Устройство для обучения и контроля знаний учащихся

С-А Н И Е ,767812ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(088,8) Дата опубликования описания 300980(72) Авторы изобретения В, С, Великанов, А, С. Федечкин, А, Н. Маляров, А. В. Алимпиев и В. А. Дегтярев Куйбышевский политехнический институт им, В,В.Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙУЧЩИХСЯ Предлагаемое устройство относится к области автоматизации учебного процесса и может быть использовано в различных учебных заведениях.5 Известно устройство для обучения и контроля знаний учащихся, содержащее блок ввода ответов, подключенный к блоку сравнения ответов и блоку па" мяти, соединенному с регистром адреса)0 блоком воспроизведения учебной информации и блоком сравнения адресов, который подключен к регистру адреса, блоку воспроизведения учебной информа.ции и блоку определения признаков, соединенному с блоком сравнения ответов, блоком воспроизведения учебной информации и блоком управления, который подключен к регистру адреса, блоку регистрации и блоку сравнения от- Що ветов, соединенному с блоком воспроизведения учебной информации, который подключен к регистру адреса и блоку регистрации, генератор случайных сигналов, подключенный к счетчику, который соединен с первым входом коммутатора адресов, второй вход которого подключен к блоку воспроизведения учебной информации, а выход - ко входу регистра адреса 11. Недостаток этого устройства эаклю, чается в том, что при реализации контролирующих программ в зоне может быть только два, четыре или восемь кадров. Под зоной здесь подразумевается некоторое количество контролирующих кадров,. составленных, как правило, по одной общей теме или разделу программы и имеющих общий признак в кодировке носителя информации. Устройство выдает учащемуся по одному кадру из эоны случайным образом. .Очень часто, в зависимости от темы. нужно, чтобы количество контролирующих кадров в зоне было три, пять, шесть, семь. Возникает необходимость повторять контролирующие кадры одного содержания, дополняя зону до четырех или восьми кадров, а это приводит с одной стороны к неравновероятной выборке кадоров различного содержания, что ведет к снижению достоверности контроля, а с другой - к неэкономичному использованию кинопленки.Причиной недостатков этого устройства является отсутствие блока, задающего количество кадров в зоне.Цель изобретения - повышение точности устройства и более рациональное .использование носителя информации.Эта цель достигается тем, что визвестное устройство 1) введен блок,изменения объема и дискретности учебной информации, соединенный с блокомвоспроизведения учебной информации,блоком определения признаков и счетчиком и выполненный из элементов НЕ,И, ЦЛИ и одновибратора, подключенного входом к первому входу блока, а вы"ходом - к перным входам элементов И,вторые входы которых непосредственнои через элементы НЕ соединены со вторыми входами блока, выходы элементовИ через соответствующие элементы ИЛИподключены к выходам блока.На фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 15дана кодировка совмещенного носителяинформации; на фиг. 3 приведен пример выполнения нового блока;Обучающее и контролирующее уст 4 ойство (фиг. 1) содержит блок 1 внода ответов, блок 2 сравнения ответов,блок 3 памяти, блок 4 воспроизведения,блок 5 регистрации, регистр б адреса,блок 7 сравнения адресов, блок 8 определения признаков, блок 9 управления, коммутатор 10 адресов, генератор 11 случайных сигналов, счетчик 12и блок 13 изменения объема и дискретности учебной информации.Блок 1 ввода ответов связан с блоком 2 сравнения ответов и блоком 3памяти, подк)тюченным к блоку 4 воспроизведения, который подсоединенк блоку 2 сравнения ответов, блоку5 регистрации, регистру б адреса,блоку 7 сравнения адресов, блоку 13 35изменения объема и дискретности учебной информации и блоку 8 определенияпризнаков, связанному с блоком 7 сравнения адресов, блоком 9 управления,блоком 13 и блоком 2 сравнения отве. тов, соединенным с блоком 9 управления, подключенным к блоку 5 регистрации и регистру б адреса, на входы которого через коммутатор 10 адресовпоступают сигналы или с выходов счетчика 12, или с ныходон блока 4 воспроизведения. Выходы регистра б адреса подключены к блоку 3 памяти и блоку 7 сравнения адресов связанномус блоком 3 памяти. Кроме того, генератор 11 случайных сигналов подключенк счетчику 12, выход которого соединен с блоком 13 изменения объема идискретности учебной информации, связанным со счетчиком 12.