DE1918703A1 - Lernmaschine - Google Patents

Description

• L emma s chine Die Erfindung bezieht sich auf Lernmaschinen, in denen die dem Lernenden dargebotene Information mindestens teilweise durch die Schwierigkeit bestimmt wird, welche ihm das Verständnis vorhergehender Information gemacht hat.
• Ein Nachteil bereits vorgeschlagener Lernmaschinen ist der beschränkte Bereich der Art der Fragen, die dem Lernenden oder Studenten gestellt werden können. Um die Bewertung der Antwort des B--rnenden zu erleichtern, war es früher gewöhnliche Praxis, dem Lernénden eine Auswahl von verschiedenen plausiblen Antworten darzubieten, aus denen er die richtige auswählen mußte.
• Es bestand deshalb eine Tendenz, den Lernenden zu veranlassen, in Ausdrücken von "abgehackten und aaagetrooketen" Antworten zu denken, wobei die Entwicklung von Urteilsfähigkeit, Einsicht und Schöpfungskraft oder Kreativität verzögert wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lernmaschine zu schaffen, welche einerseits die Fähigkeit, Antworten automatisch aufzuzeichnen und zu bewerten, aufweist, und andererseits ein Maß an Flexibilität und Spontaneität aufweist, die dem Aufsatz oder der freigeschriebenen Antwort näher kommen.
• Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine automatische Lernmaschine zur Erlernung eines breiten Rahmens von Gegenständen, folgende Merkmale in Kombination Einrichtungen zur Informationsdartstellung, Antworteinrichtungen und Steuer- oder Kontrolleinrichtungen zur Steuerung der von der Informationsdarstellungseinrichtung dargebotenen Information, wobei die Antworteinrichtung eine Mehrzahl von manuell betätigbaren Elementen aufweist, und eine Identifiziereinrichtung, welche die Elemente mit Informationsposten in Beziehung auf den unterrichteten Gegenstand identifizieren, wobei eine vorbestimmte Auswahl dieser Informationsposten eine Modellantwort zu der durch die Informationsdarstellungseinrichtung dargebdenen trage darstellt, wobei ferner die Steuereinrichtung Zugriff zu bezüglich der Bedeutung jedes Informationspostens in der Modellantwort gespeicherter Information hat und die Informationsdarstellungseinrichtung in Abhängigkeit einer Bewertung der Posten steuert, die durch Drücken der Elemente zur Bildung einer Antwort ausgewählt worden sind, Die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Information umfaßt vorzugsweise Information darüber, ob der Posten mit der Modellantwort unvereinbar ist, und die Steuereinrichtung umfaßt eine auf die Auswahl von unvereinbaren Posten ansprechende Einrichtung, um die Darstellungseinrichtung zur Vorführung geeigneter Verbesserungsinformation zu veranlassen.
• Die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Information umfaBt vorsugswese Information darüber, ob der Posten in der Modellantwort wesentlich ist, und die Steuereinrichtung umfaßt eine auf die Weglassung eines wesentlichen Postens ansprechende Einrichtung, welche die Darstellungseinrichtung veranlaßt, eine geeignete Verbesserungsinformation darzustellen.
• Die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Information umfaßt ein den Grad der Wichtigkeit in der Modellantwort darstelendes Gewicht, und die Steuer- oder Kontrolleinrichtung weist auf die Summe der Posten-Gewichte ansprechende Einrichtungen auf,- die Posten bilden die dargestellte Antwort -um die Darstellungseinrichtung zur Vorführung von solcher Verbesserungsinformation zu veranlasen, die in Hinblick auf den Vergleich der Summe mit einem vorgegebenen Wert als geeignet erachtet wird.
• In einer bevorzugten Auaführungsferm der Lernmaschine definiert die der Steuereinrichtung zugängliche Information die Betätigung einer vorbestininiten Auswahl aus einem oder mehreren der Elemente als die Nodellantwort, wobei die Auswahl in einer vorbestimmten Reihenfolge durchgeführt werden muß, und die gegespeicherte Information zeigt die Bedeutung der getroffenen Auswahl und die eigentliche Reihenfolge ihrer Darstellung an; fernerhin weist die Steuer- und Kontrolleinrichtung eine Einrichtung zur Steuerung der Darstellung von weiterer Information in Abhängigkeit des Durchschnittwertes der dargebotenen Antwort auf.
• In diesem Fall hat die Steuereinrichtung vorzugsweise Zugriff zu gespeicherter Information, die in Beziehung auf die getroffene Auswahl steht und die Richtigkeit und die Lage in der Modellantwort anzeigt, und die Darstellung weiterer Information wird in Abhängigkeit von inkorrekt getroffener Auswahl, von korrekt getroffener Auswahl und der Reihenfolge der richtig getroffenen Auswahl gesteuert.
• Eine Lernmaschine nach der Erfindung wird nunmehr rein beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und zwar stellen die Fig. 1 bis 9'und 14(A) / eine erste Ausführungsform' die Figuren 10 bis 13, 14(B)und 15 bis 17 eine Modifikation dieser AusführungBform und die Figur 18 stellt eine weitere Modifikation dar. Im einzelnen zeigen: Fig, 1 ein perspektiviaches Bild einer Maschine in Arbeitsstellung; Fig. 2 eine Draufsicht auf eimivorführungsschirm der Maschine; Fig. 3 eine Tafel, welche die Folge der verfügbaren Informationsrahmen zeigt; Figo 4 einen Teil eines Steuerdatenrahmens und einen Schlüssel zu den auf dem Rahmen gespeicherten Daten; Fig 5 ekn Flußdiagramm, welches das Fortschreiten eines Lernenden durch eine Lektion andeutet; Fig 6, 7, 8, 9 und 14(A) Schaltbilder der Steuerschaltung der Maschine, Fig. d0 ein Funktionsdiagramm, welches die funktionellen Betatigungen der modifizierten Ausbildungsform in Beziehung auf den Fortschritt des Lernenden durch eine Lektion zeigt; Fig. 11 bis 13, 14(B), 15 und 16 Schaltbilder einer modifizierten Ausführungsform; Fig. 17 ein Datenspeicherdiagramm für die modifizierte Ausführungsfox4 die im einzelnen einen Trommel speicher für zwei Arten von Daten zeigt; und Fig. 18 ein schematisches Bild der Baueinheiten der zeiten modifizierten Ausführungsform.
• Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist dort die Maschine als abgeschlossene Einheit gezeigt, die eine Antworteinheit 31 und eine Vorführeinheit 32 aufweist. Die Vorführeinheit 32 schließt eine Steuereinrichtung ein, die nicht in Fig. 1 erscheint und welche logische Schaltkreise zur Steuerung der Maschine in Abhängigkeit des Arbeitens der Antworteinheit und der in der Maschine gespeicherten Daten umfaßt. Die Vorführ- oder Darstellungseinheit 32 und die Antworteinheit 31 sind über ein Kabel 33 miteinander verbunden. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, haben die Gehäuse der Antworteinheit 31 und der Darstellungseinheit 32 trapezförmige Querschnitte, die sich gegenseitig ergänzen, so daß sie bei Nichtgebrauch aneinander mit Hilfe von Klammern befestigt werden können und dann einen im Querschnitt rechteckförmigen Kasten bilden, welcher leicht stapelbar ist.
• Die Darstellungseinheit 32 ist ein Projektor, für Mikrofilm-Diapositive. Es werden bis zu neunzig verschiedene Raiien, die in rechteckiörmiger Matrix angeordnet sind, auf einem 6" x 4"-igen fotografischen Dia benutzt. Das Dia ist in einem Halter montiert, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewe-lich geführt ist, so daß jeder Rahmen in Projektionsstellung gebracht werden kann. Der Halter wird von einem elektrischen Motor angetrieben, der durch Start-Stop-und Vorwärts/Rückwärts-Signale gesteuert werden kann. Zwei gleitende Glieder ode Körper entsprechen den X- und Y-Achsen der Diamatrix. An jeden gleitenden Glied ist ein Paar starrer Glieder befestigt, zwischen welchen das Dia liegt. Die beiden starrer. Gliederpaare bestimmen den rechteckförmigen halter des Dias. enn dor Motor anliegt, wird die X-Achse kontinuierlich abgetastet, wobei der Schlitten von einem liocKen angetriben ir, der seinerseits vom Motor über eine Reibkupplung angetrieben wird. Diese Anordnung erlaubt den Weiterlauf des Motors, wenn der Schlitten plötzlich angehalten wird.
• Am n'nde jeder Abtastbewegung entlang er X-Achse bewirkt.
• eine schrittweise Bewegung, daß der Y-Schlitten um einen Schritt fortgeschaltet wird. Die genaue Lageeinstellung des Diahalters wird durch elektromagnetisch arbeitende Ratschen oder Klinken bewirkt, welche in Nuten der X- und Y'-Schlitten eingreifen. Rahmenwechsel werden mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 Wechseln pro Sekunde durchgeführt.
• Das optische System umfaßt eine 50 Watt-Quarz-Jod-Lampe, und die Projektion wird mittels zweier Spiegel auf den Schirm 34 bewirkt, dessen Rückseite angeätzt ist. Der Schirm liefert ein 13'7 x 8"-ige 5 Bild jedes Rahmen, wobei die lange Seite horizontal liegt.
• Die chaltung der S-teuereinheit, wie sie in den nachstehend beserlriebenen Figuren dargestellt ist, ist auf einer bedruckten dchaltplatte innerhalb der Vorführeinheit 32 montiert. Innerhalb der Vorführeinheit sind weiteren eine Reihe von photozellen untergebracht, die zum Lesen der auf den Dias gespicherten Daten die.
• In ig. 2 zeigt der Schirm 34 Textinformationen, die sich als zwei nebeneinanderliegende Seiten uarstellen. berhalb des schirms ist eiL Fortschritt-Indikator 35 angeordnet, welche Einrichtung wahlweise in die Maschine eingebaut werden kann und einen Überblick über den 'ortschritt des Studenten in der Lektion gibt. Der Fortschritt-Indikator wird durch entsprechende Zähler gesteuert, welche die Anzahl der Lösung versuche bei jeder Frage zählen.
• Das Dia wird über eine Öffnung 36 eingefügt und entnommen, und zwar wenn es in einer zentralen Position (fluchtend mit der Öffnung 36) steht, welche Position durch Drücken eines Zentrierknopfes 37 erzielbar ist.
• Die Antworteinheit 31 enthält zwei Felder von Antwortknöpfen 43, die im ganzen von i bis 20 numeriert sind, wobei jedes Peld auf Jeder Seite der Antworteinheit 31 untergebracht ist. Im mittleren Teil zwischen den Knopffeldern ist ein in gleicher Ebene montierter Kasten mit zwanzig Abteilungen montiert, in welchen Jeweils eine Anzeigelampe liegt, welohe beim Drücken des entsprechenden Knopfes aufleuchtet. Die Abteilungen werden durch einen durchscheinenden Rauchglasßchirm abgedeckt, über welchen ein transparenter Deckel 38 geklappt werden kann. Um die Antwortknöpfe 43 mit dem vorliegenden Unterrichtsstoff in Zusammenhang zu bringen, wird eine transparente Karte 39 zwischen den durchscheinenden Schirm und den Deckel 38 eingefügt. Die Karte enthält eine Anordnung von textlichen Posten, die sich auf den Jeweiligen Unterrichtsstoff beziehen.
• Die Informationsposten werden auf diese, Weise entsprechenden Abteilungen zugeordnet und beim DrUcken des jeweiligen Knopfes 43 beleuchtet.
• Die zwanzig Antwortknöpfe 43 betätigen einrastende Relais, welche mechanisch durch Betätigung eines 'Werte-aus-Knopfeß" e im folgenden mit Auswerteknopf e bezeichnet, entweder mechanisch, oder wenn die nopfe 43 selbsthaltende Relais einschalten, elektromagnetisch über einen mit diesem Auswerteknopf verbundenen Kontakt ausgerastet werden.
• Zusätzlich zu den Antwortknöpfen 43 sind für den Lernenden oder Studenten drei Kontrollknöpfe verfügbar. Dies sind ein Knopf p für "Fortschreiten", ein Knopf b für "ückspringen§ und der bereits erwähnte "Werte-aus-Knopf" e. Alle diese Knöpfe sind bezüglich ihrer Funktion nur dann wirksam, wenn sie niedergedrückt gehalten werden.
• Schließlich sind noch wei Kippschalter 44 und 49 vorhanden. Der Schalter 44 hat eine stabile "Aus"-Position und astabile t'Vorwärts- und "Rückwärts"-Positionen. Dieser Schalter kontrolliert den Diaantriebsmotor. Der Schalter 49 ist ein AN/AUS-Kipp-Schalter und erlaubt dem Studenten den Unterrichtsstoff zur beliebigen Zeit zu unterbrechen.-- Zwei Anzeigelampen 45 zeigen dem Studenten jeweils den Erfolg bzw. gemachte Fehler an.
• Das Dia enthält die gesamte Information für eine Reihe von Unterrichtsstunden in einer speziellen Form. Die Information setzt sich aus Instruktion, Frage und Verbesserunge-Information zusammen. In Fig. 3 ist eine allgemeine Rahmenabfolge für eine spezielle Lektion gezeigt. Die Abfolge wird einige Male wiederholt entsprechend der Anzahl der Lektionen und folgt einem Serpentinenpfad durch die Rahmenmatrix auf dem Dia, d.h. voh links nach rechts entlang einer Reihe vund rechts nach links in der nächsten usw. Das Dia ist in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entlang dieser Sequenz bewegbar, Ein spezieller Darstellungsrahmen Pi wird für eine Lektion i gezeigt. Diesem folgt eine Frage 1 der Lektion i d.h., Qi/I ; ein Kontroll-Datenrahmen CD i/I; ein alternativer Darstellungsrahmen Pi/I(a); ein erster geeigneter Verbesserungsrahmen Ri/I, wenn Nichtverstehen angezeigt wird; einzweiter Verbesserungsrahmen Ci, wenn eine Verwirrung angezeigt wird;.
• ein dritter Verbesserungsrahmen Ai/I, wenn die Ausführung weniger als zufriedenstellend ausgefallen ist; und schließlich ein Erfolgverstärkungsrahmen Si, welcher eine bestätigende oder konsolidierende Information gibt.
• Der Gruppe der Rahmen für Frage 1 folgt-eine Gruppe für Frage 2 usw. Ein weiterer Darstellungsrahmen ist dann einer weiteren Serie von Fragegruppen vorangestellt.
• Der erwähnte Kontrolldatenrahmen GD speichert Binär-Daten zur Analyse einer auf die spezielle Frage folgenden Antwort und zur Kontrolle der erhaltenen Informationsvorführung.
• Die Fig. 4 illustriert einen Datenrahmen 46, der mit einem oatz von optischen Lestöpfen 47 fluchtet, mit deren Hilfe die gespeicherten Daten ausgelesen werden. Die speichert fläche des Datenrahlllens 46 ist in sechs Spalten und einundzwanzig Reihen unterteilt. Jede so geformte Rechteckfläche, oder mindestens ein Teil von ihr, ist entweder ganz transparent oder lichtundurchlässig und stellt damit eine binärkodierte Information dar. Jede der einundzwanzig Reihen beginnt mit einer Triggermarke, einem undurchlässigen Streifen durch die Mitte des Rechtecks, welcher Streifen in der figur als T dargestellt ist und der ein liriggersignal auslöst, werlll sich die spezielle Reihe und der -Lesekopf 47 gegeniibersteherl, so daß die darauffolgende Operation begonnen wird.
• Die ersten zwanzig Reihen entsprechen den zwanzig Antwortknöpfen auf der Antworteinheit des Studenten. Das zweite Bit von links in jeder Knopfreihe zeigt an, ob der spezielle,-Knopf "verboten" (F) ist, dh.-, ob das mit diesem -Kno-pf ausgewählte Informationselement mit einer Modellantwort unvereinbar ist. Das nächste.Bit zeigt än, ob der spezielle Knopf notwendig (N) ist, d.h., ob die Abwesenheit des betreffenden Informationsausdruckes unvereinbar mit einer Modellantwort ist. Die nächsten drei Bits bewerten die speziellen Informationsauedrücke mit einem -Gewicht (W), wobei diese Gewichte von plus drei bis minus vier rangieren.
• Die zwanzig ersten Reihen geben eine Paßmarke für die Frage ab, wobei die fünf Binärausdrücke e-ine Paßmarkengrenze von einunddreißig abgeben. Diese Paßmarke wird als negative Zahl eingefügt, so daß sie, wenn sie zu der für die Frage gerade -erhaltenen Marke hinzugefügt wird, das Ergebnis entweder positiv oder negativ -sein wird, je nach Erfolg oder Mißerfolg. Die in Reihe einundzwanzig erscheinenden Ausdrücke sind so das Komplement der Paßmarke plus eins.
• Beispielsweise würde eine-Paßmarke von sechs (00110)-als 11010, eine Paßmarke von siebenundzwanzig als 00101 eingeführt werden.
• Die zweiundzwanzigste Reihe enthält die Zahl der für die spezielle Frage erlaubten Löseversuche. Im vorliegenden Beispiel sind diese Versuche auf vier als Maximum limitiert. Diese Ziffer ist nicht im BinärKode, sondern'-wird' einfach durch eine Markierung angezeigt, die in eine der.
• ersten vier der fünf Kodepositionen erscheint. Die Zahl wird durch den Umstand dargestel-lt, welche-der vier Positionen e ingenoiiü'flen wird, und zwar, in absteigender Ordnung, - wie gezeigt.
• Der Datenrahmen wird an den optischen Leseköpfen 47 vorbeigefUhrt, zwischen der Vorführung eines Prage- und der Vorführung eines nachfolgenden Verbesserun&s- oder Erfolgsrahmens. Das Auslesen der Daten wird verhindert, außer wenn speziell verlangt. Die Datenanalyse ist ausreichend schnell, eo daß die nächste Vorftilirung bestimmt wird, bevor irgendein Rahmen vorgeführt ist.
• Zusätzlich zu der Textinformation auf einem Rahmen hat jeder Rahmen, außer den Datenrahmen, eine binärkodierte optische Marke, durch welche der jeweilige Rahmentyp identifiziert werden kann, d.h., ob ein P; Q, P(a), R, C, A oder S Rahmen vorliegt Es kann aus Fig. 4 entnommen werden, daß die Breite der Daten klein ist im Vergleich zu ihrer Länge (6 x 22), so daß die Extraköpfe 48, welche zur Identifizierung der verschiedenen Rahmen benötigt werden, innerhalb des Feldes eines Rahmens angeordnet sind. Acht unterschiedliche Arten von Rahmen sollen identifiziert werden, so daß vier LesektSpfe 48 benötigt werden.
• Die logischen Funktionen einer typischen Lektion werden nun anhand der Fig. 5 beschrieben. Nur die Knöpfe, die in einem speziellen Zustand gezeigt eind, sind für diesen Zustand wirksam.
• Wann immer das Dia zufällig innerhalb der Rahmenfolge positioniert ist, bewirkt die Betätigung des Vorwärts/RUckwärtsschalters 44 die Verschiebung des Dias vorwärts oder rtlckwärts zum nächsten oder vorhergehenden Darstellungsralimen P. Wiederholte Betätigung des Vorärts/Rückwärts-chalters in Rückwärtsrichtung bringt das Dia zurücK zu dem ersten Darstellungsralunen (oder zu einem vorgewänlten Darstellungsrahmen, entsprechend der Anzahlder jeweiligen Betätigungen).
• Jede Betätigung des Schalters 44 erzeugt einen einzel-.
• nen Impuls, um alle nicht in der Auswahl von P-Rahmen betroffenen Binärelemente zu löschen. Rückwärtsbetätigung des Schalters 44, wie sie bei Beginn einer Lektion benötigt werden: mag, schaltet ein ?-Binärelement AN, setzt ein "Motor».Richtung"-Binärelement rückwärts und setzt ein "Motor Start/Stop"-Binärelement nach "Start. Dies wird bei der Betrachtung der schaltungstechnischen Einzelheiten klarer. Das Dia wird entlang einem Rückwärtspfad bewegt, bis die Koinzidenz der P-Marke auf dem P-Rahmen und der angegebene Zustand der P-Binärzahl, der es einem UND-Gatter ermöglicht, das Motor-Start/Stop-Binärelement zu löschen, so daß der Motor angehalten wird. Das UND-Gatter erzeugt außerdem ein Signale um einen "Anzahl-der-Versuche"-Zähler aufauf null zu setzen.
• Die lage ist dann wie in dar oberen linken Hälfte der Fig. 5 gezeigte Ein Darstallungsrahmen P liegt in Vorführlage und gibt TnstruRtionsinformationO Eine "Warts"-Periode, die sich, wie gezeigt, an die "Vorführ-P"-Box anschließt, läuft ab, während die Vorführung studiert wurde Zwei Kurze sind dann offen, obwohl diese das gleiche Ergebnis haben0 Wenn der Schüler oder Student nichts tut, oder unverhältnismäßig viel Zeit zum Studium der Vorführung verwendet, wird ein schalter durch eine Zeitverzögerungsschaltung betätigt, die bei der Position des P-Rahmens (Fig. 14(A)) getriggert wird0 Dies wird durch das eingeringte 'çt2 im Lehrgang angezeigt Bei der zweiten Möglichkeit drückt dar Studien vor Ablauf der Verzögerungsßet t den i'ortschreiteknopf p an der Antwortein gleit. In Jedem Fall wird ein Sigma erhalten, welches das P-Binär-Element in den AUS-Zustand, ein Q-Binärelement in den AN-Zustand, das "Motor-Lauftichtung" Binärelement in den "Vorwärts"-Zustand und das "Motor-Start/Stop"-Binärelement in den "Start"-Zustand versetzt. Die Koinzidenz des gesetzten Zustandes des Q-Binärelementes und eines Q-Rahmensignals won den Identifizierköpfen erzeugt ein Stopsignal für den Motor, Da jeder Q-Rahmen ein Signal von den Identifizierköpfen einleitet, stopt die erste angetroffene Frage den Motor.
• Wenn der Pragerahmen Q vorgeführt wird, wie bei der "Vorführungs-Q"-Box angezeigt, wird erneut eine Warteperiode in Gang gesetzt, während welcher der Student die Fragen studiert und eine Antwort versucht.
• Die vorliegende Verkörperung oder Ausführungsform der Maschine ist für die Stellung von Fragen-eingerichtet, welche zur Beantwortung die Erfassung einer Kombination von Informationselementen vorauss-tzt, die in der ersten Darstellung gegeben worden sind. Die Karten9 besteht aus einem Satz von Posten welche insgesamt die gesamte signifikante Information umfassen, die in der Lektion dargeboten werden soll. Der Student muß die für die spezielle Frage relevante Information erkennen, und seine Antwort durch Drücken von ausgewählten Antwortknöpfen geben. Derartige Fragen und Antworten werden als "Kombinationstyp"-Sragen und -Antworten bezeichnet. Um sie von Fragen des Schlußfolgerungstyps zu unterscheiden, welche später erläutert werden, werden sie als Fragen vom "Typ A" bezeichnet. Die Auswertung der Antwort wird mit Hilfe des Datenratimens bewirkt, der jeder Frage folgt.
• Im Folgenden werden durch das vorliegende Modell typische Fragen des Kombinationstyps gestellt, wie sie auf einem Frage rahmen erscheinen würden.
• sektion 1 Die Welt der Zellen -Rahmen 1(1).1.
• Frage 1 Das Leben hat gewisse Charakteristiken, welche es mit leisten anderen Materieformen hat-und andere Merkmale, welche es von dem unterscheidet, was wir als inerte oder "tote" aterie bezeichnen. Eine dieser Charakteristiken, welche sich beim Studium der lebenden Zelle klar zeigt liegt darin, daß das Leben seine Eigenschaften als ein Ganzes offenbart. Ein aus einer Zelle ausgeschnittenes Stück zeigt nicht die gleihen Eigenschaften wie eine ganze lebende Zelle.
• Studiere die Antwortmatrix und wähle einige Grundcharakeristiken aus, welche die lebende Zelle als ein Ganzes beschreiben.
• Wenn Sie Ihre Antwort gegeben haben, drücken Sie den Muswerteknopf.
• Lektion 1 Die Welt der Zellen Rahmen 1(1).2.
• Frage 2 Gewisse Eigenschaften werden im allgemeinen sowohl bei Viren als auch bei Zellen beobachtet. Zum Beispiel sind beide fähig sich zu vermehren.und'beide können Krankheiten im lebenen Organismus verursachen.
• Studieren Sie Ihre Ärjtwortmatrix und wählen Sie einige Basischarak-teristiEen aus, welche den.Virus am besten gegenüber der Zelle abheben, und gemeinsam iait der Zelle sind.
• Wenn Sie Ihre Antwort aufgesetzt haben, drücken Sieden uswerteknopf.
• Das Darstellungsmaterial ist nicht gezeigt worden, aus Gründen der Kürze, aber die Komplexität der möglichen Fragen kann aus diesen Beispielen abgeschätzt werden. Die im Zusammen-.
• hang stehende Karte 39, welche die Antwortknöpfe mit den Informationsposten identifiziert, folgt nun: Einführung in: Die lebende Zelle Lektion 1 Die Welt der Zellen Antwortmatrix

