Устройство для контроля знаний обучаемых

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОЮЗ СОВЕтСКИхСоциалистическихРеспублик п 1943809(22) Заявлено 29 ЛОДО (21) 2999816/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 1507.82,. Бюллетень Мо 26Дата опубликования описания 1507,82 1 М К з 0 09 В 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Н.С.Петров, В.П.Медведев, Б,А.Сальников и Ю.М.Князев Таганрогс кий радиотехнический институт им. В;Д. калмыкова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ Из обре тение от н оситс я к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано при органиэации машинного контроля знаний и программированного обучения в различных учебных заведениях .Известно устройство, содержащее пульт преподавателя, рабочие места учащихся, блок ввода эталонных ответов, табло индикации ответов учащихся, запоминающий сдвигающий регистр, блок ввода ответа, кодирующий блок, логическую схему И, счетчик правильных ответов, блок оценки правильности ответа, блок управления и линию задержки. Оно позволяет проводить массовый контроль знаний с использованием выборочно-конструируемого метода ввода ответа (1.Однако это устройство требует большой предварительной подготовки к работе (путем ввода эталонных ответов) и, кроме того, позволяет распознавать только один верный ответ (из множества возможных правильных ответов), что снижает объективность и эффективность контроля.Известно также устройство, содержащее блок информации, блок буферной памяти, блок анализа ответов, счетчик правильных ответов, блок индикации, дешифратор кода номера вопроса, блок памяти номера вопроса, оно позволяет проводить массовый контроль знаний учащихся (2.Однако это устройство не позволяет проводить анализ поливариантных правильных ответов, что снижает объективность и эффективность машинного контроля знаний. Наиболее близким к изобретейиюявляется устройство, содержащее .рабочее место преподавателя, рабочиеместа учащихся, блок ввода правильных ответов, блок формирования ихранения кода эталонных ответов,блок индикации ответов учащихся,блок ввода ответов учащихся, коди"рующую матрицу, регистр сдвига, блокпоразрядного логического сложениячисел, схему И, блок оценки правильности ответа и кнопку окончания ввода 25 ответа, Это устройство позволяетпроводить машинный контроль знанийучащихся, реализуя выборочно-конструируемый метод ввода ответов, а такжеанализ возможных поливариантных 30 правильных ответов Г 33.ОД 1 акО такОе УСГ,Ройст ( т 11 О-пеР- раб уе: больших Врсзтдс нных затРат Нс; ВВОД ВС СХ ВОЗ МОЖН ЫМ ПРав ИЛЬ " ных Ответов дерез к.тсавн атуру блока ВВОДа ПРаэи ГЬНЫХ ОТВЕТОВ т ЧТО С НИ жает прои; -.к ную способос; ь устрой- д ств а . БО-. ОРых т не вседт ВО 3 маж нО 3 аРа НСВЕ 11 УСМОТРЕГ: Ь В с Е НОЗ МОЖН ЫЕ правиль тыс ответы, так как число этих Трав иль Гдых От Ве тОВ О Гредяляетс я НЕ ТОЛЬКО СаботВЕННО ГСЛОВИЕМ Зада ния, но и логической г 1 бксстью мьаления, а также проектировочйыми и рефле ксивными уме ния ми Гтедагоа- составителя, в результате чего снижается объективность машинного конт- РОЛЯ Знаий,. В-ТРЕТЬ ГГХ т УСТРайСТВО является т угубо контралируошим и Ге позволяет произ ва;пить различно рОца. Выч ислительн ые рабаты, вы 11 Ол ЕНИЕ КОТОРЫХ ЧаЩЕ ВСЕГО И 51 ЕЕТ МЕС- и то при контроле знаний уча ц 1 ХС 51 (НаПРИМЕР ПРИ РЕШЕГНГН Ра ЗЛ тЧ НОГО рада задач, расчете схем и т,д.), Есе это сужает фун кцнаналь 1 ые воэможности его, что пр 1 ваднт к знач 1(тельному снижению эффективности процесса обучения в целом.Целью изобретения являе гся расширение дц(т 1 актических возможностей УСтрайСТВа. С ПОВЬГГГГЕНИЕМ Э рфЕКТИВ -тп ност 11 процесса обучения за сче:т 8 ГРасщт 1 РЕНИЯ фУНКЦИОНаДЬНЫХ ВОЗМОжнас - ТЕй ттСТООЙСТВаНос ав лен н ая цель достигается темчто в устоайство, содержаее бЛОК СраВНЕГтя ВЫХОД КОТОООГО СОЕд: нен с первым входом фортНравате.