Gegenstand des Patentanspruches des Hauptpatentes ist ein Lehrautomat mit einem den Lehrstoff und Fragen wiedergebenden Tonbandgerät und einer Kontrollvorrichtung zur Prüfung der auf die gestellten Fragen gegebenen Antworten auf Richtigkeit, wobei für jede Frage eine Anzahl Antworten vorgegeben sind, die in Gruppen unterteilt auf einem Antwortträger angeordnet sind und wobei einer jeden Gruppe von Antworten je eine vom Lernenden zu betätigende Antworttaste zugeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung des im Patentanspruch des Hauptpatentes definierten Lehrautomaten und bezweckt eine Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten dieses Lehrautomaten.
Dieser Zweck wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein zweites Tonbandgerät mit einem endlos umlaufenden Tonband, das den vom ersten Tonbandgerät wiedergegebenen Ton aufzeichnet, sowie eine Steuerschaltungsanordnung vorgesehen ist, die auf Grund von Steuerbefehlen, das erste Tonbandgerät stillsetzt und das zweite Tonbandgerät zur Wiedergabe des aufgezeichneten Tones umschaltet.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht eines Lehrautomaten mit einer Bild projektionsvorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht eines Lehrautomaten ohne Bildpro jektionsvorrichtung;
Fig. 3 eine Ansicht einer Vorrichtung, zum Programmieren der Lehrautomaten;
Fig. 4 ein Funktionsblockschema der Lehrautomaten nach den Fig. 1 und 2;
Fig. 5 eine Ansicht des Bedienungspultes des Lehrautomaten nach Fig. 1;
Fig. 6 eine weitere mögliche Anordnung von Antworttasten und deren Zuordnung zu einem Antwortheft, und
Fig. 7 ein Schaltungsblockschema eines Ausführungsbeispieles eines Lehrautomaten.
Anhand der Fig. 1 bis 6 wird vorerst der im Hauptpatent beschriebene Lehrautomat kurz erläutert.
In den Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele eines Lehrautomaten dargestellt, wobei sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur durch das Fehlen einer Bildprojektionsvorrichtung und in der Anordnung der Tasten und Anzeigegeräte vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unterscheidet. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist ein Bedienungspult vorgesehen, das auf einem die gesamte elektronische Steuer- und Kontrolleinrichtung enthaltenden kastenförmigen Unterteil abgestützt ist. Das Pult weist einen Auflagetisch 2 für ei- nen Antwortträger in Form eines Heftes mit einer Anzahl Antworten auf. Oberhalb des Auflagetisches 2 sind den Antworten des Antwortheftes in noch zu beschreibender Weise zugeordnete Antworttasten 3 vorgesehen. Auf der Vorderseite des Auflagetisches ist eine Einschuböffnung 4 für eine Tonbandkassette angeordnet.
Im Inneren des Lehrautomaten ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die ein Entfernen der Kassette vor Beendigung des Lehrprogrammes verhindert.
Am Bedienungspult sind weiter Anzeigefelder 5 angeordnet, deren genaue Funktion später beschrieben werden wird.
Über Lautsprecher 6 wird dem Lernenden Unterrichtsstoff vermittelt sowie Fragen gestellt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erscheint auf einem Bildschirm 7 zusätzlich zum gesprochenen Text ein Bild, das von einem im Unterteil angeordneten, nicht sichtbaren Diaprojektor über einen Um, lenkspiegel auf den Bildschirm projiziert wird, wobei der Projektor synchron mit dem Tonbandgerät gesteuert wird, wobei der Projektor synchron mit dem Tonbandgerät gesteuert ist. Anstatt über Lautsprecher können der Unterrichtsstoff und die Fragen auch über Kopfhörer abgehört werden, die sich an einer Buchse 8 anschliessen lassen.
Unterhalb des Auflagetisches 2 ist eine Öffnung 10 für die Ausgabe von Prämienmarken in Form von Jetons sowie ein Reglerknopf 11 (nur Fig. 1) zum Einstellen der Helligkeit des projizierten Bildes angeordnet.
Am Bedienungspult ist ferner noch eine Öffnung 9 vorgesehen, an der ein Kontrollstreifen einer Aufzeichnungsvorrichtung vorbeibewegt wird.
Zur Programmierung der beschriebenen Lehrautomaten wird wie in Fig. 3 gezeigt, ein Programmiergerät 119 verwendet, das mit einem handelsüblichen Stereokassettentonbandgerät 114 mit Mikrophon 113 gekoppelt ist. Das Programmiergerät weist zwei Leuchtfelder 115 und 116, Drucktasten 117, 118, 120, 121, 122 und 124 sowie eine Wählscheibe 125 auf.
Im Programmiergerät sind zwei Tongeneratoren eingebaut und zwar je einer für die Steuer- und die Antwortkontrollimpulse.
Die Antwortkontrollimpulse werden durch die Wählscheibe 125, die Steuerimpulse durch die Drucktasten 118, 121 und 128 erzeugt. Im Programmiergerät ist auch ein Zähler 123 untergebracht, der die programmierten Impulse für die Weiterschaltung des Diaprojektors zählt, um dem Programmierer jeweils Anhaltspunkte zu geben, an welcher Stelle des Programmes er im Moment steht.
Das Blockschema nach Fig. 4 zeigt die Funktionsweise des Lehrautomaten. Dabei sind alle vom Lehrautomaten ausgeführten Funktionsschritte mit Aktion , die Antworten bzw. die Reaktionen des Lernenden mit Reaktion bezeichnet. Bei Lehrautomaten ohne Bildprojektion,svorrichtung fallen die mit der Aktion Bild zusammenhängenden Elemente weg.