Блок 2 сравнения, блок 8 определе. 55ния признаков, блок 9 управления, генератор 11, счетчик 12, блок 13, регистр б адреса, блок 7 сравнения адресов и коммутатор 10 объединены ввычислитель 14, 60Блок 1 ввода отнетон состоит избуквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания ответов-и"релезапуска ленто-протяжного механизма,Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжный механизм.Блок 4 воспроизведения состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их.Блок 5 регистрации включает в себя счетчик ошибок с элементом И на счетном входе, дешифратор и индикаторные лампы оценокПеред рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки (Фиг, 2).В предлагаемом устройстве програм" ма имеет три типа кодов 15, 16, 17 с различными функциями в управлении работой устройства.Коды типа 15 содержат код 18 возможного ответа, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд Обязательное сраннение 19, необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд Неправильно 20, предназначенный для занесения одного штрафного балла в блок 5 регистрации, и отличительный признак 21, служащий для опознания кодон типа 15 вычислителем. Отличительный признак 21 имеет такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая является запретной для кодов других типов, например третий снизу разряд - светлый, а второй снизу разряд - темный.Коды типа 16 содержат адрес .следунцего кадра 22, по которому нужно искать следующий кадр, разряды 23, кода коэффициента пересчета, по которому задается коэффициент пересчета счетчика 12, и отличительный приз)нак 24, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 14 (третий снизу разряд темный, а второй разряд- светлый) .Коды типа 17 содержат код 25 кадра являющийся двоичным ноМером кадра и служащий для сравнения с адресом следующего кадра, и отличительный признак 26, (второй и третий разряды снизу светлые) .В кодах всех типов существует один служебный разряд маркер 27, предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего кода и необходимый для того, чтобы информация не считывалась с кадров во время движения кинопленки. Маркер должен располагаться ниже (или выше) уровня кадров, а сигнал с выхода маркерного фотоэлектрического усилителя 28 подается на остальные фотоэлектрические усилители 29 - 37 в качестве разрешающего.Блок 13 измененияобъема и дискретности учебной информации (фиг. 3) содержит логические элементы НЕ 38, 39,И 40, 41 42, ИЛИ 43, 44, одновибратор 45, Счетчик 12 выполнен на триггерах 46, 47, 48.Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг. 1).После ввода ответа учащихся, блок 1 ввода отнетон подает код ответа ввычислитель 14 и сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 14, который на основе кода ответа и кодов, считываемых с ки нопленки, осуществляет поиск наружно го кадра. Коды считываются последо вательно но время движения кинопленки. Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов. В этот блок подаются сигналы из разрядбв блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических уси О .лителей 29 - 34, считывающих коды ответов и разряд Обязательное сравнение 1, а из блока 8 определения возможных признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 15. 25В исходном состоянии вычислитель 14 реагирует только на коды типа 15. При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 8 блок 2 сигнал сравнения выдает в блок 9 управления.Если не один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил непредусмотренным образом), то придет код .типа 15, стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд Обязательное .сравнение и при считывании такого кода блок 2 выдаст сигнал сравнения в блок9 управления. 40В блок 8 определения признаков поступают сигналы из разрядон блока 4 воспроизведения, занятых отличительными признаками, а иэ блока 8 подаются разрешающие сигналы о наличии ти 45 па кода в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 15, в блок 9 управления, если код относится к типу 16, и в блок 7 сравнения адресов, если это код ти-па 17.Блок 9 управления по сигналу иэ блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись ошибки в блок 5 регистрации, и если в сранниваемом коде типа 15 закодирован разряд Неправильно, который из блока 4 подается в блок 5 регистрации, то при совпа" денни двух сигналов блок 5 регистрирует и индипирует ошибку.