SU1166164A1 - Устройство дл контрол знаний обучаемых - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные блок ввода ответов и блок анализа ответов, второй вход которого соединен с первым выходом формировател  кодов вопроса, второй выход которого подключен к первому входу вычислител  оценок, первый выход которого сое1„ ..,- 1--.-j)f -п 1 IB , i;.l I .-1. динен с входом регистратора оценок, а вторые вход и выход - с первым выходом и входом блока анализа вопросов, второй выход которого подключен к первому входу формировател  кодов вопроса, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные блок пам ти и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, первый выход с третьим входом формировател  кодов вопроса , а второй выход - с первым входом блока пам ти, второй вход которого подключен к третьему выходу формировател  кодов вопроса, и последовательно включенные § переключатель и формирователь импульсов, второй вход которого соединен с выходом (Л блока анализа ответов, а выход - с трес тьим входом вычислител  оценок, третий вход блока сравнени  подключен к выходу переключател .

Description

О5 Ot)

05

N

Изобретение относитс  к техническим средствам обучени  и может быть использовано при создании систем программирован ного контрол , а также автоматизированных обучающих систем в различных област х народного хоз йства.

Известно устройство, содержащее логический блок, соединенный с блоком предъ влени  информации, блоком ввода информации , блоком индикации и блоком взаимной коррел ции количества вопросов и правильных ответов, подключенным к блоку оценок. Устройство обеспечивает определенную достоверность оценки знаний за счет взаимной коррел ции количества вопросов и правильных ответов 1.

Однако в устройстве коррел ци  реализована без учета сложности отвечаемых вопросов и уверенности ответа. Кроме того, устройство может работать только с программой , имеющей вопросы с одинаковыми

. ,о

значени ми коэффициентов взаимной коррел ции .

Известно устройство, содержащее дополнительно блок оценки ответа и аналогоцифровой преобразователь, выход которого соединен с входом блока взаимной коррел ции количества вопросов и правильных ответов, а входы - с выходами логического блока и блока оценки ответа, входы которого подключены к выходам логического блока и блока предъ влени  информации. Устройство также обеспечивает определенную достоверность оценки знаний за счет взаимной коррел ции количества вопросов и правильных ответов с учетом их сложности 2. Однако это устройство также может работать только с программой, имеющей вопросы с одинаковьши значени ми коэффициентов взаимной коррел ции, и не учитывает при этом уверенности учащихс  в данных ими ответах.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к блоку анализа ответов , соединенному с блоком формировани  вопросов и со счетчиком оценок, подключенным к вычислителю, соединенному с регистратором оценок и блоком сравнени  вопросов, подключенным к блоку формировани  вопросов и регистратору оценок, счетчик вопросов, соединенный с блоком формировани  вопросов и блоком сравнени  вопросов.

Устройство позвол ет с определенной точностью оценить уровень знаний по контролируемой теме по ограниченному количеству случайным образом,выбираемых из общей совокупности вопросов, имеющих одинаковые значени  коэффициентов взаимной коррел ции, численно характеризующих степень взаимосв зи между вопросами курса 3J Однако известное устройство имеет два существенных недостатка. Первый из них

св зан с тем, что люба  реальна  контролирующа  программа не может состо ть из набора контрольных вопросов, имеющих одинаковые значени  коэффициентов коррел ции , так как даже внутри одного курса отдельные пон ти  имеют различную степень взаимосв зи между собой. В случае оценки знаний, при помощи известного устройства по реальной программе (по контрольным вопросам , имеющим различные значени  коэффициентов взаимной коррел ции) невозможно обеспечить высокую точность оценки изза того, что при случайном выборе контролируемых вопросов имеет место высока  веро тность предъ влени  близких по смыслу вопросов (вопросов с больщими значени ми коэффициентов взаимной коррел ции) при отсутствии необходимости в этом. В результате этого происходит значительное искажение результатов контрол  в сторону завышени  оценки.

Во-вторых, при анализе качества ответа, учете сложности ответных вопросов, и при выборе следующего вопроса не учитываетс , насколько уверенно был дан ответ на вопрос (что об зательно делаетс  преподавателем как приг оценке ответа учащегос , так и при выборе следующего вопроса). Аспект уверенности в ответе  вл етс  одним из определ ющих при оценке знаний учащихс , так как он характеризует в значительной степени глубину и прочность знаний. Отсутствие учета этого аспекта в известном устройстве также приводит к существенному снижению точности оценки знаний.

