Обучающее устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 180280 (21) 2884939/18-24с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 15.12.81.Бюллетень Й 9 46Дата опубликования описания 15,12.81 Р 1 М Кз С 09 В 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для индивидуального и коллективного обучения в различных учебных заведениях.В процессе изучения таких дисциплин, как служба связи, правила дорожного движения и др. используется. большое количество фактографической .информации, причем важным условием ее использования является необходимость, осуществления быстрого и гарантированного поиска по заранее установленной программе и осуществление контроля полу ченных обучаемыми знаний. Для удобства пользования информация и контрольные вопросы с вариантами ответов наносятся на непрерывный носитель, разбиваются на эоны, каждая из которых снабжается транспортной меткой. Известное устройстов, использующее непрерывный носитель информации (например, Фотопленку) и содержащее 25 механизм перемещения носителя, фото- считывающий преобразователь, блок предъявления информации, пульт управления, блок управления режимом работы 1,1. 30 Наиболее близким техническим решением к изобретению является система управления положением подвижного элемента с грубой и точной постепенной регулировкой, содержащая меха" ниэм перемещения носителя, формирователь управляющих сигналов, блок управления, реверсивный счетчик, Фото- считывающий преобразователь, блок . сравнения, регистр адреса, блок предъявления. информации и пульт дистанционного управления 12.Недостатком данного устройства является невозможность осуществления контроля полученных обучаемыми знаний, это ограничивает методические возможности устройства и снижает эффективность учебного процесса. Цель изобретения - повышение эффективности .учебного процесса и расширение дидактических воэможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее пульты обучаемых, блок эаписи адреса текущего положения носителя информации, подключенный к первому входу реверсивного счетчика, соединенного с первым входом схемы срав"пения, второй вход которой подключенк регистру адреса, вход которого является первым входом устройства,первый,второй и третий выходы схемы сравнения подключены к первому,четвертому и седьмому входам первогоблока элементов И, первый, второй итретий выходы которого подключены кпервому, пятому и девятому входамформирователя управляющих сигналов,первый и второй выходы которого соОтветственно подключены ко второмуи третьему входам реверсивного счетчика и к первому и второму входам блока перемещения носителя информации, выходы пультов обучаемых подключены к третьему и четвертому входам 15 блока контроля знаний, первый, втоРОй И ТРЕТИЙ ВЫХОДЫ КОТОРОГО ПОДКЛЮ- чены соответственно к четвертому, третьему и второму входам пультов обучаемых, второй, шестой и двенадцатый 20 входы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому, второму и пятому выходам второго блока элементов И, третий выход которого подключен к третьему и десятому входам, а четвертый выход - к седьмому и одиннадцатому входам формирователя управляющих сигналов, четвертый, восьмой и тринадцатый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам программного блока, третий вход которого, являющийся вторым входом устройства, подключен ко второму, пятому и восьмому входам первого блока элементов И, третий, шестой и девятый входы которого подключены к первому входу блока предъявления информации и к первому выходу блока управления режимом работы, второй выход которого подключен ко второму входу блока предъявле О ния информации и ко второму, четвертому, шестому, восьмому и десятому входам второго блока элементов И, первый, третий, пятый и седьмой входы которого подключены соответственно 45 к первому, второму, третьему и четвертому выходам пульта дистанционного управления, девятый вход второго блока элементов И соединен с выходом фотосчитывающего преобразователя, с четвертым входом реверсивного счетчика и с четвертым входом программного блока, введены вычитающий счетчик, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый элементы И, триггер, формирователь, первый элемент ИЛИ и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу программного блока, а первый вход соединен с третьим выходом блока управления режимом работы, четвертый 60 выход которого подключен ко входу формирователя и к первым входам второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы второго и третьегоо элементов И подключены соответ ственно к третьему и к четвертому входам программного блока, выход второго элемента И подключен ко второму входу блока контроля знаний, а выход третьего элемента И подключен к первому входу блока контроля знаний, ко второму входу первого элемента И и ко второму входу вычитающего счетчика, первый вход которого соединен с первым выходомблока контроля знаний, а выход вычитающего счетчика подключен через последовательно соединенные дешифратор и первый элемент И к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя, а выход соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, первый и второй выходы формирователя управляющих сигналов подключенысоответственно к первому и ко второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам пультов обучаемых.