формирователь эталонных ответов для обучающих устройств

Формула изобретения

Формирователь эталонных ответов для обучающих устройств, содержащий обучающее устройство, включающее в себя индикатор, блок сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, а вход - к выходу наборного устройства, отличающийся тем, что в него введены датчик псевдослучайной последовательности, формирователь, три триггера, элемент ИЛИ и второй элемент И, при этом первый вход формирователя соединен с входом "Пуск" обучающего устройства, тактовый выход которого соединен с входом второго элемента И и вторым входом формирователя, первый выход которого соединен с C-входами первого и второго триггеров, S-входы которых соединены с входом "Сброс" обучающего устройства, второй выход формирователя соединен с входом установки счетчика и S-входом третьего триггера, C-вход которого соединен с выходом счетчика, счетный вход которого соединен с входом датчика псевдослучайной последовательности и выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с D-входом второго триггера и выходом первого триггера, а второй вход - с выходом третьего триггера, инверсные выходы первого и третьего триггеров соединены с входами первого элемента И, выход второго триггера соединен с входом индикатора, второй вход которого соединен шиной с входом блока сравнения и выходом датчика псевдослучайной последовательности, а D-входы первого и третьего триггеров соединены с потенциалом логического нуля устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к техническим средствам автоматизированного контроля знаний с выборочной формой ответов.

Известно устройство формирования эталонных ответов [1], содержащее блок ввода ответов, регистр вопросов, блок сравнения ответов, счетчик ошибок, блок кодирования ответов, блок индикации, ряд регистров оценки, блок управления, два ключа, переключатель режимов работы, пороговый элемент, переключатель сигналов окончания ответов и разделительный элемент.

Недостатком устройства является его сложность.

Известно устройство для контроля знаний [2], содержащее элементы ввода ответов, элементы памяти, первую и вторую группы разделительных элементов, группу ограничительных элементов, накопитель ответов, формирователь импульсов разрешения ввода ответов, ключ, блок сравнения, формирователь импульсов считывания информации.

Недостатком устройства является его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь эталонных ответов для обучающих устройств [3], который содержит регистр, счетный вход которого является входом сигналов окончания ответов, три группы переключателей, при этом одни выходы переключателей первой группы являются входом логического нуля устройства, другие входы - входом логической единицы, а выходы соединены с соответствующими информационными входами регистра, вход режима работы которого является соответствующим входом формирователя, а выходы подключены к входам соответствующих переключателей второй группы, выходы переключателей третьей группы являются соответствующими выходами формирователя, а входы соединены с выходами соответствующих переключателей второй группы.

Недостатками прототипа являются его ограниченные возможности, невозможность автоматического случайного выбора номера билета при ограниченном наборе номеров билетов и вариантов ответов, сложность кодирования билетов и вариантов ответов, сложность работы оператора на устройстве.

Предлагаемое техническое решение направлено на расширение функциональных возможностей устройства, которое выражается в повышении объективности оценки за счет автоматического случайного выбора номера билета при увеличении количества билетов и вариантов кодов ответа, а также повышение степени автоматизации и как следствие - упрощение работы оператора.

Указанная задача решается тем, что в известный формирователь эталонных ответов для обучающих устройств, содержащий обучающее устройство, включающее в себя индикатор, блок сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, а вход - к выходу наборного устройства, введены датчик псевдослучайной последовательности, счетчик, формирователь, три триггера, элемент ИЛИ и второй элемент И, при этом первый вход формирователя соединен с входом Пуск обучающего устройства, тактовый выход которого соединен с входом второго элемента И и вторым входом формирователя, первый выход которого соединен с C-входами первого и второго триггеров, S-входы которых соединены с входом Сброс обучающего устройства, второй выход формирователя соединен с входом установки счетчика и S-входом третьего триггера, C-вход которого соединен с выходом датчика псевдослучайной последовательности и выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с D-входом второго триггера и выходом первого триггера, а второй вход - с выходом третьего триггера, инверсные выходы первого и третьего триггеров соединены с входами первого элемента И, выход второго триггера соединен с входом индикатора, второй вход которого соединен шиной с входом блока сравнения и выходом датчика псевдослучайной последовательности, а D-входы первого и третьего триггеров соединены с потенциалом логического нуля устройства.

Сущность предложенного устройства заключается в том, что код билета определяется обучающимся путем регистрации содержимого регистра сдвига датчика псевдослучайной последовательности на индикаторе обучающего устройства в случайные моменты времени, что обеспечивает случайность выбора кода билета, при этом на датчик ПСП перестает поступать тактовая частота. При очередном запуске датчика ПСП одновременно поступает на счетный вход счетчика емкостью n тактовая частота. При заполнении счетчика прекращается поступление на счетный вход счетчика и вход продвижения регистра ДПСП тактовая частота и регистрируется очередное состояние разрядов регистра сдвига в схеме сравнения с числом, предварительно набранным в наборном устройстве обучающимся (код ответа на вопрос). Аналогично производя очередные пуски формирователя и набирая очередные коды ответа на вопрос, производится регистрация правильных ответов на вопрос, если код, набранный обучающимся в наборном устройстве, соответствует очередному состоянию регистра сдвига ДПСП. Меняя емкость счетчика путем предварительной записи при пуске формирователя заданного числа, можно получить большое число кодов ответа, а также осуществлять модификацию кодов билета, обеспечивая сохранение случайности выбора билета обучающимся.

Иначе, сущность устройства состоит в том, что номера билетов выбираются автоматически по случайному закону с помощью датчика псевдослучайной последовательности (ДПСП). Номер билета определяется числом, соответствующим состоянию регистра ДПСП через n тактов (n-емкость счетчика), после нажатия обучающимся кнопки Пуск. Правильный ответ на первый вопрос кодируется состоянием регистра ДПСП через n тактов после состояния регистра, соответствующего номеру билета. Правильный ответ на второй вопрос кодируется состоянием регистра ДПСП через n тактов после состояния регистра ДПСП, соответствующего правильному ответу на первый вопрос и т.д.

Например, пусть емкость счетчика n=16. Тогда, после нажатия обучающимся кнопки Пуск через 16 тактов будет зарегистрировано состояние регистра ДПСП, соответствующее, допустим, числу 27. Это число - номер билета, в котором сформирован ряд вопросов.

Для определения правильности ответа на первый вопрос обучающийся набирает код ответа на первый вопрос и нажимает вновь кнопку Пуск. На ДПСП поступает вновь n= 16 тактов. Это новое состояние регистра ДПСП соответствует, например, числу 35.

Среди совокупности закодированных ответов, которые анализирует обучающийся, правильный ответ будет закодирован числом 35.

Если обучающийся набрал ответ за номером 35, то блок сравнения зарегистрирует правильный ответ.

Для ответа на следующий вопрос обучающийся вновь набирает код ответа и нажимает кнопку Пуск. При этом ДПСП вновь продвигается на n тактов и состояние регистра ДПСП будет соответствовать, допустим, числу 21. Под этим номером будет закодирован правильный ответ на второй вопрос и т.д.

Такой принцип выбора номеров билетов и кодирования правильных ответов дает возможность иметь чрезвычайно большое количество номеров билетов и кодов ответов, что реализуется малым объемом оборудования, повышает степень автоматизации и упрощает работу оператора.

Если дополнительно предусмотреть возможность изменять емкость счетчика, например, устанавливать счетчик при сбросе и после каждого ответа не в нулевое состояние, а в состояние m<n, где n - емкость счетчика, если иметь в обучающем устройстве переключатель, изменяющий емкость счетчика, и закодировать ответы с учетом изменения емкости счетчика, то число кодированных ответов и номеров билетов может быть практически неограниченным при таком же малом объеме оборудования.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, где 1 - элемент ИЛИ; 2 - элемент И; 3 - датчик псевдослучайной последовательности (ДПСП); 4 - формирователь; 5, 6, 7 - триггер (D-триггер); 8 - счетчик; 9 - наборное устройство; 10 - обучающее устройство; 11 - индикатор; 12 - блок сравнения; 13 - элемент И.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы: поясняющие работу устройства, где: 2 а - сигнал Сброс; 2 б - сигнал Пуск; 2 в, 2 г, 2 д - прямые выходы триггеров 5, 6, 7; 2 е - выход элемента И 2; 2 ж - выход счетчика 8; 2 з - выход элемента И 13.

