Обучающее устройство
Иллюстрации
Реферат
Сеюэ Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 723646 (22) Заявлено 130378 (21)2589674/18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет
Опубликовано 280281. Бюллетень N9 8
<1809314 (53)М. Кл.з
С 09 В 7/02
Государственным коимтст
СССР
ho ас ви мзобРстсммм и откРытм м (53) УДК 681.3.071 (088.8) Дата опубликования описания 2802.81 (72) Лвторы иэобретеиия
A.Â. Алимпиев, А.Н. Маляров, А.С. Фед н В.A. Дегтярев
Куйбышевский политехнический институт . им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (54 ) ОБУЧАЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для обучения,и может быть использовано в различных учебных заведениях при организации программированного обучения.
По основному авт.св.. в 723646 известно обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения отве.тов и блока памяти, выход блока памяти соединен со входом блока воспроизведения, подключенного ко входам блока регистрации, блока сравне- 5 ния ответов и блока сравнения адресов, выход которого соединен со входом блока памяти, блок, определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входом 20 блоков сравнения адресов и ответов и блока управления, и регистр адреса, подключенный к выходам блоков воспроизведения и управления и ко входам блоков сравнения адресов и, пам.—.ти (1).
Недостатком данного устройства является то, что оно не сообщает учащемуся времени, которое осталось ему на обдумывание кадра, или вре- 30 мени, которое учащийся превысил по сравнению с заданным. Кроме того, оно не дает воэможности учащемуся самому регулировать в определенных пределах в зависимости от своих индивидуальных особенностей, время необходимое для обдумывания кадра.
При изучении какого-либо учебного материала немашинным методом учащийся планирует время изучения этого материала, т.е. задает себе определенный уровень притязания но скорости его восприятия и переработки, а такие постоянно контролирует себя.
Если определенные разделы материа.— ла изучаются за большее время, чем намечено, значит уровень притязания учащегося не совпадает с истинной скоростью восприятия и переработки материала, т.е. темпом обучения. В этом случае для изучения следующих разделов материала необходимо повысить темп обучения. Если изучение разделов материала осуществляется быстрее, чем намечено, учащийся обычно планирует меньший срок окончания изучения материала, т ° е. меняет свой уровень притязания по скорости восприятия и переработки информации.
809314
Аналогичные рассуждения справедливы и для обучения на машинах. Для того, чтобы темп обучения был оптимальным для данного учащегося, необходимо самому учащемуся задавать свой уровень притязаний по времени изучения материала и постоянно контролировать
его соответствие истинной скорости восприятия и переработки учебного материала, что позволяет правильно организовать процесс обучения и максимально его интенсифицировать.
Известное устройство также не позволяет учащемуся устанавливать и контролировать свой индивидуальный темп обучения. Причиной этих недостатков является отсутствие возмо>кнос- 5 ти задавать и контролировать темп обу— чения, что сужает дидактические воэможности устройства.
1(ель изобретения — расширение дидактических возможностей устройст- 20 ва.
Указанная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соЕдиненные блок регулирования темпа обучения, блок задержки >5 времени, счетчик текущего времени и индикатор текущего времени, блок задержки времени соединен с выходами блоков воспроизведения и сравнения адресов.
На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.
2 — три типа кодов со схематическим изображением блока воспроизведения.
Обучающее устройство содержит блок 1 ввода ответов, связанный с блоком 2 сравнения ответов и блоком
3 памяти, соединенным с блоком 4 воспроизведения, который подключен к блоку 5 регистрации, блоку 6 сравнения адресов, регистру 7 адреса, блоку 2 сравнения ответов, блоку 8 задержки времени и блоку 9 определения признаков, подсоединенному к блоку 6 сравнения адресов, блоку 10 управления и блоку 2 сравнения.отве- Я5 тов, связанному с блоком 10 управления, который соединен с блоком 5 регистрации и регистром 7 адреса, подключенным к блоку 3 памяти и блоку
6 сравнения адресов, соединенным с блоком 3 памяти и блоком 8 задержки времени, связанным со счетчиком 11 текущего времени, соединенным с индикатором 12 текущего времени и блок
13 регулирования темпа обучения, связанный с блоком 8 задержки времени °
Блок 2 сравнения ответов, блок
6 сравнения адресов, регистр 7 адреса, блок 8 задержки времени, блок 9 определения признаков, блок 10 управ- 40 ления и счетчик 11 текущего времени обьединены в вычислитель 14.