Im Blockschema ist punktiert eine Lochkarte eingetragen, die zur Steuerung der Funktionen des Lehrautomaten schrittweise abgetastet wird, wobei im vorliegenden Beispiel die Abtastung der Lochkarte mit der Bildprojektion synchronisiert ist.
Die Fig. 5 zeigt die Ansicht des Bedienungspultes des in Fig. 1 dargestellten Lehrautomaten, wobei diese Anordnung auch analog für das Bedienungspult des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 2 gilt. In der oberen Hälfte des Bedienungs- pultes sind der Bildschirm 7 und seitlich davon die Lautsprecher 6 angeordnet. Unterhalb des linken Lautsprechers befinden sich zwei Schlüsselschalter 12 und 13, mit denen der automatische Ablauf des Lehrprogrammes beeinflusst werden kanne Unterhalb dieser Schlüsselschalter sind fünf Anzeigefelder vorgesehen. Im Anzeigefeld 21 kann die Zeit abgelesen werden, die der Lernende für die richtige Beantwortung einer gestellten Frage benötigt. Das Anzeigefeld 22 zeigt das Ende einer Lektion an, während im Feld 23 die Aufforderung zur Antwortabgabe erscheint.
Das Anzeigefeld 24 gibt an, wieviel Zeit zur Beantwortung einer gestellten Frage zur Verfügung steht, während das Anzeigefeld 30 bei einer richtig beantworteten Frage aufleuchtet.
Rechts vom Bildschirm 7 und unterhalb des Lautsprechers 6 sind zwei Drucktasten 25 und 26 angeordnet. Bei Betätigung der Drucktaste 25 beantwortet der Lehrautomat die gestellte Frage selbst, wobei das entsprechende der den Antworttasten zugeordneten Hinweisfelder 32 aufleuchtet. Wird die Drucktaste 26 betätigt, so wird die gestellte Frage wiederholt. Von den unterhalb dieser Drucktasten angeordneten An zeigefeldem zeigt im Feld 27 ein Zähler die Anzahl der falschen Antworten an. Das Anzeigefeld 28 hingegen leuchtet auf, sobald die Anzahl der falschen Antworten einen vorgegebenen Wert überschreitet. Das Anzeigefeld 29 zeigt eine falsche Antwort an. In der sich unterhalb des Anzeigefeldes 29 befindlichen Offnung 9 wird der Kontrollstreifen einer Aufzeichnungsvorrichtung sichtbar.
Unterhalb dem Bildschirm 7 sind in einer Zeile die erwähnten Antworttasten 3 mit den zugeordneten Hinweisfeldern 32 angeordnet, wobei seitlich davon die Buchsen 8 für den Kopfhöreranschluss eingebaut sind.
Auf dem Auflagetisch ist ein Antwortträger in Gestalt eines Antwortheftes 31 aufgelegt. In diesem Heft ist eine Anzahl Antworten notiert, die in Zeilen und Kolonnen angeordnet sind. Das Antwortheft wird derart auf dem Auflagetisch festgehalten, dass jede Antwortkolonne mit einer der Antworttasten 3 ausgerichtet ist. Das Antwortheft kann ausgewechselt werden, so dass die Antworten jeweils den Fragen der verschiedenen Lehrprogramme angepasst werden können.
In Fig. 6 ist eine weitere mögliche Anordnung von Antworttasten und Antwortheft auf dem Bedienungspult dargestellt. Das auf den Auflagetisch aufgelegte Antwortheft ist unten und seitlich durch Anlegeschlenen 60 in seiner Lage festgehalten. Die Antworten sind wie in Fig. 5 in Zeilen und Kolonnen angeordnet, wobei jede Kolonne mit einer der in einer Zeile angeordneten Antworttasten 41 ausgerichtet ist, während die zwei mittleren Antwortzeilen mit je einer der eine Kolonne bildenden Antworttasten 49 ausgerichtet sind.
Jeder der Antworttasten 41 bzw. 49 ist eine Lampe 51 bzw.
59 zugeordnet.
Jeder der in Zeilen und Kolonnen angeordneten Antworten muss mindestens eine Antworttaste zugeordnet sein, wobei es aber erwünscht sein kann, gewisse Antworten, wie in Fig. 6 gezeigt, räumlich zwei verschiedene Antworttasten zuzuordnen.
Es ist möglich, die Antworttasten statt wie in Fig. 5 gezeigt in einer Zeile auch in einer Kolonne anzuordnen, wobei dann jede Antworttaste der Kolonne mit einer Zeile von Antworten im Antwortheft ausgerichtet ist.
Für die Erläuterung der Arbeitsweise des beschriebenen Lehrautomaten wird auf das Hauptpatent verwiesen.
Im Lehrautomaten ist neben dem Tonbandgerät für die Wiedergabe des Lehrstoffes und die Fragestellung ein zweites, nicht sichtbares Tonbandgerät eingebaut. Dieses zweite Tonbandgerät weist ein endlos umlaufendes Tonband auf. Mit dem zweiten Tonbandgerät wird der vom ersten Tonbandgerät wiedergegebene Text auf das synchron mitlaufende Endlostonband aufgenommen,, wobei der Text fortlaufend gelöscht und wieder neu aufgenommen wird. Je nach Länge des Endlostonbandes ist jeweils ein mehr oder weniger grosses Stück des vom ersten Tonbandgerät wiedergegebenen Textes auf dem Endlostonband aufgenommen. So kann z. B. ein Endlostonband verwendet werdens auf dem jeweils der in den letzten 20 Sekunden wiedergegebene Text aufgezeichnet ist.