  1 2 3 4

  mechanische Dynamische Regulation des Heterogenität

  Stützung Komplexität Eingangs und Aus-

  gangs

  5 6 7 8

  Behalten von Weniger als Abhängigkeit von Unterschiedlich

  Material die Minimum- anderen Formen keit der Form

  organisation des Lebens

  des Lebens

  9 10 1 12

  Fähigkeit, Unabhangig- Kontrolle der Selbstrepro-

  ittel von kejt von an- Erblichkeit duktion

  krankheit zu deren Formen

  sein des Lebens

  13 14 15 16

  Homogenität Zur Repto- Einfachheit Basismäßig

  duktion wird sphärische

  geholfen Gestalt

  17 , 18 19 20

  Sichtbarkeit Kontinuität Minimulaorgani- Selektive

  im optischen der Struktur sation für das Trennung von

  mikroskop und der Funk Leben Substanzen

  tionen

  Die folgenden Tabellen enthalten Auswerteinformation in Beziehung auf jeden der oben numerierten Informationsposten..
• Die Auswerteinformation wird im Binärkode auf einem Datenrahmen eingeführt, der unmittelbar nach dem zugehörigen Fragerahmen folgt. In jedem Rechteck der folgenden Tabelle bedeutet die obenstehende Ziffer die Nummer des Antwortknopfes, die untenstehende Ziffer das Gewicht und der mittenstehende Buchstabe F bzw. N'kennzeichnen "verboten" bzw. "notwendig".
• Einführung zu: - Die lebende Zelle Lektion 1 Die Welt der Zellen Kontrolldaten für die Frage 1 Passmarke = 11 Anzahl der erlaubten Versuche = 4

  1 2 3 4

  -1 +3 -1 +2

  5 6 7 8

  F

  -1 -1 +1

  9 10 11 12

  N

  +1 +1 -1 +3

  13 14 15 16

  F F F -1

  17 18 19 20

  N

  +1 -1 +3 -1

  Logische Regeln: (1) Wenn F auftritt, dann Rahmen R. (2). Wenn N ausgelassen wird, dann Rahmen C. (3). Wenn die Paßmarke nicht erreicht wird, dann Rahmen A. Wenn die Paßmarke erreicht wird dann: (Rahmen S).
• Einführung zu: Die lebende Zelle Lektion 1 -. Die Welt der Zellen Kontrolldaten für die Frage 2 Paßmarke = 10 Anzahl der erlaubten Versuche = 4

  1 2 3 4
  -1 +1 -1 +1
  5 6 7 8
  N
  -1 +2 +3 -1
  9 10 11 12
  F F
  +1 -1
  13 14 15 16
  N F
  -1 +3 -1
  17 18 19 20
  y
  -1 -1 -1