Оба недостатка привод т, в конечном счете, к значительному снижению эффективности процесса обучени  в целом.

Цель изобретени  - расширение дидактических возможностей устройства с повышением эффективности обучени  путем реализации контрол  знаний на основе вопросов с различными значени ми коэффициентов взаимной коррел ции с учетом уверенности самого ответа как при оценке знаний, так и при выборе вопросов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  знаний обучаемых , содержащее последовательно включенные блок ввода ответов и блок анализа ответов , второй вход которого соединен с первым выходом формировател  кодов вопроса, второй выход которого подключен к первому входу вычислител  оценок, первый выход которого соединен с входом регистратора оценок, а вторые вход и выход - с первым выходом и входом блока анализа вопросов, второй выход которого подключен к первому входу формировател  кодов вопроса, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, введены последовательно включенные блок пам ти и блок сравнени , второй вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, первый

выход - с третьим входом формировател  кодов вопроса, а второй выход - с первым входом блока пам ти, второй вход которого подключен к третьему выходу формировател  кодов вопроса, и последовательно включенные переключатель и формирователь импульсов , второй вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, а выход - с третьим входом вычислител  оценок, третий вход блока сравнени  подключен к выходу переключател .

Предлагаемое техническое решение основываетс  на сравнение коэффициентов вза имной коррел ции г очередного вопроса с заданными максимальными Гогчх и минимальными Гт1л значени ми коэффициентов коррел ции , определ емых из педагогической практики, и вли нии уверенности ответа на зачитываемую сложность вопроса и выбор следующего вопроса. При этом вли ние уверенности ответа на зачитываемую сложность отвеченного вопроса определ етс  так: при верном уверенном ответе зачитываетс  полный «вес сложности вопроса, при верном неуверенном ответе - половина «веса вопроса , при неверном неуверенном ответе ничего не зачитываетс , а при неверном уверенном ответе из набранной суммы условных баллов вычитаетс  половина «веса вопроса . Вли ние уверенности ответа на выбор следующего вопроса осуществл етс  так: при верном уверенном ответе следующий воп рос должен иметь коэффициент взаимной коррел ции г ё г , т.е. вопрос из другого подраздела; при верном неуверенном ответе следующий вопрос должен иметь 0,5гж«х г 7T«u, т.е. вопрос из этого же подраздела, относительно близкий по смыслу с предыдущим; при неверном неуверенном ответе следующий вопрос должен иметь коэффициент взаимной коррел ции Гл,лх г 0,5г«,4х., т.е. вопрос, бесьма близкий по смыслу с предыдущим; при неверном уверенном ответе следующий вопрос должен иметь г Гчздк, т.е. нужен вопрос из этого же подраздела, очень близкий по смыслу с предыдущим . Такой алгоритм выбора следующего вопроса позвол ет реализовать автоматизированный контроль знаний, который по своим дидактическим характеристикам наиболее соответствует идеальной модели системы обучени  и контрол .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода ответов , блок 2 анализа ответов, формирователь 3 кодов вопроса, формирователь 4 импульсов , вычислитель 5 оценок, регистратор 6 оценок, блок 7 анализа вопросов, блок 8 пам ти, блок 9 сравнени , переключатель 10 (сигналов уверенности ответа).

В состав блока 2 анализа вход т последовательно включенные узел 11 сравнени , и инвертор 12. Формирователь 3 содержит последовательно включенные схему 13 ИЛИ, формирующий элемент 14, генератор 15 и аналого-цифровой преобразователь 16, выход которого через запоминающий узел 17 и схему, 18 совпадени  подключен к входам индикатора 19, запоминающего узла 20 эталонов и запоминающего узла 21 весов, а также триггер 22, подключенный к схемам 13 И 18. Формирователь 4 содержит схемы 23 и 24 совпадени , подключенные к схеме

0 25 ИЛИ, инвертор 26, подключенный к схеме 24 совпадени  и схеме 27 ИЛИ, и схему 28 совпадени . Вычислитель 5 содержит сумматор 29, который по кольцевой схеме подключен к запоминающему узлу 30, выход которого соединен также с входом схемы 31 совпадени . Вход сумматора 29 подключен к выходу схемы 32 ИЛИ, входы которой подключены к выходам делител  33 кода и схемы 34 совпадени . В состав вычислител  5 вход т также сумматор 35 и

0 запоминающий узел 36, соединенные между собой по кольцевой схеме. Блок 6 содержит цепочки из последовательно включенных запоминающих узлов 37 и схем 38 сравнени  кодов, а также индикатор 39 оценок. Блок 7

, содержит последовательно включенные запоминающий узел 40, схему 41 сравнени  кодов и инвертор 42. Блок 8 содержит запоминающий узел 43, к выходам которого подключены буферный регистр 44 и распределитель 45. Блок 9 состоит из схем 46-49 совпадени , выходы которых подключены соответственно к входам схем 50-53 сравнени , у которых выходы подключены к схеме 54 ИЛИ, а также делител  55, подключенного к схемам 51 и 52сравнени .

