Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых

(54) РОЛЯ (57) ти а ства зова ван ных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 684596, кл. С 09 В 3/00, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 661994, кл. С 09 В 19/00, 1977. УСТРОЙСТВО ДПЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТ- ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХИзобретение относится к областоматики и вычислительной техничастности к техническим сред- обучения, и может быть испольо при организации программирого обучения в различных учебаведениях, Цель изобретения -расширение дидактических возможностей устройства при изучении электрических схем. Сущность изобретенияоснована на введении в устройство,содержащее блок ввода учебной информации, блок предъявления учебной информации и блок задания программыобучения, последовательно включенныхдополнительного блока ввода учебнойинформации, блока памяти, блока сравнения, первого элемента И, первогоэлемента ИЛИ и первого ключа, последовательно включенных второго элемента И, стартстопного генератора кодового счетчика и второго элементаИЛИ, последовательно включенных второго ключа и аналого-цифрового преобразователя, а также второго и третьего счетчиков, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.Блок 22 ввода граФической ннФормации (Фиг.З) содержит прозрачное основание 29 с нанесенной на цем ттискретной сетьто токопроводящих до 1 рожек 30, пацтограФ 31, один конец 32 которого. закреплен в начале координат, а на другом закреплен токоцроводящий контакт 33 преостразователь 34 угол-код, состоящий из пластины с нанесенной на ней цо окружцосги дорожками 35 и токосъемников 36,В зависимости От точцОсчи съе 1111угловых координат определяетсп .испо дорожек 35, каждая дорожка 35 определяет один ряд цис 1 трового кода. Дорожки.35 разбиты на токопроводяшце тт це проводящие сегменты и таким образом контакты 36, скользя цо циц выдают на выходе двоичньй код угла образованного составлянияими планками цацтографа,45 1 771ИзобрРтРцце ОтнОсится к атттОГ:111 ке и цтсчислительнсзй технике, в час:тцости к техцическим средствам Обучения, и может быть использстванст цриорганизации программного обучения вразличных учебных заведениях.Цель изобретения - расптирецце дидактических возможностей устройствапри изучении электрических схс.м.Ца Фиг.1 изображена струтст гра 10предлагаемого устройства; на Фиг.2схематическое изображение блока ввода граФической инФормации; на Фиг,З -конструкция блока ввода граФическойИнФормации; на сриг.4 - структура блока ввода граФической инФормации.Устройство для обучения и контроля знаний учащихся (Фиг.1) содержитмагазин 1 схемных элементов и узлов,узел 2 коммутируюн 1 ттх элементов, узел 2 О3 набора электрических схем, элемент4 ИЛИ, узел 5 коммутирующих элементов, ключ 6, клавиатуру 7 ручногосввОд, блок 8 задания программы обучения, счетчик 9, кодопреобразователь 2510, кодопреобразователь 11, генератор 12, ключ 13, узел 14 индикации,ключ 15, стартстопный генератор 16,узел 17 предьявления кадров программы обучения, аналого-циФровой преобразователь 18, счетчик 19 элемент20 ИЛИ, блок 21 памяти, блок 22 ввода граФической инФормации, элемент23 И, блок 24 сравнения, счетчик 25,узел 26 отображения, счетцпс 27, элемент 28 И,Г 1 2Бзтотс ввода грас 111 щеской ицФОрмаици также содержит пптсоратор 37, фуцкпиоцаптцый преобразователь 38, элемент 39 ИЛИ,Магазин 1, узлы 2, 3 и 5, генератор 12 представляют собой блок ввода учебной ицФормации, а узлы 14, 17 и 26 - блок предъявления учебной инФормации.Устройство для обучения и контроля знаний учашттхся работает в двух режимах: "Обучение" и "Контроль знаний".В первом случае на клавиатуре 7 цаттомается клавиша Программируемое обучение", сигнал с которой поступает через элемент 4 на ключ 6, тем самым подключая узел 5, Устройство готово к работе в режиме "Обнуление". Для получения порции инФормации обучаемый на клавиатуре 7 нажимает клавишу "Пуск , сигнал с которой поступает на вход счетчика 9. Кодопреобразователь 11 преобразует состояние счетчика 9 в код управления узла 12. В результате этого обучаемому предъявляется учебный кадр, в котором представлена изучаемая схема и поясняющий ее работу текст. 1(одопреобразователь 10 по состоянтцо счетчика 9 вырабатывает код управления узлами 2 и 5. В результате этого к узлу 3 подключаются необходимые схемные элементы и узлы магазина 1, т.е. компацуется требуемая программой обучения электрическая схема, а с помощью узла 5 выбирается нужная точка подключения узла 14 для отображения электрических процессов в изучаемой электрической схеме, Генератор 12 выдает на вход изучаемой схемы последовательность импульсов. По окончанию усвоения учебного кадра обуча РГый ц атстсмает по в т Ор ц О клавишуПуск и цикл работы устройства в режиме "Обучение" повторяется. Меняя содержание магазина 1 и набор учебных кадров узла 17, преподаватель летка и быстро может менять програмобучения, не тратя время на просчет и построение эпюр напряжения для конкретных вариантов электрической схемы.