работой устройства.Коды типа 15 содержат код возможного ответа 18, предназначенный длясравнения с кодом ответа, разряд 19"Обязательное сравнение", необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 20 "Неправильно", предназначенный для занесения одного штрафного балла в блок 5 регистрации, и отличительный признак 21, служащий для опознавания кодон типа 15 вычислителем 14 (например, 3-й снизу разряд светлый, а 2-й снизу разряд темный).Коды типа 16 содержат адрес следующего кадра 22, по которому следу" ет искать следующий кадр, и отличительный признак 23, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 14 (например, третий снизу раз"ряд темный, а второй снизу разряд светлый).Коды типа 17 содержат код 24 кадра, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра, код 25 задания времени обучения, который определяет среднее время, необходимое для изучения определенного материала, и отличительный признак 26 (например 2-й и 3-й снизу разряды светлые). ОВ кодах всех типов существует один служебный разряд 27 "Маркер", предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего кода. сигнал с маркерного фотоэлектричес кого усилителя 28 подается на остальные фотоэлектрические усилители 29 и 30 в качестве разрешающего.Предлагаемое устройство работает следующим образом, 20Перед обучением учащийся с помощью блока 13 устанавливает отклонение своего предполагаемого темпа обучения от среднего темпа обучения, задаваемого разрядами кода 25 типа 17. Пос ле ввода учащимся ответа блок 1 ввода ответов выдает код ответа в вычислитель 14 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фото- датчиков блока 4 воспроизведения, считываются и подаются в вычислитель 14, который на основе кода ответов и кодов, считываемых с кинопленки, осуществляет поиск нужного кадра. Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов, в который поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических усилителей, считывающих коды возможных 40 ответов и разряд "Обязательное сравнение", а из блока 9 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 15.В исходном состоянии вычислитель 45 14 реагирует только на коды типа 15. При поразрядном сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 9.блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10 50 управления. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил непредусмотренным образом), то приходит код типа 15, стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд "Обязательное сравнение", и при считывании такого кода блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10.В блок 9 определения признаков 60 поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения, занятых отличительными признаками, а из блока 9 поступают разрешающие сигналы о наличии кода в блок 2 сравнения ответов, ес ли считываемый код является кодом типа 15, в блок управления 10, если считываемый код является кодом типа 16, и в блок б сравн ния адресов, если это код типа 17.Блок 10 управлен;.я по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа с кодом возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись и индикацию ошибки в блок 5 регистрации, если в сравниваемом коде типа 15 закодирован разряд "Неправильно", который из блока 4 подается в блок 5, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует и индицирует ошибку. После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа блоком 10, первый пришедший код типа 16 вызывает появление сигнала иэ блока 9 в блок 10 и блок 10 вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра и регистр 7 адреса. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 16 и поступающий из блока 4 в блок 7, записывается в реги тр 7 адреса и запоминается на время поиска следующего. кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 10 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 14 в дальнейшем реагирует на коды типа 17Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения"Реверс", и если нужный кадр находится в стороне, противоположной первоначальному движению кинопленки, то регистр 7 адреса подает сигнал "Реверс" в блок 3 памяти, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное.Блок 6 сразнечя производит поразрядное сравн;-:ие адреса следующего кадра, проходящего из регистра 7 адреса, ч кода кадра, приходящего иэ блока 4 воспроизведения-, при наличии разрешающего сигнала иэ блока 9 определения признаков о наличии кода типа 17. При поразрядном сравнении блоком б выдается сигнал на останов лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Блок б выдает также сигнал в блок 8 задержки времени, разрешая его подключение к счетчику 11 текущего времени. Блок 8 задержки времени состоит иэ дешифратора кода задания времени обучения (не показан), входы которого соединены с фотоусилителями блока 4 воспроизведения, соответствующими коду 25 задания времени обучения, генератора импульсов (не показан) с времязадающнми цепями подключенными к выходам дешифратора кода задания времени обучения и выходам блока 13, а также содержит элемент И совпадения (не показан), наодин вход которого подаются импульсы с генератора импульсов, а на другой - сигналостанова лентопротяжного механизма,приходящего из блока б сравненияадресов, а выход его соединен со счетчиком 11 текущего времени. Для запоминания кратковременного сигналаостанова лентопротяжного механизмана время экспозиции кадра блок 8 содержит также элемент памяти (не показан).