Обучающее устройство

."Е"Ы ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕКИЯ В 48 8)етельство СССР В 7/07, 1984, ОИСВО к автома носится ой техн ке, аирований, преции про программоля знаоматиэа цесГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИОРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС.назначенным для ав 2са обучения и контроля ка различных этапах работы с материалом в учебных 1заведениях любого типа. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства путем организации процесса обучения и контроля знаний учащихся в виде игры, что способствует более эффективному запоминанию изучаемого предмета. Устройство содержит генератор 5 (тактовых импульсов), соединенный через счетчик 4 времени (анализа решений) с блоком 1 ввода эталонов,. подклю532962 20 30 ченным к первому входу информационного .табло 17 через последовательно включенные первый блок 2 ввода ответов и первый блок 13 сравнения, а к второму входу - через последовательно соединенные входы блок 3 ввода ответов и второй блок 14 сравнения. Третий вход табло 17 через первый элемент И-НЕ 15 соединен с блоком 10б фиксации ответа одного обучаемого, вторым элементом 11 дифференцироваИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике а именФ но к средствам программированного обучения и контроля знаний, предназначенным для автоматизации процессаобучения и контроля на различных , этапах работы с материалом в учебных заведениях любого типа.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.На чертеже изображена функцио, нальная схема устройства. Устройство содержит блок 1 задания эталонов (ответов), блок 2 ввода ответов, блок 3 ввода ответов, счет чик 4 времени (анализа решения), гене ратор 5 (тактовых импульсов), блоки 35 6 и 7 фиксации ответа, элемент И 8, первый элемент 9 дифференцирования, триггер 10, второй элемент 1 1 дифференцирования, третий элемент 12 дифференцирования, первый блок 13 срав нения, второй блок 14 сравнения, первый элемент И-НЕ 15, второй элемент И-НЕ 16 и информационное табло 17. Блок 1 предназначен для проектиро вания со слайда на экран задания и ответов к нему, а также для автоматической смены слайдов с одновременной установкой эталонного кода при поступлении на вход блока 1 импульсасмены кадра.Блоки 2 и 3 предназначены для ввода в устройство информации о выбранном первым обучаемым ответе и представляют собой переключатель на три (и более) положения, закрепленный на рабочем месте обучаемого (или в коробке, соединенной гибким шнуром с входом устройства). Положение ручки ния и первым входом элемента И 8.Четвертый вход табло 17 подключенчерез второй элемент И-НЕ 16 к блоку7 фиксации ответа другого обучаемого,третьему элементу 12 дифференцирования и второму входу элемента И 8,выход которого через последовательновключенные первый элемент 9 дифференцирования и триггер 10 соединенс управляющим входом счетчика 4 времени. 1 ил. переключателя фиксирует направлениена выбранный ответ,Счетчик 4 предназначен для формирования регулируемого временного интервала, в течение которого обучаемые анализируют свое решение послеоценки его устройством. В этот периодони подводят итоги состязания по предыдущему заданию, а также по пройденной серии заданий и готовятся к следующему вопросу. Счетчик 4 выполненна основе регистра сдвига и многопозиционного переключателя, общийконтакт которого является выходомсчетчика 4, а остальные контакты (входы) подключены к выходам регистрасдвига,Генератор 5 предназначен для получения непрерывной последовательностиимпульсов, синхронной с секундныминтервалом. Генератор 5 выполнен наоснове задающего генератора и рядаделителей частоты. В зависимостиот выбранного масштаба период следования тактовых импульсов может изменяться с помощью делителей частоты,Блоки б и 7 предназначены для фиксации ответа обучаемых и формирования на своем выходе запрещающего по"тенциала после фиксации ответа. Блоки6, 7 выполнены на основе триггераи кнопочного переключателя, которыйконструктивно расположен рядом с переключателем блока 2 или 3.Элемент И 8 предназначен для получения на своем выходе перепада напряжения при подаче на его оба входазапрещающих потенциалов в момент фиксации принятого решения запоздавшимобучаемым,1Триггер 10 предназначен для управ.