Адаптивное обучающее устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1 п 739620 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик г 1 Д )р 5 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 01.02.77 (2) 2448548/18-2с присоединением заявки Рй М; Кл. 9 В 7/О сударствеииык комитет СССР(53) УДК 681 3 .071(088.8) ата опубликования описани 4 08.0 еликанов и В. А. Дегтярев 2) Авторы изобретен пиев, В йбышевский политехничвжий им. В, В. Куйбышева(54) АДАПТИВНОЕ ОБУЧАЮ атизать исв Изобретение относится к автом Устройство работает по разветвленции учебного процесса и может бы ной программе, но кострукция устройств польэовано в различных учебных за е- не позволяет иметь к одному кадру бодениях. лее четырех разветвлений, а в случае,Известно адаптивное обучающее уст- если нужно реализовать менее четырех ройство, содержащее блок номера ответа, разветвлений (два или три), то остальблок счетчиков, блок случайной выборки ные кадры до четырех не используются. кадра, блок объяснения, блок выдержки Кроме того, нет возможности перейти времени и блок проекции и смены кад- на пять или большее число щагов с поров 1 .томощью клавиш выборочного ответа. ДляОднако устройство в режиме обучения перехода на большее число шагов исработает по линейной протрамме и не пользуется тридцать кнопок свободного может работать по разветвленной про- выбора кадра, при раооте с которыми грамме; а также не имеет возможности устройство не блокируется от нарушения возвращать пройденные кадры. Выдачу учащимися инструкций. В этом устрой 5следующего кадра нельзя поставить в стве также нет возможности при двух зависимость от времени обдумывания. различных ответах перейти к одномуИзвестно также адаптивное обучающее и тому же кадру. При использовании устройство, содержащее триггеры режи- выборочного метода в известном устма работы, триггеры кода правильного ройстве предусмотрено ограничение вреответа, счетчик штрафных баллов, ре- меня на выбор ответа изпредложенньтх, гистр оценки, регистр шагового передви- Это время порядка минуты. Переход к жения ленты, три ревсрсивных счетчика тому или иному кадру, в зависимости памяти 12. от времени, затраченного на обдумывание739620 10 3невозможен. При превышении учащимся установленного времени обдумывания, блок времени автоматически запускает лентопротяжный механизм и фиксирует ошибку, что необходимо для режима5 Контроль". В режиме обучении автоматический запуск лентопротяжного механизма нельзя делать, тах как это будет способствовать ухудшению качества обучения неуспевающих учащихся.Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода-ответов, соединенный с блоком,. сравнения ответов и блоком памяти, йбд ключенным к регистру адреса, блоку сравнения адресов и блоху воспроизведения учебной информации, который соединен с блоком сравнения ответов, блоком сравнения адресов, регистром адреса, блоком 10 определения признаков учебной информации и блоком регистрации, подключенным к блоку управления, соединенному с блоком сравнения ответов, блоком определения признаков учебной информации и регистром адреса, который подключен к блоку сравнения адресов, соединенному с блоком определения признаков учебной информации 31.Недостатком данного устройства является невысокая степень адаптации, из-за чего невозможна реализация ветвлений в зависимости от времени обдумывания.Время изучения является важнейшей 35 характеристикой процесса обучения, Педагогической наукой доказано, что способные учащиеся тратят на обучение меньше времени и одновременно качество обучения у них выше, а менее способные 40 учащиеся на обучение тратят больше времени и хуже усваивают новый учебный материал. Все это приводит к необходимости введения в устройство блоков и связей, назначением которых является45 учет времени изучения кадра и перекодировки кода ответа в адрес следующеоо кадра в зависимости от времени изучения кадра.Цель изобретения - повышение сте пени адаптации устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок задания времени обучения и блок сравнения времени, подключенный к блоку воспроизведения учебной информации, блоку определения признаков учебной информации, блоху управления и блоку задания времени обучения. фНа фиг, 1 приведена блок схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - четыре типа кодов со схематическим изображением блоха воспроизведения; на фиг, 3 - внешний вид кинопленки с информационными кадрами и кодами.В предлагаемом адаптивном обучающем устройстве (фиг. 1) блок 1 ввода ответов связан с блоком 2 сравнения ответов и блоком 3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения учебной информации, который подключен к блоху 5 регистрации, блоку 6 сравнения адресов, регистру 7 адреса, блоку 2 сравненияответов, блоку 8 сравнения времени, блоку 9 определения признаков учебной информации, соединенному с блоком 10 управления, блоком 8 сравнения времени, блоком 6 сравнения адресов и блохом 2 сравнения ответов, подключенным к блоху.10 управления, соединенному с блоком 5 регистрации и с регистром 7 адреса, подключенным к блоку 3 памяти, и блоку 6 сравнения адресов, соединенномус блоком 3 памяти. Кроме того, ко входу блока 8 сравнения времени подключен блок 11 задания времени обучейия, а выход блока 8 сравнения времени соединен со входом блока 10 управления; Блоки 2 сравнения ответов, 8 сравнения времени, 11 задания времени обучения, 6 сравнения адресов, 9 определения признаков учебной информации, 10 управления и .регистр 7 адреса объединены в вычислитель 12.