После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом бтвета блоком 9 вычислитель 14 в дальнейшем реагирует только на коды типа 16. Первый пришедший код типа 16 вызы:вает появление сигнала из блока 8 определения признаков в блок 13, которыйявляется разрешающим на подключениеобратныхсвязей к счетчику 12, и темсамым изменяет коэффициент пересчета,кроме того, сигнал из блока 8 поступает в блок 9. В блоке 9 управлениявырабатывается разрешающий сигнал назапись адресаследующего кадраврегистр 6.Часть адреса следующего кадра (несколько разрядон) из блока 4воспроизведения поступает в регистрб адреса непосредственно, а другаячасть адреса (остальные разряды) изблока 4 воспроизведения - в регистрадреса через коммутатор 10.При подключении регистра б адреса коммутатор 10 к блоку 4 воспроизведения устройство работает в режимеОбучение и все разряды адресаследующего кадра поступают в регистрадреса из блока воспроизведения. Вдругом положении коммутатора 10, в режиме Контроль, часть разрядовадреса поступает в регистр адреса свыходов счетчика 12, который считаетимпульсы с генератора 11 и имеет в момент записи случайный код. Этот код "зависит от коэффициента пересчетасчетчика 12, который задается кодом:коэффициента пересчета, поступающегоиз блока воспроизведения 4 в блок13. В зависимости от кода коэффициента пересчета блок 13 подключает выходсчетчика 12 к соответствующим входампересчетных схем этого счетчика (нафиг. 1 не показаны) и тем самым изме-,няет коэффициент пересчета. Например,комбинацией 00 задается работа счетчика 12 с коэффициентом пересчета поразрядам два-четыре-восемь,В этом случае блок задания длины зоны не соединяет выход счетчика с его входами и в зависимости от количества подключаемых разрядов счетчика 12 коммутатором 10 к регистру б адреса формируется случайная часть адреса следующего кадра для поиска кадра в зоне, состоящей или из двух, или четырех, или восьми кадров.Если записывается один случайный разряд, то в зоне будет два кадра, так как н этом разряде может быть 0 или 1 с равной, вероятностью; в случае, если записываются два случайных разряда, то в зоне должно быть четыре кадра (четыре сочетания нулей и единиц в двух разрядах с равной вероятностью), а если записывается три случайных разряда, то в зоне будет восемь кадров.Другие комбинации кода коэффициента пересчета определяют подключение блоков 13 выхода счетчика 12 к его входу.Так комбинация . "01" задает коэффициент пересчета равный трем и шесразряд равен 0, а н коде кадраТаким образом, служебный разрядв коде кадра является признаком, характеризующим зону, и переход изодной эоны в другую осуществляетсяпо служебному разряду, а случайныеразряды выбирают кадр из эоны.Устройство по функциональной схемеработает следующим образом. Первыйкод типа 16 вызывает появление сигнала с блока определения сигнала в блок9 упранления и блок 13 задания зоны13 на элементы И 40 - 42, который является разрешающим на подключение обратных связей к счетчику 12.15 Генератор 11 подает сигналыбольшой частоты на трехразрядный счетчик 12, состоящий из счетных триггеров 46 - 48, с выходов которых сигналы поступают на коммутатор 10. СчетЩ чик считает импульсы до состояния"111" . По следующему импульсу сгенератора 11 счетные триггеры 4648 устанавливаютсяв состояниеффОООф . Одновибратор 45 по перепа 25 ду из 1 и фО с выхода счетноготриггера 48 вырабатывает короткийсигнал, который поступает на входыэлементов 40 - 42, и в зависимости откода коэффициента пересчета устанав"ливает счетные триггеры 46 - 48 в оп-ЗО ределенное начальное состояние.В случае, если с усилителей 34,35 снимаются сигналы дОО" , то появится сигнал на выходах элементов НЕ38, 39. С элементов 40 - 44 сигналы5 будут отсутствовать, и начальное состояние триггеров 46 - 48 будет ЪОО".Счетчик 12 считает импульсы с генератора 11 с коэффициентом пересчета поразрядам два-четыре-восемь.40 Если с усилителей 34, 35 снимаетсясигнал 01, то сигналы появятся навыходах элементов НЕ 38, И 40, ИЛИ43, Счетные триггеры 46 - 48 установятся в состояние "010. Коэффициентпересчета в этом случае по тремфразрядам 46 - 48 равен шести, а поэлементам памяти 47, 48 равен трем.