  Logische Regeln: (1) Wenn F angetroffen wird, dann Rahmen R.
• (2) Wenn N ausgelassen wird, dann Rahmen C. (3) Wenn die Paßmarke nicht erreicht wird, dann Rahmen A. Wenn die Paßmarke erreicht wird, dann Rahmen (S).
• Wenn der Student seine Versuche gemacht hat, und die erlaubte Zeit noch nicht verbraucht ist, dann drückt er den Auswerteknopf e, wodurch die Maschine instruiert wird, die Antwort zu geben. Wenn die erlaubte Zeit verstrichen ist, oder wenn der Student das Gefühl hat, daß er lieber die Basisinformation erneut sehen sollte und er den Rückspringknopf b gedrückt hat, dann wird das Q-Binärelement in den AUS-Zustand rückgesetzt, ein P(a)-Binärelement wird in den AN-Zustand gesetzt, das Motor-Richtung-Binärelement wird in den 'Vorwärts"-Zustand gesetzt und das Motor-Start/Stop-Binär-Element wird in den "Start"-Zustand gesetzt.
• Das Dia wird entlang der Rahmenfolge gefördert, bis ein vom Lesekopf für die P(a)-Rahmenmarke stammendes Signal mit dem markierten Zustand des P(a)-Binärelementes übereinstimmt und das Motor-Start/Stop-Binär-Element in den Stopz;ustand rückgesetzt wird.
• Der P(a)-Rahmen kann die ursprüngliche Information des P-Rahmens in identischer Weise oder von einem unterschiedlichen Aspekt her gesehen oder in einer der Frage angepaßten Form wiederholen. Wenn der Student den P(a)-Rahmen während einer weiteren Verzögerungszeit studiert hat, kann der weitere Fortgang willentlich durch Drücken des Fortschreiteknopfes p oder automatisch durch Abwarten der zugelassenen Zeit ausgelöst werden. In beiden Fällen wird das P(a)-Binärelement in den AUS-Zustand gesetzt, die Q-Motor-Richtung und Motor-Start/Stop-Binärelemente werden in den AN-Zustand gesetzt, mit der Folge des Umkehrs bzw. Starts, und die vorhergehende Frage wird wieder vorgeführt. Der Student ist dann in der gleichen Lage wie zuvor, aber mit mehr Information bewappnet. Er kann auch den P(a)-Rahmen durch Drücken des Knopfes zurückschalten, ihm kann der P(a)-Rahmen beim Ablauf der Zeit präsentiert werden, oder er kann die Beantwortung der Frage über die Antwortknöpfe und den Auswerteknopf e versuchen.
• Die Betätigung des Auswerteknopfes e bewirkt, daß das Q-Binärelement in den AUS-Zustand versetzt wird und ein Auswerte-Binärelement E in den AN-Zustand gesetzt wird. Die im Versuchsfehler eingespeicherte Ziffer wird um eins weitergeschaltet (entsprechend der Funktion n : = n + 1). Es wird auch der Motor angeschaltet, und zwar in Vorwärtsrichtung, was die Auswertung der Daten erlaubt, wenn die Reihen dieser Daten entlang der Leseköpfe 47 in Fig. 4 vorbeigeführt werden.
• Da Jede Reihe entlang den Köpfen geführt wird, werden die Daten abgeschätzt, wenn die Reihe einem gedrückten Antwortknopf entspricht.
• Wie in der Figur 5 gezeigt, betrifft die erste Prüfung die Frage, ob ein "rerbotener" Knopf gedrückt worden ist, dann ob alle enotwendigene Knöpfe gedrückt worden sind und schließlich ob die Summe der Gewichte von der Paßmarke überschritten wird.
• Liegen Fehler in einer dieser Hinsichten vor, sind jeweils zugehörige Verbesserungsrahmen R, C bzw. A vorgesehen. Jeder Verbesserungsrahmen ist mit einem Binärelement versehen und die individuellen Fehler verursachen das Setzen der zugehörigen Binärelemente in den AN-Zustand. Die drei Verbesserungærahmen kommen in der Reihenfolge R, C, A in der Rahmensequenz (wie es die Fig. 3 zeigt) vor, so daß die Reihenfolge des Vorbeigehens ebenfalls R, C, A ist, d.h., die Reihenfolge, in welcher die Rahmenmarkierungen mit den Leseköpfen 48 übereinstimmen und ein Signal zum Anhalten des Motors abgeben.
• Die Betätigung eines der drei Binärelemente R, a und A bewirkt einen Vergleich der Anzahl der bezüglich der Frage gemachten Versuche mit der Anzahl der maximal zulässigen Versuche. Wie gezeigt, folgt aus diesem Vergleich entweder der Beginn einer Warteperiode, in welchem Zustand der Student willentlich (durch Drücken des Knopfes p) oder in anderer Weise (t) zurückkehren kann, um einen weiteren Lösungsversuch der Frage zu unternehmen, oder, wenn keine weiteren Versuche mehr zulässig sind, wird dem Lehrer ein Alarmsignal gegeben. Der Alarm wird durch ein Binärelement ausgelöst, welches in den AN-Zustand durch die Vergleichsschaltung versetzt worden ist. Ein weiteres Binärelement wird ebenfalls in den AN-Zustand versetzt, welches die Fehleranzeigelampe in der Antworteinheit anschaltet.
• Wenn alle drei Kriterien erfüllt sind, wird der "nmax"-Vergleich nicht durchgeführt und ein eErfolg"-Binärelement S wird in den AN-Zustand gesetzt. Diese Tatsache läßt den Motor in Zusammenwirken mit der S-Rahmenmarkierung stoppen, damit der S-Rahmen vorgeführt werden kann, welcher das Verständnis des Studenten bezüglich der Frage bestätigt oder ergänzt.
• Wie gezeigt, läuft mit der Vorführung des S-Rahmens eine "Warte'LPeriode an, und es sei bemerkt, daß diese gleiche "Warte"-Periode auf einem Fehler nach einer Maximal anzahl von Versuchen der Fragelösung begonnen werden kann, wenn der Lehrer, der durch die Lehrersignallampe aufmerksam geworden ist, diesem zustimmt.
• Eine willentliche oder unwillentliche Beendigung der Warteperiode bewirkt eine Prüfung ob noch mehr Fragen in der Lektion vorkommen. Wenn nicht, wird die Maschine angehelten, bejahendenfalls wird aber der "Versuch"-Zähler auf null zurückgesetzt (die n: = O-Funktion) und der nächste Fragerahmen wird vorgeführt. Die'Warte"-Periode, von der drei Ausgänge b, t und e vorhanden sind, wird erneut begonnen und der letzte Teil der Tabelle wird wiederholt.
• Bei jeder Postition, von der der Lernende willentlich oder nach dem Studium einer Vorführung ausgehen mag, werden Ausgangsverbindungen gezeigt, die als "C6MP" bezeichnet werden, die in einer Computer gesteuerten Maschine verfügbar sind, um den Fortschritt des Lernenden im einzelnen anzuzeigen.
• Der Schaltungsaufbau der Maschine wird nun in Bezug auf die Figuren 6, 7, 8 und 9 beschrieben.
• Es sei darauf hingewiesen, daß in der Fig0 6 gewisse Bezugnahen zu Signalen AlL, A2L und BL vorhanden sind. Diese Bezugszeichen haben nur in einer modifizierten Ausführungsform Bedeutung und bezeichnen eigentlich zwei Arten von "gombinations-Fragen"-Lektionen und eine Art von "Schlußfolgerungs-Frage"-Lektion, wie noch erläutert werden wird. Zur Erläuterung der Basisausführung sollen diese Signale als nicht vorhanden betrachtet werden und das betreffende 3-Eingangs-Gatter 59 soll als ein 2-Eingangs-Gatter angesehen werden.
• Der Betrieb der Maschine macht die Erzeugung einer Anzahl von Verbindungssignalimpulsen notwendig. Zu diesem Zweck werden eine Anzahl von Unterschaltungen in Bezug auf die Figuren 6, 7 und 8 beschrieben. Bezugnehmend auf die Fig. 6, hat ein Vielfach (6 x 2) UND-Gatter 50 (d.h., ein derartiges Gatter hat sechs unabhängige Eingänge und einen gemeinsamen Eingang) die folgenden Eingangssignale. Das Eingangssignal F ist vom bereits erwähnten Lektionsauswahlschalter 44 abgeleitet. Wenn der Schalter in die 2'Motor-Vorwärts"-Position gebracht wird, wird ein Gleichstromsignal an den Eingang F gelegt. Dieses Gleichstromniveau wird durch die Binärzahl "1 dargestellt. Dies trifft auch bei allen Zwei-Niveausignalen, die in der Schaltung erscheinen, zu; die Anwesenheit eines Signals wird durch die "1" und die Abwesenheit durch 0" representiert.
• Der Eingang R wird in ähnlicher Weise mit einer t'1 versorgt, wenn der Schalter 44 in die "Motor-REckwärts"-Lage gebracht wird0 Die nächsten drei Eingangssignale sind von den Kontrollknöpfen p, e und b der Antworteinheit 31 abgeleitet, wobei Jeder Eingang eine i empfängt, wenn der enteprechende Knopf gedrückt wird. Das restliche Eingangssignal t ist vom Zeitkreis 52 abgeleitet (der im einzelnen in der Fig. 14A gezeigt ist), der von einem Motorkontrollschaltkreis 53 getriggert oder ausgelöst wird.
• Wenn der Motor anhält, stößt ein Signal den Zeitkreis 52 an und nach einer vorgegebenen Zeit, die vom speiellen vorgeführten Rahmen abhängt, wird eine "1" dem t-Eingang für eine kurze Zeit angeboten.
• Die Eingangssignale des Gatters 50 werden unabhängig zu ihren jeweiligen Ausgängen übermittelt, aber nur bei der Anwesenheit einer an den gemeinsamen Eingang angelegten t'1". Dieses gemeinsame Eingangssignal wird von einem Motor-Start/Stop-Binärelement 156 abgeleitet. Wenn dieses binäre Element 156 in einen Zustand gesetzt, wird, der durch das Bezugszeichen G angezeigt ist, dann stoppt ein Signal, welches zum Motorkontrollkreis 53 geliefert wird, den Motor. Dieses Signal wird auch an den gemeinsamen Eingang des Gatters 50 angelegt, so daß kein Ausgangs-Signal aus diesem Gatter abgeleitet werden kann, wenn nicht der Motor gestoppt ist0 Die Kontrollknöpfe und Schalter sind deshalb unwirksam, solange der Motor und das Dia in Bewegung sind.
• Jeder Ausgang des Gatters 50 ist mit einem Impulsgenerator 54 verbunden, der jeweils einen Impuls liefert. Die Ausgangssignale der verschiedenen Generatoren 54 sind mit den Bezugszeichen P1, P2, p e, b und t in Übereinstimmung mit den verschiedenen Eingangssignalen bezeichnet. Alle diese Ausgangssignale sind an vielen Stellen des vorliegenden Schaltungsaufbaus benutzt, ohne dastdies im Interesse der klaren Darstellung gezeigt wäre.
• Wenn jedoch eines dieser Signale benötigt wird, dann erscheinen/ die jeweiligen Bezugszeichen Pl, P2, p, e, b oder t.
• Dies gilt in ähnlicher Weise für die übrigen erzeugten Impulse in den Fign. 6, 7 und 8.
• Ein weiteres Pulssignal P3 wird von den Signalen P1 und P2 mit Hilfe eines ODER-Gatters 55 abgeleitet, an welchem P1 tnd P2 anliegen.
• Das Signal P3 liefert also bei jeder Betätigung des Schalters 44 einen Impuls, wenn der Motor ruht.
• Das Impulasignal P3 wird an das Binärelement P angelegt, wobei dieses Element npW im AN-Zustand gezeigt ist, wenn dieses Binärelement die Vorführung eines P-Rahmens ermöglicht. Vom IN-Zustand wird noch ein Signal abgeleitet und an ein UND-Gatter 56 mit swei Eingängen angelegt, an dessem anderen Eingang ein Signal P1 ansteht. Der Ausgang des UND-Gatters 56 liefert mit Hilfe eines Impulsgenerators 57 ein Impulssignal P4. Das Signal P wird von einem der Rahmenidentifiziererköpfe 48 (Fig. 9) abgeleitet. Dieser Kopf spricht nur auf P-Rahmenmarkierungen an.
• Es kann daraus ersehen werden, daß ein P4-Impuls nur dann abgeleitet wird, wenn der Motor in Bewegung ist (ausgehend von einem P3-tmpul) und ein Signal, ausgehend von der Erkennung einer P-Rihmenmarkierung durch den Identifizierkopf, vorkommt.
• Der P4-Impuls ist deshalb geeignet, den Motor bei einem Vorftilirrahmen anzuhalten.
• Wie in der Fig. 9 gezeigt, sind die Rahaenidentifizierköpfe 48 vonden DatenleEköpfen 47 entfernt angeordnet. Die Köpfe 48 werden automatisch von Motor' zwischen zwei Lagen, entsprechend der Motorrichtung, verschoben, wobei in beiden Lagen die Rahmensarkierungen gelesen werden, bevor der Rahmen in seine VorfWhrlage komplett eingefahren ist, so daß ein Weiterlauf des Motors möglich ist, nachdem dieser abgeschaltet ist. Der Rahmen läuft dann in die richtige Sichtposition ein.
• Die Signale p und t werden an ein ODER-Gatter 58 angelegt, dessen Ausgang an einen Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen UND-Gatters 59 angelegt wird. (Wie bereits vorher erwähnt, wird das Gatter 59 als ein 3-Eingangsgatter zum Zwecke einer modifizierten Ausführungsform gezeigt: Im vorliegenden Fall sind aber nur die Eingangssignale P und der Gatterausgang 58 bedeutsam). Ein vom P-Binärelement stammendes Signal wird an den anderen Eingang des Gatters 59 gelegt, und der Ausgang dieses Gatters wird dazu benutzt, das Binärelement P in den AUS-Zustand zu versetzen.
• Dieses Rücksetzsignal ist mit dem Bezugszeichen P5 versehen und es ist offensichtlich vom willentlichen oder anderem Fortschreiten eines Darstellungsrahmens abgeleitet.
• Das Signal P5 wird an einen Eingang eines ODER-Gatter3 62 angelegt, dessen Ausgang ein Fragerahmen-Binärelement Q in den AN-Zustand setzt. Der Ausgang des Q-3inärelements wird an ein UND-Gatter 65 mit zwei Eingängen angelegt, an dessen anderen Eingang ein Q-Rahmen-Markierungs-Signal Qm anliegt. Auf diese Weise löst ein P5-Impuls das Fortschreiten von einem Darstellungerahmen P aus und setzt das Q-Binärelement in den AN-Zustand.
• Bei dieser Bedingung ist das Markierungssignal 4 in Beziehung auf das Gatter 63 wirksam, eo daß ein Ausgangssignal P6 mittels eines ODER-Gatters 64 und eines Pulsgenerators 65 erzeugt wird.
• Ein P6-Impuls ist deshalb geeignet, den Motor beim Vorliegen eines Fragerahmens anzuhalten.
• Der letzte Fragerahmen einer Lektion wird von den vorhergehenden Fragen durch die betreffende Markierungskodierung unterschieden oder erkannt. Das von der Erkennung eines letzten Fragerahmens QX abgeleitete Signal ist mit dem Bezugszeichen QLm versehen. Damit ein P6-Impuls für jeden Fragerahmen einschließlich des letzten Fragerahmens verfügbar ist, liegt der eine Eingang eines UND-Gatters 66 am Ausgang des Q-Binärelementes, während am anderen Eingang das Q, Signal ansteht. Der Ausgang des Gatters 66 wird an einen anderen Eingang des ODER-Gatters 64 angelegt, von welchem das P6-Signal abgeleitet wird.
• Um ein dem letzten Fragerahmen entsprechendes Signal zu erzeugen, wird der Ausgang des Gatters 66 dazu benutzt, ein Letzt-Frage-Binärelement QL mittels eines Impulsgenerators 67 zu markieren.
• Die Signale b und t werden an zwei Eingänge eines ODER-Gatters 68 angelegt, deren Ausgang an einen Eingang eines UND-Gatters 69 mit zwei Eingängen angelegt wird. Ein vom Q-Binärelement herkommendes Signal wird an den anderen Eingang des Gatters 69 angelegt, dessen Ausgang ein Signal P7 darstellen.
• Das Signal P7 kann als Signal erkannt werden, welches von der Wahl t'RUckspringen" oder vom'Nichtstun abgeleitet ist, wenn ein Fragerahmen vorgeführt wird.
• Das Signal P7 wird an einen Eingang eines ODER-Gatters -70 mit drei Eingängen angelegt, dessen Ausgang dazu benutzt wird, das Q-Binärelement rückzusetzen und ein P(a)-Binärelement in den AN-Zustand zu versetzen. Ein von diesem P(a) stammendes AN-Signal bereitet ein UND-Gatter 73 mit zwei Eingängen vor, an dessen anderem Eingang ein P(a)m-Signal von den Rahmenidentifizierköpfen 48 anliegt, wenn der alternative Darstellungsrahmen P(a) erkannt wird. Der Ausgang des Gatters 73 wird an einen Impulsgenerator 74 angelegt, von dem ein Signal P8 abgeleitet wird.
