Устройство для контроля знаний обучаемых

Устройство для контроля знаний обучаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее регистр ответов, вход которого является первым входом устройства, первый счетчик и триггер, первые входы которых являются вторым входом устройства, блок сравнения, элементы И и ИЛИ, первый выход триггера является первым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены дешифратор, второй, третий и четвертый счетчики, блок ассоциативной памяти, два инвертора, одновибратор и элемент задержки, причем второй выход триггера соединен с первыми входами первого элемента И и блока ассоциативной памяти, второй, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента ИЛИ, регистра ответов, второго счетчика и первого инвертора , а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы - соответственно к второму входу первого счетчика, первым входам второго элемента И, второго счетчика и третьего элемента И и входу дешифратора, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй выход - с первыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента и, а третий и четвертый выходы - с вторыми входами третьего элемента и и второго элемента ИЛИ соответственно , первый вход блока сравнения подключен к третьему выходу блока ассоциативной памяти, второй вход - к первому выходу первого счетчика, первый выход - к первому входу третьего элемента ИЛИ, а второй выход - к первому входу шестого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ через шестой элемент И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика, треI тий вход - к выходу первого элемента И, второй вход которого через второй инвертор (Л соединен с четвертым выходом блока ассоциативной памяти, второй выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика , второй вход которого через пятый элемент И соединен с вторым выходом первого счетчика, вы.ход четвертого элемента ИЛИ подключен к третьему входу первого счетчика и первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика, а второй вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенным О5 через одновибратор к второму входу тригге4 Сл ра, входу первого инвертора и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом четвертого элемента И, нодключенным к третьему входу второго счетчика и второму входу третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, второй выход первого счетчика, выход четвертого счетчика и выход четвертого элемента ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертым В1)1 одами устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(5D G 09 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3604302/18-24 (22) 15.06.83 (46) 30.09.84. Бюл. ¹ 36 (72) В. И. Корнейчук, В. Н. Сороко, М. В. Кунцевич и О. В. Журавлев (7l) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрь ской социалистической революции (53) 681.3.071 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 613361, кл. Сг 09 В 7/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 421024, кл. G 09 B 7/02, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 896660, кл. G 09 В 7/02, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЗНАНИИ" ОБУЧАЕМЫХ, содержащее регистр ответов, вход которого является первым входом устройства, первый счетчик и триггер, первые входы которых являются вторым входом устройства, блок сравнения, элементы И и ИЛИ, первый выход триггера является первым выходом устройства, от.гичаюигееея тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены дешифратор, второй, третий и четвертый счетчики, блок ассоциативной памяти, два инвертора, одновибратор и элемент задержки, причем второй выход триггера соединен с первыми входами первого элемента И и блока ассоциативной памяти, второй, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента ИЛИ, регистра ответов, второго счетчика и первого инвертора, а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы — соответственно к второму входу первого счетчика, первым входам второго элемента И, второго счетчика и третьего элемента И и Вхо. ó дсшифратора, первый вы.ход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом чет„„SU„„1116451 А вертого элемента И, второй выход — с первыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента И, а третий и четвертый выходы — с вторыми входами третьего элемента И и второго элемента ИЛИ соответственно, первый вход блока сравнения подключен к третьему выходу блока ассоциативной памяти, второй вход — к первому выходу первого счетчика, первый выход — к первому входу третьего элемента ИЛИ, а второй выход — к первому входу шестого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ через шестой элемент И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика, третий вход — к выходу первого элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с четвертым выходом блока ассоциативной памяти, второй выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика, вторс>й вход которого через пятый элемент И соединен с вторым выходом первого счетчика, выход четвертого элемента

ИЛИ подключен к третьему входу первого счетчика и первому входу пятого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика, а второй вход — с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенным через одновибратор к второму входу триггера, входу первого инвертора и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент задержки соединен с вылдом четвертого элемента И. подключенным к гретьсму входу второго счетчика и второму входу третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента

И, выход третьего элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, второй выход первого счетчика, выход четвертого счетчика н выход четвертого элемента ИЛИ являются соответственно вторым. трстьнм 11 >геTBI. 13тым вьlходам|1 3 cTpollcTIIH.