я с;тгна т:ОВ оценки, блок кади зава ни и блок задания прог рамГ г-.1 абуче ни я, Гвсдены два коммутатора, счетчик Кат;ИЧЕСТВа ОтВЕтав И раСГтрЕДЕЛНТЕЛЬ 4 О ИМПУЛЬСОВ т ПЕРВЫЙ ВЫХОД КОТОРО" а подключен к Вхаду блока задания программы обучения не посредств.но, а через счетчик количества о."ветав к второму входу формирователя сиг - НаЛОВ ОцЕНКтт И ( ВХаду бгака КаднРСВаНИЯт ОДИН ВЫХОД КСттаРОт а ЧЕРЕЗ первый коммутатор соединен с первым ВХОДОМ блока сраВНЕния,а дРУгой ВЫХад через второй коммутатор - с вторым входом блока сравнения, первый и Второй выходы блока. задани 5 програм-. мы обучения подключены к вторым входам первого н второго кстммутаторов соответственно, причем формироваК ТЕЛЬ СИГНаЛОВ ОЦЕНКИ СаДЕРжсйт ПОСЛЕ- давательно включенные счетчик пра- ВИЛЬНЫХ ОтВЕтан ПЕрЕКттЮЧаТЕЛЬ ГтГКалы оценок и индикатор оценки, второй и третий входы которого подключены соответственна к первому и второму входам формирователя, а блок задания программы обучения выполнен В виде электронного микрокалькулятора.Наличие в устройстве селе кцт и ЭТаЛОННОГО Ра ЗРЯДс 1 И ЭТВЛОН НОй ЦИ ):РЫ 65 позволяет осуществить такой технико- методический прием как анализ ответа, не па всем разрядам кода ответа, а ГО ведущему, центральному базовому разряду, заранее выбираемому для того или иного вопроса. Это позволяет обеспечить высокую полиинвариантность возможных правильных отетов, так как все возможные правильные ответы содержат этот базовый элсмент и яв - ляются своеобразными производными от него, Наличие подсчета ответов, совмещенного с селекцией эталонного разряда и эталонной цифры позволяет исклтзчить необходимость больших временных затрат на ввод всех воз - МожисЫХ ПРаВИЛЬНЫХ ОТВЕТСВ За СЧЕТ синтеза эталонного кода на основании номера вопроса и паслсдующего СРаВНЕНИЯ ЕГО С СИГНаЛОМ ИЗ ПРОЦЕт - сора, Данное техническое решсие позволяет использовать предлагаемое СТРоиство НЕ Тат 1 Ко ДЯ КО 1 ТРО 1 Я знаний, но и для выпалсия различных расчетных работ.На Гертеже представлена структ,рная схема устройств а для кО трсл 51 знаттий Обучаемых, содержащего счет - чик 1 количества ответов, ксторый через распределитель 2 управГяющих импу,п сов соединен с узлом 3 ввода ИпфОРГаЦИИ т ПОДКЛЮЧЕН НЬГМ К ВЫ 1 ИСЛИ - Фелю 4., Формирователь б сигналов оценки соединен с бгскам б сравнения и счетчиком 1, Узел 7 индикации подключен к вычислителю 4, СчетГик 1 через блок 8 кодирования соединен с перва 1 и входами коммут атаров 9 и 10, втОрые ВХОДЫ которых подключены к выходам вычислителя 4, а выходы к ВхОдам блОка б сРавне и ия т ВътпОт. неннога в виде на бора элементов совпадения. Коммутатор 9 состоит изэгементов И 11 (по чисту разрядов кода) на два входа и элемента И 3.И 12 на г входов. Коммутатор 10 состоит из элементов И 13 на два входа и эгемента И 14 на и вхогов. Блок 8 состоит из переключателя 1: кода разряда и переключателя 1 б кода цифры, которые могут быть вьтполнны в виде обычных галетных многопозицион - ных переключателей. Узел 3, вычислитель 4 и узел 7 конструктивна объединены в блок 17 задания прог - рэтттыт который может быть выполнен на базе электронного микрокалькуля - тора. Н состав распределителя 2 входят;клавиша 18 Код, которая годключена в узле 3 параллельно Однойиз О те 1.цп онных клавиш +х, - и т.д,; клавиша 19Ответ, которая в узле 3 тадклюЧЕна ПаРаЛЛЕЛЬНО КЛАВИШЕ = Исоединена с входом счетчика 1; эле -мент 20 задержки, вход которого под -ключен к клавише 19, а выход подключен в узле 3 к выходу клавишиСброс. Формирователь 5 состоитиз последовательно соединенных счетчика 21 верных ответов, переключателя 22 шкалы оценок и индикатора 23. 