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Обучающее устройство содержит блок загиси адреса текущего положения информации 1, регистр адреса 2 требуемого положения носителя информации, реверсивный счетчик 3, пульт дистаниионного управления 4, блок управления режимом 5, схему сравнения 6, программный блок 7, формирователь 8 управляющих сигналов, фото- считывающий преобразователь 9, блок предъявления информации 10, первый 11 и второй 12 блоки элементов И, блок перемещения носителя информации 13, пульты 14 и 15 обучаемых элементы ИЛИ 16 и 17, вычитающий счетчик 18, дешифратор 19, элементы И 20, 21, 22 и 23, формирователь 24, триггер 25, блок контроля знаний 26. Формирователь 8 состоит из элементов ИЛИ 27, 28, 29 и 30, триггеров 31 и 32 и элемента И 33, первый блок элементов И 11 - из элементов И 34, 35 и 36, второй блок элементов И 12 из элементов И 37, 38, 39, 40 и 41, блок перемещения носителя информации 13 - из узла 42 включения электродвигателя и электродвигателя 43, пульты 14 и 15 обучаемых - из блока 44 ввода кода варианта ответа, блока 45 анализа выбранного ответа и блока оценок 46, блок контроля знаний 26 - из формирователя 47 программ, узла 48 включения режима контроля знаний, узла 49 ввода кода правильного ответа, узла 50 ввода кода количества вопросов и регистратора оценок 51.Обучающее устройство может работать в режиме обучения и контроля знаний. В режиме обучения поиск Учебной информации может осуществляться автоматически по командам с внешнегоустройства, по заранее введенной программе и вручную по командам с пультадистанционного управления. В режимеконтроля знаний контрольные вопросыи варианты ответов предъявляются обучаемым, по заранее введенной программе. Во всех режимах работы учебнаяи контрольная информация предъявляются наэкране блока 10 в виде, удобномдля коллективного и индивидуальногопросмотра. Выбор соответствующегорежима осуществляется с помощью блока 5. При работе в режиме обученияс использованием автоматическогопоиска и предъявления учебной информацииадрес требуемой информации икоманды йа ее поиск подаются с внешнего устройства (с ЭВМ или стационарного пульта управления). Адресположения требуемой информации на носителе записывается в регистр адреса 2, в реверсивном счетчике 3 Фиксируется адрес текущей информации посигналам с фотосчитывающего преобразователя 9. Кроме того, адрес текущей информации может вводиться оператором с помощью блока записи текущего адреса 1. Осуществления записитекущего адреса информации до момента начала процесса обучения исключает необходимость в перемотке носителя информации на начало, что умень- ЗОшает износ носителя информации и продлевает срок его службы. Адрес требуемой и адрес текущей учеьной информации соответственно с регистра адреса 2 и реверсивного счетчика 3 пос-.у-Зпают в блок сравнения 6, которыйпо результатам сравнения вырабатывает управляющие сигналы выбора направления перемещения носителя информации в прямом или обратном направлении и сигнал на остановку поиска. 40Сигналы с выходов блока сравнения бпоступают на входы соответствующихэлементов И 34, 35 и 36 для формирования сигналов выбора направленияперемещения носителя учебной информации. Если содержимое регистра ад- .реса 2 больше содержимого реверсивного счетчика 3, то с выхода блокасравнения б на вход элемента И 34выдается разрешающий сигнал, на вто Ором входе которого действует разрешающий сигнал с блока задания режимаработы 5. При поступлении на третийвход элемента И 34 сигнала с внешнего устройства на ее выходе формируется сигнал выбора направления перемещения носителя информации в прямомнаправлении. Сигнал с выхода элемента И 34 поступает на вход Формирователя 8, где через элемент ИЛИ 27 поступает на единичный вход триггера 31, 60Этот сигнал переключает триггер 31,в результате чего на его выходе формируется управляющий сигнал, поступающий на вход узла 42 включенияэлектродвигателя, Этим сигналом элек- б 5 тродвигатель 43 включается на перемещение носителя информации в прямом направлении. Если содержимое регистра адреса 2 меньше содержимого реверсивного счетчика 3, то с выхода блока сравнения 6 разрешающий сигнал поступае на вход элемента И 35, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с блока 5. По команде с с внешнего устройства на выходе элемента И 35 формируется сигнал выбора направления перемещения носителя информации в обратном направлении, хоть рый поступает в формирователь 8, где через элемент ИЛИ 28 поступает на единичный вход триггера 32. Триггер 32 переключается, и на его выходе формируется управляющий сигнал, поступающий на вход узла 42 включения электродвигателя. Под действием этого сигнала электродвигатель 43 включается на перемещение носителя информации в обратном направлении.