Автоматы для контроля знаний

October 4, 2012 by admin Комментировать »

В этом параграфе описаны несколько устройств для контроля знаний, отличающихся по функциональным возможностям и аппаратным затратам.

Наибольшей схемной простотой обладают автоматы для выборочного контроля знаний, в процессе которого ученику предлагается вопрос и несколько вариантов ответа на него. Ученик должен выбрать из ответов тот, который он считает правильным или наиболее полным, и ввести этот ответ в автомат. Устройство должно проконтролировать правильность ответа на каждый вопрос и представить результаты испытаний в наглядной форме. Кроме того, необходимо предусмотреть достаточную вариативность ответов на каждый вопрос и исключить возможность подбора правильного ответа. Такие автоматы могут использоваться для проведения тестирования учащихся по большинству предметов школьной программы. Эффективность использования автоматов для контроля знаний выборочным методом в значительной степени определяется содержанием предлагаемого теста.

Описаны несколько устройств для автоматического контроля знаний по курсам «Математика», «Основы информатики и вычислительной техники» в школе и технических колледжах. Эти устройства обеспечивают предъявление данных (двоичных и цифровых кодов, сомножителей, операндов) по случайному закону, автоматическую регистрацию числа правильных ответов и ошибок. В процессе контроля знаний либо измеряется время, затрачиваемое учащимися на цикл испытаний (определенное число правильных ответов), либо задается фиксированное время испытаний, в течение которого регистрируются правильные ответы и ошибки. Дифференцированная оценка знаний в каждом случае должна учитывать число правильных ответов и ошибок, а также время, затрачиваемое учащимися на выполнение задания.

В простейшем автомате такого типа, принципиальная схема которого изображена на рис 70, на корпусе установлены кнопка «Сброс», гнездо для подключения щупа и разъем для подключения кассеты с вопросами [28] Экзаменатор обладает следующими возможностями В каждом цикле испытаний знания контролируются по четырем вопросам при шести вариантах ответов, один из которых является правильным Имеется принципиальная возможность расширения вариативности ответов без увеличения аппаратных затрат Кодирование номера правильного ответа осуществляется установкой распаянной определенным образом кассеты Кассета

имеет «карман», в который вставляется карточка с четырьмя вопросами и шестью вариантами ответов на каждый вопрос. Сбоку против каждого из ответов расположена металлизированная контактная площадка. Ввод ответа осуществляется касанием щупом контактной площадки, расположенной против ответа, который, по мнению учащегося, является правильным. До того момента, как опрос завершен, учащийся имеет возможность изменить свой ответ на любой вопрос. Окончательным считается тот ответ, который введен учащимся последним. Когда ответы на все вопросы закончены, кассету вынимают, после чего мигают светодиоды, индицирующие правильные ответы на вопросы. По их числу может быть дана оценка знаний учащегося.

Устройство работает следующим образом. Перед началом испытаний после того, как кассета вставлена в разъем на корпусе автомата, нажимают на кнопку «Сброс». Триггеры DD2.1, DD2.2, DD3.1 и DD3.2 устанавливаются в нулевое состояние. Генератор на элементах DD4.1-DD4.3 блокируется. За счет подачи низких уровней на входы элементов DD6.1DD6.4 на их выходах формируются высокие уровни, и светодиоды HL1-HL4 гаснут.

После того как карточка с вопросами вставлена в кассету, можно приступать к ответам на вопросы, касаясь щупом площадок у правильного, по мнению учащегося, ответа. При этом следует иметь в виду, что контакты ХТ1-ХТ6 относятся к первому вопросу, ХТ7-ХТ12 ко второму, ХТ13-ХТ18

–        к третьему, а ХТ19-ХТ24 к четвертому вопросу. В каждой группе контактов пять из них (соответствующие неправильным ответам) объединены и подключены к R-входам RS-триггеров. Площадки, которых следует коснуться для введения правильного ответа, подключены к S-входам RSтриггеров. Если учащийся касается одной их этих площадок, то соответствующий RS-триггер устанавливается в единичное состояние.