Mittels einer im Lehrautomaten eingebauten Steuerschaltung, z. B. einer Relaisschaltung, kann durch einen Steuerbefehl das erste Tonbandgerät an irgend einer beliebigen Stelle angehalten und gleichzeitig das zweite Tonbandgerät auf Wiedergabe umgeschaltet werden. Das Endlostonband wird durch zugeordnete Tonköpfe abgetastet und der aufgenommene Text wird über die Lautsprecher oder die Kopfhörer abgespielt. Ist das Endlostonband fertig abgespielt, so wird das zweite Tonbandgerät angehalten. Durch einen erneuten Steuerbefehl kann dieses zweite Tonbandgerät nochmals eingeschaltet werden und derselbe Text wird erneut wiedergegeben.
Wird das erste Tonbandgerät durch einen entsprechenden Steuerimpuls wieder eingeschaltet und damit das Lehrprogramm fortgesetzt, so wird gleichzeitig das zweite Tonbandgerät wieder auf Aufnahme umgeschaltet, um den vom ersten Tonbandgerät abgespielten Text wieder aufnehmen zu können.
Am Bedienungspult des Lehrautomaten lassen sich die nötigen Drucktasten vorsehen, mit denen die das Umschalten der Tonbandgeräte bewirkenden Steuerbefehle erteilt werden können.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 5 kann der Lernende durch Betätigen der Drucktaste 26 z. B. eine gestellte Frage nochmals anhören. Sobald die besagte Taste gedrückt wird, wird, wie oben beschrieben, das erste Tonbandgerät angehalten, das zweite Tonbandgerät auf Abspielen umgeschaltet und die Frage wiedergegeben. Nach beendigter Fragestellung wird auch das zweite Tonbandgerät gestoppt. Wünscht der Lernende die Frage nochmals zu hören, muss er die Taste 26 erneut drücken. Hat der Ler n,ende die Frage richtig beantwortet, so wird das Lehrprogramm durch Inbetriebnahme des ersten Tonbandgerätes fortgesetzt, wobei der Text durch das zweite Tonbandgerät, wie erwähnt, auf das Endlostonband aufgenommen wird.
Die beiden Tonbandgeräte werden durch die Steuerschal tung derart gesteuert, dass bei abspielendem erstem Tonbandgerät das zweite Tonbandgerät aufnimmt, während letzteres bei stillgesetztem erstem Tonbandgerät auf einen entsprechenden Befehl den aufgenommenen Text wiedergibt.
Durch die Verwendung eines zweiten Tonbandgerätes in Verbindung mit einer Steuerschaltung wird erreicht, dass ein Teil des Lehrstoffes oder die Fragen ein oder mehrere Male angehört werden können, ohne dass das erste Tonbandgerät mechanisch zurückgespult werden muss.
Zum fortlaufenden Aufzeichnen der Leistungen des Lernenden wird im Lehrautomaten eine Aufzeichnungsvorrich- tung eingebaut, welche einen mittels einer Transportvorrichtung an der Öffnung 9 am Bedienungspult vorbeibewegbaren beidseitig beschriftbaren Kontrollstreifen, z. B. aus Papier, aufweist. Die Vorderseite dieses Kontrolistreifens kann zur Aufzeichnung einer Antwort benützt werden. Der Lernende wird in diesem Fall bei der Fragestellung aufgefordert, seine Antwort auf den in der Öffnung 9 erscheinenden Kontrollstreifen aufzuschreiben oder aufzuzeichnen. Die Transportvorrichtung des Kontrollstreifens wird während der Schreibbzw. Zeichenperiode entweder durch einen vorprogrammierten Impuls oder z.
B. durch den auf eine hinter dem Papierstreifen angeordnete Unterlage einen Druck ausübenden Zeichenstift gestoppt. Gleichzeitig wird die Hinterseite des Kontrollstreifens mittels einer mehrere Stempel umfassenden Druckvorrichtung bedruckt. Diese z. B. elektromagnetisch betätigbaren Stempel sind mit einzelnen Kontroll- und Bewertungsvorrichtungen für die Antwortabgabe verbunden, wodurch sich die Reaktionen des Lernenden auf die verschiedenen gestellten Fragen festhalten lässt.
Wird der Kontrollstreifen jeweils nach einer gestellten Frage und nach deren Beantwortung mit einem Zeichen bedruckt, so lässt sich bei konstanter und bekannter Vorschubgeschwindigkeit des Kontrollstreifens aus dem räumlichen Abstand der beiden Zeichen die vom Lernenden zur Beantwortung benötigte Zeit herauslesen. Daneben lässt sich durch entsprechende Stempel aufdrucken, ob eine Frage richtig oder falsch beantwortet worden ist, und ob der Lernende durch Drücken der entsprechenden Taste am Bedienungspult eine Wiederholung der Frage oder eine Beantwortung einer Frage durch den Lehrautomaten verlangt hat.
Der Lehrautomat kann zusätzlich zum Hauptlehrprogramm mit einem Zweigprogramm ausgestattet werden, das jeweils bei falscher Beantwortung einer Frage eingeschaltet wird und dem Lernenden zusätzlichen Lehrstoff vermittelt.
Hat der Lernende diesen zusätzlichen Lehrstoff erfolgreich verarbeitet, was durch entsprechende Fragen kontrolliert werden kann, so wird das Hauptlehrprogramm weitergeführt und das Zweigprogramm bis zur nächsten falschen Antwort abgeschaltet.