В процессе перемещения носителя информации Фотосчитывающий преобразователь 9 считывает транспортные метки,в результате чего на его выходе формируются сигналы, поступающие на вход реверсивного счетчика 3, Значение реверсивного счетчика 3 изменяется, приближаясь к значению содержимого регистра адреса 2. Направление изменения значения содержимого реверсивного счетчика 3 (сложение или вычитание) определяется сигналом, поступающим с блока формирователя 8 управляющихсигналов на один из управляющих входов этого счетчика.Если значение содержимого реверсивного сче-чика 3 становится равным значению содержимого регистра адреса 2, с выхода блока сравнения б на вход элемента И 36 поступает сигнал. При наличии на втором входе элемента И 36 разрешающего сигнала с блока 5 на его выходе формируется управляющий сигнал, который поступает на вход Формирователя 8, где через элемент ИЛИ 30 этот сигнал поступает на нулевые входы триггеров 31 и 32. Под действием этого сигнала ранее включенный один из триггеров переключается в исходное состояние в результате чего, управляющие сигналы с выхода формирователя 8 на вход узла 42 включения электродвигателя не выдаются. Электродвигатель 43 выключается, и с помощью блока предъявления информации 10 учебная информация предъявляется на экране. При работеустройства в режиме обучения с использованием поиска и предъявления учебной информации по заранее введенной программе с выхода блока 5 через элемент ИЛИ 17 на вход программного блока 7 подается разрешающий сигнал, а первоначальный запуск устройства осуществляется командой, поступающей с внешнего устройства. При дальней 890427шей работе устройства выходные управляющие сигналы на выходах блока 7 формируются блоком под действием сигналов, поступающих с фотосчитывающего преобразователя 9 и время- задающих схем этого блока. На выходе блока 7 согласно программы Формируются сигналы включения электродвигателя 43на перемещение носителя информации в прямом или в обратУ ном направлении, сигналы включения О электродвигателя 43 и сигнал выключения предъявлением информации. Сигналы вхлючения электродвигателя 43 и сигнал выключения поступают на ,входы формирователя 8, работа которого под действием этих сигналов, а также работа других блоков устройства аналогична описанной. Предъявление учебной информации блоком 10 осуществляется по сигналам управления программного блока 7, При ручном поиске и предъявлении информации с выходов пульта дистанцибнного управления 4 подаются команды на включение электродвигателя 43, на перемещение носителя информации 25 либо на один кадр вперед или назад, либо на непрерывное перемещение носителя информации в направлении вперед или назад. Выбор ручного режима поиска и предъявления инфор- ЗО мации осуществляется разрешающим сигналом, поступающим с выхода блока 5 на вхоцы элементов И 37-41. Если с пульта дистанционного управления 4 поступает команда на пере мещение носителя информации на один кадр в пряМЬм направлении, то сигнал выбора направления перемещения носителя Формируется на выходе элемента.И 38. Этот сигнал поступает на вход формирователя.8, гда через элемент ИЛИ 27 поступает на единичный вход триггера 31. При поступлении с пульта дистанционного управления 4 команды на перемещение носителя инФормации на один кадр назад сигнал выбора направления перемещения носителя формируется на выходе элемента И 39, который поступает на вход формирователя 8, где через элемент ИЛИ 28 поступает на,единичный вход эО триггера 32. В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогично указанному.