Блок 1 ввода ответов состоит из цифро-буквенных кнопок ввода ответов, дешифратора, триггеров запоминания 45 ответов и реле запуска лентопротяжного механизма (не показаны) .
Блок 3 памяти содержит носитель информации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрами и кодами управления и реверсивный лентопротяжныи механизм (не пс>казаны).
Блок 4 иоспроизведе> ия состоит из однотипных фотоэлектрических усилителей, преобразующих фотосигналы в электрические импульсы и усиливающих их (не показаны).
Блок 5 регистрации содержит счетчик ошибок со схемой совпадения на счетном входе, дешифратор и индикаторные лампы оценок (не показаны).
Индикатор текущего времени 12 включает з себя дешифратор и индикаторные лампы, высвечива>ощие время, оставшееся на обдумывание материала, в процентах (например, на обдумывание материала осталось 25Ъ от всего времени, предназначенного для обдумывания материала), а также время, превышенное учащимся по сравнению с временем, необходимым для обдумывания материала, в процентах (например, время изучения данного материала превышено на 10% по сравнению с временем, предназначенным на обдумывание данного материала).
Блок 3 регулирования темпа обучения представляет собой переключатель, расположенный на панели блока ввода обучающего устройства и предназначенный для задания темпа обучения уча-. щимся. Среднее положение регулятора характеризует средний темп усвоения материала, кодируемый на кинопленке.
Отклонения переключателя влево и вправо свидетельствуют об отклонении предлагаемого темпа обучения учащегося от среднего.
Перед рассмотрением работы устройства необходимо рассмотреть кодировку кинопленки. (фиг.2). В предлагаемом устройстве программа имеет три типа 15-17 кодов с различными функциями в управлении работой устройства.
Коды типа 15 содержат код возможного ответа 18, предназначенный для сравнения с кодом ответа, разряд 19
"Обязательное сравнение", необходимый для безусловного сравнения с кодом ответа, разряд 20 "Неправильно", предназначенный для занесения одного штрафного балла в блок 5 регистрации, и отличительный признак 21, служащий для опознавания кодов типа 15 вычислителем 14 (например, 3-й снизу разряд светлый, а 2-й снизу разряд темный).
Коды типа 16 содержат адрес следующего кадра 22, по которому следует искать следующий кадр, и отличительный признак 23, предназначенный для опознавания типа кода вычислителем 14 (например, третий снизу раз809314 ряд темный, а второй снизу разряд светлый).
Коды типа 17 содержат код 24 кадра, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнения с адресом следующего кадра, код
25 задания времени обучения, который определяет среднее время, необходимое для изучения определенного материала, и отличительный признак 26 (например 2-й и 3-й снизу разряды светлые). !О
В кодах всех типов существует один служебный разряд 27 "Маркер", предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание всего кода.
Сигнал с маркерного фотоэлектричес- 15 кого усилителя 28 подается на остальные фотоэлектрические усилители
29 и 30 в качестве разрешающего.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. 20
Перед обучением учащийся с помощью блока 13 устанавливает отклонение своего предполагаемого темпа обучения от среднего темпа обучения, задаваемого разрядами кода 25 типа 17. Пос- 25 ле ввода учащимся ответа блок 1 ввода ответов выдает код ответа в вычислитель 14 и подает сигнал запуска лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Во время движения кинопленки управляющие коды проходят мимо фотодатчиков блока 4 воспроизведения, считываются и подаются в вычислитель
14, который на основе кода ответов и кодов, считываемых с кинопленки, осуществляет поиск нужного кадра.