1 I(>(>()(г«нн(. оп(оснтся к автоматике и ны)и(сг(игсгп,ной т xl(III.(., в частности к техi(lI÷< Ic;xl(as(la«cl(o для организации программированного контроля знаний Ilo различным дисцинлипам в различных учебНЫХ ЗIIВЕДС((ИЯХ.

Известно устройство, содержащее элементы II lìÿòè ответов учащихся и эталонных ответов, схемы сравнения, триггер опроса, счетчики количества вводов ответа и ввода эталонов (1).

Устройство не позволяет надежно контролировать конструируемый ответ, что сужает его дидактические возможности.

Известно также устройство, содержащее генератор меток времени, подключенный к триггерам пуска, к схеме И, узел регистрации ошибок и времени, схему анализа ответов, шифратор, узел смены таблиц, схему сравнения, узел эталонных ответов (2).

Недостатком устройства являются его ограниченные дидактические возможности по анализу конструируемых ответов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее последовательно включенные блок ввода ответов, триггер, первый элемент И, ИЛИ, первый блок памяти и блок сравнения, второй блок памяти, счетчик, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй регистры, первый и второи коммутаторы. Устройство позволяет контролировать выборочный, результативный и два типа конструируемого ответа (с перестановкой и без перестановки ответов), а также обеспечивает возможность анализа сложного конструируемого ответа, в котором группы элементов не переставляются,а элементы внутри группы могут занимать любое место (3) .

Однако устройство требует сложной настройки, значительных аппаратньгх затрат и имеет ограниченные дидактические возможности при проверке сложных конструируемых ответов.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр ответов, вход которого является первым входом устройства, первый счетчик и триггер, первые входы которых являются вторым входом устройства, блок сравнения, элементы И и

ИЛИ, первый выход триггера является первым выходом устройства, введены дешифратор, второй, третий и четвертый счетчики, блок ассоциативной памяти, два инвертора, одновибратор и элемент задержки, причем второй выход триггера соединен с первыми входами первого элемента И и блока ассоциативной памяти, второй, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента

7

:O

3 )

4Q

I! !11. реп(с I1)(l <>твстов, второго счетчика и нерв<>го н>(всртора. а первый, второй, третий, четв«ртый и пятый вых(>ды — соответств ill(0 к второму входу первого счетчика, первым входам второго элемента И, второго счетчика и третьего элемента И н входу дс(нифратора, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй выход — — с первыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента И, а третий и четв 1>TI>IH выходы — с вторыми входами гретьего элсмеIITH И и второго элемента

ИЛИ соотвстствеIIHo, первый вход блока сравнения подключен к третьему выходу блока ассоциативной памяти, второи вход— к первому выходу первого счетчика, первый выход — к первому входу третьего элемента

ИЛИ, а второй выход — к первому входу шестого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента

ИЛИ через шестой элемент И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика, третий вход — к выходу первого элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с четвертым выходом блока ассоциативной памяти, второй выход которого подключен к первому входу четвертого счетчика, второй вход которого через пятый элемент И соединен с вторым выходом первого счетчика, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к треть ему входу первого счетчика и первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика, а второй вход -- с выходом третьего элемента ИЛИ, подкл(очснным через одновибратор к второму входу триггсра, входу первого инвертора и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент задержки с<)сдннен с выходом четвертого элемента

И, подключенным к третьему входу второго счетчика и второму входу третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, второй выход первого счетчика, выход четвертого счетчика и выход четвертого элемента ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит блок 1 ассоциативной памяти с признаковой частью А и информационной частью, разделенной условно на участки Б, В, Г, Д и E. Вход в признаковую часть А блока 1 связан с выходом регистра 2 ответов, входом которого является вход 3 устройства. Другой вход в признаковую часть А блока 1 подключен к выходу триггера 4 (готовности), единичным

1 11645!! с

2 >

4"

55 входом которог(> явг!яется вход 5 усTpott(тва, который соединен () с !е:Itlhl входом счет

6 (BJlc>1otIT08 ()TB(т;!1, > llpBBзя!О!ции вход которого подключен к выходу участка Б блока 1, а параллел>п!ый выход св>1зап с одним входом блока 7 сравнения, другой вход которого соединен с выходом участка Г блока 1. Выход участка Д блока 1 подключен к входу инвертора 8, выход которого и выход триггера 4 через элемент И 9 связаны с входом элемента ИЛИ 10. Выход блоеп 7 и выход элемента ИЛИ 11, входами подключенного к выходам дешифратора 12, через элемент И 13 связаны с входом эле- . мента ИЛИ 10, выход которого является выходом 14 устройства, а также соединен через элемент ИЛИ 15 с входами сброса счетчиков 16 и 17, а непосредственно со счетчиком 6. Выход счетчика 6 является выходом 18 устройства и подключен, как и выход дешифратора 12, через элемент И 19 к счетному входу счетчика 20 (количество групп), управляющий вход которого подключен к выходу участка В блока 1, а выход является выходом 21 устройства. Выход блока 7 сравнения и выход элемента И 22, входами подключенного к выходу дешифратора 12 и выходу участка Д блока 1, через элемент ИЛИ 23 соединен с входом элемента

ИЛИ 15 и с входом одновибратора 24, выходом связанного с нулевым входом триггера 4, инверсный выход которого является выходом 25 устройства. Выход одновибратора 24 связан также через инвертор 26 с входом участка Д, блока 1 и через элемент ИЛИ 27 с входом участка А блока 1. Вход элемента

ИЛИ 27 через элемент 28 задержки и элемент И 29 соединен с выходом дешифратора 12, входом подключенного к выходу участка Е блока 1, и выходом блока 7.

Выход дешифратора 12 и выход участка

В блока 1 через элемент И 30 подключен к управляющему входу счетчика 16, выход которого соединен с входом элемента

ИЛИ 10. Счетные входы счетчиков 16 и 17 связаны с выходом элемента И 29. Управляющий вход счетчика 17 соединен с выходом участка Г блока 1, а выход подключен к входу участка Г блока 1.

Конструируемый ответ можно представить последовательностью элементов ответа гп;, очередность ввода которых определяется сущностью контрольного вопроса. Обозначим, символами.\/ и 1 соответственно операции перестановки и неперестановки, тогда основные формы конструируемого ответа, реализуемого устройством можно записать: (Конструируемый ответ): = .{i и, }! {y ;}/{I (×ò,>}I {7(> ...)}, где h — количество элементов в ответе;

-„— количество групп в ответе;

k — количество элементов в группе.

L!я h()UTp(), к(!с>ру ltph(. х>ого Ответ; !. !

IpIIlIHi IBIoIiI(. ();l,пу пз приведенных четыре. форм, перед Ilача1oм занятия в б;н>кс I ({)op»1Hpv(>тся !1п({)орх)ациоп!!!>1Й массив с пох!О!ць!О BllcIUIIOI О пульта пр(. НОдават(.ля (не показан) .

В признаковую часть блока заносятся коды эталонных ответов ш;. В информационную часть блока 1 заносится следую!цая информация: в участке Б — количество элементов и для ответов 1, 2 и 3-10 типов и k для 4-го типа; в участке В при ответе 3-го типа заносится в каждуto ячейку элемента ответа величина k-l, а при ответе 4-го типа— величина — = L, т. е. количество групп элемепк тов ответа. При анализе ответов 1 и 2-го типов информация, хранящаяся в участке В блока 1, не используется. В участке Г блока 1 заносятся для ответов 1-го типа код номера по порядку каждого элемента; для ответов 2-го типа в каждой ячейке код «1»; для ответов 3-го типа номера по порядку первого элемента в группе для всех элементов группы, так, например, в первой группе все k элементов имеют код «1», для второй группы — код числа k и т. д.; для ответов

4-го типа код номера по порядку элемента в группе, т. е. элементы 1-й группы как и элементы = х групп имеют порядковые номера от 1 до k.