Выключение электродвигателя 43 и предъявление информации в данном случае осуществляется после считывания каждой транспортной метки. При этом сигнал с выхода фотосчитывающего преобразователя 9 поступает на вход элемента И 37,на выходе этой схемы 6 О формируется сигнал, который поступает в Формирователь 8 на схему выработки сигнала выключения электродвигателя в ручном режиме, состоящую из элементов ИЛИ 29 и И 33. Элемент Ф 5 ИЛИ 29 предназначен для выработки сигнала, который блокирует элемент И 33 на время действия команд, поступающих с пульта дистанционного управления 4, на ускоренную перемотку носителя информации как в прямом направлении, так и в обратном. Элемент И 33 Формирует сигнал выключения электродвигателя, При поступлении с пульта дистанционного управления 4 команд на шаговое перемещение носителя информации с выхода элемента ИЛИ 29 на вход элемента И 33 поступает разрешающий сигнал, В этом случае при считывании первой очередной) транспортной метки сигнал с выхода фотосчитывающего преобразователя 9 поступает на вход элемента И 37, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на вход элемента И 33, для его опроса. Под действием опрашивающего сигнала на выходе элемента И 33 формируется сигнал выключения электродвигателя 43, который через элемент ИЛИ 30 поступает на нулевые входы триггеров 31 и 32, Ранее включенный триггер 31 или 32 устанавливается в исходное состояние, и с электродвигателя 43 снимается сигнал включения. Если с пульта дистанционного управления 4 поступает команда на ускоренное перемещение носителя информации в прямом или в обратном направлении, то сигнал выбора направления перемещения носителя информации формируется соо гветственно либо на выходе элемента И 40, либо на выходе элемента И 41, Этот сигнал поступает на вход формирователя 8, где через соответствующий элемент ИЛИ 27 и 28 запускает электродвигатель 43, а через элемент ИЛИ 29 блокирует элемент И 33. В течение действия этого сигнала осуществляется ускоренное перемещение носителя информации, так как сигнал выключения электродвигателя 43 на выходе элемента И 33 не Формируется. Остановка носителя информации (выключение электродвигателя) осуществляется после снятия команды на ускоренное перемещение носителя информации, В этом слУчае с выхода элемента ИЛИ 29 на вход элемента И 33 поступает разрешающий сигнал. Теперь при считывании очередной транспортной метки сигналом с выхода элемента И 37 запускается элемент И 33, на выходе которого Формируется сигнал выключения электродвигателя 43. Далее работа устройства осуществляется аналогично описанному.Перед включением устройства в режим контроля знания начало требуемой группы контрольных вопросов и вариантов ответов находится одним из известных способов. При работе устройства в режиме контроля знаний с блока 5 подаются разрешающие сигналы на элементы И 21, 22 и 23 и наформирователь 24. Под действием этого сигнала на выходе формирователя24 вырабатывается сигнал, устанавливающий триггер 25 в единичное состояние. При этом с единичного выходатриггера 25 через элемент ИЛИ 17 навход программного блока 7 подаетсяразрешающий сигнал. Первоначальныйзапуск устройства в режим контроляосуществляется командой, поступающей с внешнего устройства. По этойкоманде включается программный блок7 и через элемент И 21 Формировательпрограмм 24. При дальнейшей работеустройства выходные управляющие сигналы на выходах блоков 7 и 47 формируются блоками под действием сигналов, поступающих с фотосчитывающего преобразователя 9 и времязадаюЬих схем этих блоков. Формировательпрограмм 47 включает узел 48 включения режима контроля знаний, вводитчерез узел 50 в счетчик 18 и В блокоценок 46 код количества вопросовпервой контрольной серии. Под действием первой командь 1 с Фотосчитывав- Ящего преобразователя 9, вырабатываемой с приходом транспортной меткикадра с первым контрольным вопросом,Формирователь программ 47 вводит вблок анализа 45 через узел 49 код уномера правильного ответа иа первыйвопрос. Команды с блока 9 иа блОк47 поступают через разрешенный элемент И 22. Обучаемый с ИспОльзоВанием блока 44 вводит в блок анализа 45код номера выбранного им вариантаответа. Разрешение блока 44 осущесввляется элементом ИЛИ 16, на Выходакоторого присутствует разрешающийсигнал при остановке электродвигателя43 и занрешающий сигнал в момент перемещения носителя информации. Результаты анализа (" верный или неверный"ответ) с выхода блока 45 поступаетна блок оценок 46. Под действием следующей очередной)команды с Фотосчи- Щтывающего преобразователя 9 Формирователь 47 вырабатывает код номераправильного ответа на второй вопроси вводит егов блок анализа 45. Вдальнейшем работа блоковпультов 14 и 4015 обучаемых происходит аналогичноописанной. Одновременно команда сфотосчитывающего преобразователя 9поступает на вход счетчика 18, поддействием которой производится вычитание содержимого счетчика. Послепредъявления обучаемым всех вопросовконтрольной серии содержание счет"чика 18 равно нулю, и на выходе дешифратора 19 появляется сигнал, разрашающий элемент И 20. Под действием 60последней команды,с фотосчитывающего преобразователя 9, вырабатываемойс приходом конечного кадра контрольной серии вопросов, формирователь 47выключает узел 48 и включает регист ратор оценок 51, на вход которого поступают сигналы с блоков оценок 46 со всех пультов 14 и 15 обучаемых. Одновременно этот сигнал с фотосчитывающего преобразователя 9 постуцает через элемент И 20 на нулевой вход триггера 25. Григгер устанавливается в нулевое состояние и запрещает элемент И 23, через который проходит сигнал на включение программного блока 7. Дальнейшая работа блока 7 прекращается, Включение и выключение электродвигателя 43 и работа блока 10 осуществляется аналогично указанному.