Der Lehrstoff des Zweigprogrammes wird von einem zusätzlichen dritten Tonbandgerät abgespielt, das mit einem zweiten Projektor synchron gesteuert wird. Die vom zweiten Projektor, der mit Lehrautomaten eingebaut ist, projizierten Bilder erscheinen auf demselben Bildschirm, auf dem auch die Bilder des Hauptprogrammes erscheinen. Da die Projektionsachse des zweiten Projektors verschoben ist, müssen zur Kompensation der durch diese Verschiebung verursachten nichtlinearen Verzerrungen die Bilder des Zweig programmes mit einer entsprechenden entgegengesetzten Verzerrung aufgenommen werden.
Wird nun eine vom Tonbandgerät des Hauptlehrprogram- mes wiedergegebene Frage falsch beantwortet, so wird das Tonbandgerät und der Projektor des Hauptlehrprogrammes gestoppt und das Tonbandgerät und der Projektor des Zweigprogrammes eingeschaltet. Am Ende des Zweigprogrammes wird durch Fragen geprüft, ob der Lernende den Lehrstoff des Zweigprogrammes richtig verstanden hat. Ist das der Fall, so wird Tonbandgerät und Projektor des Zweiprogrammes abgeschaltet und Tonbandgerät und Projektor des Hauptprogrammes wieder in Betrieb gesetzt. Bei falscher Beantwortung der nächsten Frage wird entsprechend erneut auf das Zweigprogramm umgeschaltet.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3 die Programmie rung für einen Lehrautomaten mit einem Hauptlehrprogramrr und einem Zweigprogramm beschrieben. Dabei müssen zwei Tonbandgeräte 114 nach Fig. 3 benützt werden, wobei das Mikrophon 113 jeweils auf das entsprechende Tonbandgerät umgeschaltet wird.
Durch Betätigen der Starttaste 122 wird das Programmier gerät 119 in Betrieb gesetzt. Soll das Hauptlehrprogramm programmiert werden, so muss die Drucktaste 117 gedrückt werden, wobei das Leuchtfeld 115 aufleuchtet. Der ins Mikro- phon 113 gesprochene Text wird vom ersten Tonbandgerät aufgenommen. Die Impulse für das Weiterschalten des Projektors werden durch die Drucktaste 124 erzeugt, wobei jeweils der diese Impulse zählende Zähler 123 um eine Zahl weiterschaltet. Wird der den Lernenden zur Antwortabgabe auffordernde Steuerimpuls auf dem Tonbandgerät aufgezeichnet, so wird das Tonband gestoppt. Die Programmier rung der Kontrollvorrichtung für die Antwort erfolgt über die Wählscheibe 125 und die Drucktasten 118 und 121.
Um mit dem Programmieren weiterfahren zu können, muss das Tonbandgerät durch erneutes Betätigen der Starttaste 122 wieder eingeschaltet werden. Will man das Zweigprogramm programmieren, so muss die Drucktaste 120 gedrückt werden. Dabei leuchtet das Leuchtfeld 116 auf. Dadurch wird auf das zweite Tonbandgerät umgeschaltet, das gleich wie oben beschrieben programmiert wird.
Mit den Drucktasten 118 und 121 in Zusammenhang mit der Wählscheibe 125 werden zusätzlich die Impulse erzeugt, welche die früher erwähnten mit der Antwortabgabe zusammenhängenden Funktionen des Lehrautomaten ein- und ausschalten, wie z. B. Beschränkung der Antwortzeit, Stoppen der Antriebsvorrichtung für den Kontrollstreifen, Ausgabe von Prämienmarken usw.
Anaand des in Fig. 7 dargestellten Blockschemas der Schaltung eines Ausführungsbeispiels des Lehrautomaten wird im folgenden die Fanktionsweise der einzelnen Schaltkreise genauer beschrieben.
Durch Betätigen der Start -Taste 150 wird die Steuerschaltung 151 und die Zähl- und Auswertevorrichtung 152 eingeschaltet. Die Steuerschaltung 151 beträgt über den Schalter 153 zum Einschalten der Tonbandgeräte und den Tonbandgeräteumschalter 154 den Motorschalter 155, der den Motor des ersten Tonbandgerätes für das Hauptprogramm 156 einschaltet. Das erste Tonbandgerät 156 gibt den auf der einen Tonbandspur H1 aufgenommenen Lehrtext- wieder, der einerseits von einem zweiten Tonbandgerät 157 mit einem Endlostonband aufgenommen und andererseits über den Lautsprecher 158 oder Kopfhörer ausgestrahlt wird.
Durch Betätigen der Wiederholtaste 159 kann der Lernende das zweite Tonbandgerät 157 einschalten und den auf dem Endlostonband aufgenommenen Text anhören. Gleichzeitig wird der Motor des ersten Tonbandgerätes 156 durch Betätigung des Schalters 163 gestoppt. Das erste Tonbandgerät 156 kann auch ohne Einschalten des zweiten Tonband gerätes 157 durch Betätigen der < Stop > -Taste 160 angehalten werden.
Die zweite Spur H2 des ersten Tonbandgerätes 156 weist die Steuer- und Programmimpulse auf, die der Fre quenzrelaisschaltung 161 zugeführt werden. Von der Frequenzrelaisschaltung 161 wird über die Leitung 162 der Schal tung 163 zum Vorwärtsschalten der beiden Projektionsvorrichtungen 164 bzw. 165 ein 50 Hz-Steuerimpuls zugeführt, der je nach Stellung des Umschalters 166 entweder zur Projektionsvorrichtung 164 für das Hauptprogramm oder zur Projektionsvorrichtung 165 für das Zweigprogramm geleitet wird. Die angesteuerte Projektionsvorrichtung projiziert jeweils ein Bild auf den gemeinsamen Projektionsschirm 167.