Блок 1 ввода ответов состоит из цифробуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (на чертеже не показаны). Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными, на нее информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм (на чертеже не показаны. Блок 4 воспроизведения учебной информации состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их,Блок 5 регистрации содержит ждущиймультивибратор и индикаторную лампу"Неправильно" (на чертеже не показаны).В предлагаемом устройстве программаимеет четыре типа кодов 13, 14, 15,16 с различными функциями в управлении работой устройства (фиг, 2).7396 Коды типа 13 содержат код возможного, ответа 17, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд "Обязательное сравнение" 18, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд "Неправипьно" 19, предназначенный для занесения, одного штрафного балла в блох регистрации 5, и отличительный признак 20, служащий для .опознания кодов типа 13 вычислителем 10 12, Отличительный признак 20 содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для ходов других типов, например 3-й снизу разряд светлый, а второй снизу разряд темный.Коды типа 14 содержат код возможного времени 21, служашии для сравнения с кодом времени обдумывания кадра хранящимся в блоке 11 задания времени обучения, разряд Обязательное сравнение" 22, предназначенный для безусловного сравнения с кодом времени обдумывания кадра и отличительный признак 23, предназначенный для опознавания типа25 кода вычислителем 12 (3"й снизу разряд темный, 2-й снизу разряд светлый).Коды типа 15 содержат адрес следующего кадра 24, по которому нужно . искать следующий кадр и отличительный признак 25, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 12 .(2-й и 3-й снизу разряды темные).Коды типа 16 содержат код кадра 26, З 5 являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра и отличительный признак 27 (2-й и 3-й разряды снизу светлые). Один разряд кода типа 16 в 46 данном устройстве не используется, но его можно применить, например для включения синхронизированного магнитофона (на чертеже не показан). 45В кодах всех типов существует один служебный разряд - фМаркерф 28, предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего кода и необходимый для того, чтобы информа 50 ция не считывалась с хадров, Во время движения кинопленки фМаркерф должен располагаться ниже (или выше) уровня кадров, а сигнал с выхода мархерного фотоэлектрического усилителя 29 подается на остальные фотоэлектрические усилители 30-35 в качестве разрешающего. В работе вычислителя 12 он не принимает , участия,20 6На фиг. 2 схематически изображен блок 4 воспроизведения с фотоэлектрическими усилйтеляКл 30-35, для того; чтобы показать с каких усипителей считы.-, ваются соответствующие разряды кодов.На пленке-программе 36 (фиг,3), нанесены кадр с вопросом 37, кадры с разъяснениями 38 и коды управления типов 13, 14, 15, 16. Коды управления расположены между кадрами, причем количество кодов относящихся к одному кадру, может быть различным, что зависит от количества ветвей от данного кадра. Например, от кадра 37 возможно семь ветвлений к кадрам 38, что зависит от ответа учащегося и предыстории обучения. Переходы показаны стрелками.Коды управления расположены группами. Каждая группа относится к одному кадру и расположена рядом с кадром, справа от кадра, Коды чередуются по типам в определенной закономерности. Рядом с кадром стоит код типа 16, предназначенный для перехода к данному кадру, затем последовательность кодов необходимых для переходов от данного кадра, в начале которой стоит код (коды) типа 13 (коды возможных ответов), затем код (коды) типа 14, потом код типа 15 (адрес следующего хадра), затем опять код (коды) типа 13, код (коды) типа 14 и код типа 15 и т.д. Предлагаемое адаптивное обучающее устройство работает следующим образом (фиг. 1).После ввода учащимся ответа, блок 1 ввода ответов подает код ответа в вычислитель 12 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фото- датчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 12, который на основе кода ответа и кодов считьваемых с кинопленки осуществляется поиск нужного кадра. Коды считьваются последовательно (на фиг. 3 слева направо), во время движения кинопленки. Код ответ поступает в блок 2 сравнения ответов. В этот блок поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических усилителей, считьвающих коды возможных ответов и разряд Обязательное сравнениеф, а из блока 9 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 13.7396В исходном состоянии вычислитель 12 реагирует тольхо на коды типа 13, При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала . из блока 9, блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10 управления. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил не предусмотренным образом), то придет ход типа 13, стоящий 10 последним среди кодов типа 13, в котором содержится разряд ф Обязатеп ьное сравнение и при считывании такого кода блоу 2 выдаст сигнал сравнения в блок10 управления. 15В блок 9 определения признаков поступают сигналы иэ разрядов блока 4 воспроизведения, занятых отличительными признаками, а иэ блока 9 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода 20в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 13; вблок 8 сравнения времени, если считываемый код относится к типу 14, вблок 10 управления, если код относится 25к типу 15 и в блок 6 сравнения адресов, если это код типа 16.