Адаптивное обучающее устройство

Адаптивное обучающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 739620

Союз Советских

Социалистических

Республик

+ 4}3 jg }) р 5 :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М; Кл.

G09 В 7/02 (22) Заявлено 01.02.77 (2! ) 2448548/18-24 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень ¹ 21

hD делам изобретений и открытий (53 ) УД К 681.3. .071(088.8) Дата опубликования описаний {.}8Я6.80

А, В, Алимниев, В. С. Великанов и В. A. Дегтярев (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (73 ) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО!

Изобретение относится к автоматизации учебного процесса и может быть использовано в различных учебных заведениях.

Известно адаптивное обучающее устройство, содержащее блок номера ответа, блок счетчиков, блок случайной выборки кадра, блок объяснения, блок выдержки времени и блок проекции и смены кадров t1) .

Однако устройство в режиме обучения работает по линейной прот рамме и не может работать по разветвленной программе; а также не имеет возможности возвращать пройденные кадры. Выдачу следующего кадра нельзя поставить в зависимость от времени обдумывания.

Известно также адаптивное обучающее устройство, содержащее триггеры режима работы, триггеры кода правильного ответа, счетчик штрафных баллов, регистр оценки, регистр шагового передвижения ленты, три реверсивных счетчика памяти (2).

Устройство работает по разветвленной программе, но кострукция устройства не позволяет иметь к одному кадру более четырех разветвлений, а в случае, если нужно реализовать менее четырех разветвлений (два или три), то остальные кадры до четырех не используются.

Кроме того, нет возможности перейти на пять или большее число шагов с помощью клавиш выборочного ответа. Для перехода на большее число шагов используется тридцать кнопок свободного выбора кадра, при раооте с которыми устройство не блокируется от нарушения учащимися инструкций. В этом устройстве также нет возможности при двух различных ответах перейти к одному и тому же кадру. При использовании выборочного метода в известном устройстве предусмотрено ограничение времени на выбор ответа иэ предложенных.

Это время порядка минуты. Переход к тому или иному кадру, в зависимости от времени, затраченного на обдумывание, 739620

3 невозможен. При превышении учащимся установленного времени обдумывания, блок времени автоматически запускает лентопротяжный механизм и фиксирует ошибку, что необходимо для режима

Контроль . В режиме обучении автоматический запуск лентопротяжного механизма нельзя делать, тах как это будет способствовать ухудшению качества обучения неусцеваюших учащихся.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является адаптивное обучающее устройство, содержащее блок ввода-ответов, соединенный с блоком, сравнения ответов и блоком памяти, йод- ls ключенным к регистру адреса, блоку сравнения адресов и блоку воспроизведения учебной информации, который соединен с блоком сравнения ответов, блоком сравнения адресов, регистром адреса, блоком 30 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 (3).

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 является 4> .ъчет времени изучения кадра и перекодировки кода ответа в адрес следующе.оо кадра в зависимости от времени изучения кадра.

Бель изобретения — повышение сте- So 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 пттизнаков учебной информации, блоху управления и блоку задания времени обучения. ф

На фиг. 1 приведена блок ..хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — четыре типа кодов со схематическим изображением блоха воспроизведения; на фиг. 3 —.внешний вид кинопленки с информационными кадрами и кодами.

B 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 сравнения ответов, 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 блоку.

10 управления, соединенному с блоком 5 регистрации и с регистром 7 адреса, подключенным к блоку 3 памяти, и блоку 6 сравнения адресов, соединенному с 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 лентопротяж ный 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 ждуший мультивибратор и индикаторную лампу

"Неправильно" (на чертеже не показаны).

В предлагаемом устройстве программа имеет 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, сдужаший 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 признах 23, предназначенный для опознавания типа

25 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, З5 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 49 данном устройстве не используется, но его можно применить, например для включения синхронизированного магнитофона (на чертеже не показан}. ф5

В кодах всех типов существует один служебный разряд — "Маркер 28, предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего кода и необходимый для того, чтобы информа50 ция не считывалась с хадров. Во время

l движения кинопленки "Маркер 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 6

На фиг. 2 схематически изображен блок 4 воспроизведения с фотоэлектрическими усилйтеляйн 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 (appec 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 фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются, усиливаются и подаются в вычислитель 12, который на основе кода ответа и кодов считываемых с кинопленки осуществляется поиск нужного кадра.

Коды считываются 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, считывающих коды возможных ответов и разряд Обязательное сравнение, а из блока 9 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 13.