ления временным режимом работы уст5 15ройства, обеспечивая чередование периодов интенсивной работы над заданием и периодов отдыха перед следующим заданием,Элемент 11 предназначен для дифференцирования перепада напряжения,снимаемого с выхода блока 6 и полу 1чения импульса (ошибки, позднего ответа) в момент фиксации своего решения первым обучаемым.Элемент 12 предназначен для дифференцирования перепада напряжения,снимаемого с выхода блока 7 и получения импульса (ошибки, позднегоответа) в момент фиксации своего решения вторым обучаемым.Блок 13 предназначен для оценкиправильности ответа первого обучаемого в момент фиксации принятого имрешения (в момент поступления наего управляющий вход импульса ошибки), Блок 13 представляет собой логический элемент И-НЕ.Блок 14 предназначен для оценкиправильности ответа второго обучаемого в момент фиксации принятого имрешения (в момент поступления на егоуправляющий вход импульса ошибки),Элемент 15 предназначен для блокирования импульса позднего ответа,подаваемого на его управляющий входв случае, если первый обучаемый зафиксировал свое решение быстрее вто -рого,Элемент 16 предназначен для блокирования импульса позднего ответа, подаваемого на его управляющий вход вслучае, если второй обучаемый зафиксировал свое решение быстрее первого.Табло 17 предназначено для накопления и отображения информации о количестве ошибок, а также о количестве поздних ответов, полученных соответственно первым и вторым обучаемыми. Табло 17 состоит из четырех счетчиков и электрически связанных с ними четырех цифровых индикаторов. Налевой половине табло 17 находятсяиндикаторы количества ошибок и количества поздних ответов первого обучаемого. На правой половине табло17 расположены индикаторы количестваошибок и количества поздних ответоввторого обучаемого.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 10сброшен и на его выходе установлен 32962 6запрещающий потенциал, который закрывает счетчик 4 времени. Триггерыблоков 6 и 7 сброшены, и на их выходах установлены разреыающие потенциалы. Первый и второй элементыИ-НЕ 15 и 16 .открыты, все четыречетчика табло 17 индикации обнулеы. На цифровых индикаторах табло 17установлены нули. Преподаватель подает команду "Внимание" и включает,устройство. При этом запускаетсяблок 1, а на его экране появляетсяпервое задание и ряд ответов к.нему.Цепи установки устройства в исходноесостояние и начального запуска блока 1не показаны. Обучаемые приступают кобдумыванию вопроса.При ответе на вопрос первый обучае) мый переводит переключатель блока 2в положение, соответствующее выбранному ответу, а нажатием кнопки переключателя в блоке 6 фиксирует своерешение. Через контакты кнопочного 25 переключателя замыкается электрическая цепь, по которой потенциал фиксации решения с выхода источника питания подается на Б-вход триггера блока 6, который опрокидывается и на вы ходе блока 6 изменяется напряжение:происходит переход от отпирающего потенциала к запирающему. Запирающийпотенциал с выхода блока 6 поступаетна первый вход элемента И 8 и информационный вход первого элемента И-НЕ 3515. Первый элемент И-НЕ 15 закрывается. Перепад напряжения с выхода блока 6 поступает на вход элемента. 11,на выходекоторого образуется короткий импульс. Короткий импульс с выхода элемента 11 поступает на входблока 13 (импульс ошибки) и вход второго элемента И-НЕ 16 (импульс позднего ответа) .При ответе на вопрос второй обу.чаемый также переводит переключательблока 3 в положение, соответствующеевыбранному ответу, а нажатием кнопки на блоке 7 фиксирует свое решение, Триггер блока 7 опрокидывается,и на его выходе изменяется напряжение: происходит переход от отпирающе го потенциала к запирающему. Зацирающий потенциал с выхода блока 7 поступает на входы элементов И 8 и И-НЕ16. Элемент 16 закрывается. Перепаднапряжения с выхода блока 7 поступает на вход элемента 12 на выходе коФторого образуется короткий нипулзс, 1532962Короткий импульс с выхода элемента12 поступает на вход блока 14 (импульс ошибки) и вход элемента И-НЕ15 (импульс позднего ответа),При решении очередного заданиявозможны четыре комбинации ответов:один обучаемый опередил другого ипринял правильное решение; один обучаемый опередил другого, но принялневерное решение; другой обучаемыйопоздал с ответом, но верно решлЙадание, другой обучаемый опоздалс ответом и дал неверное решение,В случае, когда первый обучаемыйзафиксировал свое решение быстреевторого (первая и вторая комбинацииответов), элемент