Устройство дл  контрол  знаний обучаемых работает следующим образом.

Перед началом работы учащийс  в блоке 1 нажимает кнопку «Пуск, в результате чего на выходе блока 1 по вл етс  сигнал, поступающий на триггер 22 и с его выхода

0 на входы схем 13 и 18 (этим же сигналом с триггера 22 производитс  установка всех узлов устройства в исходное состо ние, но св зи сброса опушены на чертеже дл  упрощени  схемы). Во врем  срабатывани  триггера 22 по сигналу со схемы 13 элемент 14 на врем  срабатывани  триггера 22 запускает генератор 15, который выдает импульс случайной амплитуды, лежащей в диапазоне . Этот импульс поступает на преобразователь 16, а с него на узел 17,

где запоминаетс , и на схему 18. Учитыва , что при нажатии кнопки «Пуск в блоке 1 на первый из разрещающих входов схемы 18 поступает в момент срабатывани  триггера 22 разрещающий сигнал, сигнал из узла

5 17 проходит через схему 18 и поступает на входы узлов 20 и 21, где обеспечивает по адресу кода вопроса выборку в узле 20 кода эталона ответа, а в узле 21 - кода веса вопроса, которые поступают соответственно в блок 2 и вычислитель 5. Сигнал с выхода схемы 18 поступает также на индикатор 19, где высвечиваетс  в виде номера вопроса, который необходимо учащемус  отвечать (сама содержательна  часть контролируеющей программы, т.е. вопросы и элементы ответов, выдаетс  учащемус  заранее в виде специального, например, печатного пособи ).

Код эталона ответа поступает на второй вход узла 11. Изучив .вопрос в пособии и подготовив ответ на вопрос, учащийс  вводит код ответа в блоке 1, из которого он поступает на первый вход узла 11. Одновременно с вводом ответа учащийс  переключателем 10 вводит информацию о том, насколько он уверен в данном ответе («Уверен , или «Неуверен), а также нажимает кнопку «Ответ в блоке 1. В случае уверенного ответа сигнал с переключател  10 поступает на схемы 24, 28, 46 и 49, а в случае неуверенного ответа сигнал с переключател  10 поступает на схемы 23, 47 и 48. В это врем  в блоке 2 осуществл етс  анализ ответа и в случае верного ответа сигнал с выхода узла 11 поступает на схемы

23,27, 28, 46 и 47, а в случае неправильного ответа по вл етс  сигнал на выходе инвертора 12, который поступает на схемы

24,48 и 49.

Таким образом, в случае верного уверенного ответа сигналы будут на двух входах схемы 46, с выхода которой сигнал поступит на вход распределител  45 и третий вход схемы 50. Учитыва ,что с выхода узла 17 сигнал поступил также на вход узла 43 и регистра 44, где запомнилс , по сигналу, поступивщему на вход распределител  45, на его выходе по вл етс  сигнал, обеспечивающий выбор в узле 43  чейки с кодом, соответствующим минимальному значению коэффициента коррел ции . г,„.ц, который с второго выхода узла 43 поступает на входы схем 50 и 51. При нажатии учащимс  кнопки «Ответ в блоке 1 на его выходе по вл етс  сигнал, который поступает на схему 13, в результате чего запускаетс  генератор 15, который выдает случайным образом номер следующего вопроса и подает его на преобразователь 16 и далее через узел 17 на схему 18 и узел 43.