В участке Д информационной части блока 1 хранится маркер, например «1», служащий для фиксации обращения в данной ячейке блока 1. В участке Е помещается код типа ответа, которому принадлежит каждый m элемент ответа, например, для предложенных четырех типов конструируемого ответа он может принимать значения:

00, 01, 10, 11.

Устройство работает следующим образом.

Обучаемый, сформировав ответ, заносит последовательно элемент,> ОтB(а ш, :с помо!цью клавиатуры (не п(>кп и:.!а) по входу 3 в регистр 2. После ввода очередного символа по входу 5 обучаемый заносит сигнал готовности, который фиксируется на триггере 4 и вызывает увеличение содержимого счетчика 6 на «1». При этом одиночным выходом с триггера 4 устанавли вается сигнал «Чтение» на входе блока 1. Код элемента ш; адресует в признаковой части соответствующук> ячейку, т. е. происходит сравнение п); с массивом элементов ответа.

При несовпадении введенного символа с массивом элементов в прпзнаковой части А блока 1 не возбуждается HH одна пз шпп информационной > .Iñòè, в частности. па выход(. участка Д не появляется значение маркера

«1», что приводит к образованию (.Ill ltw;I на выходе элементB И 9, поступающего па выход 14 устройства через элемент ИЛИ 10 и распознаваемого как «Неправильны!1 Ответ».

11!645!

Если же код введенного элемента гп; присутствует в массиве эталонных ответов, содержащемся в признаковой части А, то устройство продолжает анализ ответа обучаемого.

Так, если анализируется ответ первого типа, имеющего вид <ко>: =,I m;, то из зоны

j-i

Б блок 1 устанавливает коэффициент пересчета на счетчике 6, равный величине и.

Производится сравнение величины на счетчике 6, где хранится номер l введенного элемента m; с эталонным номером, хранимым в соответствующей ячейке блока 1.

Если блоком 7 фиксируется совпадение кодов, что означает, что введенный элемент m; находится на своем месте в ответе обучаемого, то на выходе блока 7 формируется сигнал совпадения, который через элемент

ИЛИ 23 запускает одновибратор 24. Сформированный импульс обеспечивает перевод триггера 4 в состояние «Запрос ответа», который выводится обратно по выходу 25.

Кроме того, на блоке 1 устанавливается команда «Запись» (элемент 27) и в зону Д заносится «О», что обеспечивает защиту от повторного обращения к тому же элементу ответа.

Если же при сравнении в блоке 7 обнаружено несовпадение содержимого счетчика 6 и кода на выходе зоны Е блока 1, то сигнал с выхода блока 7 через открытый элемент

И 13 (при 1 и 4-м типах ответа) и элемент з

ИЛИ 10 поступает на выход 14 как «Неправильный ответ».

Правильный ответ формируется как сигнал переполнения счетчика 6 ввода всех и элементов ответа обучаемого и соответствующий описанной диагностике.

При контроле ответа второго типа в дешифраторе 12 работает другой выход, что отключает блок 7, элементы 11 и 13. Контроль правильности ответа обеспечивается элементами И 9 и 22 и инвертором 8. Так, если введенный элемент гп; есть в массиве зоны А, то возбуждается шина соответствующей ячейки блока и из зоны участка Д считывается маркер. Если марке равен «!». что проверяется на элементе 22, то обучаемому разрешается ввод очередного элемента ответа и в этой ячейке маркер изменяется на «О». Если же маркер равен «О», что означает повторный ввод одного и того же элемента, то формируется сигнал ошибки.

Сигнал «Г1равильный ответ» формируется, как и в предыдущем случае, на шине 18.