И-НЕ 15 закрываетсяраньше, чем элемент И-НЕ 16, Импульспозднего ответа с выхода элемента11 проходит через открытый элементИ-НЕ 16 и поступает на четвертыйвход табло 17. Срабатывает счетчикпоздних ответов второго обучаемого.,На правой половине табло 17 показамния индикатора числа поздних ответов увеличиваются на единицу. В случае, когда первый обучаемый ответил правильно (первая комбинация 3 О ответов),замыкается электрическая цепь, проходящая-через блоки 1 и 2, по которой от выхода источника пита;ния на вход блока 13 подается запрещающий потенциал. Запрещающий потенциал блокирует прохождение импульса ,ошибки с выхода элемента 11 через ,блок 13 на первый вход табло 17. На левой половине табло 17 показания цифрового индикатора числа ошибок остаются неизменными. Первый обучаемый считается выигравшим состязание при ответе на вопрос по данному заданию вне,зависимости от правильности решения вторым обучаемым.45В случае, когда первый обучаемый ответил неправильно (вторая комбинация ответов) на информационном входе блока 13 отсутствует запрещающий потенциал. Импульс ошибки с выхода элемента 11 через открытый блок 13 поступает на первый вход табло 17, Срабатывает счетчик ошибок первого обучаемого. На левой половине табло 17 показания индикатора числа ошибок первого обучаемого увеличиваются на единицу. Исход состязания по этому заданию зависит от правильности ответа на вопрос вторым обучаемым. В случае, когда второй обучаемый опоздал с Фиксацией принятого решения по очередному заданию (третья и четвертая комбинация ответов), импульс позднего ответа с выхода элемента 12 поступает на вход закрытого элемента И-НЕ 15. При этом блокируется прохождение импульса позднего ответа с выхода элемента 12 через элемент И-НЕ 15 на третий вход табло 17. На левой половине табло 17 показанияиндикатора числа поздних ответов остаются неизменными.В случае, когда второй обучаемыйответил правильно (третья комбинацияответов), замыкается электрическаяцепь, проходящая через блоки .1 и 3,по которой от выхода источникапитания на вход блока 14 подается запрещающий потенциал. Запрещающий потенциал блокирует прохождение импульсаошибки с выхода элемента 12 черезвторой блок 14 на второй вход табло17. На правой:половине табло 17 показания цифрового индикатора числа ошиок не изменяютсяВторой обучаемыйчитается выигравшим состязание поданному заданию при условии, что первый обучаемый ошибся, 7 акой исходобусловлен тем, что при сравнениирезультатов действий двух обучаемыхотрицательный вклад ошибочного решения первого обучаемого превышает положительный вклад от быстрого ответана вопрос. Соотношение вкладов определяется коэффициентом К и устанавливается в начале игры.В случае когда второй обучаемыйответил неправильно (четвертая комбинация ответов) на информационномвходе блока 14 отсутствует запрещающий потенциал, импульс ошибки с выхода элемента 12 через открытый блок14 поступает на второй вход табло 17.Срабатывает счетчкк ошибок второгообучаемого. На правой половине табло 17 показания индикатора числаошибок увеличиваются на единицу. Влюбом случае второй обучаемый .считается проигравшим состязание, вответе на данное задание. При неверном решении задания первый обучае"мый все же считается выигравшим, какопередивший с ответом своего соперника,В случае, когда второй обучаемыйзафиксировал свое решение быстреепервого (первая и вторая комбинацииответов) элемент И-НЕ 16 закрывается раньше, чем элемент И-НЕ 15. Импульс позднего ответа с выхода элемента 12 проходит через открытый элемент И-НЕ 16 и поступает на третий вход табло 17, Срабатывает счетчик позд, них ответов первого обучаемого. На левой половине табло 17 показания индикатора числа поздних ответов уве О личиваются на единицу.В случае, когда первый обучаемый опоздал с фиксацией принятого решения, импульс позднего ответа с выхода элемента 11 поступает на управ-. ляющий вход закрытого элемента И-НЕ 6. При этом блокируется прохождение импульса позднего ответа с выхода элемента 11 через элемент И-НЕ 16 на четвертый вход табло 17. 20 На правой половине табло 17 показания индикатора числа поздних ответов остаются неизмененными.