Таким образом, на одном из входов узла 43 будет сигнал кода номера первого вопроса (из регистра 44), а на другом входе - сигнал кода номера следующего выбранного вопроса. На основании этих сигналов из узла 43 вызываетс  значение коэффициента взаимной коррел ции первого и следующего вопроса. Это значение с выхода узла 43 поступает на один вход схем 50-53. Учитыва , что на всех трех входах схемы 50 есть сигналы, данна  схема будет производить сравнение значений коэффициента взаимной коррел ции вопросов с г(„. На выходе схемы 50 сигнал по витс  только в том случае, если значение коэффициента взаимной коррел ции вопросов будет отвечать требованию (5Гт.г«. Сигнал с выхода схемы 50 через схему 51 поступает на схему 18, в результате чего на выходе схемы 18 по вл етс  код номера выбранного вопроса, который высвечиваетс  на индикаторе 19, а также поступает на узлы 20 и 21 дл  выбора эталонов, как было описано ранее. Сигнал со схемы 54 поступает также на вход схемы 13, в результате чего генератор 15 запираетс . Если же сигнал со схем 50 и 54 не поступает, т.е. г, не соответствует ранее упом нутому требованию, номер этого вопроса учащемус  не предъ вл етс  и генератор 15 продолжает выдачу случайных номеров. Этот перебор номеров вопросов осуществл етс  до по влени  сигнала на выходе схемы 50.

Если учащийс  ответил верно, но неуверенно , то сигналы по в тс  на обоих входах схемы 47 и с первого и третьего выходов ее сигналы поступ т на первый и второй входы распределител  45. В результате этого на втором и третьем выходах узла 43 по вл етс  сигналы Гстгч (на втором) и (на третьем), которые поступают соответственно на вторые входы схем 50 и 51, а также на вторые входы схем 52 и 53 непосредственно и через делитель 55, обеспечивающий деление на два, на третьи входы схем 51 и 52. В это врем  в формирователе 3, как уже было описано ранее, выбираетс  следующий номер вопроса, код которого поступает в блок 8, где выбираетс  значение коэффициента взаимной коррел ции предыдущего вопроса с выбранным и подаетс  на первые входы схем 50-53. Сигнал, разрещающий процесс сравнени , поступает с второго выхода схемы 47 на четвертый вход схемы 51, на выходе которой сигнал по витс , если будет выполн тьс  требование Г(п«л r,t 4 0,5г,, С выхода схемы 51 через схему 54 сигнал поступает в формирователь 3, где по этому сигналу, как было описано ранее, прекращаетс  формирование вопросов и предъ вл етс  номер вопроса учащемус .