Werden dem Lernenden über das Tonbandgerät Fragen gestellt, so wird gleichzeitig mit dem Signal zur Antwortabgabe die Speichermatrix 168, die eine Schrittschaltrelaiseinrichtung oder ein Ringkernspeicher sein kann, angesteuert.
Zudem wird der Motor des sich im Betrieb befindlichen Tonbandgerätes abgeschaltet. Die Erteilung der Antwort auf die gestellte Frage erfolgt durch Betätigen der entsprechenden der horizontal angeordneten Antworttasten 169 und der vertikal angeordneten Antworttasten 170. Jede Antworttaste ist, wie schon früher beschrieben, räumlich einer Kolonne bzw. einer Zeile eines die Antworten aufweisenden Antwortträgers 171 zugeordnet.
Die für eine gestellte Frage zu betätigende Antworttaste in der horizontalen Tastenreihe 169 wird durch die Speichermatrix 168, diejenige in der vertikalen Tastenreihe 170 durch die Frequenzrelaisschaltung 161 über Vergleichsglieder 173 angesteuert.
Die durch Drücken der Antworttasten in Form von Impulsen abgegebene Antwort wird einer Vergleichsschaltung 172 zugeführt. Ist die Antwort richtig abgegeben worden, so sendet die Vergleichsschaltung 172 einen Richtig -Impuls über die Leitung 174 zur Zähl- und Auswertevorrichtung 152 und zum Schalter 153, der den Motor des Tonbandgerätes 156 des Hauptprogrammes wieder einschaltet, was eine Fortsetzung des tehrprogrammes zur Folge hat.
Bei falscher Antwort wird über die Leitung 175 der Zähl .und Auswertevorrichtung 152 und dem Tonbandgerätumschalter 154 ein Falsch -Impuls zugeführt. Der Umschalter 154 bewirkt über den Motorschalter 176 ein Umschalten auf ein drittes Tonbandgerät 177 für das Zweigprogramm, wäh- rend der Umschalter 166 die Projektionsvorrichtung 165 für das Zweigprogramm einschaltet. Durch ein entsprechendes Steuersignal von der Steuerschaltung 181 kann diese automatische Umschaltung auf das Zweigprogamm unterbunden werden. Die einzelnen Tonbandspuren Z1 bzw. Z2 des dritten Tonbandgerätes 177 übernehmen nun die vorher beschriebenen Funktionen der Tonbandspuren H1 bzw. H2 des ersten Tonbandgerätes 156, zu denen sie parallel geschaltet sind.
Am Ende des Zweigprogrammes schaltet ein spezieller Impuls die Steuerschaltung 181 und die Umschalter 154 und 166 wieder auf das Hauptprogramm um.
Die Synchronisation zwischen den Tonbandgeräten 156 und 177 und zwischen diesen Tonbandgeräten und den ihnen zugeordneten Projektionsvorrichtungen 151 und 165 bringt keine Schwierigkeiten mit sich, da die Tonbandgeräte 156 und 177 nie rückwärts laufend betrieben werden müssen.
Die Synchronisation zwischen den beiden Umschaltern 154 und 166 wird dadurch gewährleistet, dass sie auf demselben Relaisanker angeordnet sind.
Durch Betätigen der Anzeigetaste 178 wird die Antwortanzeigevorrichtung 179 betätigt, die die für eine gestellte Frage richtige Antwort anzeigt. Durch die Antwortanzeigevorrichtung 179 werden Glinunlämpchen eingeschaltet, die die der richtigen Antwort zugeordneten Antworttasten beleuchten.
Durch die von der Frequenzrelaisschaltung 161 der Steuerschaltung 151 über die Leitung 180 zugeführten Impulse werden neben den schon erwähnten Steuerfunktionen weitere Steuerfunktionen ausgelöst. So werden über die Leitung 181 der Schaltung 163 Impulse zugeführt, die eine Korrektur allfälliger Schaltfehler der Projektionsvorrichtun gen bewirken. Weiter werden von der Steuerschaltung 151 Signale an die verschiedenen Anzeigefelder 182 geliefert, welche den Lernenden zur Abgabe der Antwort auffordern oder ihm einzelne Programmschritte anzeigen, wie z. B.
Zweigprogramm , Antwortzeit beschränkt . Weiter wird von der Steuerschaltung 151 ein Zeitzähler 183 angesteuert, der die zur Antwortabgabe benötigte Zeit misst.
In der Zähl- und Auswertevorrichtung 152 werden die falschen Antworten gezählt und mit einer vorprogrammierten Bewertungsskala verglichen, worauf in einem Anzeigefeld 184 eine Anzeige der Leistung des Lernenden erfolgt und eventuell eine Ausgabeeinrichtung 185 zur Ausgabe von Prämienmarken betätigt wird. Eine Rückmeldung von der Zähl- und Auswertevorrichtung 152 an die Steuerschaltung 151 kann bei entsprechender Programmierung entsprechende weitere Funktionen auslösen.
Alle der Steuerschaltung 151 und der Zähl- und Auswertevorrichtung 152 zugeführten Informationen werden an eine Aufzeichnungsvorrichtung 186 weitergeleitet, die mittels elek tromagnetisch betätigter Stempeln die verschiedenen, die Leistung des Lernenden bestimmenden Ergebnisse auf einen Papierstreifen aufdruckt.
Aus dem vorstehend beschriebenen Schaltungsblockschema für einen viele Anwendungsmöglichkeiten bietenden Lehrautomaten lassen sich entsprechend auch die Schemen für einfacher aufgebaute Lehrautomaten herleiten.
The subject of the claim of the main patent is a teaching machine with a tape recorder reproducing the subject matter and questions and a control device for checking the correctness of the answers given to the questions asked, with a number of answers given for each question, which are arranged in groups on an answer carrier and wherein each group of answers is assigned an answer key to be actuated by the learner.
The present invention relates to a further embodiment of the automatic teaching machine defined in the claim of the main patent and aims to expand the possible applications of this automatic teaching machine.
This purpose is achieved according to the invention in that a second tape recorder is provided with an endlessly rotating tape that records the sound played by the first tape recorder, as well as a control circuit arrangement which, on the basis of control commands, shuts down the first tape recorder and the second tape recorder for playing back the recorded Toggles tones.
In the following, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 is a view of a teaching machine with an image projection device;
Fig. 2 is a view of a teaching machine without Bildpro jection device;
3 shows a view of a device for programming the automatic teaching machines;
4 shows a functional block diagram of the automatic teaching machines according to FIGS. 1 and 2;
FIG. 5 shows a view of the control panel of the teaching machine according to FIG. 1;
6 shows a further possible arrangement of answer keys and their assignment to an answer booklet, and
7 shows a circuit block diagram of an exemplary embodiment of an automatic teaching machine.
The automatic teaching machine described in the main patent will first be briefly explained with reference to FIGS.
1 and 2 show exemplary embodiments of a teaching machine, the exemplary embodiment according to FIG. 2 only differing from the exemplary embodiment according to FIG. 1 in the lack of an image projection device and in the arrangement of the keys and display devices. In these exemplary embodiments, a control panel is provided which is supported on a box-shaped lower part containing the entire electronic control and monitoring device. The desk has a support table 2 for an answer carrier in the form of a booklet with a number of answers. Above the support table 2, answer keys 3 assigned to the answers in the answer booklet are provided in a manner to be described. An insertion opening 4 for a tape cassette is arranged on the front of the support table.
A locking device is provided inside the teaching machine, which prevents the cassette from being removed before the teaching program is finished.
On the control panel there are further display panels 5, the precise function of which will be described later.
The learner is taught subject matter and questions are asked via loudspeaker 6. In the embodiment according to FIG. 1, in addition to the spoken text, an image appears on a screen 7, which is projected onto the screen by a non-visible slide projector arranged in the lower part via a reversing mirror, the projector being controlled synchronously with the tape recorder, with the projector is controlled synchronously with the tape recorder. Instead of loudspeakers, the subject matter and the questions can also be listened to via headphones, which can be connected to socket 8.
Below the support table 2 there is an opening 10 for issuing premium tokens in the form of tokens and a control button 11 (only FIG. 1) for adjusting the brightness of the projected image.
An opening 9 is also provided on the control panel, through which a control strip of a recording device is moved.
As shown in FIG. 3, a programming device 119 which is coupled to a commercially available stereo cassette tape recorder 114 with a microphone 113 is used to program the described automatic teaching machines. The programming device has two light fields 115 and 116, pushbuttons 117, 118, 120, 121, 122 and 124 and a dial 125.
Two tone generators are built into the programming device, one each for the control and response control pulses.
The response control pulses are generated by the dial 125, the control pulses by the push buttons 118, 121 and 128. In the programming device there is also a counter 123 which counts the programmed impulses for the advancement of the slide projector in order to give the programmer information about the position of the program at the moment.
The block diagram according to FIG. 4 shows the functioning of the teaching machine. All functional steps carried out by the teaching machine are designated with action, the answers or the reactions of the learner with reaction. In the case of automatic teaching machines without image projection, the elements associated with the image action are omitted.
A punch card is entered in dotted lines in the block diagram, which is scanned step by step to control the functions of the teaching machine, with the scanning of the punch card being synchronized with the image projection in the present example.
FIG. 5 shows the view of the control panel of the teaching machine shown in FIG. 1, this arrangement also applying analogously to the control panel of the exemplary embodiment according to FIG. The screen 7 and the speakers 6 to the side of it are arranged in the upper half of the control panel. Below the left loudspeaker there are two key switches 12 and 13 with which the automatic sequence of the teaching program can be influenced. Below this key switch there are five display fields. In the display field 21 the time can be read off which the learner needs to correctly answer a question asked. The display field 22 shows the end of a lesson, while in field 23 the request for an answer appears.
The display field 24 indicates how much time is available to answer a question asked, while the display field 30 lights up when a question has been answered correctly.
To the right of the screen 7 and below the loudspeaker 6, two pushbuttons 25 and 26 are arranged. When the pushbutton 25 is actuated, the automatic teaching machine answers the question itself, with the corresponding information field 32 assigned to the answer buttons lighting up. If the push button 26 is actuated, the question asked is repeated. Of the display fields arranged below these pushbuttons, a counter in field 27 shows the number of incorrect answers. The display field 28, however, lights up as soon as the number of incorrect answers exceeds a predetermined value. The display field 29 shows an incorrect answer. The control strip of a recording device becomes visible in the opening 9 located below the display field 29.
Below the screen 7, the above-mentioned response keys 3 with the associated information fields 32 are arranged in a row, the sockets 8 for the headphone connection being built in to the side thereof.
A response carrier in the form of a response booklet 31 is placed on the support table. A number of answers are noted in this booklet, which are arranged in rows and columns. The answer booklet is held on the support table in such a way that each answer column is aligned with one of the answer buttons 3. The answer booklet can be exchanged so that the answers can be adapted to the questions in the various teaching programs.
In Fig. 6 another possible arrangement of answer buttons and answer booklet is shown on the control panel. The answer booklet placed on the support table is held in its position at the bottom and at the side by attachment straps 60. The answers are arranged in rows and columns as in FIG. 5, each column being aligned with one of the answer keys 41 arranged in a row, while the two middle answer lines are each aligned with one of the answer keys 49 forming a column.
Each of the answer buttons 41 and 49 is a lamp 51 or
59 assigned.
Each of the answers arranged in rows and columns must be assigned at least one answer button, although it may be desirable to spatially assign certain answers, as shown in FIG. 6, to two different answer buttons.
It is possible to arrange the answer keys in a column instead of in a row as shown in FIG. 5, in which case each answer key in the column is aligned with a row of answers in the answer booklet.
Reference is made to the main patent for an explanation of the mode of operation of the teaching machine described.
In addition to the tape recorder, a second, invisible tape recorder is installed in the teaching machine to reproduce the subject matter and answer the question. This second tape recorder has an endlessly rotating tape. With the second tape recorder, the text played back by the first tape recorder is recorded on the synchronously running endless tape, the text being continuously deleted and recorded again. Depending on the length of the endless tape, a more or less large piece of the text reproduced by the first tape recorder is recorded on the endless tape. So z. B. a continuous tape are used on which the text played back in the last 20 seconds is recorded.
By means of a control circuit built into the teaching machine, e.g. B. a relay circuit, the first tape recorder can be stopped at any point by a control command and at the same time the second tape recorder can be switched to playback. The endless tape is scanned by assigned tape heads and the recorded text is played over the loudspeakers or headphones. When the endless tape has finished playing, the second tape recorder is stopped. With a new control command, this second tape recorder can be switched on again and the same text is played back again.
If the first tape recorder is switched on again by a corresponding control pulse and the teaching program is thus continued, the second tape recorder is switched back to recording at the same time in order to be able to record the text played by the first tape recorder again.
The necessary pushbuttons can be provided on the control panel of the teaching machine with which the control commands that cause the switching of the tape recorders can be issued.
In the embodiment of FIGS. 1 and 5, the learner can by pressing the push button 26 z. B. listen to a question again. As soon as the said key is pressed, the first tape recorder is stopped, as described above, the second tape recorder is switched to playback and the question is played back. After the question has been answered, the second tape recorder is also stopped. If the learner wishes to hear the question again, he must press button 26 again. If the learner has answered the question correctly, the teaching program is continued by putting the first tape recorder into operation, the text being recorded on the endless tape by the second tape recorder, as mentioned.
The two tape recorders are controlled by the control circuit in such a way that when the first tape recorder is playing, the second tape recorder records, while the latter plays the recorded text on a corresponding command when the first tape recorder is shut down.
By using a second tape recorder in connection with a control circuit, it is achieved that part of the subject matter or the questions can be listened to one or more times without the first tape recorder having to be rewound mechanically.
For the continuous recording of the learner's performance, a recording device is built into the teaching machine, which has a control strip that can be moved past opening 9 on the control panel by means of a transport device, B. made of paper. The front of this control strip can be used to record an answer. In this case, when asking the question, the learner is asked to write down or record his answer on the control strip appearing in the opening 9. The transport device of the control strip is during the writing or. Character period either by a preprogrammed pulse or e.g.
B. stopped by the pen exerting pressure on a pad arranged behind the paper strip. At the same time, the back of the control strip is printed by means of a printing device comprising several stamps. This z. B. electromagnetically actuated stamps are connected to individual control and evaluation devices for the response, whereby the reactions of the learner to the various questions asked can be recorded.
If the control strip is printed with a character after a question has been asked and after it has been answered, the time required by the learner to answer can be read from the spatial distance between the two characters, given a constant and known feed speed of the control strip. In addition, appropriate stamps can be used to print whether a question has been answered correctly or incorrectly, and whether the learner has asked the teaching machine to repeat the question or to answer a question by pressing the corresponding key on the control panel.
In addition to the main teaching program, the training machine can be equipped with a branch program that is switched on if a question is answered incorrectly and provides the learner with additional teaching material.
If the learner has successfully processed this additional subject matter, which can be checked by asking appropriate questions, the main teaching program is continued and the branch program is switched off until the next wrong answer.
The subject matter of the branch program is played by an additional third tape recorder, which is controlled synchronously with a second projector. The images projected by the second projector, which is built in with a teaching machine, appear on the same screen as the images of the main program. Since the projection axis of the second projector is shifted, the images of the branch program must be recorded with a corresponding opposite distortion to compensate for the non-linear distortions caused by this shift.
If a question reproduced by the tape recorder of the main teaching program is answered incorrectly, the tape recorder and the projector of the main teaching program are stopped and the tape recorder and the projector of the branch program are switched on. At the end of the branch program, questions are asked to check whether the learner has correctly understood the subject matter of the branch program. If this is the case, the tape recorder and projector of the two-program are switched off and the tape recorder and projector of the main program are put back into operation. If the next question is answered incorrectly, the branch program will be switched again accordingly.
In the following, the Programmie tion for a teaching machine with a Hauptlehrprogramrr and a branch program is described with reference to FIG. Two tape recorders 114 according to FIG. 3 must be used, the microphone 113 being switched to the corresponding tape recorder.
