DE1960823C - Lerngerat mit elektrischer Antwort kontrolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lerngerät mit elektrischer Antwortkontrolle, bei dem das Schließen von der richtigen Antwort zugehörigen Kontakten die Einschaltung einer Glühlampe zur Folge hat.

In neuerer Zeit sind für schulische Zwecke verschiedene Lernhilfsmitlel in Form von Lernmaschinen entwickelt worden. Besonders bekannt sind elektrop'.sch gesteuerte Geräte zum leichteren Erlernen von Sprachen. Solche Gerate sind sehr kompliziert, empfindlich und teuer in der Herstellung. Vor allem sind sie nicht unmittelbar zur Unterstützung der Lehrkräfte gedacht, deren Zeit zur Betreuung einer Klasse sehr knapp ist. Zum Beispiel stellen Schulklassenarbeiten, insbesondeie in den Säen- oder auch Nebenfächern Lehrer vor eine arbeitsmäßig schwer zu lösende Aufgabe. Um die Arbeitsfortsuhritte einer Schulklasse mit genügender Sicherheit feststellen zu können, sind jedoch zahlreiche, viel Zeit beanspruchende Klassenarbeiten notwendig. Da eine Lehrkraft

ίο vielfach eine zu große Anzahl von Schülern zu betreuen hat, muß die Zahl der zeitraubenden Klassenarheiten zum Teil erheblich eingeschränkt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät zu schaffen, mit dessen Hilfe das Wissen der Schüler ohne großen Zeitaufwand überprüfe werden kann. Gleichzeitig soll es gut für Lernübungen geeignet sein.

Die Erfindung besteht darin, daß die Lampe im Arbeitssiromkreis eines Transistors liegt, dessen Basisstrom von einem neben der Lampe befindlichen Fotowiderstand steuerbar ist und nach jeweiligem Aufleuchten der Lampe aufrechterhalten bleibt. Zum Anzeigen der Prufungsergebnisse können Lichtsignale unterschiedlicher Farben verwendet werden, z. B.

Grün als Symbol für eine richtige und Rot als Symbol für eine falsche Antwort.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist für die zur gleichen Frage gehörigen unrichtigen Antworten eine weitere Lampe mit zugehörigem Haltestrom-

kreis vorgesehen. Der Fotowiderstand ist unter Zwischenschaltung eines niederohmigen Widerstandes durch ein vom Schüler eingestecktes Kontaktstück kurzschließbar. Die Reihenschaltung von Lampe und zugehörigem. Transistor 'äegen unmittelbar an

der Stromquelle, wobei die Fotowiderstände mit ihrem einen Pol mit der Transistcrbasis verbunden sind und mit ihrem anderen Pol an der Verbindungsstelle der anderen Lampe und derri zugehörigen Transistor liegen. Für jede der zur Wahl stehenden Ant-

worten gehört eine Einstecköflnung für ein Kontaktstück, z. B. eine Bleistiftspitze. Unter der Einstecköffniiiig sind zwei durch das Kontaktstück verbindbare Kontaktbleche angeordnet und über einen die richtige Antwort festlegenden Umschalter mit zweien der vier Leiter verbunden, die zu den niederohmigen Widerständen bzw. Fotowiderständen führen. Die Fotowiderstände sind durch lichtundurchlässige Schichten gegen Fremdlicht geschützt. Diese Schichten, z. B. in Form von Abdeckungen können oberhalb der Fotowiderstände so angeordnet und ausgeführt sein, daß die Glaskolben der Lampen zur Lichtanzeige nur mit ihrem obersten Ende frei bleiben und dadurch kein Frrmdlicht die seitlich der Lampen angebrachten Fotowiderstände erreichen kann. Um die Lampen nur kurzzeitig zum Anzeigen einer Antwort aufleuchte, zu lassen, ist es möglich, zwischen den Fotowiderständen und den Transistorbasen Trennschalter anzuordnen.

Die elektrischen Bauteile können in einem kastenförmigen Gehäuse angeordnet sein, dessen Oberseite die Kontaktöffnungen und zwei nebeneinander angeordnete Reihen farbiger Lichtfelder trägt.

Von Vorteil ist es, die Unterteilung der Gesamtstromversorgung in mehrere Stromversorgungsabschnitte gleicher Spannungshöhe vorzunehmen.

Bei dem crfinduiiksgemäßen Gegenstand handelt es sich um ein rein elektronisch arbeitendes Datcnvcrarbeilungsgcrät nach dem Binärsystem, welches

dem Schüler praktisch ohne zeitliche Verzögerung F i g. 4 die Unterseite der Einstecköffnungen,

die Klassenarbeit korrigiert, das Ergebnis festhält und Fig. 5 die Anordnung der elektrischen Bauele-

dem Lehrer wie Schüler dieses Ergebnis sogleich pro- mente des gesamten Gerätes,

zentual aufgegliedert mitteilt und somit auch die F i g. 6 den Schnitt C-D durch die Lichtsignal-Zensur festlegen kann. Rein elektronische Bau- s anordnung und

elemente sind im Geggcnsatz zu elektromechanischen F i g. 7 die Anordnung der Schaltelemente des

Bauelementen nicht sehr störanfällig. Stromversorgungsteils.