Если учащийс  ответит неуверенно и неверно , то сигналы по в тс  на входах схемы 48. С первого выхода схемы 48 сигнал поступает на второй вход распределител  45, вызыва  по вление на третьем выходе узла 43 сигнала , который поступает непосредственно на входы схем 52 и 53 и через делитель 55 на четвертые входы схем 51 и 52. В это врем  аналогично ранее описанному на первых входах схем 50-53 по вл етс  значение коэффициента взаимной коррел ции предыдущего вопроса с выбранным . Сигнал разрещени  процесса сравнени  поступает с второго выхода схемы 48 на четвертый вход схемы 52, на выходе которой сигнал по витс  при выполнении требовани  Гп г. г,, 0, Работа фор мировател  3 аналогична ранее описанному, При неверном уверенном ответе соответственно срабатывает схемы 49, с первого выхода которой сигнал поступает на второй вход распределител  45, в результате чего на третьем выходе узла 43 по вл етс  сигнал Г(. Этот сигнал поступает непосредственно на входы схем 52 и 53, и через делитель 55 - на входы схем 51 и 52. В это врем , как было описано ранее, в формирователе 3 осуществл етс  выбор следующего вопроса и значение коэффициента взаимной коррел ции предыдущего вопроса и выбранного с первого выхода узла 43 поступает на первые входы схем 50-53. Сигнал разрешени  процесса сравнени  поступает с второго выхода схемы 49 на третий вход схемы 53, на выходе которой сигнал по витс  в случае выполнени  требовани  Гц г,:При этом в процессе работы формирователь 4 и вычислитель 5 работают следующим образом. Сигнал веса вопроса узла 21 поступает на входы сумматора 35, схемы 34 и делител  33. Сумматор 35 и узел 36 реализуют операцию определени  минимальной верхней границы, необходимой дл  получени  оценки путем суммировани  весов всех заданных вопросов. В случае верного уверенного ответа на выходе схемы 28 по вл етс  сигнал, который поступает на вход схемы 34, в результате чего сигнал веса вопроса проходит через схемы 34 и 32 и поступает на вход сумматора 29, который совместно с узлом 30 обеспечивает суммирование условных баллов, полученных учащимс  за ответы на вопросы с учетом правильности и уверенности ответа. При этом сумматор 29 реализует как операцию суммировани , так и вычитани , в зависимости от значени  сигнала , приход щего со схемы 27. В случае верного ответа на выходе схемы 27 будет сигнал, означающий сложение («1) следовательно , в случае верного уверенного ответа сумматор просуммирует значение веса отвеченного вопроса с ранее записанной ин формацией. Если учащийс  ответил верно, но неуверенно, то на выходе схемы 27 также будет сигнал сложени  («1). Однако сигнал веса вопроса через схему 34 не пройдет , а пройдет через делитель 33, так как на второй вход делител  33 в этом случае поступает сигнал со схемы 23 через схему 25. Учитыва , что делитель 33 обеспечивает деление на два, в сумматор 29 через схему 32 поступает сигнал, равный половине, веса вопроса , который там суммируетс . Если учащийс  ответил неуверенно и неверно, то ни на одном из выходов формировател  4 не будет сигнала, а следовательно в сумматор 29 веса вопроса ни по одному из возможных каналов не попадет. Если же учащийс  ответил неверно и уверенно, то на на выходе схемы 24 по витс  сигнал, котор.мй, пройд  через схему 25, поступит на делитель 33. В результате этого сигнал половины веса вопроса с делител  33 через схему 32 поступит на сумматор 29. Однако сигнал с выхода схемы 24 инвертируетс  инвертором 26 и через схему 27 подаетс  на вход сумматора 29 как сигнал вычитани  («О), в результате чего в сумматоре 29 сигнал половины веса вопроса будет не суммироватьс  с ранее записанными значени ми , а вычитатьс  из них. При этом в процессе работы значение суммы весов в узле 36 сравниваетс  в схеме 41 со значением, записанным в узле 40. В этом случае, когда сигнал с узла 36 сравн етс  или станет больше сигнала из узла 40, в котором задана минимальна  верхн   граница оценки, схема 41 сработает и через инвертор 42 поступит на схему 13 сигнал, запирающий полностью генератор 15. Сигнал с выхода схемы 41 поступает на вход схемы 31, в результате чего значение набранного числа условных баллов из узла 30 через схему 31 поступает на одни входы схем 38. На другие входы схем 38 поступают сигналы из узла 37, в которых хран тс  коды соответствующих оценок. На основании сравнени  и формируетс  сигнал оценки, который индицируетс  индикатором 39. После этого весь цикл работы устройства полностью повтор етс . Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет реализовать контроль знаний учащихс  на основе вопросов с различными значени ми коэффициентов взаимной коррел ции с учетом уверенности самого ответа как при оценке знаний, так и при выборе вопросов . Основным преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  возможность реализации алгоритма контрол  знаний, предусматривающего наличие программы, состо щей из вопросов с различными значени ми коэффициентов взаимной коррел ции, а также учет уверенности ответа при выборе последующих вопросов и выставлении оценки. Это преимущество позвол ет, с одной сторойы , повысить объективность контрол  за счет учета степени уверенности ответа при выставлении оценки, что невозможно в известном варианте. С другой стороны, это преимущество позвол ет повысить глубину и достоверность контрол  за счет учета при выборе следующего вопроса одновременно р да параметров: правильность ответов, уверенность ответа и значение коэффициента взаимной коррел ции вопросов, в то врем , как в известном устройстве выбор вопроса производитс  сугубо случайным образом.

Ориентировочна  потребность народного хоз йства в таких объектах может исчисл тьс  несколькими (пор дка дес тка) устройствами дл  каждого учебного заведени  страны , так как в сфере народного образовани  весьма широко используютс  различные автоматизированные обучающие системы и устройства .

В конечном итоге повышение объективкости , достоверности и глубины контрол  знаний, обеспечиваемые предлагаемым устройством при широком его использовании, приведут к значительному повышению эффективности обучени , а следовательно, и улучшит качество подготовки обучаемых во всех сферах народного образовани .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ, содержащее последовательно включенные блок ввода ответов и блок анализа ответов, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя кодов вопроса, второй выход которого подключен к первому входу вычислителя оценок, первый выход которого сое- динен с входом регистратора оценок, а вторые вход и выход — с первым выходом и входом блока анализа вопросов, второй выход которого подключен к первому входу формирователя кодов вопроса, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены последовательно включенные блок памяти и блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, первый выход с третьим входом формирователя кодов вопроса, а второй выход — с первым входом блока памяти, второй вход которого подключен к третьему выходу формирователя кодов вопроса, и последовательно включенные а переключатель и формирователь импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока анализа ответов, а выход — с третьим входом вычислителя оценок, третий вход блока сравнения подключен к выходу переключателя.

   SU ,.„1166164