Код ответа поступает в блок 2 сравнения ответов, в который поступают сигналы из разрядов блока 4 воспроизведения с фотоэлектрических усилителей, считывающих коды возможных 40 ответов и разряд "Обязательное сравнение", а из блока 9 определения признаков поступают сигналы о считывании кодов типа 15.
В исходном состоянии вычислитель 45
14 реагирует только на коды типа 15.
При поразрядном сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и при наличии сигнала из блока 9.блок
2 выдает сигнал сравнения в блок 10 0 управления. Если ни один из предусмотренных кодов возможных ответов не сравнился с кодом ответа (учащийся ответил непредусмотренным образом), то приходит код типа 15, стоящий последним среди кодов типа 15, в котором содержится разряд "Обязательное сравнение", и при считывании такого кода блок 2 выдает сигнал сравнения в блок 10.
В блок 9 определения признаков 60 поступают сигналы из разрядов блока 4 вос.произведения, занятых отличительными признаками, а из блока 9 поступают разрешающие сигналы о наличии кода в блок 2 сравнения ответов, ес- 4>5 ли считываемый код является кодом типа 15, в блок управления 10, если считываемый код явл ется кодом типа
16, и в блок 6 сравн ния адресов, если это код типа 17.
Блок 10 управлен;я по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа с кодом возможного ответа и выдает кратковременный сигнал на запись и индикацию ошибки в блок 5 регистрации,.если в сравниваемом коде типа 15 закодирован разряд "Неправильно", который из блока 4 подается в блок 5, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует и индицирует ошибку. После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа с кодом ответа блоком
l0, первый пришедший код типа 16 вызывает появление сигнала иэ блока 9 в блок 10 и блок 10 вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра и регистр 7 адреса. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 16 и поступающий из блока 4 в блок 7, записывается в реги тр 7 адреса и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 10 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 14 в дальнейшем реагирует на коды типа 17.
Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения "Реверс", и если нужный кадр находится в стороне, противоположной первоначальному движению кинопленки, то регистр
7 адреса подает сигнал "Реверс" в блок 3 памяти, по которому направление движения кинопленки изменяется на противоположное.
Блок б сразне;-, я производит поразрядное сравн;=.->Ие адреса следующего кадра, проходящего из регистра 7 адреса, ч кода кадра, приходящего иэ блока 4 воспроизведения-, при наличии разрешающего сигнала иэ блока 9 определения признаков о наличии кода типа 17. При поразрядном сравнении блоком б выдается сигнал на останов лентопротяжного механизма в блок 3 памяти. Блок б выдает также сигнал в блок 8 задержки времени, разрешая его подключение к счетчику 11 текущего времени. Блок
8 задержки времени состоит иэ дешифратора кода задания времени обучения (не показан), входы которого соединены с фотоусилителями блока 4 воспроизведения, соответствующими коду
25 задания времени обучения, генератора импульсов (не показан) с времязадающнми цепями,, подключенными к выходам дешифратора кода задания времени обучения и выходам блока 13, а также содержит элемент И совпадения (не показан), на один вход Коxeporo подаются импульсы с генератора импульсов, а на другой — сигнал
809314 останова лентопротяжного механизма, приходящего из блока б сравнения адресов, а выход его соединен со счетчиком 11 текущего времени. Для запоминания кратковременного сигнала останова лентопротяжного механизма на время экспозиции кадра блок 8 содержит также элемент памяти (не показан).
Таким образом, частота следования импульсов из блока 8 в блок 11 зависит от кода 25 задания времени обучения, определяющего среднее время на обдумывание материала, а также от установки блока 13 регулирования темпа обучения, определяющего отклонение от среднего времени на обдумыва-15 ние материала и зависящего от уровня притязаний учащегося.