Die Fragen und Antworten müssen wie bei jedem Der Gehäusekasten 1 besteht aus dem Oberteil 2 anderen Datenverarbeitungsgerät vorprogrammiert und dem Unterteil 3. Das Oberteil 2 trägt auf seiner werden. Dieses Verprogrammieren dauert bei dem io Oberseite mehrere Reihen Einstecköffnungen 4 a, so-Erfindungsgegenitand nur einige Sekunden, wenn die wie daneben angeordnet eine entsprechende Reihenbetreffende Prüfungsarbeit wie üblich nach dem anzahl von Leuchtflächen S α und 5 b. Die Leucht-Multiple-Choice-Verfahren (Auswahl einer richtigen flächen 5a können zur Anzeige einer richtigen Antaus mehreren gegebenen Antworten) vom Lehrer wort jienen und entsprechend grün leuchten, die vorbereitet wird. Eine einmal ausgearbeitete Arbeit _Ja Leuchtflächen Sb sind dann entsprechend für die kann später ohne zusätzliche Vorbereitung wiederholt Anzeige einer falschen Antwort bestimmt, z.B. durch werden. Der Datenverarbeitungsteil besient aus einer rotes Aufleuchten. Die An ,dnung kann auch umgemit elektronischen Bauteilen bestückten bistabilen kehrt getroffen sein. Jede Zei¹? der Einstecköffnung Reflexschaltung gemäß der Erfindung, die mit einem 4_fl bietet im vorliegenden Fall eine fünffache AusMinimum an Aufwand, z. B. nur vier Bauteile pro _ao Wahlmöglichkeit für eine einzige Frage. Die Auswahl-Antwort, ein Maximum an Ergebnissen liefert. Wich- möglichkeiten sind im gezeigten Beispiel mit α bis e tig ist, daß der Schüler seine einmal gegebene Am- gekennzeichnet. Die Anzahl der Fragen geht von 1 wort nicht mehr korrigieren kann. Jedes nachträg- bis K). Um eine unerwünschte Änderung des Proliche Manipulieren der Ergebnisse ist nicht möglich. gramms durch Schüler zu verhindern, kann das Ge-Die Antwort kann von einem Schüler mit einem as häuse mit einem Schloß 6 versehen sein. Unterhalb normalen handelsüblichen Bleistift eingetastet wer- der Einstecköftnungen 4a in der Oberseite 2 des den. Dabei leitet die Graphitspitze des Bleistiftes den Kastens 1 sind Kontaktplättchen 4 b, z. B. aus Mes-K'-.rzschluß ein. Das Bedienen des Gerätes ist uenk- sing, angelötet. Sie sind über eine geätzte Schaltung 7 bar einfach gehalten, übersichtlich und für den _mi_t -_ium Programmspeicher führenden Leitungen 8 Schüler sofort einsichtig. Sollte eine Schaltstörung ₃₀ verbunden. Durch die Graphitspiize eines Bleistiftes 9 durch eine defekte Glühlampe vorkommen, so kann können die Kontaktplättchen 4 b miteinander kurzdurch die Besonderheit der Schaltung trotzdem keine geschlossen werden. Innerhalb des Gehäusekastens 1 falsche Antwort vom Gerät gegeben werden, die befinden sich sämtliche elektrischen Bauteile in der betreffende Schaltungsstufe fällt dann ganz aus und Anordnung nach F i g. 5, aufgestellt in einen Einmeldet 'ich damit selbsttätig. ₃₅ gabeteil 10, einen Programmspeicher 11 und einen

Die äußeren Abmessungen ergeben ein sehr hand- Antwortenauswerter 12 als eigentlichen Datenver-

liches Gerät -on nur geringem Gewicht. Die niedrigen arbeitungsteil.