Фиксация своего решения опередившим обучаемым приводит к тому, что 25 на одном из входов элемента И 8 появляется запрещающий потенциал. Однако уровень напряжения на выходе элемента И 8 при этом не меняется. Фиксация своего решения опоздавшим обучае мым приводит к тому, что на оба входа элемента И 8 поступают запрещающие потенциалы с выходов соответственно первого и второго блоков 6 и 7 Уровень напряжения на выходе элемента И 8 при этом изменяется. Перепад напряжения с выхода элемента И 8 поступает на вход элемента 9 дифференцирования, на выходе которого образуется импульс переключения. Импульс переключения поступает на вход триггера 10 и устанавливает его в положение, при котором с выхода триггера 10 на управляющий вход счетчика 4 поступает разрешающий потенциал. 45 Открывается регистр сдвига счетчика 4.Последовательность импульсов, поступающих с выхода генератора 5 на счетный вход регистра сдвига счетчика 50 4, начинает управлять его работой. Спустя установленное в начале игры время на одном из выходов регистра сдвига, соединенного с однимиз входов многопозиционного переключателяпо-является импульс смены кадра. Импульс смены кадра с выхода счетчика 4 (с общего выхода переключателя) поступает на вход блока 1, вход триггера 1 О, а также на входы блоков 6 и 7. Срабатывает блок 1 и на экране появ,ляется изображение следующего кадра с очередным вопросом. Триггер 10 сбрасывается и на его выходе устанавливается запрещающий потенциал.Закрывается регистр 4 сдвига счетчика. Триггеры блоков 6 и 7 сбрасываются и на выходах блоков 6 и 7 устанавливаются разрещающие потенциалы. Устройство возвращается в состояние, исходное для работы со следующим заданием. Один из обучаемых принимает решение и опережает другого. Весь описанный процесс повторяется вновь.По истечении заданного отрезка ,времени преподаватель останавливает циклическую работу устройства (например, отключает выход генератора 5) и подводит итоги. Обучаемые, успевшие за положенное время охватить всю серию заданий и сделавшие меньше оговариваемого заранее предельного числа ошибок, получают "Зачет" по данной серии. Обучаемые, у которых число ошибок превьппает предельно допустимый уровень неверных ответов; а также ответившие по неполной серии заданий, получают неудовлетворительную оценку. В зависимости от конкретных условий (целей, которые преследует препо" даватель) возможны другие варианты оценок, например: оба игрока, не допустившие ни одной ошибки во всей установленной серии заданийполучают "отлично"; победившие игрой при тех же (или иных, скажем две-три ошибки) условиях получают "отлично" ("хорошо"); а проигравший "хорошо" ("удовлетворительно").Использование изобретения позволяет внести элемент непосредственного состязания между учащимисявпроцессе обучения и проверки их знаний и орга низовать контроль уровня усвоения , учебного материала в виде игры, что создает повьппенный интерес к за 4 аниям и в конечном итоге способствует более эффективному изучению и запоминанию учебного материала.3 Формула изобретенияОбучающее устройство, содержащее первый и второй блоки ввода. ответов, входы которых соединены с выходом блока ввода эталонов, а выходы - с первыми входами. соответственно первого и второго блоков сравнения, выходы.Заказ 8103/55 Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 11 153 которых подключены к первому и второму входам информационного табло .соответственно, и первый элемент дифференцирования, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью расширения ,дидактических возможностей устройства, в него введены генератор, счетчик времени, первый и второй блоки ,фиксации ответа, элемент И, триггер, второй и третий элементы дифференцирования, первый и второй элементы И-НЕ,выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами информационного табло, первые входы - с выходами третьего и второго элементов дифференцирования соответственно, а вторые входы - а выходами соответственно первого и 29 б 2 12второго блоков фиксации ответа, подключенными к входам второго и третье"го элементов дифференцирования соответственно и к первому и второмувходам соответственно элемента И,выход которого соединен с входом первого элемента дифференцирования, выход которого подключен к Б-входутриггера, информационный и управляющийвходы счетчика времени соединены с, выходами соответственно генератораи триггера, а выход - с К-входом триггера, входом блока задания эталонови входами блоков фиксации ответа,вторые входы первого и второго блоковсравнения подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов дифференцирования.