• Das Signal P8 ist demnach brauchbar, den Motor anzuhalten, um den xlternativen Darstellungsrahmen P(a) vorzuführen.
• Das P(a)-Binärelement wird entweder von einem Impuls oder einem P20-Impuls (der noch beschrieben wird) über ein ODER-Gatter 75 rUckgesdtst. -Die Koinzidenz eines e-Signals vom Gatter 50 und eines AN-Signals vom Q-Binärelement bereitet ein UND-Gatter 76 mit zwei Eingängen vor und erzeugt ein Signal P9 über einen Impulsgenerator 77.
• Ein Pg-Signalimpuls entsteht also dann, wenn der Auswerteknopf e während der Vorführung e.ines Fragerahmens gedrückt wird.
• Ein P9-Impuls wird dazu benutzt, ein Auswertebinärelement E und ein Dateneinschreibebinärelement D in den AN-Zustand zu versetzen.
• Es wird im Folgenden erklärt, wie die Bewertung einer dargestellten Antwort gemacht wird. Eine Folge der Bewertung liegt darin, daß vier Binärelemente R, C, A und S selektiv in ihren AN-Zustand gesetzt werden, Je nachdem ob die Bewertung anzeigt, daß Unverständnis, Verwirrung, Unvollständigkeit oder Erfolg vorliegt. In ihrem AN-Zustand liefern diese Binärelemente jeweils Signale R, C, A und S. Die Erzeugung von weiteren Impulssignalen, wobei diese R-, C-, A- und S-Signale benutzt werden, werden nunmehr beschrieben.
• Wenn die zur Lösung einer Aufgabe gemachten Versuche der erlaubten Maximalanzahl gleichkommen und gleichzeitig kein Erfolg erreicht worden ist, ist es notwendig, daß dem Lehrer Alarmzeichen gegeben wird. Ein Zeichen P, welches anzeigt, ob die Maximalanzahl der Versuche erreicht worden ist, wird, wie im Folgenden beschrieben, erzeugt.
• Das Vorliegen eines R-, C- oder A-Rahmens, d.h. ein Mangel an Erfolg, liefert über ein ODER-Gatter 80 ein Signal zu einem.
• UND-Gatter 81, deesen anderer Eingang von einem Auswertebinärelement E abgeleitet wird. Der Ausgang des Gatters 81 wird an ein UND-Gatter 82 mit zwei Eingängen angelegt, dessen anderer Eingang das Signal Y ansteht. Das Ausgangssignal des Gatters 82 wird an einen Impulsgenerator 83 gegeben, welcher ei Signal P10 erzeugt.
• Ein P10-Signalimpuls zeigt Fehlbeantwortung einer Frage an.
• Das P10-Signal wird an Binärelemente 84 und 85 angelegt, die dem Lehrer bzw. dem Lernenden eine Fehlanzeige übermitteln.
• Das Binärelement 84 liegt außerhalb der Kontrblle des Lernenden und wird vom Jeher rückgesett. Das Binärelement 85 schaltet die "Behler"-Lampe 45 der Antworteinheit S1 an.
• Das Signal R wird zusammen mit dem R-Rahmen-Markierungssignal X und dem Auewerte-Binär-AN-Zustand-Signal E an einen der drei Eingänge eines UND-Gatters 87 angelegt. Der Ausgang diese. Gatters wird an einen Impulsgenerator 88 angelegt, von dem. ein einzelnes Impulasignal P11 erhalten wird.
• Es kann erkannt werden, daß der Impuls des Signals P11 mit dem Erscheinen eines-R-Rahmens zusanmentrifft und daher zum Anhalten des Motors für die Vorfffhrung eines R-Rahmens benutzt werden kann.
• Signale P12, P13 und P14, die zum Anhalten des Motors beim C, A bzw. S-Rahmen vorgesehen sind, werden in der gleichen Weise wie P11 abgeleitet. Die Iuswertebinäranzeige E wird an ein UND-Gatter mit den entsprechenden Anzeigen C, A oder S und den entsprechenden Rahmenmarkierungen C, Am oder Sm angelegt.
• Wenn einer der Verbesserungsrahmen R, C oder A vorgeführt wird und der Lernende nach Studium des Materials den Wunsch hat, einen anderen Versuch zur Lösung der Frage zu unternehmen, drückt er den Fortschreiteknopf p (im anderen Fall erscheint das t-Signal). Das notwendige Signal wird durch ein ODER-Gatter 92 mit drei Eingängen, an welches die R, C und A-Binärelemente v entsprechende Signale anlegen, in Verbindung mit einem ODER-Gatter 93, welches zwei Eingänge aufweist, erzeugt. Die Ausgänge dieser beiden Gatter werden an ein mit zwei Eingängen versehenes UND-Gatter 94 angelegt, dessen Ausgangssignal in Verbindung mit dem Y-Signal (welches die bis zum Erreichen der erlaubten Maximalanzahl mögliche Anzahl der Versuche darstellt') ein mit zwei Eingängen versehenes UND-Gatter 95 vorbereitet.
• Das Ausgangssignal dieses Gatters wird an eintspulsgenerator 96 angelegt, um ein Signal P15 zu erzeugen, welches eine erneute Vorführung der laufenden Frage bewirkt.
• Es kann vorkommen, daß ein Verbesserungsrahmen auf den letzten zulässigen Versuch hin bei der letzten Frage QL einer Lektion erscheint. Für diesen Fall hat ein mit drei Eingängen versehenes UND-Gatter 99 die folgenden anliegenden Signale: das Ausgangssignal des Gatters 94, das Ausgangssignal des Lezt-Fragebinärelements QL und das Signal Y bezüglich der maximalen Anzahl derzulässigen Versuche.
• Das Ausgangssignal dieses Gatters 99 wird an einen Impuls generator 100 angelegt, von welchem ein Signal P16 erhalten wird, welches das Ende einer Bektton anzeigt.
• Wenn eine der leteten Frage vorhergehende Frage nach den maximal zulässigen Versuchen fehlerhaft beantwortetworden ist, ist es wünschenswert, daß der Lernende mit der nächsten Frage weiterfahren kann, abhängig von der Billigung des Lehrers. Das für diesen Zweck notwendige Signal wird von einem drei Eingänge aufweisenden UND-Gatter 101 abgeleitet, an dessen Eingänge folgende Signale angelegt werden: das inverse Signal QL vom Q-Binärelement, das Ausgangssignal des Gatters 94 und das Signal Y für die maximal zulässigen Versuche. Der Ausgang des Gatters 101 wird auf einen-Impulsgenerator 102 gegeben, dessen Ausgangsimpulssignal P17 erhalten wird.
• Die erfolgreiche Beantwortung einer Frage kann die Lektion beenden oder die Vorlage einer nächsten Frage in die Wege leiten. Die hierfür notwendigen Signale werden wie folgt abgeleitet. Ein ODER-Gatter 103 liefert Signale t oder p an den einen Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen UND-Gatters 104, wobei ein Signal vom S-Binärlement am anderen Eingang ansteht. Das Ausgangssginal dieses Gatters 104 wird auf jeweils einen Angang zweier mit.zwei Eingängen versehener UND-Gatter 105 und 106 gegeben, deren andere Eingangssignale von den beiden Zuständen L und e des Q-Binärelements abhängt. Die Ausgänge der Gatter 105 und 106 liefern Signale P18 bzw. P19, welche das Ende der Lektion bestimmen bzw. die Darstellung eines nächsten Fragerahmens Q bewirken.
• Wenn ein Alternativ-Darstellungsrahmen P(a) vorgeführt wird und eine Rückkehr zu der Frage gewEnscht wird, werden die p oder t Signale über ein ODER-Gatter 107 auf einen Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen UND-Gatters 108 gegeben.
• Ein vom P(a)-Binärelement stammendes Signal wird an den anderen Eingang gegeben und der Ausgang liefert über einen Impulsgenerator 109 ein Signal P20.
• Es wird nun auf die Fig. 8 und 9 Bezug genommen, wobei die Herleitung der beim Arbeiten der Maschine benutzten übrigen Impulssignale beschrieben wird.
• Wie früher erwähnt, beginnt jede Reihe der Daten auf einem Datenrahmen CD (Bezugzeichen 46) mit einer Triggermarke T.
• Wenn eine dieser T-Marken dem T-Lesekopf gegenübersteht, wird ein Trigger-Signal erzeugt und auf ein mit zwei Eingängen versehenes UND-Gatter 112 gegeben. Auf den anderen Eingang dieses Gatters wird ein vom D-Binärelement stammendes Signal gegeben, welches, wie erinnerlich, in den AN-Zustand durch'Drücken des Auswerteknopfes e gebracht wird, während ein Fragrahmen Q vorgeführt wird. Das Ausgangssignal des Gatters 1-1-2 wird auf einen Impulsgenerator 113 gegeben, von welchem ein Signal P21 erhalten wird.
• Beim Drücken des Auswerteknopfes e während der Vorführung eines Q-Rahmens wird deshalb ein P21-Impuls erzeugt, und zwar jedesmal, wenn eine U-Marke am T-Lesekopf vorbeigeführt wird.
• Das P21-Signal ist in Fig. 8 gezeigt.
• Ein Sperroszillator 119 (Pig. 8) weist über das Gatter 115 einen Rückkopplungsweg auf. Das Gatter 115 wird über ein Binärelement 116 vorbereitet, wenn ein P21-Impuls an das Binärelement geliefert wird. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 117 wird dem Binärelement 116 zu dessen Rücksetzung zugeführt. Das eine Eingangssignal des Gatters 117 ist das Ausgangssignal vom Sperroszillator 119, wobei dieses Ausgangssignal mit dem Bezugszeichen P22 bezeichnet ist, dessen Wellenforrn in Fig. 8 angedeutet ist.Der vorbereitete Eingang des Gatters 117 wird von einem Ringzähler 118 abgeleitet, der ein Ausgangssignal von der 6. Zählstufe beim Zählen von sechs Eingangsimpulsen abgeht.
• P22 stellt auch das Eingangssignal des Zählers 118 dar. Die Wirkungsweise dieses Schaltkreises ist folgende. Wenn das Binälement 116 durch einen P21-Impuls in den ANT-Zustand gesetzt wird, wird der Oszillator 119 wiederholt getriggert (die Frequenz des Oszillators wird durch den Schaltplan bestimmt) und erzeugt einen Impulszug, welcher das Signal F22 darstellt.
• Der Ringzähler 118 erzeugt ein Ausgangssignal jeweils beim Zählen von "sechs",und beim Eintreffen des nächsten P22 Impulses wird das Binärelement 116 in den AUS-Zustand zurückgesetzt. Der Oszillator- 119 wird dann angehalten, bis das Binärelement 116 erneut durch eid'P21-Impuls in den An-Zustand versetzt wird. So werden wiederholte Züge von Jeweils sieben Impulsen erzeugt, wob-ei Jeder Impulszug von einem P21-Impuls ausgelöst wird.
• Der Ausgang des UND-Gatters 117 wird auf einen Impulsgenerator 114 gegeben, von dem ein Signal P23 erhalten wird, der dem letzten Impuls in jedem Impuls zug der sieben Impulse entspricht.
• .Der P23-lmpuls von der Datenreihe 22 ist mit dem Bezugszeichen P24 versehen worden und wird über ein UND-Gatter 122 ausgewählt, an welchem das Signal P23 anliegt, ebenso wie ein Signal mit dem Bezugszeichen 22 von einem Register 132, welchea noch zu beschreiben ist und welches entsprechend den bebetätigten Knöpfen die Datenreihen auswählt. Wie ersichtlich, bestimmt ein P24-Impuls das Ende einer Datenrahmenauswertung.
• Schließlich wird ein Impulssignal P25 vom P21-Impuls der Datenreihe 22 abgeleitet. Diese beiden Signale werden an ein UND-Gatter 124 gegeben, dessen Ausgang auf einen Impulsgenerator 125 geführt wird, um das Signal P25 zu liefern.
• Bezugnehmend auf die Fig. 9 wird nunmehr die Auswertung einer gegebenen Antwort und die nachfolgende Kontrolle der vorgefuhrten Information betrachtet.
• Der Datenrahmen 46 (der kompletter in Fig. 4 zu sehen ist wird hinter die Datenleseköpfe 47 bewegt, so daß die einundzwanzig Reihen in numerischer Ordnung abgetastet werden. Da die Rahmengeschwindigkeit zwischen fünf und zehn Rahmen pro Sekunde liegt, steht jede Reihe nur während einer sehr kurzen Zeit--einem Lesekopf 47 gegenüber.
• Die fünf kodierten Bits jeder Reihe werden in ein fünfstufiges Register 130 unter der Kontrolle eines Funf-aus-zwei-UND-Gatters 131 eingelesen. Dieses Gatter wird durch P21-Impulse vorbereitet, so daß, wenn jede Datenreihe von den Leseköpfen 47 angetroffen wird, die Daten in das Register 130 eingewiesen werden. Das Gatter 131 wird vom D-Binärelement über das Gatter 112 gesteuert, so daß die Daten nur dann gelesen werden, wenn das Erfordernis einer Bewertung vorliegt.
• Die ersten beiden Stufen des Registers 130, d.h. die Stufen I und II, speichern die Charakteristiken "Verboten" bzw. "Notwendig" eines jeden Antwortknopfes, wenn die entsprechenden Daten abgetatstet werden. Für jeden betätigten Knopf wird diese Information benutzt, um entsprechende R- und C-Binärelemente zu betätigen, welche, in den AN-Zustand gesetzt, dazu benutzt werden, um die Verbesserungsrahmen R und C auszuwählen oder anzuzeigen.
• Die letzten drei Stufen, d.h. die Stufen III, IV und V des Registers 130, speichern die Binärkodierung der Gewichte Jedes der zwanzig Knöpfe, und zwar in der Reihenfolge wie die Datenreihen abgetastet werden. Für jeden betätigten Antwortknopf wird dieses Gewicht oder die Bewertung zusammengezahlt, um die Summe der Gewichte oder Bewertungen der Posten zu ermitteln, was die Antwort darstellt.
• Die Auswahl der Information in Beziehung auf nur die Knöpfe, welche die dargebotene Antwort darstellen, wird wie folgt bewirkt: Ein zweiundzwanzigstufiges Register 132 erhält eine t1 lt in der ersten Stufe und eine "O" in jedem anderen Stufe, wenn ein P24-Impuls vorliegt, welcher am Ende Jeder Bewertung der Daten vorkommt. Das Signal P23 wird als ein Fortschalteingangssignal benutzt, d.h. die "1" wird um eine Stufe am Ende der Bewertung einer jeden Datenreihe verschoben. Der normale Zustand einer jeden der ersten zwanzig Stufen des Registers 132 ist mit einem entsprechenden Eingang eines mit einundzwanzig Eingängen versehnen ODER-Gatters 133 über einen der zwanzig Antwortknöpfe der Antwort einheit 31 verbunden. Die einundzwanzigste Stufe ist ständig mit dem einen Eingang des ODER-Gatters 133 zur Erzeugung des Signals 21 verbunden. Die zweiundzwanzigste Stufe ist nicht mit dem ODER-Gatter 133 verbunden, sondern wird dazu benutzt, ein Signal 22 zu erzeugen, welches an verschiedenen Stellen des Schaltkreises, wie z.B. bei der Ableitung der Impulssignale P24 und P25' benutzt wird. Am Ende Jeder Reihenbewertung wird die "1" entlang dem Register 132 verschoben, wobei aufeinanderfolgende Ausgangssignale vom Gatter 133 erzeugt werden, welche den gedrückten Knöpfen entsprechen. Wenn die "1" in einer Stufe verbleibt, bei der ein Knopf gedrückt worden ist, entsprechen die Daten diesem Knopf, und die Stufe wird bewertet. Die "1" bewegt sich dann in die nächste Stufe.
• UND-Gatter 134 bzw. 135 werden durch die Antwortknöpfe, welche gedrückt oder nicht gedrückt worden sind, jeweils vorbereitet. Die anderen Eingänge der Gatter 134 und 135 sind der Inhalt der Stufen I bzw. II des Registers 130. Wenn die Stufe I eine "1" enthält, ist der Knopf "Verboten", und wenn er gedrückt worden ist, wird ein Ausgangssignal vom Gatter 134 erhalten.
• Wenn die Stufe II eine "1" enthält und der Knopf nicht gedrückt worden ist, wird ein Ausgangssignal vom Gatter 135 erhalten.