При контроле ответа третьего тина, т. е.

nlK. к (K0): = (,i !V m;), а на установочном вход

j=l ( счетчика 16 устанавливается. коэффициент пересчета, равный величине k-l, и после ввода элемента ответа на блоке 7 производится сравнение содержимого счетчика 6 и кода из зоны Г блока 1 (т. е, номера ответа в группе). При совпадении кодов устроиство работает аналогично 1-му режиму, а при несовпадении кодов — через элемент И 29, открытый третьим выходом дешифратора 12, поступает импульс на счетные входы счетчиков 16 и !7. При этом на счетчике 17 в этот момент уже находился номер, хранимый в зоне Г по третьему варианту конструируемого ответа. Таким образом, в счетчике 17 производится модификация величины номера, которая заносится на старое место в зоне Г блока 1 (элемент 28 задержки, элемент ИЛИ 27). Операция эта повторяется либо до момента сравнения кода на выходе блока 1 и величины в счетчике 6, что говорит о вводе существующего элемента текущей группы ответа, либо до момента переполнения счетчика 16, который учитывает число возможных модификаций.

В последнем случае импульс на выходе счетчика 16 означает, что все элементы группы уже перебраны и нарушена допустимая очередность ввода, т. е. введен элемент из другой группы. Формируется сигнал ошибки (элемент ИЛИ 10, выход 14) и сбрасывается счетчик 6. Если же совпадение произошло, то счетчики 16 и 17 обнуляются через элемент ИЛИ 15 и обучаемому предлагается продолжить ввод ответа. Правильный ответ образуется при переполнении счетчика 6.

При контроле ответа 4-го типа, т. е.

<ко>: =jV,(,I m;), из зоны Б блока 1 коэфу ициент пересчета, равный количеству групп

-р;устанавливается на счетчике 20, а из зоны

Б коэффициент k устанавливается на счетчике 6.

Контроль этого типа ответа аналогичен операциям первого режима. Если введенный элемент ответа гП; присутствует в массиве эталонов А, то код номера по порядку этого элемента в j-й группе сравнивается в блоке 7 с состоянием счетчика 6. Если совпадения не произошло, то, следовательно, либо элемент т; из другой группы, либо нарушен порядок элементов в группе. Сигнал ошибки формируется так же, как и в первом режиме.

При совпадении кодов в блоке 7 обучаемый получает Ilo выходу 25 сигнал продолжения ввода.

Если вся j-я группа элементов ответа введена правильно, то сигнал переполнения с выхода счетчика 6 увеличивает содержимое счетчика 20 (через элемент И 19, открытый дсшифратором !2). Если все группы введены верно, то сигнал переполнения со счетчика 20 является сигналом правильного ответа, i10ступающим на выход 21.

Таким образом, устройство позволяет с достаточной вероятностью распознавать конструируемый ответ четырех типов, а так>ке ответы, форма представлсния которы . являстся комбинацией приведенных типов.

Посимвольный элемент ответа позволяет нсll!645l c

3(,О-Z1 (. .<>сT<)H»l<.>к А. К;>I>,ir»<

Редактор. I. Ласк«венк<> Гекре,(И. 13<в<< I<орректор ()., ((г< аня

Заказ 5934(40 Гнраж I4() I<) (»>«:>«)<.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ПЛП «Патент», г. Ужгород, ул Г!роектная. 4 пользовать предлагаемое устройство как в качестве индивидуального средства контроля, так и Ill(. Ilïðîl(åññoðà класса программироl3IIlllloI контроля, позволяющего распознавать ооразцы ответов обучаемых и указывать иа ошибку, непосредственно на эта((е вво..(a очередного символа. Это облегчает обучаемому и преподавателн) диагно 1ик( причин ошибок. Г!редлагаемое устройство обладает расишренными функциональными и дидактическими возможностями по p;I(3IIE нию с базовым объектом, нс позволякзц(им проводить идентификаци(о образа такого спектра ответов.