Устройство для обучения и контроля знаний
Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и контроля качества решения задачи и может быть использовано на занятиях с програм ОбццЗотха , мированным контролем. Цель изобретения - повышение точности устройства Устройство содержит блок 1 ввода ответов, блок 2 оперативной памяти, блок А задания адреса , блок 3 постоянной памяти, блок Г сравнения , коммутатор 6, элемент 7 И. два 9 и 12 генератора, два 8 и 10 триггера, элемент 11 задержки, счетчик 13, блок 14 индикации, формирователь 15 кодов времени ответа и позволяет контролировать логическую структуру решения задачи, 1-12-4-2-5-6-10-11, 6-9- 4-3-5, 6-7-8-13-14. 8-12. 4-14. 15-13. 1 ил.
СО!ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1770966 А1 (s))s 6 09 В 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Якуба
С) 0 (л (), (21} 4902454/24 (22) 14,01,91 (46) 23.10,92, Бюл. M 39 (72) И.Д,Финошкин. В.С.Ежов и B,В.Тетин (56) Авторское свидетельство СССР
М 1262556, кл, G 09 В 7/02, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И К0НТРОЛЯ ЗНАНИЙ (57) Изобретение относится к техническим средствам программированного обучения и контроля качества решения задачи и может быть использовано на занятиях с програм. "ЯраХотга мированным контролем. Цель изобретения — повышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 ввода ответов, блок 2 оперативной памяти, блок 4 задания адреса, блок 3 постоянной памяти, блок 5 сравнения, коммутатор 6, элемент 7 И. два 9 и 12 генератора. два 8 и 10 триггера, элемент 11 задержки, счетчик 13, блок 14 индикации, формирователь 15 кодов времени этвета и позволяет контролировать логическую структуру решения задачи, 1-12-4-2-5-6-10-11, 6-94-3-5, 6-7-8-13-14. 8-12. 4-14. 15-13, 1 ил, 1770966
Предполагаемое изобретение относится к техническим средствам автоматизированного обучения и может быть использовано для обучения и контроля знаний порешению задач с логической структурой.
Под логической структурой решения задачи (ответа) мы будет понимать последовательность действий, перечень объектов, совокупность операций диагностики, проранжированных по некоторому критерию (по степени важности. по минимальной стоимости, по максимальной эффективности и т.п.), В этом случае ответ обучаемого может быть представлен строковым образом в виде проранжированной последовательности буквенных, цифровых, знаковых символом или их комбинаций, называемых примитивами образа.
Известно устройство, содержащее блок ввода ответрв, блок задания программ обучения, коммутатор, счетчик и блок индикации. Устройство предназначено для контроля правильной последовательности ответов, проранжированных по некоторому критерию. Недостатком данного устройства является то. что проверяется не логическая структура ответа, а количество нарушений правильной последовательности путем сравнения соответствующих по рангу всех примитивов образа эталона и образа отве та. Поясним это на примере.
Пусть образ эталона имеет вид: 2, 3, 4, 1, 6, 8, 7. Образ ответа: 3, 5, 4, 1, 6, 8, 7, 2.
Путем последовательного сравнения примитивов образов эталона и ответа получается 8 нарушений (2 и 3, 3 и 5, 5 и 4, 4 и 1, 1 и
6, 6 и 8, 8 и 7, 7 и 2). Но ведь логическую структуру ответа обучаемый .выявил почти правильно, за исключением первого по рангу примитива (примитив 2), определив его ранг последним, т.е, имеем только одно нарушение. Следовательно, устройство имеет низкую точность. .Известно устройство для обучения и контроля знаний обучаемого, содержащее блок ввода ответов, блок задания программы обучения, блок суммирования по модулю "два", коммутатор, счетчик, блок индикации, формирователь кодов времени ответа. Устройство предназначено для контроля правильной последовательности с учетом не только количества нарушений, но также величины допущенных отклонений от правильной последовательности и учета времени, затоаченного на подготовку ответа, Недостатком этого устройства является то, что в нем также проверяется не логическая структура ответа, а суммарная величина допущенных отклонений всех примитивов образа эталона и образа ответа. вычисленная путем сравнения соответДля уяснения сущности метода рас30 .смотрим пример. Пусть образ эталона бурангу примитивы образов сравнялись. Вторые — нет. В этом случае находится в образе
35 ответа правильный примитив (это будет 2), 40
1, 2, 3, 4, 6. 7. 5.
25 ствующих по рангу примитив образов эталона и ответа. Поясним на примере. Пусть образэталона имеет вид: 2,3,5,4, 1,6,8,7.
Образ ответа обучаемого: 3, 5, 4, 1, 6, 8, 7, 2.
Суммарная величина отклонения образа ответа от образа эталона равна: 1 + 2 + 1 + 3 +
7 + 2 + 1 + 5 = 22. Это больше 16, что соответствует неверному ответу, Но было показано выше, в определении логической структуры ответа обучаемый допустил всего одну ошибку. Следовательно, и это устройство обладает низкой точностью.
Поэтому возникает задача контроля логической структуры решения задачи (ответа), Решение такой задачи с использованием прототипа не представляется возможным.
Целью изобретения является повышение точности устройства.
Указанная цель может быть достигнута разработкой устройства, в основу работы которого положен метод определения меры близости образа ответа и образа эталона, в котором расстояние (мера близости) между двумя строковыми образами находится как наименьшее число преобразований, требуемых для получения одной. строки из другой. дет: 1,23,4,5, 6,7, а образ ответа; 1, 3,4,6, 7, 2, 5, Произведем сравнение. Первые по ставится перед примитивом 3, а все примитивы,.начиная со следующего после несравнившегося, сдвигается на один примитив, Схематично это выглядит так:
При этом счетчик ошибок увеличивается на одну единицу. Далее работа идет уже с новым образом эталона: 1, 2, 3, 4, 6, 7, 5.
Третьи и четвертые по рангу примитивы образов сравнились, а пятые — нет.
Аналогично производится:
1,2.3,4. 6,7 1.2,3,4.5,6,7.
При этом счетчик ошибок уже равен 2. Далее шестые и седьмые примитивы сравнились.
Следовательно обучаемый допустил всего 2 ошибки, коэффициент усвоения знаний (Q) составляет около 207, что по общепринятым педагогическим шкалам (4) (К > 0,7) говорит о успешности выполнения задания.
?.(?Вл(-:.:.-.: >5(3" ir- i:".:;)1 достигается те("), j(0 уст>(р(>(>:.(::c с:.>, Орл:?!T (;:п*,, Гa (()p, счет:-)и«.
iJ>1 01(И? . Г :,;.>:(. ! . . О! i .1! t(i вгтс?i! Ь КОДQB Bpa лухс >> ." От! (>О 6 (3 ., :i!!)Г,,:. t:
В i а!))>! . О> . .!:) Г!>,.)i . . "!: .". >.10!Д!)М1! В;0
;. г) Л 1;; >>-(° >-,;",г>. >-.-!с.. >-и-!, " "-= ">1 (1! 1! З(1ЯТ>,! t f
; Г, ",РО;,,t,i" .Чi -! -, >((; t!.; „° ) С >3 (Р1>ГIГ?Ь! «0
-,, . (— Г>,-! (;;..! !,,,> ., - ъ 0>,-1 ->МИ (P!>(j!? Ы P:(ОК:;.i ° >(- . -!>, -.Г>> -,it-0); t Г)4()ГIЬ; К .,1
1,>г!К,),/1 . >?!, ...)5 .М t! tt! О,j! )1: QQQ(< l P>л(" г)!",(,- . -...;,;.)! х;> t (:О (at >t>i Q г >t>)) Ii t (;3((j:.)0(>1. 1 )Х.,,. ;-:>, ", Ii(-"-. ((, ЗХО!! ГЯ, ОСТВ :j(ir) ) .!) QÃ)Q: ., Г.".1)еа:.-: Горл >1.;;>->!»,(.ОQB, 3-Вход
ГЪ Г! . ГОГ:О! 0 тр .г;...... )Вдинс", с Вы:,-..дом з(!е- а0
: 1(-;н" .- (,:1. f! .;:(; 3:..>Й Вхс)Д . :Рта()ОГО Ое ()инеи с
::ОДО;,; КОЛ, -,. -, г;! ° !) (>(!pa()Л;1)ОЩИМ(1 ВХО1 дг! и алака 0(!Вагт;;В(..ой Г:aмя" п «ne,ptao(0 генер (о-.:г им 1>ль;ав и 5-Входам первого та t(! Gpa, с:: хо>,л! «ат()рого соединен с âõî- 35
I(;l.". Ол а мента за (!ержки пс рв 6?Й Второй
I () ети Й. Чет(>ер ь! Й и (1я1 ы Й Выходы котОООГО соединены саогветстве-.?но с К-входом перВого - ригерг, Входом сдвига оперативной пг(„. т.,:г OB,"?н (и Bxc,г(,(1 6.?акг a" 40
" - I4t! О a!i )F I И ()Лака 0()Е13а(ИВНай Па(?Я? (У( и К-B;:oðo,:.3 ;::таоого риггерг. выходы блоков поQ) ол (:Ои tt ()ператиВ: —.ой памяти саединеH-i саатв!. ; тственно с информационными
ВКО, лг(1)) ()е(!ВОЙ и В(opa; Гру(1Г(блo«a с()гв ->б нения, B;tõoa „ОторОГQ соединен с входом
КО!иму Гг ГОГ)г, Иа чар-;еже представлена структурная схема устройства.
Устройства Для 0)учения и контроля 50 знаний содер)ки блок ввода Ответов 1, блок
Q f)BQa !. jB!-IQI.I ()a " :t:j I iI 2, блок !OQГаяннсй (ja" мяти 3, блОк згдг(>()я адреса 4, ол.>к сравнения 5, «аммута)0p б, элеме((i И 7, втарсй триГГер (>, первый е(?ерг)ор 9, перВый Tp(>((- 5 (ер !0, линия задержки 11, второй генератор 12. счетчик 13, блок индикации 14 и (!)О!0(,èîQ(iaòåaü кодов Времени ответа 15. устройства работает следуюгцим ОораIQi ) Обучаемый Вводит образ ответа В виде последовательности примитивов, устанавливая х с пovO«цью органов управления (((;".при>мер, переключателей, кнопок и т.п,).
При BBO;)е Обучаемым очередного примитива «Одэтага примитива поступает на инфор,;at!(0 .-«(;(e входы блока оперативной
:; а(.::"-ти. Из блока задания адреса поступает очередной адрес. по которому будет запи(,ываться очередной примитив. Однавре(BI(i!0 в блоке ввода ответов формируется сигнал "запись", по которому происходит .tat-!èñü кода примитива образа ответа в блок оперативной памяти и затем, увеличение гдр,=сг В блоке задания адреса, поступаюший В блок оперативной памяти, Таким обоазам, начиная с нулевого адреса, происходит запись последовательности
:р))митивов образа ответа в последовательные ячейки блока оперативной памяти. Послс Ввода последнего примитива образа
o) BB) a! I записи его в блок оперативной памяти формируется сигнал "запуск", по переднему фронту которого блок задания адреса производит начальную установку адресов, поступа(огцих в блоки оперативной памяти и постоянной памяти (т.е. адреса становится оди)(аковыми и равны нулю).
Па ".Игналу "запуск" запускается второй генератор и открывается коммутатор. При псступлении очередного адреса в блоках оперативной(1 постоянной памяти происходи- считывание собственно очередных кодов примитивов образца ответа и эталона и сравнение их в блоке сравнения. С выхода коммутатора снимается значение логического нуля, если коды примитивов образов ответа и эталона идентичны. и значение логической единицы, если они различны.
Логический элемент И и второй триггер работают в паре: при начальной установке второй триггер сброшен в нуль и логический элемент И открыт. При поступлении с коммутатора логической единицы второй тригге р взводится в единицу, закрывая логический элемент И. Следовательно, эта пара ждет появление очередного несравнения кодов примитивов образов ответа и эталонг, после чего запирает сама себя на время в течение которого найдется правильнь>Й примитив в образе ответа обучаемого и сформируется исправленный образ ответа обучаемого.
Одновременно с запиранием логического элемента И второй триггер закроет
Второй генератор и единичное состояние второго триггера вызовет прибавление единицы в счетчике. При закрытии второго генератора асу(цествляется фиксация адреса очеоедного несравнения кода примитивов
177096б образа ответа и эталс на, который (т.е. адрес) будет постоянно под.- ваться В блок постоян ной памяти.
Единица с выхода коммутатора, кроме того, вызовет запуск первого генератора, который осуществляет увеличение адреса, поступающего в блок оперативной памяти, до тех пор, пока не произ йдет сравнение примитива эталона с правильным примитивом в образе ответа обучаемо î. На выходе коммутатора сформируется уровень лог "ческого нуля, который запрет первый генератор. Отрицательный фрон --перепад с уровня логической единицы на уровень логического нуля, Вызове запись единичного состояния в первый триггер, который вместе с элементом задержки сформирует импульс, по которому произойдет сдвиг примитивов образа ответа в их последовательности между примитивом ответа, не сравнившимся с примитивом эталона, и правильным примитивом в последовательности образа ответа обучаемого: выравнивание адресов в блоке задания адреса, так как в блок постоянной памяти подается адрес очередного несравнения кодов примитивов образа ответа с эталоном, а в блок оперативной памяти подается адрес правильного примитива образа ответа, и после сдвига, т.е формирования исправленного образа ответа обучаемого, необходимо продолжить сравнение со следующего примитива образа ответа. а так как сравнение возобновится со следующего примитива образа ответа, то Отпадает необходимость записи по адресу несравнения, а достаточно только сдвига; очищается схема управления сдвигом в блоке оперативной памяти; сбрасывается второй триггер; При этом запускается второй генератор, первый импульс которого вызовет приращение адреСОв, выдаваемых в блоки оперативной и постоянной памяти, т.е. сформируется следующий адрес за адресом несравнения кодов примитивов образов ответа и эталона, и пара— логический элемент И и второй триггер готовы к принятию очередного несравнения кода примитивов образов ответа и эталона; сбрасывается первый триггер.
Таким образом, происходит попримитивное сравнение кодов образов Ответа и эталона. Счетчик будет содержать количество перестановок в образе ответа обучаемого для получения образа эталона.
Кроме того, если обучаемый затрачивает больше времени на ответ. чем эталонное, то формирователь кодов времени увязывает прибавление стольких единиц в счетчик, ео сколько раз превысило время ответа обучаемого времени эталона. По просмотру всех примитивов образа ответа обучаемого в блоке задания адреса формируется сигнал, разрешающий отображение оценки, который поступает в блок индикации и вызывает отображение результата работы. счетчика, выходы которого соединены с информационными входами блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него ввения адреса, блок сравнения, два триггера, элемент задержки и блоки постоянной и
Оперативной памяти,. выходы которых сое динены с информационными входами nåð25 вой и второй групп блока сравнения, выход . которого соединен с первым Входом элемента И, управляющими входами блока оперативной памяти и первого генератора импульсов и Я--Входом первого триггера, вы30. ход которого соединен с входом элемента задержки, первый — пятый выходы которого соединены соответственно с й-входом. первого триггера, входом сдвига блока оперативной памяти, установочными входами
35. блока задания адреса и блока оперативной памяти и Я-входом второго триггера, 8-вход которого соединен с выходом элемента И, прямой выход соединен со счетным входом счетчика, а Обратный выход — с вторым входом элемента И и входом Останова второго генератора импульсов. вход запуска которо.го соединен е управляющими входами коммутатора и блока задания адреса и первым выходом блока ввода ответов, второй выхюд которого соединен с входом записи блока
Оперативной памяти и вторым управляющим входом блока задания адреса, первый и второй информационные входы которого подключены к выходам riepaoro u второго генераторов, выход соединен с управляющим входом блока индикации, а выходы первой и второй групп подключены соответственно к адресным входам блока постоянной памяти и инфОрмационным входом первой группы блока оперативной памяти. информационные входы второй группы которого соединены с выходами группы блока ввода ответов.
20 дены два генератора импульсов, блок зада