• Die jeweiligen Binärelemente R und C werden über diese Ausgangssignale über ein doppeltes UND-Gatter -136 in den AN-Zustand gesetzt. Dieses Gatter hat einen gemeinsamen vorbereiteten Eingang, der über den Siebenimpulszug P22 in Koinzidenz mit der Abwesenheit eines "1"-Zustandes der Stufen 21 und 22 des Registers 132 abgeleitet wird. Die Binärelemente R und C können daher nur durch die Bewertung von Daten der ersten zwanzig Reihen in den AN-Zustand gesetzt werden.
• Im Hinblick auf die Bewertung der gesamten Bewertungsgewichte der dargebotenen Antwort ist die Wirkungsweise die folgende: Das individuelle Bewertungsgewicht jedes Knopfes (ob gedrückt oder nicht) wird in die Stufen III, IV und V des- Registers 130 über das Gatter 131 beim Anliegen jedes P21-Impulses eingelesen bzw. eingeschrieben. Wenn der spezielle Knopf gedrückt worden ist, wird ein Ausgangssignal vom Gatter 133 erhalten, welches das UND-Gatter 137 vorbereitet. Der Inhalt der Stufen III, IV und V werden dann nacheinander in einen Addierer 138 über ein Gatter 137 verschoben. Die Fortschaltsignale werden über den Zustand der Stufe. III über ein doppeltes UND-Gatter 142 erzeugt. Wenn das Gatter 142 vorbereitet ist, fügt es die Binärziffern der Stufe III wieder ein, während die zunächst vorliegende Binär zahl zur Stufe IV weitergeschoben wird. Das Gatter 142 wird-über den Impulszug des Signals P22 über das Gatter 143 vorbereitet, wenn dies nicht durch die Anwesenheit von 1-Zuständen in den Stufen 21 oder 22 des Registers 132 verhindert wird. So werden für die Bewertung jeder Datenreihe die drei Bewertungsgewichtsziffern in die Stufen III, IV und V mittels eines P21-Impulses eingelesen und dann aus dem Register 130 durch sieben P22-Impulse nacheinander heraus geschoben.
• Wegen des Ergänzungseffektes des Gatters 142 werden sieben Ziffern aus dem Register 130 in den Addierer 138 ausgelesen, wobei die letzten vier Ziffern identisch mit der vorhergehenden Ziffer sind. Wie bereits erwähnt, reicht der Bewertungsgewichtsbereich von minus 4 bis plus 3. Um das Dreizifferngewicht in ein Siebenzifferngewicht umzuwandeln, müssen den drei Ziffern vier "O"en oder vier "1 "en vorangehen, je nachdem, ob das Bewertungsgewicht positiv oder negativ ist. Die binären Äquivalente des Bewertungsgewichtsbereiches sind folgende: + 3 w 011 - 4 = 100 + 2 = 010 - 3 = 101 + 1 n 001 - 2 1 110 0 æ 000 - 1 . 111 Wie ersichtlich, ist, wenn die wichtigste Ziffer eine "O" ist, das Bewertungagewicht positiv, und wenn die wichtigste Ziffer eine "1" ist, das Bewertungsgewicht negativ; deshalb werden durch Auffüllen mit der wichtigsten Ziffer (Stufe III) sowohl die positiven als auch die negativen Bewertungsgewichte in zutreffende Siebenziffern-Äquivalente umgewandelt.
• Der Zähler 140 wird durch einen P25-Impuls (Verbindung nicht gezeigt) auf Null rückgesetzt, d.h. durch den auf der Datenreihe 22 vorkommenden Impuls P21. Da Jede Ziffer in den Zähler 140 eingeschaltet wird, werden die bereits eingeschriebenen Ziffern nach rechts verschoben. Da jede Ziffer durch den Addierer 138 hindurchgelangt, wird sie bis auf die am wenigsten signifikante Ziffer des Registers 140 über einen "Rückkopplunga"-Weg addiert. Beim Beginn einer Auswertung wird daher die Sieben-Ziffern-Version des Bewertungsgewichts des ersten gedrückten Antwortknopfes durch den Addierer 138 hindurchgeschickt, wobei eine "O" zu jeder Ziffer hinzugezählt wird (da der Zähler 140 ursprünglich leer ist). Beim nächsten Satz von P22-lmpulsen, für welche ein Antwortknopf gedrückt worden ist, werden die sieben zunächst im Registerleingeschriebenen Ziffern zum Addierer 138 zurückgeführt, wobei die am wenigsten signifikante, zunächst eingeschriebene Ziffer zu der ersten der sieben hereinkomnenden Ziffern hinzugezählt wird, usw., und die Summe wieder in das Register 140 eingefuhrt wird. Nach der Abtastung des kntwortknopfes 20 ist die Summe der Bewertungsgewichte aller gedrückten Knöpfe im Register 140 gespeichert.
• Diese Summe wird natürlich durch die positiven Bewertungsgewichte vergrößert und durch die negativen Bewertungsgewichte vermindert.
• Bei der Stufe 21 des Registers 132 wird ein permanentes Ausgangusignal vom Gatter 133 erhalten, 10 daß das Gatter 137 auf diese Weise vorbereitet ist.
• Der schrittweise Eingang zur Stufe III des Registers 130 wird nun gesperrt, sobald das Zustand-21-Signal das Gatter 143 sperrt. Das Zustand-21-Signal bereitet aber das mit zwei Eingängen versehene UND-Gatter 144 vor und sorgt so für einen gemeinsamen vorbereiteten Eingang zum doppelten UND-Gatter 145 und läßt' die dauernden Eingangssignale "1" und "0" zu diesem Gatter zu, um den Inhalt aller fünf Stufen weiterzuschalten.
• Die Stufe II wird zu diesem Zweck mit der Stufe III verbunden.
• Beim Abtasten der Datenreihe 21 schaltet der Eingang P22 zum Gatter 144 die fünf Ziffern der Stufe I bis V in den Addierer 138 und verwandelt die fünf Ziffernummern in eine Siebenziffernummer durch Addition zweier t'1"en am kennzeichnenden Ende. Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Paßmarke in die Datenreihe 21 als eine negative Ziffer eingeführt wird, so daß die Paßmarke zur gesamten, nunmehr im Register 140 gespeicherten Marke addiert werden kann.
• Beim letzten der P22-Impulse für die Reihe 21 wird die Nettosumme der Marken erreichten + (-)-Paßmarke im Register 140 gespeichert. Alle positiven sieben Binärziffern von Null bis Dreiundsechzig haben eine llotl als die signifikanteste Ziffer. Alle negativen siebenziffrigen Binärzahlen von minus eins bis minus vierundsechzig haben eine "1" als die signifikanteste Ziffer. Das Vorzeichen der Differenz zwischen der erhaltenen Gesamtmarke und der Paßmarke kann daher für einen Bereich der Differenz von minus vierundsechzig bis plus dreiundsechzig erhalten werden, indem die signifikanteste Ziffer des Registers 140 geprüft wird. Der erwähnte Bereich deckt gut jedes gewöhnliche Bewertungsgewichtsschema ab.
• Die obengenannte Tatsache wird dazu verwendet., um ein mit zwei Eingängen versehenes UND-Gatter 146 mit einem von der signifikantesten Stufe des Registers 140 kommenden Signal vorzubereiten. Ein P25-Impuls wird an den anderen Eingang gelegt.
• Es wird daher ein Ausgangssignal vom Gatter 146 erhalten, wenn eine "1" in der signifikantesten Stufe des Registers 140 erscheint, d.1i. wenn die Paßmarke nicht erreicht worden ist. Das Ausgangssignal des Gatters 146 wird zum Versetzen eines "Vollständigkeits"-Binärelementes A in den AN-Zustand verwendet. Ein von diesem Binärelement stammendes Ausgangssignal wird über ein Gatter 80 zu einer Fehleranzeige und zur Ableitung der Signale P13 (um einen A-Verbesserungsrahmen auszuwählen) und P15, P16, P17 verwendet.
• Die signifikanteste Ziffer des Registers 140 wird auch zur Sperrung (wenn es eine "1" ist) eines mit drei Eingängen versehenen UND-Gatters 147 benutzt, dessen andere Eingänge das P25-Signal und das Ausgangssignal eines mit zwei Eingängen versehenen UND-Gatters 148 sind, an welches die von der Arbeitsstellung der Binärelemente R und C gel8tjferten Signale angelegt werden. Vom UND-Gatter 147 wird daher nur dann ein Ausgangssignal erhalten, wenn ein P25-Impuls auftritt; im Falle, daß die Paßmarke erreicht worden ist, wird keine R-Anzeige gegeben (kein verbotener Knopf ist gedrückt worden), und es tritt keine C-Anzeige auf (alle notwendigen Knöpfe sind gedrückt worden).
• Das vom Gatter 147 gelieferte Ausgangssignal wird zum Setzen eines "Erfolgs"-Binärelements S in den AN-Zustand benutzt, wobei diese S-Anzeige zur Ableitung der P14-(zum Anhalten an einem S-Rahmen) und P18-und P19-Signale benutzt wird, welche das Ende einer Lektion bzw. die nächste Frage bestimmen.
• Nachdem nunmehr die Bewertung der Daten in den ersten einunizwanzig Reihen -eines Datenrahmens beschrieben worden ist, wird nunmehr die Verwendung der aus der Reihe zweiundzwanzig stammenden Daten beschrieben.
• Die fünf Datenleseköpfe 47 liefern zu den jeweiligen Eingängen eines Vielfach-UND-Gatters 149 entsprechende Signale.
• Ein P25-Signal wird an den gemeinsamen Eingang dieses Gatters angelegt, wobei vier Ausgangssignale in Ubereinstimmung mit den Eingängen erhalten werden, wenn ein P25-Impuls vorkommt.
• Die vier Ausgänge des Gatters 149 werden an die entsprechenden Stufen eines vierstufigen Registers 150 angelegt. Dieses Register ist derart aufgebaut, daß jede Einstellung das existierende Muster entfernt und ersetzt.
• Bei der Einstellung der zulässigen Anzahl von Antwortversuchen wird eine einzelne "1" in die Datenreihe zweiundzwanzig in den mit den Bezugszeichen 4, 3, 2 oder 1 versehenen Lagen eingefügt, je nachdem, ob die zulässige Anzahl der Versuche 4, 3, 2 oder 1 ist. Beim Vorkommen eines P25-Impulses wird das Gatter 149 vorbereitet, und das Muster wird in die entsprechende Stufe des Registers 150 eingeschrieben. Ein fünfstufiges Register 151 hat einen Signalschritteingang P9, welcher bei Jeder Betätigung des Auswertkaopfes e in Verbindung mit der Vorführung einer Frage einen Impuls abgibt. Ein dem Register 151 zugeordneter rücksetzender Eingang setzt nur eine "1" in die erste Stufe (die mit dem Bezugszeichen O versehen ist), wobei dieses rücksetzende Eingangssignal von einem ODER-Gatter 152 abgeleitet ist. Die Eingangssignale dieses ODER-Gatters sind die Signale P4, P17 und P19, so daß das Register 151 beim Beginn einer Lektion und beim Fortschreiten einer neuen Frage rückgesetzt wird. Bei jedem Antwortversuch wird eine "1" von der 0- zu der 1-Position weitergeschoben, usw. Ein Koinzidenzgatter 153 ist zur Abgabe eines Ausgangssignales vorgesehen, wenn die verschobene 1 des Registers 151 mit einer stationären t'1" des Registers 150 zusammentrifft. Dieses Ausgangssignal ist das Signal Y, welches in der inversen Form Y zur Bestimmung des von einem Verbesserungsrahmen stammenden Fortschritts zu der Ableitung der Signale P15, P16 und P17 benutzt wird.
• Zurückkommend auf Fig. 6, wird die Steuerung der Vorführung wie folgt bewirkt: Alle Bedingungen während einer Lektion, bei welchen die Vorführung gewechselt werden muß, werden durch die Signale Pg, P15 P, P17 p P19 und P20 definiert. Diese Signale werden daher an ein ODER-Gatter 14 angelegt dessen Ausgang an das Motorstart Binärelement 156 angelegt wird. Dieses Binärelement ist mit dem Motorsteuerkreis 53 verbunden, wobei die beiden Zustand des Binärelements 156 den Motor an-bzw. ausschalten. Ein Verzögerungselement 155 hält den Motor so lange an, bis dessen Drehrichtung festgestellt ist.
• Alle während einer Lektion vorkommenden Bedingungen, während welcher die Rahmenvorführung vorwärts entlang der Folge der Fig. 3 bewegt werden muß, werden durch die Signale P1S P5. P7, P9' P17 und P19, und umgekehrt - für eine Rückwärtsbewegung -durch die Signale P2, P15 und P20 definiert. Die erste dieser Gruppen wird auf ein ODER-Gatter 157 und die zweite an ein ODER-Gatter 158 angelegt. Die Ausgänge der beiden ODER-Gatter werden an das Notorrichtung-Binärelement 159 angelegt, um die jeweiligen beiden Zustände zu markieren. Das Ausgangs signal des Binärelements wird in den Motorsteuerkreis 53 eingespeist, so daß der Motor in Verbindung mit dem Start/Stop-Binär-Element 156 immer zur erwünschten Zeit und in der erwünschten Richtung gestartet wird.
• Die Signale P4, P6, P8, P11> 12 P13 und 14 werden von der Koinzidenz eines AN-Zustandes eines jeweiligen Binärelementes und der Erkennung einer entsprechenden Rahmenmarkierung durch die Rahmenidentifizierköpfe 48 abgeleitet. Die sieben Arten der Rahmen erscheinen in der Folge der Fig. 3 und korrespondieren zu diesen sieben Signalimpulsen, so daß ein spezieller Rahmen mittels des entsprechenden Signals durch Anhalten des Motors ausgewählt werden kann. Diese sieben Signale werden daher an ein mit sieben Eingängen versehenes ODER-Gatter 160 angelegt, dessen Ausgangssignal das Start/Stop-Binärelement 156 zurücksetzt.
• Pn einem Alternativ-System zur Auswahl aufeinanderfolgender Rahmen werden Rahmenmarkierungen nicht benutzt, außer auf dem Darstellungsrahmen P und dem Fragerahmen Q. Dabei wird der Motor durch einen einstellbaren Anschlag abgeschaltet, der in einer von fünf Positionen entsprechend den Positionen der fünf auszuwählenden Rahmen gebracht werden kann. Jeder der fünf Po- f sitionen ist ein Solenoid zugeordnet, das bei Betätigung den einstellbaren Anschlag in die vorbestimmte Lage bewegt. Die P(a), R, C, A und S-Rahmen können auf diese Weise ausgewählt werden0 In einer Modifikation können Anzeigelampen für die Register 150 und 151 vorgesehen werden, um dem Lernenden die Anzahl der erlaubten Versuche und die Anzahl der gemachten Versuche anzu° zeigen.
• Von der Analyse des in dieser Verkörperung gegebenen Steuerkreises kann ein Computer in üblicher Weise programmiert werden, um die verschiedenen logischen Operationen durchzuführen. Wenn die Maschine an ein datenverarbeitendes System angeschlossen wird, wird die folgende Information von der Steuereinheit zum datenverarbeitenden System weitergeleitet: 1.) Identifikation des Lernenden, Gegenstand und Lektion; 2.) Nummer der Versuche, die der Lernende zur Beantwortung jeder Frage macht; 3.) die Antwort des Lernenden auf jede Frage; 4.) die vom Bern-Programmierer festgelegten Gewichte; 5.) die vom Lernenden beim Vorliegen jedes Rahmens gebrauchte Zeit.
• Das datenverarbeitende System kann den Bern-Progrsmmierer darin unterstützen, neue Programme durch die Analyse der Arbeitsweise einer Mustergruppe von Lernenden zu entwickeln. Das S-stem kann auch die Automation des Lernprozesses durch Lieferung einer Aufzeichnung für jeden Studenten und Steuerung des Erziehungsprogrammes in Ubereinstimmung entweder mit den Instruktionen des Lehrers oder automatisch durch die Aufzeichnung der Arbeit des Studenten fördern.
• Die Steuerung des Programmes kann wie folgt durchgeführt werden: a) durch Modifizierung der vom Lernprogrammierer gesetzten Schwellen; b) durch Anpassung der maximalen Länge der Zeit, die den Lernenden für jeden Rahmen zugestanden wird; c) durch Angabe der Anzahl der Fragen, deren Beantwortung in einer Lektion fehlerhaft sein darf.
• Eine Modifikation der obenerwähnten Verkörperung einer Lernmaschine wird nunmehr beschrieben: Ein wesentlicher Unterschied zwischen der modifizierten Maschine und der Basis-Maschine ist die Leichtigkeit der Modifikation der Stellung der bereits erwibbnten 'Schlußfolerungs-Fragen", deren Beantwortung eine Schlußfolgerung darstellt, d.h. sie umschließt eine Anzahl von Teilen, welche jeweils eine Anzahl von Informationsposten umfassen, wobei die Teile eine vorbestimmte vorgezogene Folge der Darstellung haben. Zum Zwecke dieser Beschreibung wird jedes dieser Teile als eine Gruppe (von Informations-Posten) bezeichnet, und die Posten jeder Gruppe werden aus einer Reihe von Informations-Posten ausgewählt, die auf der Karte angeordnet sind, wie bei der Basis-Maschine. Jeder Antwortknopf identifiziert jeweils einen Posten der Reihe.
• Die modifizierte Ausführungsform besitzt alle Möglichkeiten der Basis-Maschine und kann daher "Kombinations"-Fragen stellen und die Antworten auswerten. Kombinations"-Fragen werden als Fragen des Types "A" bezeichnet. Zusätzlich jedoch ist die modifizierte Ausführungstorm geeignet, im Hinblick auf eine "Schlußfolgerungs"-Brage zu prüfen, ob eine der jeweiligen Gruppen der dargestellten Antworten richtig ist oder nicht und ob das Maß der Ordnung (Reihenfolge) Jener Gruppen richtig ist. "Schlußfolgerungst ragen werden als Fragen des Typs B" bezeichnet. Korrektur-Rahmen werden dann vorgeführt, je nachdem, ob bei einem dieser Tests die gegebene Antwort unbefriedigend befunden wurde.
• Jede Gruppe der "Schlußfolgerungs"-Antwarten des "B"-Typs können mehrere der Antwortposten aufweisen. Solche Gruppen müssen deshalb gesondert in die Antwort-Einheit eingeführt werden.
• Ein Gruppenknopf a (körperllch nicht gezeigt) ist zusätzlich zu den Knöpfen der Basis-Verkörperung vorgesehen, so daß, nachdem eine Gruppe aufgesetzt ist, der "a"-Knopf gedrückt wird und die Gruppe als Ganzes eingeführt wird.
• Das Fiiiiktions-Diagramm der Fig. 10 zeigt die Ableitung der genannten Tests in logischer Form, obwohl der tatsächliche Ablauf im-einzelnen aus praktischen Gründen abweichen kann. Die Betätigung des Knopfes "a': erscheint als ein möglicher Weg in dieser Figur.
• Wenn der Schalter 44 gedrückt wird, wird ein "Anzahl der Versuche"-Zähler auf Null (180) gesetzt, wobei eine spezielle Lektion in dem Ablauf (181) ausgewählt wird. Eine Instruktions-Darstellung wird vorgefuhrt (182), nach welcher eine Warte-Periode (183) folgt, während welcher die Vorstellung P studiert werden kann. Wenn die Warte-Periode ohne Tätigkeit von seiten des Studenten (t) abläuft oder wenn er den Fortschreiteknopf- p drückt, wird eine erste Frage ausgelöst (184), ein Zähler wird auf 2'1" (185), ein Zähler auf Null (186) gesetzt, und die Frage wird vorgeführt (187). Der i-Zähler zeigt einen Speicherplatz für die korrekten Gruppen der Antwort des Lernenden an, während der x-Zähler die Anzahl der falschen Gruppen in der Antwort des Lernenden anzeigt.
• Eine Warteperiode 188 wird ausgelöst, während welcher der Rückspringknopf b betätigt werden kann, um die Vorführung einer alternativen Darstellung P(a) 189 zu bewirken, von welcher eine Rückkehr zu dem Fragerahmen (187) bewirkt wird. Die Vorföung des P(a)-Rahmens wird auch über t unwillentlich bewirkt, wenn von seiten des Lernenden keine Tätigkeit erfolgt. Der Student kann Jedoch während des Ablaufs der Periode 188 eine Gruppe durch Betätigung einer Kombination von Antwortknöpfen aufsetzen. Wenn er dies getan hat, drückt er den Gruppenknopf a, welcher einen Zähler nach "1!' (190) setzt, und sieht sich so die erste Gruppe in einer gespeicherten "Modell" Antwort an.
• Die Gruppe des Lernenden wird daraufhin mit der ersten Gruppe der Modellantwort (191) verglichen. Wenn äquivalent gegeben ist, wird die Modellantwortgruppe "abgehaktt' und gespeichert (192), und die (korrekte) Gruppe des Lernenden wird in der Speicherstelle gespeichert, angezeigt durch eine i-Zählung, d.h. Stelle lllfl (193). Der i-Zähler wird dann auf den Wert (i + 1), d.h. "2", gesetzt, und es wird zur Position "Gruppenaufsetzen" zurückgekehrt. Wenn keine äquivalent zwischen der ersten Gruppe des Lernenden und der ersten Gruppe der Modellantwort angetroffen wird, wird die letztere daraufhin überprüft, ob sie die letzte Modellantwortgruppe (194) gewesen ist, was für das vorliegende Beispiel nicht zutreffen soll. Der Zähler wird dann auf den Wert von j + 1, d.h. auf "2" (195) gesetzt, um die nächste Nodellantwortgruppe zu überprüfen Die erste Gruppe des Lernenden wird dann mit der zweiten Modellantwortgruppe (191) verglichen. Wenn Äquivalent gegeben ist, wird die nächste Gruppe des Lernenden wie zuvor behandelt: Wenn nicht, wird die Modellantwortgruppe daraufhin überprüft, ob sie die letzte Gruppe ist; wenn nicht, wird die nächste Modellantwortgruppe auf Xquivalenz überprüft, usw. Wenn keine äquivalent mit irgendeiner Modellantwortgruppe gegeben ist, wird auf die Frage 191 die Antwort "nein" gegeben und ge-.
• gebenenfalls die Antwort "ja" auf die. Frage 194. Dies führt dazu, den x-Zähler um eine t'1" fortzuschalten, um eine falsche Gruppe in der Antwort des Lernenden anzuzeigen. Alle diese Überprüfungen werden beim Einfügen einer Gruppe und Drücken eines Knopfes sofort durchgeführt.
• Alle Antwortgruppen des Lernenden werden -auf diese Weise überprüft, was zu einer Speicherung derjenigen Gruppen der Modellantwort führt, für welche der Lernende ein äquivalent geliefert hat. Weiterhin werden die äquivalenten Antwortgruppen des Lernenden in det ingegebenen Reihenfolge gespeichert und die falschen Gruppen/werden gezählt. Wenn der Lernende seine Gruppeneingänge vervollständigt hat, drückt er den Auswerteknopf e(198). Der Anzahl-der-Versuche-Zähler wird um eine "1" (-199) weitergeschaltet, ein Zähler wird auf die Summe der Bewertungsgewichte (y) der "abgehakten" Modellantwortgruppen (300) gesetzt und ein Zähler wird auf die Anzahl der "abgehakten" Gruppen k (301) gesetzt. Die 'tabgehakten" Modellantwortgruppen werden im Block 302 angezeigt.
• Der Vers chiebungs fehler der (korrekten) Gruppe des Lernenden wird wie folgt bestimmt. Ein z-Zähler, der die Summe der Plazierungsfehler anzeigt, wird auf Null gesetzt (303), und es wird die erste korrekte Gruppe des Lernenden betrachtet (303).
• Die erste Modellantwortgruppe, welche betrachtet werden muß, ist die zweite, d.h. die auf die entsprechende Gruppe folgende.
• Dies liegt daran, daß beim Suchen von Fehlern durch Auffinden der äquivalent zwischen einer Gruppe der Lernenden und einer Modellgruppe durch Definition kein Fehler gegeben ist, wenn die Äquivalenz zwischen Gruppen der gleichen Nummer in ihrer Folge gegeben ist. Auf diese Weise wird der j-Zähler auf i + 1 (304) gesetzt, d.h. auf zwei, und die äquivalent wird getestet (305).
• Wenn Äquivalenz gegeben ist, beträgt der Plazierungsfehler 1, der in den z-Zähler (306) eingeführt wird. z wird in der Tat um j.- 1 vergrößert, was im vorliegenden Fall i + 1 - 1, d.h. i, ausmacht, und i ist 1. Wenn bei 305 keine Äquivalenz aufgetreten ist, wird die Vberprüfung daraufhin gemacht, ob die geprüfte Modellgruppe die letzte der abgehakten Modellgruppen (307) ist.
• Wenn nicht, wird die nächste Modellantwortgruppe im Hinblick auf äquivalent mit der (gleichen) korrekten Gruppe (305) des Lernenden betrachtet (308). Wenn keine itquivalenz gegeben ist, wird die Schleife erneut durchlaufen, wobei jedesmal geprüft wird, ob die Modellgruppe die letzte (307) ist; wenn nicht, wird die nächste Modellgruppe (308) betrachtet und erneut verglichen (305).
• Wenn die letzte Modellgruppe überprüft worden ist, wird die nächste korrekte Gruppe des Lernenden betrachtet (309). Wenn diese nächste Gruppe nicht die letzte (310) ist, werden die vorhergehenden Aquivalenzüberprüfungen über den Weg von 304 wiederholt, wobei die Gruppe des Lernenden zuerst mit der nachfolgenden Modellgruppe (j ist i + 1) betrachtet wird. Jedesmal, wenn Äquivalenz mit einer Gruppe des*Lernenden angetroffen wird, wird der z-Zähler um 1 weitergeschaltet. Wenn die Gruppe des Lernenden die letzte (310) ist, wird keine Äquivalenzüberprütmg durchgeführt. In diesem Stadium speichert der z-Zähler die Summe aller tRückwärts"-Verschiebungen der Gruppe des Lernenden.
• Für alle drei Kriterien xmax,y&ss und Zmax werden Paßhöhen festgesetzt. In der Reihenfolge 311, 312, 313) werden tZberprüfungen durchgeführt und Verbesserungsrahmen vorgeführt, wobei die Vorführung infolge des ersten fehleraufspúrenden Testes Vorrang hat, entsprechend 314, 315, 316.
• Wenn keiner dieser Tests einen Fehler aufweist, wird ein Erfolgsrahmen (322) vorgeführt, der das Verständnis des Lernenden bekräftigt oder konsolidiert. Bei dieser Vorführung beginnt eine Warteperiode (323), nach welcher weitere Fragen gestellt werden. Bei der Vorführung eines Verbesserungsrahmens erfolgt eine Prüfung daraufhin, ob die Anzahl der gemachten Versuche der Anzahl der maximal zugelassenen (318) Versuche gleichkommt.
• Wenn dies zutrifft, wurde die richtige Antwort endgültig verfehlt, und der Lehrer wird gewarnt (319), Mit Zustimmung des Lehrers können weitere Antwortversuche' gemacht werden, und es kann nach Verlangen des Lernenden mit der Lektion fortgefahren werden. Wenn die Anzahl der Versuche die maximal zulässige Anzahl nicht erreicht, kann nach einer zum Studium der Verbesserungsinformation vorgesehenen Warteperiode (317) ein erneuter Versuch der Fragebeantwortung mittels der Blöcke 185, 186, 187 gemacht werden.
• Wenn die Beantwortung einer weiteren Frage verht wird (321), wird nach dem Erfolg oder Mißerfolg der n-Zähler auf Null gesetzt (320).
• Die Schaltungsanordnung der modifizierten Aus führungs form wird in den Fign. 11 bis 16 gezeigt. Daraus ist ersic-htlich, daß alle Möglichkeiten des Modells A zusätzlich zu den ausschließlichen Möglichkeiten nach Modell B gegeben sind. Eine Wahl für die Betriebsweise A oder B ist über einen nicht gezeigten Umschalter auf der Antworteinheit. gegeben.
• In diesem Falle wird keines der Bewertungsdaten, weder für A noch für B, auf dem Nikrodia gespeichert. Es ist vielmehr eine Speichertrommel vorgesehen, deren Aufbau aus Fig. 17 ersichtlich ist. Es werden'neununddreißig Leseköpfe benutzt, davon fünf für Tak.tspuren, vierundzwanzig für Schlußfolgerungslektionen (der Art B) und fünf für zwei Arten von Eombinationslektionen (der Art A). Der Erziehungsprogrammierer kann die beiden Arten der A-Lektionen und der 3-Lektionen mischen.
• Im Hinblick auf die 3-Lektionen werdenvfür jede Frage sieben logische Worte mit -jeweils vierundzwanzig Bits benutzt, wovon die erste der sieben ein Datenwort ist, welches Information über die Frage, Anzahl der zulässigen Versuche, Anzahl der Gruppen in der Modellantwort (bis zu einem Maximum von sieben) und die kritischen Werte Xmax, ypass, zmax gibt. Die verbleibenden sechs Worte werden zur Bewertung bis zu sieben Sequenzgruppen benutzt, wovon jedes der sechs Worte aus vierundzwanzig Bits besteht und einen Ja/Nein-Test für jede der zwanzig Äntwortknöpfe zur Bildung einer Modellgruppe liefert, aB und die verbleibenden4, Bits geben ein Bewertungsgewicht für jede Gruppe.
• Die Vorführung wird beispielsweise für das Modell A gesteuert, der Motor vorwärts oder rückwärts geschaltet und die Koinzidenz eines Signals vom Rahmenmarkierer und dem AN-Zustand eines geeigneten Binärelementes abgeleitet, so daß ein Motor stopaignal erzeugt wird.
• Bezugnehmend auf die Fign. 6 bis 9 und insbesondere 11 bis 16,ist die Wirkungsweise grundsätzlich folgende: Im Zustand P Der Schalter 44 bewirkt, wie zuvor, die Vorführung eines Darstellungsrahiens P, welche den Lernenden darüber informiert, daß er die Lektion mit der Nummer n und vom Typ A1, A2 oder B vor sich haben wird. Die weiteren auf der Antwort einheit für diesen Zweck benötigten Schalter liegen auf einem Schaltbrett 230 (Fign. 11 und 13) und zeigen die Nummer der Lektion und mit tels eines Dreipositionsschalters, die Lektionsart (A1 A2 oder B) an. Schließlich ist noch ein Einfügedatenknopf (Fig. 11) vorhanden. Nachdem die obengenannte Information eingegeben worden ist, löst das Drücken des Einfügedatenknopfes einen Impuls P62 (Fig. 11> aus. Das Signal P62 dreht das Datenbinärelement AN und fügt die Lektionsnummer in das A-Register und den Lektionstyp in das Register 233 ein. Zusätzlich werden die Teile des A-Registers bezüglich Q-Nummer und der Gruppennummer auf 0 gesetzt.
• Wenn zwischen der Adresse im A-Register und der Trommelstellung, wie sie im B-Register gegeben ist (welche zusammen mit der Taktschaltung in Fig. 13 näher dargestellt ist) Koinzidenz auftritt, wird ein P35-Impuls erzeugt, welcher die ursprünglichen Steuerdaten (Wort O) für Frage O einer Lektion vom B-Typ (n) in das Datenregister (210) überträgt. Das P35 Signal schaltet auch das Datenbinärelement ab.
• B-Typ-Lektion Stadium P: Datenbinärelement abgeschaltet Bezugnehmend auf Fig. 6, wird über das Drücken von p oder t ein Impuls P5 erzeugt, welcher das P-Binärelement AB-schaltet und das Q-Binärelement, das Motorvorwärtsbinäriement und das Motorstartbinärelement AN-schaltet.
• Q + Qm erzeugen das P6-Signal zum Anhalten des Motors beim Vorliegen eines Q-Rahmens. Das Drücken der e, b und a-Knöpfe erzeugt keine Wirkung.
• Im Zustand Q Der F/R-Schalter 44 bewirkt die Vorführung eines Darstellungsrahmens und ein allgemeines Rücksetzen der Binärelemente.
• (a) das Drücken des Fortschreiteknopfes p bewirkt keine Tätigkeit; (b) das Drücken der t- oder b-Knöpfe erzeugt das P7-Signal (Fig. 6), welches das Q-Binärelement abschaltet und das P(a)-Binärelement, das Motorvorwärtsbinärelement und das Motorstartelement anschaltet.
• Die Fa und Pam-Binärelemente erzeugen den P8-Impuls, wel-.
• cher den Motor beim Vorliegen eines Fa-Rahmens abschaltet.
• Beim Vorliegen eines Pa-Rahmens erzeugen t oder p das P20-Signal (Fig, 7), welches das Motorrichtungsbinärelement, das Motorstartbinärelement, das Q-Binärelement anschaltet und den Rahmen zurückbringt (P6 zum Stoppen des Motors) (Fig. 6).
• Alternativ setzt der Lernende im Zustand Q seine erste Gruppe an der Antworteinheit ab. Augenblickliches Drücken des Gruppenknopfes "a" erzeugt ein F31-Signal, welches eino(-Binärelement anschaltet und die Gruppe des Lernenden in das Studentengruppenregister überträgt.
• Wenn die Trommel die nächste Koinzidenz erreicht, (noch beim Wort Null) ereugt das 935Signal (umo(u.8 verzögert) ein P63-Signal (s. Fig. 15), welches den Modellgruppenzähler auf 1 setzt.
• -Bei der nächsten Trommelkoinzidenz wird daher die Modellgruppe 1 in das Register C eingelesen. Es wird darauf hingewiesen, daß, während das Register B die.vorliegende Trommelstelle registriert (s. Fig. 13), das in Fig. 11 unmittelbar unter dem Register 3 gezeigte Register den Inhalt dieser Stelle registriert, wie sie durch die Köpfe 4 - 27 ausgelesen wird. Der Modellgruppenzähler kann nicht beim Zählen von 2 fortschreiten, und zwar infolge der Verzögerungszeit zwischen P35 und P63.
• Während dieser Zeit wird die Modellgruppe 1 im Register C und die erste Gruppe des Lernenden im Register D miteinander verglichen.
• Wenn keine Äquivalenz existiert, wird am Ende der Verzögerungszeit der Modellgruppenzähler um die Zählung von 2 fortgeschaltet, und bei der nächsten Trommelkoinzidenz wird die Modellgruppe 2 mit der Gruppe des Lernenden verglichen. Wenn keine Äquivalenz angetroffen wird, wird die Gruppe des Studenten mit der Modellgruppe 3 verglichen, usw. Dieses Verfahren wird bis zur Prüfung der letzten Modellgruppe fortgeführt. In diesem Zustand-wird Koinzidenz zwischen dem Inhalt der Zähler 200 und 217 erhalten, und der Modellgruppenzähler 200 wird auf Null zurückgesetzt. Gleichzeitig wird ein PEO-Impuls erzeugt, welcher das oC-Binärelement abschaltet. Wenn keine Äquivalenz zwischen der Gruppe des Studenten und der letzten Modellgruppe angetroffen worden ist, ist die Antwortgruppe des'Studenten sicherlich inkorrekt; das ß-Binarelement bleibt ungesetzt, und ein Impuls F64 (Fig. 15) wird erzeugt, der eine 1 aus der Anzahl der erlaubten falschen Gruppen abzieht (wie im Datenregister näher ausgeführt). Die Subtraktion wird in der Praxis durch Subtraktion einer 1 von xmax, die als eine positive Ziffer ausgedrückt ist, ausgeführt. Wenn der Student die maximal zulässige Anzahl der falschen Antwortgruppe (mag) erreicht hat, ist der Inhalt des Zählers mit Null identisch. Die Aufdeckung dieses Zustandes erzeugt einen Impuls, welcher ein Binärelement 1 in den AN-Zustand setzt. Wenn der Auswerteknopf gedrückt wird (Bedingungen Q und e), wird das Signal 19 (Fig. 6) erzeugt, und wenn das 1-Binärelement im AN-Zustand ist, gibt P9 ein Ausgangssignal an X (Fig. 15) ab.
• Wenn das OC-Binärblement im AUS-Zustand ist, werden P63-Impulse unterdrückt, so daß der Modellgruppenzähler im Nullzählstand verbleibt, bis die nächste Gruppe des Studenten aufgesetzt ist und dieser erneut den Gruppenknopf a drückt. Der resultierende P31-Impuls überträgt daher diese Gruppe in das Register D (Fig. 11).
• Es sei angenommen, daß die Antwortgruppe des Studenten nunmehr korrekt ist und der Modellgruppennummer 5 entspricht.
• Beim Erhalten der äquivalent wird ein P32-Impuls (Fig. 11) erzeugt. Dieser Impuls P32 setzt den Korrekt-Gruppen-Zählstand des Studenten auf 1 (223 in Fig. 12), was anzeigt, daß die erste korrekte Gruppe vorliegt. (Diese Zählung erfolgt tatsächlich in negativen Zahlen für den nächsten Z-ert) Die Antwortgruppennummer des Studenten wird deshalb eine 1 sein und die Modell gruppennummer eine 5. P32 setzt das 8ß-Binärelement in den AN-Zustand (Fig. 11), welches F63-Zählimpulse unterdrückt (Fig. 15) und daher den Modellgruppenzählstand (200) beim vorliegenden Wert 5 stoppt.
• Das Register C (Fig. 11) erhält sowohl die Modellgruppe als auch die positiven Bewertungsgewichte oder Marken dieser Gruppe. Da der Student die gleiche Gruppe in seiner Antwort hat, wird er mit seinem Wert wie folgt kreditiert: P36 (verzögerte Äquivalenz-Impulse, abgeleitet in Fig. 11 und angewendet in Fig. 12) überträgt das Bewertungsgewicht zum y-Akkumulator-Addierer (der ursprünglich bei Beginn jeder Frage auf Null gesetzt worden ist). Die akkumulierte Summe der kreditierten Bewertungsgewichte wird dann mittels P37 (verzögerter Äquivalenz-Impuls) zum y-Paralleladdierer transferiert, welcher diese Bewertungsgewichte zu der erforderlichen Paßmarke (Ypass) addiert, wie im Abschnitt "Datenregister" ausgeführt.ypass wird als negative Zahl gespeichert, so daß - Ypass Y :Y gebildet wird.
• Wenn der Bewertungsknopf (e) am Ende einer Sequenz (Q und e) gedrückt wird, wird ein Impuls P9 erzeugt (Fig. 6). Wenn zu dieser Zeit das überzählige Bit des y-Parallel-Addierers negativ ist, dann zeigt dies an, daß y - Ypass negativ ist, und an r wird ein Ausgangssignal gegeben, welches einen Fehler aufgrund dieses Testes anzeigt.
• Z-Test Annahme: Obwohl der Student eine Gruppe korrekt indentifiziert hat, hat er sie als zweite Gruppe anstelle korrekterweise als fünfte Gruppe eingeführt. Er ist bereits im Rinblick darauf, daß seine erste Gruppe falsch ist, bestraft worden. Beim Varliegen der Lektion vom Typ B ist fernerhin erforderlich, daß die Antwort des Studenten im Hinblick auf die Anzahl der Verschiebungen bewertet werden sollte, die notwendig sind, um die korrekten Antwortgruppen des Studenten in die korrekte Sequenz zu bringen.
• Die Antworten werden zunächst symbolisch betrachtet, und es wird angenommen, daß die Nodellantwortgruppen in folgender Ordnung vorliegen: ABC + DEF + GHI + JKL + MNO + PQR und daß die korrekten Antwortgruppen des Studenten in folgender Reihenfolge angegeben worden sind: PQR + ABC + DEF + GHI + JKL + MNO.
• Durch die Prüfung wird der Ausdruck PQR in der Antwort des Studenten nach links verschoben. Wenn die Schritte nach links als + ve und die Schritte nach rechts als -ve gezählt werden, wird, bei erneuter Betrachtung jeder Gruppe, folgendes erhalten: +5-1-1-1-1-1-0 und die Summe aller Verschiebungsschritte ist Null. Um die Anzahl der Schritte festzustellen, die notwendig sind, um die richtigen Gruppen in der Antwort des Studenten in die richtige Reihenfolge zu bringen, ist es lediglich notwendig, beispielsweise die positiven Verschiebungsschritte zu zählen.
• Werden nunmehr die obigen Reihenfolgen der Modellantwort und der Studentenantwort dahingehend betrachtet, daß die im Modellgruppenzähler 200 und im Studentengruppenzähler 223 gespeicherten Gruppennummern miteinander verglichen werden, dann wird jederzeit ein ähnliches Ergebnis erhalten. So wird für die Modellsequenz ABC DEF GHI JKL MNO PQR die Modellgruppennumer 1 2 3 4 5 6 korrespondierende Student engrupp ennuininer 234561 in der Subtraktion erhalten -1 -1 -1 1 -1 +5 Daher ist die Antwort wiederum + 5, und es wird deshalb so vo,rgegangen, daß, sobald die korrekten Gruppen aufgefunden worden sind, das Zählergebnis der Antwortgruppe des Studenten von dem Zählergebnis der Modellgruppe subtrahiert wird und die Differenz einem Äkumulator zugefügt wird, wenn sie positiv ist. Am Ende einer Folge würde man im angenommenen Beispiel die Zahl +5 (=z) haben.
• Wenn die für eine zufriedenstellende Antwort zulässige Anzahl der Bewegungsschritte Zmax beispielsweise auf 7 limitiert wird, muß die Subtraktion 7 - 5 = +2 gebildet werden und das Vorzeichen der Differenz gebildet werden. Wenn die Differenz negativ ist, hat der Student die zulässigen Bewegungsschritte überschritten, d.h. Z > zmax, und der Student hat den Test nicht bestanden.
• Unter Verwendung des gleichen Beispiels erfolgt das Verfahren wie folgt: (1) Der Zähler 223 zum Zählen der korrekten Gruppennummern des Studenten (anfänglich auf Null gesetzt) zählt in negativen Zahlen (d.h. er subtrahiert jedesmal, wenn eine Koinzidenz erhalten wird, von P32 eine 1) und wird jedesmal nach Null zurückgesetzt, wenn ein P26-Impuls auftritt (d.h. am Beginn der Lektion, Rückkehr zu einer Frage oder Fortschreiten zur nächsten Frage).
• (2) Diese negative Zahl wird dann zu der + ve- Modellgruppenzahl infolge des P36-Signals(bzw, eines verzögerten äquivalenten Impulses) in den Paralleladdierer 224 addiert, d.h. für das angeführte Beispiel ABC + DEF + GHI + JKL + MNO + PQR Nodellgruppen-Zählnummer 1 2 3 4 5 6 Studentengruppenzählnummer -2 -3 -4 -5 -6 -1 Summe -1 -1 -1 -1 -1 +5 (3) Die -ve-Zahlen werden dann im ersten z-Parallel-Addierer 224 addiert und ergeben das Ergebnis -5.
• (4) Das führende Bit des ersten -z-Parallel-Addierers 224 wird jedesmal geprüft, wenn eine äquivalent eintrit't,und wenn ein solches vorhanden ist (was eine negative Zahl anzeigt), wird der Inhalt des ersten z-Parallel-Addierers zum z-Akkumulator-Addierer 225 (der ursprünglich beil Beginn Jeder Frage auf NULL gesetzt worden ist) durch das Signal P37 (bzw. ein äquivalenter verzögerter Impuls) addiert.
• (5) Die akkumulierte -ve-Zahl wird dann in den zweiten z-Parallel-Addierer 226 zu dem +ve-Wert von z=, wie sie im Datenregister 220 steht, durch die Tätigkeit des Signals P38 (oder eines äquivalenten verzögerten Impulses) addiert. Im vorliegenden Beispiel ergibt die Tätigkeit +7 (-5) = +2. Wenn während der Folge der Operationen die Summe der notwendigen Verschiebungsschritte (z) größer wird als die Summe der erlaubten Bewegungsschritte (z Maximum) (wie im Datenregister festgehalten), dann wird das führende Bit negativ. Wenn der Auswerteknopf betätigt wird, wird ein Impuls P9 erzeugt. Wenn das führende Bit negativ ist, gibt P9 ein Ausgangssignal an Z ab.
• Die Schaltungsanordnung der Figuren II bis 16 ist im allgemeinen aus sich heraus verständlich, aber im Folgenden wird noch auf einige spezielle Merkmale hingewiesen.
• In Fig. 15 erlaubt der obere Schaltkreis eine Variation der Anzahl der Gruppen, die eine Modellantwort darstellen können. G max wird in das obere Register 217 eingefügt, und die Koinzidenz zwischen diesem Zählstand und dem des Registers 20d (die Modellgruppennummer) erzeugt einen Impuls, welcher den P35-Eingang des Registers 200 sperrt, zu welchem Zählstand auch immer die Koinzidenz eintritt, und welcher den Modellgruppenzählstand nach 0 zurücksetzt.
• In Fig. 16 arbeiten die Indikator-Binärelemente R, C, S und A für Lektionen,des Typs Al oder A2 (s. Fig. 17), und zwar mittels Gatter 136, 146 und 147 und eines Vielfach-Und-Gatters.
• Diesem Vielfach-UND-Gatter folgen vier ODER-Gatter, deren alternative Eingangssignale von einem multiplen UND-Gatter herstammen, welches als gemeinsam vorbereitendes Signal ein B-Typ-Lektions-Signal BL vom Register 233 erhält. Auf diese Weise werden die gleichen Binärelemente sowohl in Lektionen vom A-Typ als auch vom B-Typ verwendet und in Ubereinstimmung mit dem Lektionstyp gesteuert. Sie zeigen deshalb entweder R, C, A und S, entsprechend der Definition für Arbeiten des Typs A, oder X, Y, Z und S' als Arbeiten des Typs B an.
• Sowohl im Modell A als auch B ist das Merkmal t des Zeitablaufs (welches beispielsweise in den Fließkarten 5 und 10 in Erscheinung tritt) so dargestellt worden, als ob es unter allen Umständen fixiert sei. In Anbetracht der Fig. 14A ist dies jedoch nicht so, wo mehrere unterschiedliche Zeitkreise dargestellt sind, die durch das Anhalten des Vorführantriebsmotors und'durch den AN-Zustand der jeweiligen Binärelemente P, Q, Pa usw. angestoßen werden. So dauert jede Vorführung eine bestimmte Zeit, abhängig vom Typ dieser Vorführung.
• Die Schaltungsanordnung erleichtert außerdem mittels der Serienumschalter das jederzeitige Anhalten der Lektion durch den St-udent-en oder den Lehrer.
• Die Maschine nach Modell B eignet sich, wie klar ersichtlich ist, zur Steuerung durch einen Computer, in welchem Falle alle vom Stu?'.enten und der Maschine durchgefiüirten Arbeiten für den späteren Gebrauch aufgezeichnet werden können.
• In einer weitergetriebenen Ausführungsform der Maschine nach Modell G (Fig. 18) wird eine Schreibmaschine zum Schreiben einer "uneingeschränkten" Antwort benutzt, und es sind auf der Antwort einheit Knöpfe vorgesehen, um auf einer so vorgesehenen.
• "Versuchs"-Antwort Antwort eine Selbstbewertung durchzufuur"en. In dieser Ausführungsform können zwei Vorführeinheiten vorgesehen werden; wovon die eine ein Magazin aufweist, welches Informationen und Fragerahmen des früher erwähnten Typs hat, auf welche der Student jederzeit zurückgreifen kann, und solche zusätzlichen Rahmen, wie sie notwendig sein können, um zu einem Fragerahmen zu führen, welcher uln komplexes Problem stellt. Dieses Problem kann entweder von geschlossener oder offenendiger Natur sein (es kann, aber es braucht nicht eine einzige Lösung zu existieren. Der Student muß deshalb das Problem studieren und mögliche Methoden der Lösung aufzeigen und erforschen. Die zweite Vorführeinheit enthält Referenzinformationen, auf die der Student während seiner Erforschung der möglichen Methoden der Lösung zurückgreifen kann. Wenn der Student eine mögliche Lösung entworfen hat, dann schreibt er sie nieder. Der Student drückt dann einen Kontrollknopf auf der Referenzeinheit, wodurch die erste Vorführeinheit veranlaßt wird, einen weiteren Rahmen zu zeigen, welcher zusätzliche Informationen oder Fragen enthält, was dem Studenten beim Bewerten seiner Antwort hilft. Wenn der Student mit seiner Antwort unzufrieden ist, kann er seine Erforschungen fortsetzen und eine neue vorgeschlagene Lösung niederschreiben. Wenn er mit seiner Antwort zufrieden ist, drückt er einen anderen Kontrollknopf, welcher die erste Vorführeinheit veranlaßt, einen endgültigen Rahmen zu zeigen, welcher entweder eine Modellantwort gibt (für Probleme mit geschlossenem Ende) oder eine Anzahl von möglichen Annäherungen -und eine Reihenfolge von Empfehlungen für Probleme mit offenem Ende. Nach dem Studium dieses endgültigen Rahmens fügt der Studßent eine kodierte Selbstbewertung seiner Antwort mit Hilfe von zusätzlichen Knöpfen ein, welche (wie in der Antwortmatris) eine gewisse im Begleittext des jeweiligen Problems oder Lektion ihnen zugeschriebene Bedeutung haben. Die endgültige niedergeschriebene Antwort oder der Versuch wird dann für nachfolgende Analysen gespeichert, zur Bewertung durch einen oder mehrere Lenner. Durch die Anwendung einer ähnlichen Codetechnik zum Aufzeichnen von Bewertungen der Lehrer, kann die Fähigkeit des Studenten mit komplexen Problemen umzugehen und gute kritische Se')tstabschätzungen zu machen, automatisch bewertet werden.
• Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen -- oder in Kombination -- in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.
• Patentansprüche