Далее перейцем к рассмотрению работы устройства в режиме Контроль знаний". На клавиатуре 7 клавиша "Программируемое обучение" отжимается и нажимается клавиша 1(онтроль3 1 77 знаний , сигнал с которой поступает на ключ 13, тем самым подключая аналого-цифровой преобразователь 18 к выходу узла 5. Одновременно этот же сигнал поступает на ключ 15, разрешая 5 прохождение сигнала с клавиши "Пускп на вход стартстопного генератора 16. Устройство готово для работы в режиме "Контроль знаний", Обучаемый нажимает клавишу "Пуск", Устройство 10 работает как и в режиме "Обучение", предъявляя учебный кадр контроля знаний, только сигнал с выхода узла 5 поступает не на узел 14, а через ключ 13 на вход аналого-цифрового преоб разователя 18. Одновременно сигнал с клавиши "Пуск" клавиатуры 7 через ключ 15 и элемент 28, на вход которого приходят синхроимпульсы с гене. - ратора 12, запускает стартстопный ге нератор 16. Каждый импульс серии импульсов стартстопного генератора 16, поступая на вход счетчика 19, вырабатывает на его выходе адрес, который через элемент 20 поступает на ад ресные шины блока 21, Этот же импульс запускает аналого-цифровой преобразователь 18 и является сигналом "Запись" для блока 21. Таким образом, в последовательно расположенных ячей О ках блока 21 осуществляется запись дискретизированного и квантированного сигнала в контрольной точке, которая указана в контрольном кадре. Контрольный кадр в отличии от кадра обучения не содержит поясняющий текст. В контрольном го вопросе, к примеру, может содержаться электрическая схема с, заданными номиналами и требо:,вание построить эпюру-для напряжения 40 в заданной точкеПосле решения поставленной задачи обучаемый нажимает клавишу "Готовность" клавиатуры 7 и с помощью блока 22 вводит полученный результат, В момент ввода ответа 45 с одного выхода блока 22 на вход блока 21 поступает сигнал "Чтение", с другого выхода - координата Х, которая поступает через элемент 20 на адресные шины блока 21 и с третьего выхода - на вход блока 24 - координата У. Блок 24 в случае,несовпадания цифровых кодов, приходящих с блока 21 и блока 22, выдает сигнал "Ошибка", который через элемент 23 поступает на вход счетчика 27 и вход элемента 4, На вход элемента 23 поступает стробирующий сигнал с клавиши "Готовность , предотвращающий ложную выработку сигнала "Ошибка", Сигнал "Ошибка", приходя через элемент 4, включает ключ б, тем самым подключая узел14 к выходу узла 5, В следствие этогообучаемому на экран узла 14 выводитсяправильный ответ, На вход счетчика 25поступает сигнал с клавиши Пуск, итаким образом в нем производится подсчет общего числа предъявляемых кадров, а в счетчике 21 - число ошибок.Содержимое счетчиков 25 и 27 индицируется узлом 26,Для соответствия масштабов реального процесса и вводимого графикана планшете блока 22 (фиг.2) изображены оси координат Х, У с нанесенными делениями. При предъявлении обучаемому кадра контрольного задания внем указывается масштаб, т.е, ценаодного деления, например, по оси Х -1 нс, по оси У - 18. Сравнение осуществляется с точностью, исключающейвлияние на правильность ответа .аппаратурных погрешностей, аналитическихзависимостей и разбросы параметровэлектрических элементов, Погрешностьзадается разрядностью преобразователя 18 и блока 22, Причем разрядностиих выходных сигналов должны бытьодинаковыми.Блок 22 (фиг,З и 4) работает следующим образом. Обучаемый на листебумаги стандартного формата, к примеру миллиметровке с нанесенными координатами (Фиг.2), строит график зависимости, требуемый контрольным вопросом. Затем накладывает поверх листа планшет блока 22 так, чтобы совпадали координатные оси, Обводя по контуру изображенного графика токопроводящим контактом 33 (фиг.З), он вводит координаты Х и У, Действительно,при соприкосновении токоподводящимконтактом 33 дискретной сети токопроводящих дорожек 30 (фиг.З), соединенных с входом шифратора 37,(фиг.4) или при изменении кода на выходе преобразователя 34 (фиг.4) навыходе элемента 39 (фиг,4) появляется сигнал "Готовность", который, поступая на вход преобразователя 38,является для него сигналом ЧтениеПреобразователь 38 (Фиг.4) представляет собой постоянное программируемое запоминающее устройство, в ячейках которого записаны координаты У,а на адресные шины подаются координа1 О 5 1277ты Х и код преобразователя 34, Такимобразом, по сигналу "Готовность" устройство выдает на выход координатыХ и У. Для того, чтобы сигнал Готовность не присутствовал постоянно навыходе, сигналы на выходы элемента 39(фиг.4) подаются через дифференцирующие цепи (не показаны). Достоинство,предлагаемого блока 22 ввода графической информации при достаточнойточности - простота конструкции,удобство работы, т.