Если с усилителей 34, 35 снимаетсясигнал 10, то сигналы появятся навыходах элементов НЕ 39, И 41, ИЛИ43 44 и счетчик 12 установится всостояние 110. Коэффициент перес- чета счетчика будет равен пяти. И если с усилителей 34, 35 снимается сигнал 11, то Сигналы появятся на 5 ныходах элементов И 42, ИЛИ 44 исчетчик установится н состояние100, Коэффициент пеРесчета счетй чика будет равен семи. 6 ОВ завйсимости от положения переключателей в регистр б адреса по короткому разрешающему сигналу с блока 9 управления запишется адрес следующего кадра либо полностью с блока 65 4 спроизведения, либо несколько 14 воспрои ти. Прй подключении коммутатором 10двух разрядов счетчика 12 к региструадреса формируется случайная частьадреса случайного кадра длй йоискакадра в износ из шести кадров, Комбинация"10" создает коэффициентпересчета, равный пяти, комбинация"11" - коэффициент пересчета, равный семи,По сигналу из блока 9 регистр 6адреса эаййсываетадресследующегокадра 22 полностью из блока 4 воспро- изведения или записывает часть адреса следующего кадра 21 из блока 4"воспроизведения, а другую часть адреса,записывает из счетчика 12,что зависит от состояния коммутатора 10,Адрес следующего кадра запоминается "на время поиска следующего кадра.Выдачу разрешающего сигнала блок9 запомйнает и-повторных сигналонневыдает,а вычислитель 14 в дальнейшем"реагирует только на коды типа 17.Частьадреса следующего кадра, посту пающего помимо коммутатора 10, содержйт разряд направления движенияРеверс, и если нужный кадр нахОдится в стороне, противоположной:Йервойачальнбму направлению движениякинопленки, то регистр б адреса подает сигнал Реверс в блок 3 памяти,"йо которомунаправление движения кинопленки изменяется на протйвоположное.Блок 7 сравнения адресов производитпоразрядное сравнение адреса следующего кадра,приходящего из регистра"б адреса, и кода кадра, приходящего из блока 4 воспроизведения при наличйи разрешающего сигнала из блока8 определения признаков (о наличиикода типа 17). При поразрядном сравне.нии блоком 7 ныдается сигнал на остановкулентопротяжного механизма вблок 3 памяти,Цикл поиска кадров может быть беэсравнения кода ответа. При организации линейного участка программы переход от кадра к кадру можно осущест" вить-с помощью одного, кода типа 17,вкотором код кадра - нсе нули, таккак в исходном положении регистрадреса Маходится в нулевом состояниии при считйвании кода типа 17 с нуле вЬЪГ"кодомкадра происходит сравнениес" нулевым адресом, блок 8 выдает сиг,нало"наличии признака кода типа 17н блок 7, а блок 7 ФорМирует сигнал-йаостанов ,лентопротяжного механизма,который поступает н блок 3 памяти.Одйй иэ-разрядов адреса следующегокадра и кода кадра, записываемый изблока воспроизведения, носит служебныхарактер. С его помощью осуществля;етбя переход иэ одной зоны в другую.Этот разряд н пределах одной зоны в" "адресе "следующего кадра равен 1а в коде кадра равен 0. В кадрахсоседних зон должны быть обратные значения: в адресе следующего кадра этотразрядов с блока 4 воспроизведения, а остальные разряды со счетчика 12.При подключении трех разрядов счетчика 12 с коэффициентом пересчета, равным восьми, возможно состояние счетчика 100" . При смене коэффициента пересчета, например с восьми на пять, возможна запись состояния счетчика 12 в регистр б адреса до начальной установки 110, что приведет,к ложному формированию адреса следующего кадра. Поэтому разрешающий сигнал с блока управления на запись в регистр б адреса следующего кадра должен появиться с задержкой относительно сигнала о появлении кода типа 16 с блока 8 определения признаков в блок 13 на 15 время, необходимое для начальной установки счетных триггеров счетчика 12 при смене коэффициента пересчета. Прийенение данного устройства позволяет повысить достоверность контроля знаний, а именно: осуществлять случайный выбор кадра из зоны с произвольным количеством кадров, а также более экономично использовать кинопленку. Формула изобретения 1. Устройство для обучения и контроля знаний учащихся по авт. св.Р 741308, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиустройства, оно содержит блок изменения объема и дискретности учебнойинформации, соединенный с блоком воспроизведения учебной информации, блоком определения признаков и счетчиком.2. Устройство по п.1 о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что в нем блокизменения объема и дискретности учебной информации содержит элементы НЕ,И,ИЛИ и одновибратор,подключенный входом к первому входу блока,а выходом -к первым входам элементов И,вторыевходы которых непосредственно и черезэлементы НЕ соединены со вторыми входами блока, выходы элементов И черезсоответствующие элементы ИЛИ подключены к выходам блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 741308, кл. С 09 В 7/07, 24.01,77- ВНИИПИ Госупо делам113035, МоЮ,465 Подпнного комитета СССтений и открытий