Claims (12)

1. Patentansprüche (i . Lernmaschine, welche Informationsdarstellungseinrichtungen, Antworteinrichtungen für den lernenden Studenten mit einer Mehrzahl von manuell zu betätigenden Elementen, und Einrichtungen zur Identifizierung dieser Elemente mit Informationsposten in Beziehung zu dem zu lernenden Gegenstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Informationsposten (1 bis 20, Seite 14) einen jeweiligen Grad an Signifikanz oder Bedeutung im Zusammenhang einer Frage hat, daß die Antwort des Lernenden mindestens eine Kombination dieser Informationsposten umfaßt, und daß eine Steuer- oder Kontrolleinrichtung gespeicherte Information (Fig0 4, 46; Fig. 17) in sich trägt, die in Bezug auf jeden Informationsposten oder in Bezug auf jede Kombination von Informationsposten den Grad an Signifikanz oder Bedeutung dieses Postens oder dieser Kombination von Posten in Beziehung auf eine korrekte Antwort spezifiziert, und daß ferner diese Informationsdarsteliungseinrichtungen (32) in Abhängigkeit von einer in Hinblick auf die gespeicherte Information erfolgenden automatischen Bewertung der Posten oder Kombination von Posten, die zur Bildung einer Antwort ausgewählt worden sind, durch die Steuer- oder Kontrolleinrichtung gesteuert werden.
2. 2. Lernmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Information Information darüber umfaßt, ob der Posten mit einer Modellantwort unvereinbar ist, und daß die Kontrolleinrichtungen auf die Auswahl von unvereinbaren Posten ansprechende Einrichtungen (134, 136 und R) aufweisen, um die Darstellungseinrichtungen (32) zur Vorführung geeigneter Verbesserungsinformation zu veranlassen.
3. 3. Lernmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Information eine Information darüber umfaßt, ob der Posten für die Modellantwort wesentlich ist, und daß die Kontrolleinrichtung auf die Auslassung eines wesentlichen Postens ansprechende Einrichtungen (135, 136 und C) aufweist, um die Darstellungseinrichtungen (32) zur Vorfithrung geeigneter Verbesserungsinformation zu veranlassen.
4. 4. Lernmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Beziehung auf jeden Informationsposten gespeicherte Informatron ein den Grad der WichtiBceit in der Modellantwort darstellendes Gewicht umfaßte und daß die Steuer- oder Kontrolleinrichtung auf die Summe der Posten-Gewichte ansprechende Einrichtungen (138 u. 140) aufweist - die Posten bilden die dargestellte Antwort -, um die Darstellungseinrichtung (32) zur Vorführung von solcher Verbesserungsinformation zu veranlassen, die in Hinblick auf den Vergleich der Summe mit einem vorgegebenen Wert als geeignet erachtet wird.
5. 5. Lernmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- oder Kontrolleinrichtung eine Einrichtung (P 15-Schaltung, Fig. 7) aufweist, die zur Darstellung von Verbesserungsinformation verantwortlich ist, um eine Frage erneut darzustellen und einen weiteren Versuch, die Modellantwort darzustellen, (d.h. die richtige Antwort zu finden) zu erlauben, abhängig von einer Einrichtung (150), die auf die Anzahl der gemachten Versuche anspricht und die, sobald diese Anzahl einen vorgegebenen Wert erreicht hat, ein Unterstützungssignal (Hilferuf an den Lehrer) abgibt.
6. 6. Lernmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuer- oder Eontrolleinrichtung zugängliche Information die Betätigung einer vorbestimmten Auswahl aus einem oder mehreren der Elemente (43) als die Modellantwort definiert, wobei die Auswahl in einer vorbestimmten Reihenfolge durchgeführt werden muß, und daß die gespeicherte Information (Fig. 17) die Bedeutung der getroffenen Auswahl und die eigentliche Reihenfolge ihrer Darstellung anzeigt, daß fernerhin die Steuer- und Kontrolleinrichtung eine Einrichtung (162) zur Steuerung der Darstellung von weiterer Information in Abhängigkeit des Durchschnittwertes der dargebotenen Anirort aufweist.
7. 7. Lernmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Kontrolleinrichtung zu gespeicherter Information (Fig. 17) Zugriff hat, die in Beziehung auf die getroffene Auswahl steht und die Richtigkeit und die Lage in der Modellantwort anzeigt, und daß die Darstellung weiterer Information in Abhängigkeit von inkorrekt getroffener Auswahl (x), von korrekt getroffener Auswahl (y) und der Reihenfolge der richtig getroffenen Auswahl (z) gesteuert wird.
8. 8. Lernmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, a:lrch gekennzeichnet, daß die Zeit zur Betrachtung dargebotcgler Information begrenzt ist, indem eine Zeiteinrichtung (>2) die Informationsdarstellung nach einer vorgegebenen Zeit wechselt.
9. 9. Lernmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsdarstellungseinrichtung eine visuelle Vorführungseinrichtung (32) umfaßt, welche einen beliebigen Filmspeicher umfaßt.
10. 10. Lernmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuer- oder Kontrolleinrichtung zugängliche, gespeicherte Information optische Binärdaten umfaßt, die auf einem Rahmen (46) des Filmspeichers angeordnet sind.
11. 11. Lernmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Identifizierung der Elemente (43) in Beziehung auf Informationsposten (1-20, Seite 14) eine Reihe (39) von Textposten umfaßt, welche die Informationsposten darstellen und geeignet sind, ersetzt und auf der Antworteinrichtung (31) übereinander geschichtet zu werden.
12. 12. Lernmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe (39) der Textposten auf einer durchscheinenden Karte angeordnet ist, und daß die Antworteinrichtung (31) Einrichtungen zur Beleuchtung jeden Postens aufweist, wenn das entsprechende Element (43) betätigt wird.