Herstellungskosten gestatten die Verwendung einer Der Eingabeteil 10 umfaßt die Einsteckoffnung 4 α größeren Anzahl von Geräten für jede Schule. Der _mit den dazugehörigen Kontaktplättchen 4 b und den mit dem Gerät arbeitende Schüler ist nicht gezwun- ₄₀ zum Programmspeicher führenden Leitungen 8. Im gen, mechanische Veränderungen am Gerät vorzu- Programmspeicher 11 sorgt eine der Einstecköffnehmen. Bewegt wird, und das erscheint für ein nungszahl entsprechende Anzahl von Umschaltern 13 Schu'^brauchsgerät sehr wichtig, nur der Arm bzw. für eine Verbindung der Leitungen 8 mit den zum die Hand des Schülers. Programmiert werden kann Antwortenauswerter führenden Leitungspaaren 14 a das vorliegende Lerngerät in wenigen Sekunden nach ₄₅ bzw. 14 b. Um Antwortenauswerter 12 ist jeweils eine dem öffnen der Rückwand durch den Lehrer bzw. Glühlampe 15 a bzw. 15 b mit einem Transistor 16 a seine ihm zur Hand gehenden Helfer, wobei insbe- bzw. 166 in Reihe geschaltet. Unmittelbar räumlich sondere an ältere Schüler gedacht ist. Da beim Ρίο- neben den Glühlampen befinden sich Fotowidergrammieren jeweils nur einfache Schalter zu be- stände 17 α und 17£>. Die Verbindung zwischen den dienen sind, kann das Gerät ohne besonders zu er- 50 Fotowiderständen 17 a und 17 b r.iit den dazugehöri-Iernende Vorkenntnisse bedient werden. Die Unter- gen Transistoren 16a bzw. 16b kann durch Trennteilung der Gesamtstromversorgung gewährleistet eine schalter 18a und 186 unterbrochen werden. Die ausreichende Spannungskonstanthaltung bei geringen Schutzwic'jrstände sind mit 19a bzw. 19b bezeich-Baukosicn, kleinen Abmessungen und geringen Ge- net. Die Glühlampen 15 a und 15 ft sind so angewichten. Ein größerer Transformator mit einer nach- 55 ordnet und durch eine Fremdlichtabschirmung 20 so geschalteten Stromversorgung für z. B. zehn Fragen abgedeckt, daß das durch die Leuchtfelder 5a und Sb würde eine elektronische Spannungsstabilisierung er- einfallende Licht nicht unmittelbar auf die Fotowiderforderlich machen und damit das Gerät unnötig ver- stände 17a und 17b fallen kann (Fig. 6). Die Aufteucrn. teilung der Stromversorgung ist so gehalten, daß je-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ge- 60 weils ein kleiner Transformator 21, 22, 23 für nur maß der Erfindung schematisch dargestellt und näher einige Fragen bzw. deren elektronische Bauteile zuerläutert. Hierin zeigt ständig ist.

Fig. 1 die Gesa., ,(ansicht des Gerätes in schaubild- Über den Eingabeteil 10, der vom Schüler mit

licher Darstellung, einem Bleistift bedient werden kann, dessen Graphit-

F ig. 2 die Draufsicht auf die Oberseite des Gerätes 65 spitze die Kontaktplättchen der Einstecköffnungen 4 a

in größerem Maßstab, kurzschaltct, gelangt das Schaltsignal zunächst in

Fig. 3 den Schnitt A-B durch eine Einsteck- üen Piogrammspeicher 11 und wird je nach Stellung

^;ilT"""" des dem Eineabeteil zugeordneten Umschalters 13

auf zwei der vier zum Antwortenauswerter führenden genügend großer Höhe an der Basis des Transistors Leitungen 14a bzw. 14b der betreffenden Frage 16a bestehen, wodurch die Glühlampe eingeschaltet wcilcrgeleitct. Im Antwortenauswerter 12 wird jetzt bleibt, auch wenn der Eintastvorgang lange beendet die Antwort (richtig oder falsch) praktisch ohne Zeit- wurde. Außerdem liegt nach dem Einschalten der verzögerung vollautomatisch elektronisch ausgewer- 5 Glühlampe 1 am Kollektor des Transistors 16a eine tet. Das geschieht mit einem Minimum an Bauelemen- positive Spannung, die jetzt als mögliche Basisvorten folgendermaßen: spannung für den Transistor 16 b diesen mit Sicher-Solange die Basis des Transistors kein genügend licit sperrt, auch wenn am Eintastteil versucht werden hohes negatives Potential gegen den Emitter aufweist, sollte, durch das Kurzschließen eines entsprechenden bleibt die Glühlampe ISa, 15b dunkel, d.h., der 10 Kontaktes die Glühlampe 15b einzuschalten.
Transistor sperrt. Da die Basis der Transistoren Die Schaltung ist damit in besonderer Weise über einen zunächst hochohmigen Fotowiderstand bistabil und läßt sich nicht mehr umpolen, solange 17 a, 17 b mit einem Punkt zwischen dem Kollektor das Gerät in Betrieb ist. Praktisch bedeutet das aber, und der Glühlampe des jeweiligen Parallelkreises daß ein Schüler eine einmal in den Eingabeteil des verbunden sind, erhalten beide Transistoren in der 15 Gerätes gegebene Antwort nicht mehr verändern bzw. Wartephase eine negative Basisvorspannung, wobei verfälschen kann. Das Gerät ist deshalb bestens gewegen der hochohmigen Fotowiderstände die Transi- eignet, Fragcarbeiten nach dem Multiple-Choicestoren jedoch noch nicht durchschalten können. Verfahren durchführen zu lassen.
Beide Glühlampen bleiben daher noch dunkel. Durch Durch ein einfaches Abschalten über die Trenndie Leuchtflächen einfallendes Fremdlicht wird durch ao schalter 18 a und 18 b wird das Gerät darüber hinaus die Abschirmung 20 von den Fotowiderständen ab- sofort zu einem Schülerübungsgerät, bei dem die eingehalten. Wenn bei beiden Transistoren (die paar- getastete Antwort dem Schüler nur während des Einweise identisch sind) eine winzige Strommenge durch- tastvorgan,;P.s sichtbar korrigiert wird. In diesem Fall gp'.assen wird, so kann durch die Eigenart dieser soll und kann er jetzt einen gemachten Fehler noch Schaltung das über die Glühlampe negative Potential »5 einmal in Ruhe durchdenken und dann eine andere etwas zum Positiven hin verschoben werden, wodurch Antwort eingeben.