Для поиска начала другой контрольной серии вопросов устройство переключается в режим обучения.Введение указанных блоков и связей позволяет повысить эФФективность учебного процесса и расширить дидактические возможности предложенного обучающего устройства.Формула изобретенияОбУчаюЩЕе УстройстВо, СодЕржащЕЕ Пульты обучаеьаюх, блок записи адреса текущего положения носителя информации, подключенный к первсйчу входу реверсивного счетчика, соединенного с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к регистру адреса, вход которого является входом устройства, а первый, второй и третий выходы схем сравнения подключены к первому, четвертому я седьмому входам первого блока элементов И, первый, второй и третий выходи которого подключены к первому, пятому и девятому входам Формирователя управляющих сигналов, первый н второй выходы которого соответственно подклю. Чены ко второму и третьему Входам реверсивного счетчика и к первому и второму входам блока перемещения носителя информации, Выходы пультов обучаемых подключены к третьему и четвертому входам блока контроля знаний, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к четвертому, третьему и второму входам пультов обучаеьих, второй, шестой и двенадцатый входы Форвврователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому, Второ му и пятому выходам второго блока элементов И, третий выход которого подключен к третьему и десятому входам, а четвертый выход - к седьмому и одиннадцатому входам Формирователя управляющих сигналов, четвертый, восьмой и тринадцатый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам программного блока, третий вход которого, являющийся вторым входом устройства, подключен ко второму, пятому и восьмому входам первого блока элементов И, третий, шестой и девятый входы890427 15 25 ЗО ОторогО пОдключены к перВОму ВхОдублока предъявления информации и кпервому выходу блока управления режимом работы, Второй выход которогоподключен ко второму входу блокапредъявления информации и ко второму,четвертому, шестому, восьмому и де 5 сятому входам второго блока элементов И, первый, третий, пятый и седьмой входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам пульта дистанционного управления, девятый вход второго блока элементов И соединенс выходом Фотосчитывающего преобразователя, с четвертым входом реверсивеогд счетчика и с четвертым входомпрограммного блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностейустройства, Оно содержит вычитающийсчетчик, дешифратор, первый, второйтретий и четвертый элементы И, триггер,формирователь, первый элемент ИЛИ и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен КО второму входу программного блока; а первый вход соединен с третьим выходом блока управления режимом работы, четвертый выходкоторого подключен ко входу Формирователя и к первым Входам второго,третьего и четвертого элементов И,вторые входы второго и третьего элементов И подключены соответственнок третьему и четвертому входам программного блока, выход второго элемента И подключен ко второму входублока контроля знаний, а выход третьего элемента И подключен ко второмувходу блока контроля знаний, ковторому входу первого элемента Ии ко второму входу вычитающего счетчика, первый вход которого соедйненс первым выходом блока контроля знаний, а выход вычитающего счетчикаподключен через последовательносоединенные дешифратор и первыйэлемент И к первому входу триггера,второй вход которого подключен квыходу формирователя, а выход соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключенко второму входу второго элементаИЛИ, первый и второй выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первому и ко второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам пультов обучаемых. И сточ ни ки и н формации,принятые во внимание при экспертизе1,. Патент США Р 3458766,кл. 318-18, опублик. 1969,2. Патент США Р 3458786,кл, 318-18, опублик. 1969 (прототип890427 Составитель И. Спиринактор М. Дылын Техред Л, Бабинец Коррект Шар к П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн или 012/80 ВНИИП по 113035, Тираж 487Государствеелам изобретосква, ЖПодписиого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/