блох 10 управления по сигналу изблоха 2 производит запоминание наличиясравнения кода ответа и кода возможного З 0ответа и выдает кратковременный сигнална запись ошибки в блок 5 регистрации,и если в сравниваемом коде типа 13 закодирован разряд фйеправипьноф, которыйиз блока 4 подается в блок 5 регистрации, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует ошибку. Одновременно, блок 5,подает кратковременный сигнал в индикаторное устройство (на схеме не показано), которое увеличивает дли 40тельность сигнала и индицирует ошибку.После запоминания сигнала сравнения хода возможного ответа с кодом ответа блоком 10, вычислитель 12 в дальнейшем45 реагирует тольхо на коды типа 14. При считывании кода типа 14, блок 9 определения признаков подает разрешающий сигнал в блох 8 сравнения времени, по которому ход возможного времени, поступающий иэ блока 4 воспроизведения в блок 8; сравнивается с кодом времени обдумывания кадра, поступающим иэблока 11 задания времени в блок 8.При поразрядном сравнении этих кодов блок 8 подает сигнал сравнения в блок 10 управления. Для уменьшения количества кодов типа 14 в этих кодах пре, дусмотрен. разряд фОбязательйое сравне 20 8ние, и если ведутся ветвления по времени обдумывания кадров (например привремени обдумывания до 1 мин должна выдаваться программа повышеннойтрудности, при времени обдумывания до2-х мин должна выдаваться программасредней трудности 1 времени обдумывания более 2-х мин(должна выдаватьсясамая легкая программа), то для тогочтобы не перечислять все возможныевременные интервалы длительностьюболее 2-х мин, для самой легкой программы последним в подгруппе кодов,относящихся к сравненному коду возможного времени ставится код типа 14 сОбязательным сравнением" (он заменит груйпы кодов типа 14 с временемобдумывания более 2-х мин),Блок 10 производит запоминаниеналичия сравнения и в дальнейшем вычислитель 12 реагирует только на кодытипа 15. Первый пришедший код типа15 выдает появление сигнала из блока9 в блок 10, который вырабатываетразрешающий сигнал на запись адреса/следующего кадра в регистр адреса 7.Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 15 и поступающий изблока 4 в блок 7, записывается в регистр адреса 7 и запоминается на время пойска следующего кадра, Выдачу разрешающего сигнала блок 10 запоминаети повторных сигналов не выдает, авычислитель 12 в дальнейшем реагируеттолько на коды типа 16,Адрес следующего кадра содержитразряд направления движения фРеверс",и если нужный кадр находится в стороне,противоположной первоначальному направ. лению движения ки;нопленки, то регистрадреса 7 подаот сигнал "Реверс" в блокпамяти 3, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное.Блок 6 сравнения адресов производитпоразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра 7адреса, и ходакадра, приходящего изблока 4 воспроизведения при наличииразрешающего сигнала из блока 9 определения признаков (а наличии кода типа1 6). При поразрядном сравнении блоком6 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок памяти 3.6Цикл поиска кадра может быть безсравнения кода ответа и кода времени.При ограничении линейного участка программы переход от кадра к кадру можно7396 осуществить с помощью одного кода типа 16, в котором код кадра - все нули,так как в исходном состоянии регистрадреса 7 находится в нулевом состояниии при считывании хода типа 16 с нуле -5вым кодом кадра происходит сравнение снулевым адресом, блок 9 выдает сигнало наличии признака кода типа 16 вблок 6, который. формирует сигнал наостанов лентопротяжного механизма, ко- цторый поступает в блох 3 памяти,Предложенное техническое решениепозволяет повысить степень адаптацииустройства за счет возможности ветвле-ния программы обучения в зависимостиот времени обдумывания и усвоения учеб ного материала,Формула изобретения20 Адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, соединенный с блоком сравнения ответов и блоком памяти, подключенным к регистру адреса, блоку сравнения адресов и к блоку 25 воспроизведения учебной информации, ко.торый соединен с блоком сравнения ответов, блоком сравнения адресов, регистром адреса, блоком определения признаков учебной информации и блоком реги 20 10страции, подключенным к блоку управления,соединенному с блоком сравнения ответов, блоком определения признаков учебной информации и регистром адреса, который подключен к блоку сравнения адресов;"собйиненному с блоком определения признаков учебной информации, о т -ли ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения степени адаптации устройства,оно содержит блок задания времени обучения и блок сравнения времени, подключенный к блоку воспроизведенич учебнойинформации, блоку определейия признаковучебной информации, блоку управления иблоку задания времени обучения.Источники информации.,принятые во внимание при экспертизе1. Прибор для хонтроля текущейуспеваемости К. Техническое описание. Киев. Завод "Точэлектроприбор",1964.2, Устройство для обучения с разветвленной программой с периодическимконтролем ПОИСК. Организация учебного процесса. Программированное обучение, Обучающие машины. М., НЭТИ,1968. Вып. 2. ч, 1..3. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2184468/24, 1976,739620 7 Составитель Т. Ничипоровичсенко Техред И. Лсталош Корректор М Редактор М Тираж 46 бИИПИ Государственного комипо делам изобретений и откр5, Москва, Ж, Раушская Подписноета СССР 30 б 118 тииаб., д. 4/5 13 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,