е., по сути, обучаемый традиционно строит график,а затем с минимальными затратамиего вводит в устройство для обучения 5И контроля знаний учащихся.В качестве узла 17 может быть использован любой слайдпроектор с дистанционными управлением типа "Пеленг700 АВ". Узел 14 представляет собой 20обычный электронный осциллограф.В зависимости от изучаемой темыкоммутационные панели могут быть сменными. На некоторых из них могут бытьуже собраны какие-то электрические 25схемы и необходимо только менять некоторые элементы, от которых зависятвыходные характеристики изучаемогоустройства, которое может быть, кпримеру, блоком системы автоматического управления, а элементы - егозвеньями.Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется широкой областью применения (т.е. используется для обучения различных курсов),возможностью конструирования обучаемым ответа, отсутствием набора эталонов ответа, невозможностью угады"вания ответа. Кроме того, оно позволяет изучать не только электрические,радиотехнические и т,д, схемы, но ивсевозможные процессы, при условиисоздания их электрических моделей.Например, создав модели усилительных,45дифференцирующих, интегрирующих, запаэдывающих и других звеньев, можноизучать всевозможные процессы, протекающие в системах автоматического регулирования. Кроме того используя 50принцип дуальности электрических цепей, можно изучать всевозможные объекты и процессы, носящие неэлектрический характер,Ф о р м у л а изобретения1. Устройство для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащее блок 1 п 9 аввода учебной информации, блок предъявления учебной информаци н блок задания программы обучения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные дополнительный блок ввода учебной информации, блок памяти, блок сравнения, первый элемент И, первый элемент ИЛИ и первый ключ, выход которого соединен с первым входом блока предъявления учебной информации, последовательно включенные второй элемент И, стартстопный генератор, первый счетчик и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока памяти, последовательно включенные второй ключ и аналого-цифровой преобразователь, второй вход которого соединен с выходом стартстопного генератора, а выход - с третьим входом блока памяти, второй счетчик, вход, которого подключен к первому выходу блока задания программы обучения, а выход - к второму входу блока предьяв- ления учебной информации, и третий счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход " с третьим входом блока предъявления учебной информации, четвертый вход которого подключен к второму выходу блока задания программы обучения, третий выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, четвертый выход - с вторым входом первого элемента И, пятый выход в . с первым входом второго элемента И, шестой выход - с первым входом второго ключа, седьмой выход с входом основного блока ввода учебной информации, первый выход которого подключен к вторым входам пер. вого и второго ключей, а второй выход - к второму входу второго элемента И, второй и третий выходы дополнительного блока ввода учебной информации соединены с вторыми входами соответственно второго элемента ИЛИ и блока сравнения, четвертый входблока памяти подключен к выходу стартстопного генератора. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в нем дополнительный блок ввода учебной информации содержит планшет, выполненный в виде прозрачного основания, на7 127, котором размещены токойроводящие дорожки, узел считывания координат, выполненный из токосъемника, размещенного на одном конце пантографа, другим концом связанного с прозрачным основанием и кинематически соединенного с преобразователем угол-код, подключенным через элемент ИЛИ и непосредственно к первому и второму ,входам функционального преобразова О 169 8теля соответственно, и 1 .цлфратор, выход которого соединен с вторым вх- дом элемента ИЛИ и третьим входом функционального преобразователя и является вторым выходом блока, а вход соединен с токопроводящими дорожками, выходы элемента ИЛИ и функционального преобразователя являются первым и третьим выходами блока соответственно..",сставитель А, 1(арлоТекред И, Ходапич Редактор А, Гулько рректор А.Обруча каз 667 1/45 Тираж ВНИ 1 ПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Жодписное нного комитета СССРтений и открытий шская наб., д. 4/ од, ул. Проектная Производственно-полиграВщеское предприятие г