8 ние, и если ведутся ветвления по времени обдумывания кадров (например при времени обдумывания до 1 мин должна выдаваться программа повышенной трудности, при времени обдумывания qo

2-х мин должна выдаваться программа средней трудности времени обдумывания более 2-х мин(должна выдаваться самая легкая программа), то для того чтобы не перечислять все возможные временные интервалы длительностью более 2-х мин, для самой легкой программы последним в подгруппе кодов, относящихся к сравненному коду возможного времени ставится код типа 14 с

Обязательным сравнением" (он заменит группы кодов типа 14 с временем обдумывания более 2-х мин).

Блок 10 производит запоминание наличия сравнения и в дальнейшем вычислитель 12 реагирует только на коды типа 15. Первый пришедший код типа

15 выдает появление сигнала из блока

9 в блок 10, который вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса

/ следующего кадра в регистр адреса 7.

Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 15 и поступающий из блока 4 в блок 7, записывается в регистр адреса 7 и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 10 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 12 в дальнейшем реагирует только на коды типа 16.

Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения "Реверс", и если нужный кадр находится в стороне, противоположной первоначальному направ. лению движения ки;нопленки, то регистр адреса 7 подаот сигнал "Реверс" в блок памяти 3, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположноее.

Блок 6 сравнения адресов производит поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра 7 адреса, и хода кадра, приходящего из блока 4 воспроизведения при наличии разрешающего сигнала из блока 9 определения признаков (а наличии кода типа

16). При поразрядном сравнении блоком

6 выдается сигнал на остановку лентопротяжного механизма в блок памяти 3 .

11икл поиска кадра может быть без сравнения кода ответа и кода времени.

При ограничении линейного участка проI. граммы переход от кадра к кадру можно ции, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует ошибку. Одновременно, блок 5,подает кратковременный сигнал в индикаторное устройство (на схеме не показано), которое увеличивает дли40 телььность сигнала и индицирует ошибку.

После запоминания сигнала сравнения хода возможного ответа с кодом ответа блоком 10, вычислитель 12 в дальнейшем

45 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

50 блок 8; сравнивается с кодом времени обдумывания кадра, поступающим иэ блока 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 Обязательйое сравне7 73962

В исходном состоянии вычислитель

12 реагирует тольхо на коды типа 13.

При сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала . иэ 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 Обязатеп ьное сравнение и при считывании такого кода блоу 2 выдаст сигнал сравнения в блок

10 управления. 15

В 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 20 в блок 2 сравнения ответов, если считываемый код является кодом типа 13; в блок 8 сравнения времени, если считываемый код относится к типу 14, в блок 10 управления, если код относится к типу 15 и в блок 6 сравнения адресов, если это код типа 16.

Блох 10 управления по сигналу из блоха 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 сравниваемом коде типа 13 закодирован разряд Йеправипьно, который из блока 4 подается в блок 5 регистра- 35

7396 осуществить с помошью одного кода типа 16, в котором код кадра — все нули, так как в исходном состоянии регистр адреса 7 находится в нулевом состоянии и при считывании хода типа 16 с нуле -

5 вым кодом кадра происходит сравнение с нулевым адресом, блок 9 выдает сигнал о наличии признака кода типа 16 в блок 6, который. формирует сигнал на останов лентопротяжного механизма, ко- yg торый поступает в блох 3 памяти.

Предложенное техническое решение позволяет повысить степень адаптации устройства за счет возможности ветвле- ния программы обучения в зависимости от времени обдумывания и усвоения учеб ного материала.

Формула изобретения

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- Зо

20 10 страции, 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— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения степени адаптации устройства, оно содержит блок задания времени обучения и блок сравнения времени, подключен-. ный к блоку воспроизведения учебной информации, блоку определейия признаков учебной информации, блоку управления и блоку задания времени обучения.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1. Прибор для хонтроля текущей успеваемости К-54. Техническое описание. Киев. Завод Точэлектроприбор", 1964.

2. Устройство для обучения с разветвленной программой с периодическим контролем ПОИСК-2. Организация учебного процесса . Программированное обучение. Обучающие машины. М., НЭТИ, 1968. Вып. 2. ч. 1. ..3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2184468/24, 1976, (прототип) 739620 !

Составитель Т. Ничипорович

Корректор M. Пожо

Редактор М. Недолуженко Техред И. Лсталош

Заказ 305118 Тираж 465 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4