Комбинация «верной» и «неверных» площадок на кассете меняется от вопроса к вопросу и не повторяется на разных кассетах. Поэтому угадать правильный ответ невозможно. Чтобы убедиться, что ввод данных в устройство произошел, обеспечена звуковая сигнализация касания любой из указанных площадок. При этом на один из входов элемента DD1 подается низкий уровень, на его выходе формируется высокий уровень, разрешающий работу звукового генератора, собранного на элементах DD5.1DD5.4, и в динамике ВА1 слышится тон.

После того как ответы на вопросы закончены, кассета вынимается. При этом снимается блокировка с вспомогательного генератора на элементах DD4.1-DD4.4, и на его выходе формируются импульсы с частотой около 3 Гц. В результате будут мигать светодиоды, подключенные через логические элементы к выходам тех триггеров, которые находятся в единичном состоянии. Таким образом, мигающий светодиод индицирует правильный ответ.

Для возобновления испытаний следует вновь вставить кассету и нажать кнопку SB1 «Сброс».

Значительно более широкими функциональными возможностями обладает автомат для контроля знаний, передняя панель которого изображена на рис. 71. Число вопросов, по которым осуществляется контроль знаний методом выборочного ответа, увеличено до 15, По каждому вопросу предусмотрено пять вариантов ответов, число которых без изменения аппаратных затрат может быть увеличено до восьми. Изменение программы контроля (номеров правильных ответов на каждый вопрос) осуществляется преподавателем оперативно с помощью переключателя программ, максимальное число программ 16. В экзаменаторе обеспечена бальная оценка результатов опроса, критерии которой могут изменяться в зависимости от условий проведения теста. Перед выполнением теста учащийся получает карточку с пятнадцатью вопросами, на каждый из которых приведены до пяти вариантов ответа. Преподаватель перед началом опроса переключателем программ, расположенным на задней панели экзаменатора, выбирает номер программы, затем нажимает кнопку «Сброс». На индикаторе номера вопроса загорается первый светодиод, индикатор «Оценка» гасится. Учащийся должен установить переключатель «Номер ответа» в положение, соответствующее, по его мнению, номеру правильного ответа на первый вопрос, и нажать кнопку «Ответ». При этом загорится второй светодиод шкального индикатора, что свидетельствует о том, что учащийся должен отвечать на второй вопрос контрольной карты. В последующем учащийся при ответе на каждый вопрос устанавливает в соответствующее положение переключатель «Номер ответа» и нажимает кнопку «Ответ». После ответа на последний (15-й) вопрос загорается индикатор «Оценка», на котором индицируется балл, полученный учащимся по результатам теста.

Принципиальная схема автомата приведена на рис. 72. На элементах DD1.1, DD1.2 и одновибраторе DD2.1 собран формирователь импульсов «Ответ», на микросхеме DD3 счетчик ответов, на дешифраторе DD4 и светодиодах HL1-HL15 реализован блок индикации номера ответа. На микросхеме DD5 выполнен счетчик правильных ответов, на ПЗУ DD6 и индикаторе HG1 блок индикации оценки. Формирователь кода ответа реализован на микросхеме DD7.

Рис. 71. Передняя панель автомата для контроля знаний «Экзаменатор-1»