Таким образом, частота следования импульсов из блока 8 в блок 11зависит от кода 25 задания времениобучения, определяющего среднее время на обдумывание материала, а такжеот установки блока 13 регулированиятемпа обучения, определяющего отклонение от среднего времени на обдумыва ние материала и зависящего от уровняпритязаний учащегося,Счетчик 11 текущего времени суммирует импульсы, поступающие из блока8 задержки времени, и по достижению определенного их числа подаетсигналы в индикатор 12 текущего времени, который высвечивает время, оставшееся на обдумывание материала учащимся, или время, превышенное учащимся на обдумывание материала. Еслитекущее время подсчитывается для части материала, содержащей несколькокадров с учебной информацией, то коды 25 задания времени обучения в раз- З 0личных кодах типа 11 совпадают. Дляподсчета времени в другой части материала счетчик 11 текущего времениустанавливается в начальное состояние. Установка счетчика 11 текущеговремени в начальное состояние можетпроизводиться, например при определенном коде 25 задания времени обучения, когда разряды кода 25 единицы.Если разряды кода 25 все нули, тогенератор импульсов блока 8 задержки времени отключается (точнее,подключается времязадающая цепь, прикоторой частота генерации практически равна нулю). В этом случае времяизучения данного кадра (кадров) не 4подсчитывается и состояние счетчика11 текущего времени не изменяется.Использование изобретения позволяет повысить интенсивность обучения путем его активизации, что дости-гается следующим.Во-первых, учащийся самостоятельно в зависимости от своей подготовки и способностей определяет время,необходимое для усвоения учебногоматериала. На пленке-программе кодируется и на экране может указываться среднее время усвоения материала, учащийся же определяет свойсобственный уровень знаний и способностей, Самооценка своих знаний и 40способностей производится по опытупредыдущего усвоения учебной программы по различным дисциплинам и положительно сказывается на оценке степени интенсивности обучения учащим ся, т.е. времни усвоения данного учебного материала, Исходя из этойоценки, учащийся устанавливает своевремя изучения материала, котороеон считает наиболее приемлемым длясебя, т.е. устанавливает отклонениеот среднего времени изучения материала.Во-вторых, в процессе изученияматериала учащемуся сообщается отклонение истинного изучения материала от установленного, Оценка отклонения истинного времени от установленного позволяет правильно организовывать процесс дальнейшего обучения. Если учащийся не укладываетсяв то время, которое установил онсам, зто говорит либо о том,что темп1 обучения слишком мал и не соответствует способностям и знаниям учащегося и его следует увеличить, т.е. изучать материал более интенсивно, либо о том, что учащийся переоценилсвои знания и способности. Если жеучащийся изучает материал быстрее,чем установлено им самим, то это свидетельствует о том, что либо следует увеличить свои притязания, т.е.уменьшить время изучения материала,так как способности и знания учащимся недооценены, либо о том, что материал изучается излишне быстро иповерхностно, поэтому темп обученияследует снизить,Самостоятельная установка индивидуального времени изучения и постоянный контроль за ним позволяютмаксимально интенсивно и качественно усваивать учебный материал.Кроме того, установка времениобучения может производиться не самим учащимся, исходя из знания своихслособностей и предыдущей подготовки, основанного на опыте изученияучебной программы по данной и другим дисциплинам, но также и преподавателем. Преподаватель может изменить среднее время изучения материала , закодированное на кинопленке,тем самым внося в программу коррективы, Установка времени изучения материала преподавателем позволяет наоснове знания индивидуальных особенностей учащегося (например полученных им ранее оценок, способностей) повышать степень адаптации обучения, что улучшает качество обучения.В результате эксперимента установ- лено, что самостоятельная установка и контролирование времени изучения материала позволяет существенно улучшить органиэаций процесса обучения на машинах самим учащимся и активизировать его, при этом учащимся выбирается оптимальное время и интенсивность изучения материала, По сравнению с контрольной группой, обучаемой на других машинах, количество плохих оценок, полученных в реэуль809314 10 Формула изобретения ЮИ 8 ВНИИПИ Заказ 435/65 Тирак 495 Подписное лиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4 тате последующего контроля, понизилось на 10-15, удовлетворительных на 5-8, а количество отличных оценок увеличилось на 5.Известные устройства аналогичного назначения не позволяют производить самостоятельную установку и контролирование времени изучения материалаОбучающее устройство по авт.св.У 723646, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства,оно содержит последовательно соединенные блок регулирования темпа обучения,блок задержки времени, счетчик текущего времени и индикатор текущеговремени, блок задержки времени соединен с выходами блоков воспроизведения и сравнения адресов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 723646, кл. 6 09 8 7/02, 1975