5При этом входы счетчика 21 соедияеныс выходом блока б. Входы переключателя 22, выполненного в виде набораклавишных переключателей, подключенык выходу счетчика 21 и выходу счетчи ка 1. Входы индикатора 23 подключенык выходам блока б, счетчика 1 и переключателя 22,Устройство для контроля знанийобучаемых работает следующим образом.15Перед выдачей обучаемому задания,которое может быть рассчитано на выборочный, выборочно-конструируемыйили численный ответ, преподавательустанавливает в блоке 8 переключателями 15 и 16 код эталонного (базового) разряда и код эталонной цифры,а также задает переключателем 22соотношение для выставления оценки.Обучаемый, получив задание, выполняет 25его, при этом в случае необходимостипроведения вычислительных работ он,используя узлы блока 17, производитнеобходимые расчеты. Подготовив ответ, обучаемый через узел 3 вводиткод задания, затем устанавливает враспределителе 2 режим Код,нажатием клавиши 18 Код, чтоэквивалентно подготовке вычислителя4 к выполнению одной из вычислительных операций, После этого, обучаемыйчерез узел 3 вводит код полученногоответа, а затем устанавливает в распределителе 2 режим Ответ, нажатием клавиши 19 Ответф. Учитывая,что клавиша 19 подключена в узле 3, .4 Опараллельно клавише :,вычислитель44 производит вычисление результата,который поступает на вторые входыкоммутатора 10. Сигнал с клавиши 19поступает также в счетчик 1, где 45записывается в виде единицы. Напервые входы коммутатора 10 из счетчика 1 через блок 8 (через переключатель 16) поступает код эталоннойцифры, Учитывая, что в блоке 17 вычислитель 4 выдает в узел 7 результат последовательно по разрядам,то на первых выходах вычислителя 4сигнал появляется последовательно:вначале в первом канале первых выходов (сигнал о том, что предъявляется цифра первого разряда), затем во втором канале и т.д. Синхронно с этим на вторых выходах вычислителя (одновременно во всех каналах) на короткое время (на время,отведенное для индикации одного разряда) появляется сигнал цифры данного Разряда. В результате этого навыходе элементов 13 коммутатора 10 65г а следовательно, и выходе элемента14 сигнал появляется каждый раз,когда цифра любого разряда будетсовпадать с кодом эталонных цифр,На первые входы коммутатора 9 исчетчика 1 через блок 8 (через переключатель 15) поступает код эталонного разряда, причем сигнал поступает только на один из элементов 11,тот, номер которого совпадает с номером эталонного разряда. Учитывая,что сигналы в каналах первых выходов вычислителя 4 появляются последовательно, то на выходе одного изэлементов 11 коммутатора 9, а следовательно, и на выходе элемента 12сигнал будет только в момент предъявления цифры выбранного (эталонного)разряда. В результате этого на обоихвыходах блока б сигналы будут только тогда, когда в выбранном разряде(эталонном) цифра результата извычислителя 4 совпадает с эталоннойцифрой, В этом случае блок б выдаетсигнал о правильном ответе, которыйпоступает в счетчик 21 и индикатор23 формирователя 5. Чтобы обучаемыйне знал, какие операции производятсявычислителем 4 в режимах Код иОтвет, индикация результата выполнения операции не производится.Для этого через определенный временный интервал, необходимый для срабатывания коммутаторов 9 и 10 и блокаб, но недостаточный для реализациииндикации результата, на выходеэлемента 20 появляется сигнал, который через узел 3 поступает в вычислитель 4 и обеспечивает сброс результата.