Автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых

/О О 197ССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗОБРЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ"Аккорд". Техническое описаниеОЯА 999.072.10.УПМ Свердловскогоэлектромеханического техникума,2, Авторское свидетельство Спо заявке Р 2543360/18-24,кл. О 09 В 7/07, 1977.3. Авторское свидетельство СССР 762029, кл. С 09 В 7/07, 1978(54)(57) 1, АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КЛАССДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащий последовательновключенные пульты обучаемых, коммутатор и счетчик, а также блок индикации, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения дидактических возможностей класса, в него введены последовательно включенные первый сумматор, первый блок делениякодов, первый блок памяти, второйсумматор, первый блок возведенияв степень, третий сумматор, второйблок деления кодов, блок извлечениякорня, второй блок памяти, второйблок возведения в степень, третийблок деления кодов и третий блок памяти, выход которого соединен с первым входом блока индикации, и последовательно соединенные первый элемент задержки, второй элемент задерж-,ки, третий блок возведения в степень,четвертый сумматор и четвертый блокделения кодов, второй вход которогоподключен к выходу счетчика, третийвход - к второму выходу коммутатора,а выход - к второму входу третьегоблока деления кодов, третий вход которого соединен с третьим выходомкоммутатора,. второй и третий входывторого блока деления кодов подключены к выходу счетчика и второму выходу коммутатора соответственно, второй вход второго блока вбзведения в степень соединен с четвертым выходом коммутатора, второй вход блока извлечения корня подключен к пятому выходу коммутатора, второй и третий входы первого блока делениякодов соединены соответственно с выходом счетчика и шестым выходом коммутатора, вторые выходы первого и второго блоков памяти подключены к второму и третьему входам блока индикации соответственно, второй и третий входы второго сумматора соединены соответственно с седьмым выходом коммутатора и выходом первого элемента задержки, второй вход первого блока возведения в степень подключен к вы- ф ходу второго элемента задержки, вто- М ф рой вход третьего блока возведения в степень соединен с выходом второго сумматора, вход первого элемента р задержки подключен к восьмому выходу коммутатора, первый и второй входы первого сумматора соединены соответственно с седьмым и девятым выходами коммутатора.2. Класс по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что коммутатор содер жит триггер, последовательно включен ные реле времени, формирователь импульсов, элементы И группы и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, а также последовательно включенные второй элемент И и третий четвертый и пятый элементы задержки, причем вторые входы элементов И груп пы являются входам коммутатора, а выходы второго элемента ИЛИ, второго элемента И, пятого элемента задержки, четвертого элемента задержки, третьего элемента задержки, формирователя импульсов, первого элемента ИЛИ, первого элемента И и первый выход триггера являются соответственно1059601 10 40 45 50 первым, вторым, третьим, четвертым,пятым, шестым, седьмым, восьмым идевятым выходами коммутатора, входывторого элемента ИЛИ соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, первый и второй входытриггера подключены соответственно Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано н различных учебных заведениях при организации учебного процесса.Известен автоматизированный класс, на лицевой панели которого размещены сигнальные лампы правильных ответон, лампы регистрации отнета учащегося, переключатель программ, переключатель режима работы ("Обучение", "Зачет" ), кнопка пуска шагового искателя для смены кода, подснечинаемое окно номера кода 1Большое количество индикационных элементов, размещенных на лицевой панели пульта и определяемое числом рабочих мест класса, обусловливает громоздкость пульта и затрудняет активное вмешательство преподанателя в процессе обучения, Для выявления отстающих и преуспевающих учащихся преподавателю необходимо делать просмотр всех индикационных элементов, запоминать их и сравнивать их между собой, что затруднено при большом количестве индикационных элементов.Известен автоматизированный класс, содержащий пульты учащихся, а также объединенные в пульт преподавателя коммутатор пультон,блок индикации номера пульта, блок сравнения, блок индикации результатов опроса, блок памяти этапов обучения и блок совпадения 2 .Недостаток этого устройства заклю. чается в том, что в режиме обучения преподаватель лишен информации. о статистическом распределении мест изучения группы. Во время урока препо давателю приходится часто пояснять отдельные места нового материала, но при отсутствии статистической инфор-. мации делает он это зачастую не вовремя, что снижает эффективность обучения, Например, после просмотра одного-двух рабочих мест преподаватель замечает, что учащиеся делают некоторые характерные ошибки и начинает разъяснять этот раздел всей группе, но часто бывает, что подавк выходам реле времени и формирователя импульсов, а второй выход -к второму входу первого элемента Ии первому входу второго элемента И,второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с входом реле времени.2 ляющая часть, группы изучает в насто ящий момент другой раздел и объяснения преподавателя будут лишь отвлекать учащихся, так как объяснения 5 преподаватель должен давать в момент,когда подавляющая часть группы изучает данный раздел, Наиболее близким к предлагаемому является автоматизированный класс,обеспечивающий сбор необходимых статистических данных о распределенииразделов изучения учащимися и содер жащий пульты обучаемых, подключенные через коммутатор пультов к блоку сравнения, блок .индикации, последовательно включенные переключатель этапов. обучения и дешифратор, соединенный с блоком сравнения, счетчик количества учащихся, подключенный к блоку сравнения, коммутатору пультов и блоку индикации 3 .Однако в известном устройствепреподаватель не получает оперативных данных об этапе, который изучает в данный момент наибольшее число учащихся,. так как для выявления указанного этапа преподавателю необходимо пересмотреть все этапы, запомнить их и сравнить между собой, для работы с устройством преподаватель З 0 тратит время и отвлекается от учебного процесса, что снижает эффективность этого устройства..Кроме того, выдача преподавателемобъяснений учащимся по этапам, кото рый изучает в данный момент наибольшее число учащихся, не является оправданной, потому что эти этапы носят чисто случайный характер и преподаватель часто должен возвращатьсяв объяснении от. более сложного этапак более простому, и наоборот. Объяснения же преподавателя должны последовательно идти от простых этаповк более сложным, причем эти объяснения должны затрагивать интересынаибольшего числа учащихся..Ориентиром для такого объяснения может служить математическое ожидание изучаемых в данный момент этапов, в качестве оценки которого естественно предложить среднее арифметическое изучаемых в данный момент этапов,.Для характеристики разбросанных изучаемых этапов около их математического ожидания служит среднее квадратичное отклонение изучаемых этапов.Важной числовой характеристикой является скошенность кривой распределения изучаемых этапов в ту или иную сторону от центра группирования.Имея информацию о числовых харак теристиках распределения изучаемых этапов, преподаватель может наиболее эффективно влиять на ход обучения, Так при малых среднеквадратичных отклонениях изучаемых этапов преподава. 15 тель может безошибочно вести объяснение по этапу, который указан мате- . матическим ожиданием. При больших среднеквадратичных отклонениях и .отрицательной скошенности необходимо особо уделить внимание пояснению этапов, значение которых меньше значения математического ожидания.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей автоматизированного класса за счет непрерывного формирования информации о ходе учебного процесса. Поставленная цель достигается тем, что в автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащий последовательно включенные пульты обучаемых, коммутатор и счетчик, а также блок индикации, введены последовательно вклю- З 5 ченные первый сумматор, первый блок деления кодов, первый блок памяти, второй сумматор, первый блок возведения в степень, третий сумматор, второй блок деления кодов, блок из влечения корня, второй блок памяти, второй блок возведения в степень, третий блок деления кодов и третий блок памяти, выход которого соединен с первым входом блока индикации, и 45 последовательно соединенные первый элемент задержки, второй элемент задержки, третий блок возведения в степень, четвертый сумматор и четвертый блок деления кодов, второй вход которого подключен к выходу счетчика, третий вход - к второму выходу коммутатора, а выход - к второму входу третьего блока деления кодов, третий вход которого соединен с третьим выходом коммутатора, второй и третий входы второго блока деления кодов подключены к выходу счетчика и второму выходу коммутатора соответственно, второй вход второго блока возведения в степень 60 соединен с четвертым выходом коммутатора, второй вход блока извлечения корня подключен к пятому выходу ком,мутатора, второй и третий входы пер 7 вого блока деления кодов соединены 65 соответственно с выходом счетчика, и шестым выходом коммутатора, вторые выходы первого и второго блоков памяти подключены к второму и третьему входам блока индикации соответственно, второй и третий входы второго сумматора соединены соответственно с седьмым выходом коммутатора и выходом первого элемента задержки, второй вход первого блока возведения в степень йодключен к выходу второго элемента задержки, второй вход третьего блока возведения в степень соединен с выходом второго сумматора, вход первого элемента задержки подключен к восьмому выходу коммутатора, первый и второй входы первого сумматора соединены соответственно с седьмым и девятым выходами коммутатора.Кроме того, коммутатор соержит триггер, последовательно включенные реле времени, формирователь импульсов, элементы И группы и первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, а также последовательно.включенные второй элемент И и третий, четвертый и пятый элементы задержки, причем вторые входы элементов И группы являются входом коммутатора, а выходы второго элемента ИЛИ, второго элемента И, пятого элемента задержки, четвертого элемента задержки, третьего элемента задержки, формирователя импульсов, первого .элемента ИЛИ, первого элемента И и первый выход триггера являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами коммутатора, входы второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, первый и второй входы триггера подключены соответственно к выходам реле времени и формирователя импульсов, а второй выход - к второму, входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с входом реле времени.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого класса, на фиг.2- блок-схема формирователя импульсов.Автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых содержит пульты 1 обучаемых и пульт 2 преподавателя. Пульт 2 содержит коммутатор 3, включающий реле 4 времени, блок 5 обработки информации, элемент ИЛИ б, счетчик 7, блок 8 индикации, группу элементов И 9, формирователь 10 импульсов, элемент ф ИЛИ 11Блок 5 обработки информации производит вычисление математическогоожидания, дисперсии и скошенностираспределения изучаемых в данныймомент этапов по определенным форму-,лам для чего в нем при вычисленииматематического ожидания использовансумматор 12, блок 13 деления кодови блок 14 памяти.для вычислениясреднеквадратичногоотклонения использовано устройствовычитания на базе сумматора 15, блока 16 возведения в степень (в квадрат), сумматора 17, блока 18 делениякодов блока 19 извлечения корня(квадратного), блока 20 памяти.Для вычисления скошенности изучаемых этапов использованы блок 21,воэ 1ведения в степень (в куб), сумматор22, блок 23 деления кодов, блок 24возведения в степень (в куб), блок25 деления кодов, блок 26 памяти.Послеловательнсть выполнения опе Орации обеспечивается триггером 27,элементом И 28, элементом И 29 иэлементами 30-34 задержки.Установка устройства в исходноеположение осуществляется реле 4 времени, выход которого связан с шинами обнуления всех сумматоров и блоков памяти (не показано),На Фиг. 2 раскрыта функциональнаясхема формирователя 10, выполненнаяна Сазе счетчика на триггерах,позволяющая формировать простейшуюпоследовательность импульсов,Формирователь 10 содержит генератор 35 импульсов, элемент И 36, счетчик 37, выполненный на триггерах 38,дешифратор 39, элемент 40 задержки,элементы И 41, инвертор 42Формирователь 10 работает следующим образом.При подаче сигнала с реле 4 импульсы с генератора 35 через элементИ 36 подаются на вход счетчика 37,который принимает последовательноодно из возможных состояний. Каждоеиз состояний при помощи дешифратора 39 преобразуется в сигнал, соответствующий единице на одном из выходов. После переполнения счетчика.37 цикл работы повторяется,Выходные импульсы дешифратора 39 не могут быть непосредственно исполь зованы, так как переход счетчиКа 37 из одного состояний в другое совершается в несколько этапов, что вызывает появление ложных импульсов. Для 55 устранения появления ложных выходных импульсов используются элементы И 41, которые управляются задержанным входным импульсом с элемента 40 задержки и сигналами с дешиф ратора 39, Задержка входного сигнала, элементом 40 осуществляется на времй, необходимое для установления в счетчике конечной кодовой комбинации и образования сигнала на выходе у дешифратора 39, Инвертор 42 исполь: зуется для установки счетчика 37 в нулевое положение после прекращения подачи сигнала с реле 4 времени.Предлагаемый автоматизированный класс для обучения и контроля знаний обучаемых работает следующим образом,.Информация"о номере этапа (количест. ве изученных разделов) из пульта поступает на входы элементов И 9. На второй вход элемента И 9 первого опРашиваемого пульта 1 с формирователя 10, предназначенного для последовательного опроса пультов 1, приходит разрешающий сигнал, по которому код этапа через элементы 9 и 11 при наличии разрешающего сигнала с триггера 27 (разрешающий сигнал с триггера 27 поступает на сумматор 12 в том случае, если триггер установлен в нулевое положение) поступает в сумматор 12. Формирователь 10 через период опроса подает разрешающий сигнал на следующий элемент 9 и в сумматор 12 прибавится номер этапа, который изучает второй учащийся. Таким образом, за цикл опроса в сумматоре 12 сформируется сумма номеров этапов, изучаемых каждым учащимся. Также за цикл опроса в счетчик 7 будет занесено, число опрошенных формирователем 10 пультов 1.По окончании цикла опроса с выхо- " да формирователя 10 подается сигнал на блок 13, с выхода которого в блок 14 памяти заносится код математического ожидания. Затем с выхода формирователя 10 подается сигнал на счетный вход триггер 27, он устанавливается в единичное состояние, этим же сигналом обнуляется счетчик 7,После этого начинается повторный цикл опроса, при этом благодаря тому, что триггер 27 установлен в еди-, ничное состояние, в сумматоре 12 нового накопления результатов не происходит, а через элемент И 28 с элемента ИЛИ 6 поступает через элемент 30 сигнал разрешения на сумматор 15, разность кодов с выхода которого поступает на вход блока 16 для возведения в квадрат и на вход блока 21 для возведения в кубВыходы этих блоков соединены соответственно с сумматором 17 и сумматором 22. По завершении второго цикла опроса в сумматорах 17 и 22 будут записаны соответствующие выражения, и с выхода формирователя 10 через элемент И 29 будет подан разрешающий сигнал на блоки 18 и 23. По разрешающему сигналу от элемента 32 частное от деления двух величин поступает в блок 19 для извлечения квадратного корня. На выходе блока 19 получено значение среднего квадратичного отклонения, которое запишется в блок 20 памяти.По сигналу с элемента 33 блок 24 возводит в куб эту величину. По сигналу с элемента 34 блок 25 производит на основании данных с блоков 23 и 24 вычисление скошенности. Ее значение будет занесено в блок 26, Так как блоки 14, 20 и 26 соединеныс блоком 8, то на информационном табло преподавателя будут высвечены зна- чения математического ожидания, сред.него квадратичного отклонения и скошенности.Так как выход элемента И 29 соединен с входом реле 4, то сигналом сэлемента И 29 оно запускается. При этом формирователь 10 прекращает 15 свою работу на время, определяемое реле 4. Это время выбирается достаточным для чтения информации с блока 8.По истечении некоторого времени с выхода реле 4 подается импульс на все сумматоры и блоки памяти, посредством которого они обнуляются, запускается формирователь 10 и начинается новый цикл контроля. В предлагаемом автоматизированном классе для обучения и контроля знаний обучаемых автоматически представлена исчерпывающая информация о распределении изучаемых этапов на основании которой можно наиболее эффективно вести процесс обучения.1059601 Составитель Т. Ничипоровичовальчук Техред В.Далекорей ирняк Корректо едакто дписн аказ 98 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фили б/54 Ти ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, аж 488венного комитетений и откры