Автомат работает следующим образом. При нажатии кнопки SB2 «Сброс» обнуляются счетчики DD3 и DD5. На выходе “0” дешифратора DD4 формируется низкий уровень, загорается светодиод HL1 шкального индикатора. Высокий уровень с выхода “15” дешифратора подается на первый вход ПЗУ DD6, в результате чего на его выходе формируются высокие уровни и индикатор оценки HG1 гаснет. Кроме того, указанным высоким уровнем разрешается работа формирователя импульсов DD2.1. В соответствии с программой, предварительно занесенной в ПЗУ DD7, на одном из выходов Q1-Q5, соответствующем правильному ответу на данный вопрос, формируется высокий уровень, а на остальных выходах низкий. Учащийся устанавливает переключатель номера ответа’в положение, соответствующее правильному, по его мнению, ответу на первый вопрос, и нажимает на кнопку SB1 «Ответ». RS-триггер на элементах DD1.1, DD1.2 обеспечивает защиту от «дребезга» кнопки SB1, на его выходе по нажатию и отпусканию указанной кнопки формируется одиночный импульс положительной полярности. По положительному перепаду напряжения на выходе элемента DD1.2 на выходе ждущего мультивибратора DD2.1 формируется короткий импульс положительной полярности. Если учащийся выбрал правильный ответ, то с выхода ПЗУ DD7 на второй вход элемента DD1.3 подается высокий уровень напряжения. В результате импульс с выхода формирователя DD2.1 через элемент DD1.3 поступает на вход счетчика DD5, и код на его выходе увеличивается на 1. Если же учащийся выбрал неправильный ответ, то с выхода ПЗУ DD7 на вход элемента DD1.3 через переключатель SA2 подается низкий уровень, импульс на вход счетчика DD5 не поступает и выходной код счетчика не меняется. Нетрудно видеть, что изменение кода на выходе счетчика DD5 происходит в момент, соответствующий фронту импульса на выходе формирователя DD2.1. Срезом этого импульса на 1 увеличивается выходной код счетчика ответов DD3, низкий уровень формируется на выходе “1” дешифратора DD4, и загорается светодиод HL2, индицирующий переход к ответу на второй вопрос задания.

Таким образом, сначала регистрируется правильный ответ (если таковой был дан), а затем изменяется номер вопроса. В последующем при ответе на каждый вопрос учащийся сначала ставит в соответствующее положение переключатель SA2, а затем нажимает кнопку SB1 «Ответ». После ответа на последний (пятнадцатый) вопрос светодиоды шкального индикатора гаснут, на выходе “15” дешифратора DD4 формируется низкий уровень, которым блокируется формирователь импульсов DD2.1 и разрешается работа ПЗУ DD6, формирующего семисегментный код оценки. Последующие нажатия на кнопку SB1 «Ответ» не меняют состояния счетчиков DD3, DD5. В соответствии с программой, занесенной в ПЗУ DD6, на индикаторе HG1 индицируется оценка, выставляемая учащемуся за выполнение теста. Критерии оценки могут быть различными, от них зависит программа, которую следует занести в ПЗУ. Данные табл. 29 программирования ПЗУ соответствует следующему критерию:

за 14 или 15 правильных ответов оценка “5”;

за 12 или 13 правильных ответов оценка “4”;

за 9-11 правильных ответов оценка “3”.

Если число правильных ответов меньше 9 индицируется оценка “2”.

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

в

с

D

Е

F

0

А4

FF

А4

FF

А4

FF

А4

FF

А4

FF

ВО

FF

А4

FF

А4

FF

1

А4

FF

ВО

FF

ВО

FF

ВО

FF

99

FF

99

FF

92

FF

92

FF

Для возобновления теста следует нажать на кнопку SB2 «Сброс».

Микросхема ПЗУ DD6 устанавливается в сокету и может оперативно заменяться в зависимости от критериев оценки.

При желании перейти от индикации бальной оценки знаний к индикации количества правильных ответов, это можно сделать без дополнительных аппаратных затрат. В этом случае необходимо только изменить таблицу программирования ПЗУ DD6 так, чтобы на индикаторе HG1 индицировалось число правильных ответов в 16-ричном коде (табл. 30).

Таблица 30

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

с

D

Е

F

0

со

FF

F9

FF

А4

FF

ВО

FF

99

FF

92

FF

82

FF

F8

FF

1

80

FF

90

FF

88

FF

83

FF

С6

FF

А1

FF

86

FF

FF

Возможна индикация числа правильных ответов и в десятичном коде. Тогда для индикации десятка следует использовать запятую цифрового индикатора, подключив вход “h” индикатора к выходу Q8 ПЗУ. Карта программирования ПЗУ DD7 для этого случая представлена в табл. 31.

Таблица 31

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

в

с

D

Е

F

0

со

FF

F9

FF

А4

FF

ВО

FF

99

FF

92

FF

82

FF

F8

FF

1

80

FF

90

FF

40

FF

79

FF

24

FF

30

FF

19

FF

12

FF

Источник: Фромберг Э. М., Конструкции на элементах цифровой техники. М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 264 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1249).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты