Обучающее устройство

(50 4 С 09 В 7/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Уфимский авиационный институтим,Серго Орджоникидзе и Московскийгосударственный педагогический институт иностранных языков им.МорисаТореза(56) Авторское свидетельство СССРУ 830498, кл. С 09 В 7/02, 1976.(54)(57) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно включенныепульт управления, блок ввода ответов,блок анализа ответов и блок регистрации, последовательно соединенныеблок задания программы обучения, блокуправления и блок сигнализации, последовательно включенные блок памятии дешифратор, второй вход которогосоединен с вторым выходом блока задания программы обучения, блок предьявления консультативной информации,801417021 А 1 вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выходкоторого соединен с вторым входомблока ввода ответов, второй вход -с вторым выходом блока анализа ответов, а третий вход - с вторым выхо"дом блока памяти, первый и второйвходы .которого подключены соответственно к второму выходу блока вводаответов и третьему выходу блока анализа ответов, четвертый выход которого соединен с вторым входом блокасигнализации, а второй вход - с вторым выходом пульта управления, третий выход блока памяти подключен квходу блока задания .программы обучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения дидактическихвозможностей устройства, в него введен преобразователь кодов, выход которого подключен к третьему входублока ввода ответов, а первый и второй входы - к четвертому выходу блока памяти и третьему выходу блока задания программы обучения соответственно,Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к обучающим устройствам, предназначенным предпочтительно для обучения иностранным и родному языкам.Наиболее близким к изобретению является устройство содержащее блок заданий программы последовательных алгоритмических упражнений, имеющих однозначное решение, включающий программоноситель, блок памяти кодов ответов на вопросы программы, оперативный программатор и выносной пульт уп равления для обеспечения полуавтоматического режима работы обучающей машины. Обучающее устройство также содержит дешифратор, соединенный с блоком заданий, к которому подключен 20 блок ввода ответов, соединенный с одним входом блока анализа введенного ответа, другой вход которого подсоединен к выносному пульту управления блока заданий. Выходы блока анализа 25 введенного ответа соединены с печатающим механизмом, с блоком памяти и с блоком сигнализации. Блок сигнализации указывает, какой ответ был введен учащимися, правильным или непра- ЗО вильным, а также на режим работы обучающей машины. Блок сигнализации подключен к блоку управления, который обеспечивает в случае введения правичьного ответа на вопрос упражнения череход к выполнению следующего упражнения. Входы блока управления соединены с блоком анализа введенного ответа и с блоком памяти. Выходы блока управления соединены с блоком вво О да ответов и блокомконсультаций, который обеспечивает в случае введения неправильного ответа выдачу справочного материала по каждому вопросу алгоритми-,е .их упражнений. 45 Учебные программы к известному устройству как правило всегда будут шифровыми. т,е. учитывающими внутреннюю, стабк.ыную память машины, которая, однако, не позволяет осущест 50 вить вариационные изменения кодовой фактуры программы в параметрах искомых элементов языка при выборе иэ двух, трех, четырех, пяти, шести и семи элементов языка по замыслу преподавателя-программиста. Вариационный выбор кодовых позиций в известной обучающей машине детермирован объективно существующим в языке логическим группированием лексическихи грамматических элементов языка (определенный и неопределенный артикли,предлоги, временные формы и т,д.).Это находит отражение в системе традиционных алгоритмических языковыхупражнений при обучении иностранномуили родному языку. Отсутствие такоговариационного выбора в обучающей машине представляет определенные неудобства, так как на машине нельзявыполнить одну и ту же учебную программу по разным вариантам и параметрам, Кодовая фактура несмотря набольшой объем не представляет такойвоэможности, и учебные программы наодну и ту же тему для рядом сидящихучащихся приходится перепрограммировать с учетом внутреннего кода блокапамяти машины, что отнимает многовремени и труда преподавателя,Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства эа счет выполнения одного итого же алгоритмического упражненияпо разным вариантам и параметрам выбора правильного ответа.Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее последовательно включенные пульт управления,блок ввода ответов, блок анализа ответов и блок регистрации, последовательно соединенные блок задания программы обучения, блок управления,блок сигнализации, последовательновключенные блок памяти и дешифратор,второй вход которого соединен с вторым выходом блока задания программыобучения, блок предъявления консультативной информации, вход которогоподключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока ввода ответов, второй вход - с вторым выходомблока анализа ответов, а третий вход -с вторым выходом блока памяти,первый и второй входы которогоподключены соответственно к второму выходу блока ввода ответов и третьему выходу блока . анализа ответов, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока сигнализации, а второй вход - с вторымвыходом пульта управления, третий выход блока памяти п 1 дключен к входублока задания программы обучения,введен преобразователь кодов, выходкоторого подключен к третьему входублока ввода ответов, а первый и второй входы - к четвертому выходу блокапамяти и третьему выходу блока зада 5ния программы обучения соответственно,На фиг.1 изображена блок-схемаобучающего устройства; на фиг.2 блок памяти с кодовой фактурой на десять заданий; на фиг.З - кодовая панель с элементами языка; на фиг.4 -подвижная пластинка с разметками; нафиг.5 - программная рамка с контактными пластинами и кнопками блока ввода ответов; на фиг.6 - программнаярамка с подвижной пластиной и кодовой панелью в сборе; на фиг.7 - принципиальная схема преобразователя кодов для преобразования параметров выбора правильного ответа,Обучающее устройство содержит узел1 заданий программы последовательныхалгоритмических упражнений, включающий блок 2 памяти (кодов ответов на 25вопросы программы), выполненный, например, на шаговых искателях и группах реле или другими электронными способами, программоноситель 3 алгоритмических упражнений в виде методического пособия, книги или магнитофонной ленты с записью алгоритмических упражнений, запрограммированныхс учетом кодовой программы блока 2памяти, и выносной пульт 4 управления, обеспечивающий полуавтоматический режим работы машины с преподавателем в системе. Выносной пульт ч управления в виде консоли находится настоле преподавателя. Узел 1 содержит 40также блок 5 заданияпрограммы обуче-.ния, служащий для обеспечения про"граммирования упражнений алгоритмического типа из любого традиционногоучебника по иностранному и родному 45языкам,Блок 2 и блок 5 соединены с дешифратором 6, обеспечивающим расшифровку кодовой программы блока 2 памятии блока 5, К выносному пульту 4 управления подключен блок 7 ввода ответов на алгоритмические упражнения,соединенный с блоком 2 памяти и блоком 8 анализа ответов. К блоку 8 подключен блок 2 памяти, выносной пульт8 управления и печатающий механизмблока 9 регистрации.Блок 10 управления выполнен, например, на группах реле и переключателях и осуществляет подготовку обучающего устройства к работе, задаетрежим работы и обеспечивает в случаевведения учащимся правильного ответана вопрос упражнения переход к выполнению следующего задания. К одномувыходу блока 10 подключен блок 11предъявления консультативной информации, второй выход блока 10 управления соединен с блоком 7 ввода ответов, третий выход - с блоком 12 сигнализации, который подсчитывает количество неверных ответов или высвечивает оценки учащихся при работе машины в режиме "Экзамен", сигнализирует о правильности или неправильности введенного ответа при работе устройства в режиме "Тренировка" и показывает, в каком режиме работает машина,Преобразователь 13 кодов (параметров выбора правильного ответа),входы которого соединены с блоком 2памяти и блоком 5, а выход подключенк блоку 7 ввода ответов, служит длякомпрессии кодовой фактуры и сменыварианта работы,1Блок 2 (фиг.2) памяти представляет собой устройство, построенное на принципе матрицы, состоящей из семистолбцов 14 (помеченных буквами а,б в,г,д,е,ж), соответствующих числу элементов языка. Число столбцов 14 и строк 15 матрицы может быть увеличено или уменьшено. Программное поле матрицы состоит из положительных и отрицательных кодовых позиций 16 матрицы, соответствующих правильным и неправильным ответам на задание упражнения, Порядок следования положительных кодовых позиций 16 матрицы блока 2 памяти представляет собой шифровую программу, которая может быть выражена символами Е-г, 11-е, 111-а, ЕЧ-б, 71-ж, 711-в, 7111-г, 1 Х-е, Х-ж.Маркировка столбцов 14 матрицы блока 2 памяти жестко связана и соответствует порядку следования элементов языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж) (фиг.З) на кодовой панели 17 блока 7 ввода ответов, которая представляет собой полоску бумаги, разделенную на определенное число ячеек 18 памяти. Под элементами языка подразумеваются все слова и словосочетания, все формальные части слова - мор14170 фемы, все аналитические и синтетические грамматические формы и грамматические средства, все фигуры речи имаркированные части высказывания(синтагмы), а также самые разнообразные формализованные и логические знаки языка. Кодовая панель 17 содержитдесять ячеек 18 памяти, где в трехпоследних ячейках 18 памяти повторяются три первых элемента языка (А,Б,В).Кодовая панель 17 закрепляетсяна подвижной пластине 19 (фиг.4),равной по размеру кодовой панели 17, 15и вместе с подвижной пластиной 19 помещается под программную рамку 20,(фиг.5), имеющую семь окон 21, пятьпоследних из которых могут перекрываться контактными пластинами 22 из 20непрозрачного материала. Под окнами21 программной рамки 20 расположены:кнопки 23 ввода ответа, число которых соответствует числу окон 21 программной рамки 20, Программная рам 25ка 20 имеет направляющие выступы(не показаны), позволяющие подвижной пластине 19 и закрепленной наней кодовой панели 17 перемещатьсятОлькО В горизонтальной плоскости 30(вправо или влево) относительно программной рамки 20 и кнопки 23 вводаответа,Общий вид программной рамки 20 всборе показан на Фиг.6. 35 Логика функционирования преобразователя 13 (Фиг,7) основана на реализации кодовой Фактуры матрицы, а также принятых правил компрессии кодовой фактуры. На фиг.7 приведена принципиальнаясхема одного из вариантов выполнения преобразователя 13, осуществляющего компрессию кодовой фактуры, а также смещение правильного ответа на один или более столбцов 14 в горизонтальной плоскости под программной рамкой .20 на кодовой панели 17 (фиг.6). Преобразователь 13 имеет семь входов 24 - 45 30 и семь выходов 31 - 37, подведенных к кнопкам 23 под элементами языка А, Б, В, Г, Д, Е, Ж. Количество вхо дов 24 - 30 и выходов 31 - 37 соответствует максимально возможному чис лу ответов. Входы 24 - 30 преобразователя 13 соединены с выходами блока 2 памяти или блоком 5, а его выходы 31 - 37 включаются в цепи коммутации ответов блока 7 ввода ответов,55Соответственно преобразователь 13 содержит переключатель для вариацион- ного выбора кодовых позиций, имеющих семь групп 38 - 44 по четыре контакта 21 6и переключатель для групп 45 - 51 пошесть контактов, Первый из них предназнчен для смещения по горизонталикодовой фактуры блока 2 памяти наодин, два, три, четыре столбца 14,Второй предназначен для выбора одного варианта ответа из семи, шести,пяти, четырех, трех, двух элементовязыка. Преобразователь 13 имеет также пять выключателей 52 - 56, жесткосоединенных с контактными пластинами ф22 программной рамки 20,и отключающих неиспользуемые группы контактоввыходов 33 - 37.Компрессия кода осуществляется путем переноса положительных кодовыхпозиций 16 (Фиг,2) матрицы из одногостолбца 14 на ту же строку 15 другогостолбца 14. Так, при выборе одногоэлемента языка из шести столбец 14 жотключается, а положительные кодовыепозиции 16 матрицы ЧТ-ж и Х-ж переносятся в столбец 14 а. В этом случаешифровая программа выражается символами: 1-г,11-е, 111-а, 17-6, У-д,71-а, 711-в, 711 Т-г, 1 Х-е, Х-а,При выборе одного элемента языка изпяти столбец 14 е отключается, а положительные кодовые позиции 16 матрицы 11-е и 1 Х-е переносятся в столбец 14 б, образуя шифровую программу:1-г, 1 Т-б, Т 11-а, 1 Ч-б, Ч-д, ЧТ-а, 711-в, Ч 11 Т-г, 1 Х-б, Х-а. При выборе одного элемента языка из четырех положительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 д переносятся в столбец 14 а (1-г, 11-6, 111-а, 17-6, Ч-а, Ч 1-а, 711-в, Ч 111-г, 1 Х-б, Х-а), при выборе одного элемента языка из трех положительные кодовые позиции16 матрицы столбца 14 г переносятся в столбец 14 б (1-6, 1 Т-б, 111-а, ТЧ-б, Ч-а, 71-а, Ч 11-в, Ч 111-6,1 Х-б, Х-а) и при выборе одного элемента языка из двух, положительные кодовые позиции 16 матрицы столбца 14 в переносятся в стобец 14 а (1-б, 11-б, 111-а, ТЧ-б, Ч-а, ЧТ-а, ЧТ 1-а, 7111- б, 1 Х-б, Х-а). Перенос положительных кодовых позиций 16 матрицы из одного столбца 14 в другой может быть сделан и в иных сочетаниях.7 14На схеме положения переключателей38 - 44 и 45 - 51, выключателей 52 -56 соответствуют первому положениюисходной несмещенной кодовоф фактурыи выбору варианта ответов один из семи элементов языка. В этом случаевходной код проходит на выход безизменения. Например, исходя из шифровой программы (фиг.2) блока 2 памяти.Например, исходя из шифровой программы (фиг,2) блока 2 памяти, правильный ответ г первого задания 15 соответствует входу 27 (фиг,7). Электрический импульс свободно проходит навыход 34. При передвижении подвижнойпластины 19 (фиг.4) с кодовой панелью17 на один шаг влево относительнопрограммной рамки 20 (фиг.б) и кнопки 23 ввода ответов происходит переключение переключателя 38-44 (фиг.7)во второе положение и электрическийимпульс с входа 27 поступает на выход33, где теперь оказался элемент г,т.е.,если в первом случае, выполняяупражнение, студент нажимал при правильном ответве на четвертую кнопку23 (фиг.б), то во второму случае после смещения подвижной пластины 19 скодовой панелью 17 на один шаг влевоон должен нажать при правильном ответе на третью кнопку 23. Точно так жеправильный ответ 15 е (фиг,2), поступающий на вход 29 (фиг.7) во втором варианте, т,е, при переключении38 - 44 во второе положение, поступает на выход 35. Таким образом, шифровая программа блока 2 (фиг.1) памятидля второго варианта может быть выражена символами 1-в (фиг.2) 11-д,111-ж, 1 Ч-а, Ч-г, Ч 1-е, Ч 11-б, Ч 111 в, 1 Х-д, Х-е,Переключатель 45 - 51 (фиг.7) осуществляет компрессию кодовой фактурыв соответствии с изложенными принципами, При переводе переключателя 4551 во второе положение положительныекодовые позиции 16 (фиг,2) столбца14 ж кодовой фактуры блока 2 памятипереносятся в столбец 14 а, одновременно срабатывает выключатель 56(фиг.7), обесточивая седьмую кнопку23 (фиг.б) ввода ответов. При переводе переключателя 45 - 51 в третьеположение положительные кодовые по,зиции 16 столбца 14 е (фиг.2) переносятся в столбец 14 б, т.е. вход 2917021 8 5 1 О 1520253035404550 55, В четвертом положении переключателя 45 - 51 входы 28 соединяются с входами 24, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций (фиг.2) столбца 14 д в столбец 14 а, Одновременно срабатывает выключатель 54 (фиг.7), обесточивая пятую кнопку 23 (фиг.б) ввода ответов. В пятом положении переключателя 45 - 51 (фиг.7).входы 27 соединяются с входами 25, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций 16 (фиг,2) столбца 14 г в столбец 14 б, Одновременно срабатывает выключатель 53 (фиг.7), отключая чет" вертую кнопку 23 (фиг.б) ввода ответов. В шестом положении переключателя 45 - 51 (фиг.7) входы 26 соединяются с входами 24, т.е. осуществляется переброска положительных кодовых позиций 16 столбца 14 в столбец 14 а. Одновременно срабатывает выключатель 52, отключая третью кнопку 23(фиг.б) ввода ответов. Так на схеме осуществляется компрессия кодовой фактурыРабота устройства осуществляется следующим образом.Всем студентам раздают или проецируют на экран одно алгоритмическое упражнение, предварительно закодированное предподавателем-программистом в соответствии с кодовой фактурой постоянного блока 2 (фиг.1) памяти, ана кодовой панели 17 (фиг.3) блока 7 ввода ответов пишут элементы языка (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж), которые являются ответами на задания алгоритмического упражнения.Студент, выполняя задание, нажимает на соответствующую кнопку 23 (фиг.