Для удобства работы обучаемыхиндикатор 23 на основании сигналов,поступающих со счетчика 1 и блока б,обеспечивает наглядную индикациюномера отвечаемого вопроса и качества ответа на вопрос. В случае использования блока 17 для расчетныхработ блок 7 по сигналам вычислителя4 обеспечивает индикацию всех проводимых вычислений,После ответа обучаемых на всевопросы билета, о чем свидетельствует приход сигнала иэ счетчика 1на соответствующий, ранее заданныйпреподавателем, вход переключателя22, формирователь 5 производит формирование сигнала оценки. На входыпереключателя 22 при этом поступаютсигналы об общем числе ответов(из счетчика 1) и о числе правильныхответов (иэ счетчика 21). Учитывая,что до начала работы преподавателькоммутирует соответствующим образомпереключатель 22, т.е. задает необходимое соотношение верных н общихответов для получения той или инойоценки,на выходе переключателя шкалы оценок 22 на основании поступив 943 809ших в него сигналов появляется сигнал оценки. Сигнал оценки поступает на индикатор 23, где и обеспечивается его визуальное предъявле" ние обучаемому.После выставления оценки завершается цикл работы устройства, который в дальнейшем может быть повторен.Использование данного устройствадля машинного контроля знаний позволяет исключить непроизводительный расход учебного времени на предварительную подготовку устройства к работе за счет отмены необходимости ввода всех возможных правильных ответов. Кроме того, реализация анализа ответа не по всем разрядам, а по базовому (эталонному) позволяет увеличить объективность контроля эа счет расширения области возможных поливариантных правильных ответов. Воэможность использования предлагаемого устройства для вычислительных работ также сокращает непроизводительные затраты учебного времени. Следовательно, применение в учебном процессе предлагаемого устройства обеспечивает значительное сокращение непроизводительных затрат учебного времени, повышает объективность машинного контроля, знаний, а также эффективность процесса обучения и, в конечном итоге, позволяет улучшить качество подготовки вьсококвалифицированных специалистов в условиях массовых форм организации обучения. Формула изобретения401, Устройство для контроля знанийобучаемых, содержащее блок сравнения,выход которого соединен с первымвходом формиров ателя сигнал ов оце н ки,блок кодирования и блок задания программы обучения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширениядидактических возможностей устройства, в него введены два коммутатора, счетчик количества ответов ираспределитель импульсов, первыйвыход которого подключен к входублока задания программы обучениянепосредственно, а через счетчикколичества ответов - к второмувходу формирователя сигналов оценкии ко входу блока кодирования, одинвыход которого через первый коммутатор соединен с первым входом блокасравнения, а другой выход через второй коммутатор - с вторым входом блока сравнения, первый и второй выходыблока задания программы обученияподключены к вторым входам первогои второго коммутаторов соотве тственно. 2. Устройство по и. 1, о т л ич а юще е с я тем, что в немформирователь сигналов оценки содержитпоследовательно включенные счетчикправильных ответов, переключательшкалы оценок и индикатор оценки, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам формиров ателя,3, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блокзадания программы выполнен в видемикрокалькулятора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРУ Зб 7449, кл . С 09 В 7/02, 19 70,2, Авторское свидетельство СССРР 483699, кл. С 09 В 7/02, 19 75,3, Авторское свидетельство СССРР 419950, кл. С 09 В 7/02, 1973.943 809 Составитель А. КНедолуженко Техред М, РейвесКорректор О. Билак арлов едакт аказ 5118 6 Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИ ПИ Го по дела 113035, МосТираж 472 дарстве нног изобретений а, Ж, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийокая наб., д. 4/5