beide Transistoren sich gegenseitig jedoch mit Sicher- Unabhängig von der Verwendung als Arbeitsgerät heit weiter sperren. Wird der Stromkreis vom Minus- in Schulen jeder Art (auch z.B. Fahrschulen oder bei pol des Transistors 16b über dessen Glühlampe ISb der Führerscheinprüfung) kann das Gerät aber auch und den Schutzwiderstand 19 a am Eingabeteil durch 30 als Demonstrationsmodell für die Arbeitsweise eines die Graphitspitze eines Bleistiftes oder eines sonstigen Computers im Physikunterricht benutzt werden,
spitzen Metallgegenstandes geschlossen, liegt an der Auch außerhalb der Schulen ist das erfindungs-Basis des Transistors 16 a nun eine so hohe negative gemäße Gerät vielfach verwendbar, z. B. als Diagnose-Vorspannung, daß der Transistor 16 a durchschaltet gerät für eine Arztpraxis, sofern genügend Daten und damit die Glühlampe 15 α zum Leuchten kommt. 35 über den menschlichen Gesundheitszustand einge-Dieser Vorgang verläuft praktisch verzögerungsfrei, geben werden. Dabei können bei Bedarf mehrere ohne daß mechanische Veränderungen am Gerät Geräte miteinander kombiniert werden. Bei Verwennotwendig sind. dung des Dualsystems kann mit dem Erfindungs-Ist die Glühlampe 15 a geschaltet, so bekommt der gegenstand eine sehr hohe Zahl von Ergebnissen ab Fotowiderstand 17a Lichtstrom und wird dadurch 40 gelesen werden, z.B. bis zu 1022 bei zwanzig mög niederohmig. Das negative Potential bleibt damit in liehen Eingaben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lerngerät mit elektrischer Antwortkontrolle, bei dem das Schließen von der richtigen Antwort zugehörigen Kontakten die Einschaltung einer Glühlampe zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe im Arbeitsstromkreis eines Transistors liegt, dessen Basisstrom von einem neben der Lampe befindlichen Fotowiderstand steuerbai ist und nach jeweiligem Aufleuchten der Lampe aufrechterhalten bleibt.

2. Lerngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die zur gleichen Frage gehörigen _Lnrichtigen Antworten eine weitere Lampe mit zugehörigem Haltestromkreis vorgesehen ist.

3. Lerngerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotowiderstand unter Zwischenschaltung eines niederohmigen Widerstands durch ein vom 'Schüler eingestecktes Kontaktstück kurzschließbar ist.

4. Lerngerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Lampe und zugehörigem Transistor unmittelbar an der Stromquelle liegt und daß die Fotowiderstände mit ihreüi eine,* Pol an der Transistorbasis und mit ihrem anderen Pol an der Verbindungsstelle der anderen La.npe und dem zugehörigen Transistor Hegen.

5. Lerngerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der zur Wahl stehenden Antworten eine Einstecköffnung für ein Kontaktstück etwa in Form eines Bleistiftes gehört und daß unter der Einsteckortnung zwei durch das Kontaktstück verbindbare Kcntaktbleche liegen, die über einen die richtige Antwort festlegenden Umschalter mit zweien der vier Leiter verbunden sind, die zu den niederohmigen Widerständen bzw. Fotowiderstär.den führtn.

6. Lerngerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Fotowideretänden (17 a, YIb) und den Transistorbasen Trennschalter (18 " 18 b) angeordnet sind.

7. Lerngerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz vor Fremdlicht über den Fotowiderständen (17 a, 17 ft) eine lichtundurchlässige Schicht (20) angeordnet ist.