By pressing the start button 122, the programming device 119 is put into operation. If the main teaching program is to be programmed, the push button 117 must be pressed, with the light field 115 lighting up. The text spoken into the microphone 113 is recorded by the first tape recorder. The pulses for advancing the projector are generated by the pushbutton 124, the counter 123 counting these pulses incrementing one number. If the control pulse prompting the trainee to respond is recorded on the tape recorder, the tape is stopped. The response control device is programmed using the dial 125 and the pushbuttons 118 and 121.
In order to be able to continue programming, the tape recorder must be switched on again by pressing the start button 122 again. If one wants to program the branch program, the push button 120 must be pressed. The light field 116 lights up. This switches to the second tape recorder, which is programmed in the same way as described above.
With the pushbuttons 118 and 121 in connection with the dial 125, the pulses are also generated, which switch on and off the previously mentioned functions of the teaching machine related to the response, such as B. Limiting the response time, stopping the drive device for the control strip, issuing bonus tokens, etc.
In accordance with the block diagram of the circuit of an exemplary embodiment of the automatic teaching machine shown in FIG. 7, the manner in which the individual circuits are operated is described in more detail below.
By pressing the start button 150, the control circuit 151 and the counting and evaluating device 152 are switched on. The control circuit 151 is, via the switch 153 for switching on the tape recorders and the tape recorder switch 154, the motor switch 155, which switches on the motor of the first tape recorder for the main program 156. The first tape recorder 156 reproduces the teaching text recorded on one tape track H1, which is recorded on the one hand by a second tape recorder 157 with an endless tape tape and on the other hand is broadcast via the loudspeaker 158 or headphones.
By actuating the repeat key 159, the trainee can switch on the second tape recorder 157 and listen to the text recorded on the continuous tape. At the same time, the motor of the first tape recorder 156 is stopped by actuating the switch 163. The first tape recorder 156 can also be stopped without switching on the second tape recorder 157 by pressing the <Stop> key 160.
The second track H2 of the first tape recorder 156 has the control and program pulses which are fed to the frequency relay circuit 161. From the frequency relay circuit 161 a 50 Hz control pulse is fed to the forward switching of the two projection devices 164 and 165 via the line 162 of the circuit 163, which depending on the position of the switch 166 either to the projection device 164 for the main program or to the projection device 165 for the branch program is directed. The activated projection device projects an image onto the common projection screen 167.
If the learner is asked questions via the tape recorder, then the memory matrix 168, which can be a stepping relay device or a toroidal core memory, is activated at the same time as the signal to output the answer.
In addition, the motor of the tape recorder in operation is switched off. The answer to the question is given by actuating the corresponding one of the horizontally arranged answer keys 169 and the vertically arranged answer keys 170. Each answer key is, as described earlier, spatially assigned to a column or a line of an answer carrier 171 containing the answers.
The answer key to be actuated for a question asked in the horizontal row of keys 169 is activated by the memory matrix 168, that in the vertical row of keys 170 by the frequency relay circuit 161 via comparison elements 173.
The answer given in the form of pulses by pressing the answer buttons is fed to a comparison circuit 172. If the answer is correct, the comparison circuit 172 sends a correct pulse via the line 174 to the counting and evaluation device 152 and to the switch 153, which switches on the motor of the tape recorder 156 of the main program, which results in the continuation of the training program .
If the answer is incorrect, a wrong pulse is fed to the counting and evaluation device 152 and the tape recorder switch 154 via line 175. The changeover switch 154 effects a changeover to a third tape recorder 177 for the branch program via the motor switch 176, while the changeover switch 166 switches on the projection device 165 for the branch program. This automatic switchover to the branch program can be prevented by a corresponding control signal from the control circuit 181. The individual tape tracks Z1 and Z2 of the third tape recorder 177 now take over the previously described functions of the tape tracks H1 and H2 of the first tape recorder 156, to which they are connected in parallel.
At the end of the branch program, a special pulse switches the control circuit 181 and the changeover switches 154 and 166 back to the main program.
The synchronization between the tape recorders 156 and 177 and between these tape recorders and the projection devices 151 and 165 assigned to them does not involve any difficulties, since the tape recorders 156 and 177 never have to be operated in reverse.
The synchronization between the two changeover switches 154 and 166 is ensured by the fact that they are arranged on the same relay armature.
By operating the display key 178, the answer display device 179 is operated, which displays the correct answer for a question asked. Glinu lights are turned on by the answer indicator 179 to illuminate the answer buttons associated with the correct answer.
The pulses fed from the frequency relay circuit 161 to the control circuit 151 via the line 180 trigger further control functions in addition to the control functions already mentioned. For example, pulses are fed to the circuit 163 via the line 181, which correct any switching errors in the projection devices. Furthermore, signals are supplied from the control circuit 151 to the various display fields 182, which prompt the trainee to submit the answer or indicate individual program steps, such as e.g. B.
Branch program, response time limited. Furthermore, a time counter 183 is activated by the control circuit 151, which measures the time required for the response.
The wrong answers are counted in the counting and evaluation device 152 and compared with a preprogrammed evaluation scale, whereupon the performance of the learner is displayed in a display field 184 and an output device 185 for issuing bonus tokens may be activated. A response from the counting and evaluating device 152 to the control circuit 151 can trigger corresponding further functions with appropriate programming.
All of the control circuit 151 and the counting and evaluating device 152 supplied information are forwarded to a recording device 186, which prints the various results that determine the performance of the learner on a strip of paper by means of electromagnetically actuated stamps.
From the circuit block diagram described above for a teaching machine offering many possible applications, the schemes for teaching machines with a simpler structure can also be derived accordingly.