В формирователе эталонных ответов для обучающих устройств тактовый выход обучающего устройства 10 соединен с входом элемента И 2 и входом формирователя 4, выход Сброс соединен с S-входами первого и второго триггеров 5 и 6, выход Пуск - с входом формирователя 4, первый выход которого соединен с C-входами первого и второго триггеров 5 и 6, а второй выход - с S-входом третьего триггера 7 и входом установки счетчика 8, выход которого соединен с C-входом третьего триггера 7, выход которого через элемент ИЛИ 1 соединен с вторым входом элемента И 2, выход которого соединен с счетным входом счетчика 8 и входом продвижения датчика 3 ДПСП, разрядные выходы регистра которого соединены с индикатором 11 и блоком 12 сравнения, выход которого соединен с входом элемента И 13, два других входа которого соединены с инверсными выходами первого и третьего триггеров 5 и 7, выход первого триггера 5 соединен с D-входом второго триггера 6 и входом элемента ИЛИ 1, выход третьего триггера 7 соединен с входом индикатора 11.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Сброс из обучающего устройства 10, триггеры 5 и 6 устанавливаются в состояние "1" и на датчик 3 ДПСП начинает поступать через открытый элемент И 2 тактовая частота Т1-1. Высоким уровнем с выхода Q триггера 6 открывается индикатор 11.

После нажатия кнопки Пуск формирователь 4 формирует одиночный положительный и отрицательный импульс на первом и втором выходах соответственно. Положительный импульс с первого выхода формирователя 4 устанавливает триггер 7 в состояние "1" (по S-входу) и счетчик 8 в состояние "0" (или предустановка счетчика 8 на некоторое заданное число). Отрицательный импульс, формируемый на втором выходе формирователя 4, устанавливает триггер 5 в состояние "0". На счетчик 8 и датчик 3 ДПСП поступают импульсы тактовой частоты. После заполнения счетчика 8 триггер 7 устанавливается в состояние "0", при этом через элемент ИЛИ 1 закрывается элемент И 2 и на счетчик 8 и датчик 3 ДПСП прекращает поступать тактовая частота. В этот момент в регистре датчика 3 ДПСП будет записано одно из двоичных чисел от 1 до 2N-1, где N - число разрядов ДПСП 3. Это число является кодом выбранного билета и отображается на индикаторе 11 (отображение может быть десятичными цифрами, в этом случае преобразователь двоичного кода в десятичный находится внутри индикатора 11).

Далее обучающийся устанавливает на наборном устройстве номер ответа на первый вопрос и нажимает кнопку Пуск. Формирователь 4 выдает одиночные импульсы на обоих выходах, по которым триггер 6 переводится в состояние "0" и закрывает индикатор 11, триггер 7 переводится в состояние "1", и вновь на ДПСП 3 и счетчик 8 поступает тактовая частота. После заполнения счетчика 8 триггер 7 переводится в состояние "0" и блок 12 сравнения сравнивает результат набора кода ответа в наборном устройстве 9 с соответствующим числом, поступающим из ДПСП 3. При правильном ответе из блока 12 сравнения через открытый элемент И 13 поступает импульс, который регистрируется в обучающем устройстве 10, в котором формируется результат оценки ответов на все вопросы и выставляется результирующая оценка.

Ответы на остальные вопросы формируются аналогичным образом.

При наличии в регистре ДПСП 3, например, 7 разрядов можно сформировать 2⁷-1=127 билетов и соответственно до 127 вариантов ответов на каждый вопрос.

Преимуществом предложенного устройства является возможность автоматического случайного выбора кода билета при практически неограниченном числе вариантов кодов ответов и количестве кодов билетов, а также упрощение работы оператора вследствие повышения степени автоматизации устройства.