б) под правильным, по его мнению, элементом языка, При правильномответе загорается индикаторная лампа "Правильно", при неправильном от"вете - "Неправильно", Как было отмечено, для составленной нами кодовойфактуры правильные ответы на 10 заданий будут выражены символами 1-г,11-е, 111-а, 1 Ч-б, Ч-д, Ч 1-ж, Ч 11-в, Ч 111-г, 1 Х-е, Х-ж (фиг.2). Это означает, что при правильном выполнении алгоритмического упражнения студентвводит элементы языка в следующем порядке Г, Е, А, Б, Д, Ж, В, Г, Е, Ж (фиг,б).Для выполнения данного алгоритмического упражнения по другому вариан9 14 ту преподаватель передвигает подвижную пластину 19 с кодовой панелью 17 на один шаг влево, причем происходит перевод переключателя 38 - 44 (фиг.7) во второе полажение. На кодовой пане;ли 17 (фиг.б) в этом случае элементы ,языка расположены в такой последовательности: Б, В, Г, Д, Е, Ж, А, Правильныеответы студента, выполняющего данное уражнение. по второму варианту, выражаются символами: 1-в, 11-д 111-ж, 1 Ч-а, Ч-г, Ч 1-е, Ч 11-б; Ч 111-в, 1 Х-д, Х-е, что соответствует вводу элементов языка того же упражнения.в. такой последовательности В,Д,Ж,А,Г,Е, ;Б,В,Д,Е. При передвижении подвижной пластиж 19 с кодовой панелью 17 еще на один шаг влево происходит перевод переключателя 38 - 44 (фиг.7) в третье положение, а на кодовой панели 17 (фиг.б) под программной рамкой 20 элементы языка следуют в таком порядке В,Г,Д,Е,Ж,А,Б. Последовательность правильных ответов студента для этого же упражнения составляет Б,Г,Е,Ж,В,Д,А,Б,Г,Д, что соответствует третьему варианту работы, При выполнении работы по четвертому варианту подвижная пластина 19 с кодовой панелью 17 передвигается еще на один шаг влево, одновременно переводится переключатель 38 - 44 (фиг,7) в четвертое положение, В этом случае элементы языка на кодовой панели 17 (фиг,б) под программной рамкой 20 следуют в порядке Г,Д,Е,Ж,А,Б,В и при правильных ответах студент должен нажать на кнопки 23 блока 7 ввода ответов, вводя элементы языка в такой последовательности: А, В, Д, Е, Б, Г, Ж, А, Б, Г. Так осуществляется иэменекие вариантов работы студентов при выполнении одного и того же алгоритки. - ческого упражнения. Однако в соответствии с требованиями структуры языка бывает необходимо сделать выбор иэ меньшего числа элементов языка. Например, при выборе из шести элементов языка на кодовой 17021 10 панели 7 записываются в следующемпорядке: А,Б,В,Г,Д,Е,А,Б,В, причемприкрывается последняя контактная пластина 22, отключая выключатель 56(фиг.7). Переключатель 45 " 51 переводится во второе положение, При этомв исходном варианте работы элементыязыка следуют в порядке А, Б, В, Г,10 Д, Е (фиг.б) и правильные ответы со-.ответствуют элементам языка Г,Е,А,Б,Д,А,В,Г,Е,А, Во втором варианте работы элементы языка на кодовой панели 17 размещаются в последовательности Б,В,Г,ДЕ,А и правильные ответы соответствуют порядку: В,Д,Е,А,Г,Е,Б,В,Д,Е. В третьем варианте работыэлементы языка сдвигаются еще на одиншаг влево (В,Г,Д,Е,А,Б), переключа 20 тель 38 - 44 (фиг.7) переходит втретье положение и правильные ответыбудут соответствовать элементамязыка: Б, Г, Д, Е, В, Д, А, Б, Г, Д.(фиг.б), При выполнении упражне 25 ния по четвертому варианту кодовая панеЛь 17 сдвигается еще на одиншаг влево (Г,Д,Е,А,Б,В), переключатель 38 - 44 (фиг.17) переходит в четвертое положение и правильные ответыбудут соответствовать элементам язьгка А,В,Г,Д,Б,Г,Е,А,В,Г (фиг.б),Точнотак же осуществляется работа устройства и с меньшим числом элементовязыка,35Использование преобразователя 13(фиг,1) в обучающем устройстве создает оптимальные условия для кодирования дидактического материала, расширяет педагогические возможности машины, дает большой технико-экономический эффект, позволяя освободить большое число предподавателей-программистов от составления различных вариантов одной и той же работы, эконо" мятся большие материальные ресурсы, связанные с тиражированием этих работ, в сочетании с оперативным программатором появляется воэможность выполнять уже готовые алгоритмические упражнения из уже изданных учебников по различным вариантам,/48. одпис каз 113 еское предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Производственно-поли Тираж 459 НЫМИ Государственного по делам изобретени 35, Москва, Ж, Рауш