Счетчик 11 текущего времени суммирует импульсы, поступающие из блока
8 задержки времени, и по достиже- 20 нию определенного их числа подает сигналы в индикатор 12 текущего времени, который высвечивает время, оставшееся на обдумывание материала учащимся, или время, превышенное учащим- Q5 ся на обдумывание материала. Если текущее время подсчитывается для части материала, содержащей несколько кадров с учебной информацией, то коды 25 задания времени обучения в раз- go личных кодах типа 17 совпадают. Для подсчета времени в другой части материала счетчик 11 текущего времени устанавливается в начальное состояние. Установка счетчика 11 текущего времени в начальное состояние может производиться, например при определенном коде 25 задания времени обучения, когда разряды кода 25 единицы.
Если разряды кода 25 все нули, то генератор импульсов блока 8 задерж- 40 ки времени отключается (точнее,подключается времязадающая цепь, при которой частота генерации практически равна нулю). В этом случае время изучения данного кадра (кадров) не 4я подсчитывается и состояние счетчика
11 текущего времени не изменяется.
Использование изобретения позволяет повысить интенсивность обучения путем его активизации, что дости- © гается следующим.
Во-первых, учащийся самостоятельно в зависимости от своей подготовки и способностей определяет время, необходимое для усвоения учебного материала. На пленке-программе кодируется и на экране может указываться среднее время усвоения материала, учащийся же определяет свой собственный уровень знаний и способностей. Самооценка своих знаний и N способностей производится по опыту предыдущего усвоения учебной программы по различным дисциплинам и положительно сказывается на оценке степени интенсивности обучения учащим- 65 ся, т.е. времни усвоения данного учебного материала. Исходя из этой оценки, учащийся устанавливает свое время изучения материала, которое он считает наиболее приемлемым для себя, т.е. устанавливает отклонение от среднего времени изучения материала.
Во-вторых, в процессе изучения материала учащемуся сообщается отклонение истинного изучения материала от установленного. Оценка отклонения истинного времени от установленного позволяет правильно организовывать процесс дальнейшего обучения. Если учащийся не укладывается в то время, которое установил он сам, зто говорит либо о том,что темп обучения слишком мал и не соответствует способностям и знаниям учащегося и его следует увеличить, т.е. изучать материал более интенсивно, либо о том, что учащийся переоценил свои знания и способности. Если же учащийся изучает материал быстрее, чем установлено им самим, то это свидетельствует о том, что либо следует увеличить свои притязания, т.е. уменьшить время изучения материала, так как способности и знания учащимся недооценены, либо о том, что материал изучается излишне быстро и поверхностно, поэтому темп обучения следует снизить.
Самостоятельная установка индивидуального времени изучения и постоянный контроль за ним позволяют максимально интенсивно и качественно усваивать учебный материал.
Кроме того, установка времени обучения может производиться не самим учащимся, исходя из знания своих слособностей и предыдущей подготовки, основанного на опыте изучения учебной программы по данной и другим дисциплинам, но также и преподавателем. Преподаватель может изменить среднее время изучения материала, закодированное на кинопленке, тем самым внося в программу коррективы. Установка времени изучения материала преподавателем позволяет на основе знания индивидуальных особенностей учащегося (например полученных им ранее оценок, способностей) повышать степень адаптации обучения, что улучшает качество обучения.
В результате эксперимента установ лено, что самостоятельная установка и контролирование времени изучения материала позволяет существенно улучшить органиэаций процесса обучения на машинах самим учащимся и активизировать его, при этом учащимся выбирается оптимальное время и интенсивность изучения материала. По сравнению с контрольной группой, обучаемой на других машинах, количество плохих оценок, полученных в реэуль809314
1О
Формула изобретения фиг. 8
ВНИИПИ Заказ 435/65 Тирак 495 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тате последующего контроля, понизилось на 10-15%, удовлетворительных на 5-8%, а количество отличных оценок увеличилось на 5%.
Известные устройства аналогичного назначения не позволяют производить самостоятельную установку и контролирование времени изучения материала °
Обучающее устройство по авт.св.
У 723646, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, оно содержит последовательно соединенные блок регулирования темпа обучения, блок задержки времени, счетчик текущего времени и индикатор текущего времени, блок задержки времени соединен с выходами блоков воспроизведения и сравнения адресов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 723646, кл. G 09 8 7/02, 1975 (прототип).