DE2317626A1

DE2317626A1 - Lehrgeraet mit darbietung von verzweigten lehrprogrammen

Info

Publication number: DE2317626A1
Application number: DE19732317626
Authority: DE
Inventors: Ullrich Bueschler; Guenther Obstfelder; Victor Dipl Phys Dr Pfirrmann; Gerhard Soehring
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1973-04-07
Publication date: 1974-11-07
Also published as: JPS506429A; ES425081A1; NL7404506A; BE813452A; FR2224821A1; CH574656A5; FR2224821B3; GB1455647A

Description

Badiscne Anilin- & Soda-Fabrik AG -·*-»-« *>~

Unser Zeichen; O.Z. 29 821 De/ Ja β 700 Ludwigshafen, 6.4.1973

Lehrgerät mit Darbietung von verzweigten Lehr-

programmen

Die Erfindung betrifft ein Lehrgerät mit visueller und/oder auditiver Darbietung von verzweigten Lehrprogrammen, wobei jedes Lehrprogramm aus zu Lektionen zusammengefaßten Lernsequenzen und Lernelementen besteht, die als Bild- und/oder Toninformationsfolgen und Einzelbilder und/oder einzelnen Toninformationen auf zumindest einem Informationsträger gespeichert sind und jedes Lehrprogramm Fragen enthält, die durch Betätigung zumindest einer von mehreren Antworttasten beantwortbar sind, worauf eine Fortoder Rückschaltung des Informationsträgers durch Steuersignale aus zumindest einem Speichermittel erfolgt.

Mit der deutschen Patentschrift 1 200 029 ist ein Lehrsystem bekannt, das mit Filmen zu betreiben ist, wobei jedem Filmbild Markierungsfeider zugeordnet sind, die während des Filmlaufs gelesen werden und die verschlüsselt die Anzahlen der Bilder darstellen, um die bei Beantwortung einer in einem Filmbild gestellten Frage, die Filmbilder vor- oder zurückgeschaltet werden, damit eine verzweigte Programm-Darbietung zur Erzielung des angestrebten Lernerfolgs erreicht wird. Die Markierungsfeider werden optisch gelesen und die momentane Stellung des Film und die antwortabhängige Programmschaltung werden fortlaufend in einen Binärzähler eingespeichert. Bei Beantwortung von Fragen zu einem Filmbild sind Auswahltasten betätigbar, wodurch eine von maximal je sechzehn Bildfortschaltungsmöglichkeiten in beiden Filmlaufrichtungen auswählbar ist. Für den Fall der Nichtbetätigung der Tasten innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist außerdem eine Weiter- oder Zurückschaltung mittels eines zeitverzögerten Schalters oder mittels eines Relais schaBbar mittels Impulsmarken auf einem Tonband vorgesehen, wobei das Tonband außer einem Tonprogramm Taktsignale zur synchronen Filmbildfortschaltung tragen kann. Das bekannte Lehrsystem ist geeignet, verzweigte und lineare Lehrprogramme zu präsent» evert- , #nno#r#nnir 173/72 409845/0015 ₂ _

- Z - O.Z. 29 821

Mit der US-Patentschritt j5 6o8 208 ist ein weiteres Lehrgerätesystem bekannt, bei dem jedem Filmbild eine erste Kennzeichnung und eine zweite Kennzeichnung zur Weiterschaltung des Filmgerätes zugeordnet sind. Die ersten Kennzeichen werden beim Filmlauf gezählt und gespeichert und bei Betätigung der Auswahltaste wird durch das zweite Kennzeichen die Schaltfo/lge für die Bildfortschaltung bestimmt, der entsprechende Speicher geleert und die Bildfortschaltung durchgeführt.

Die bekannten Lehrsysteme haben zumeinen den Nachteil, daß Fehllesungen der optischen Markierungen nicht vermeidbar sind und zum anderen ist die Geschwindigkeit, mit der verzweigte Programme dargeboten werden können, durch die Zählmethode begrenzt, so daß unvermeidbare Totzeiten für den Lehrbetrieb entstehen. Schaltfehler, die bei maximaler Laufgeschwindigkeit des Filmgerätes auftreten, sind außerdem unvermeidbar.

Ein erheblich größerer Nachteil liegt bei den bekannten Lehrgeräten jedoch darin, daß der oder die Schüler keinerlei direkten Einfluß auf den Programmablauf nehmen können.

Es gibt ferner teure Lehreinrichtungen, bei denen den Auswahltasten Programmsehaltfunktionen zugeordnet sind, die in Computerspeichern programmiert sind. Schon die Softwareherstellung für solche Einrichtungen ist unvertretbar aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lehrgerät so auszubilden, daß es mit vertretbarem Aufwand herstellbar, einfach bedienbar und somit für Lehrzwecke an Schulen und anderen Ausbildungsstätten jeglicher Art mit optimalem Lehr- und Lernerfolg einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest ein gerätefester Speicher für vorgegebene, nicht auf den Programminhalt bezogene Sehaltfunktionen für den Informationsträgertransport und ein Speichermittel· mit auf den Programminhait des jeweiligen Informationsträgers bezogenen Steuersignalen vorgesehen sind, wobei durch Betätigung zumindest einer Antworttaste

409845/0015

- 3 - O. Z. 29 821

bei einem ersten Schaltschema die Sehaltfunktionen des gerätefesten Speichers durch die Steuersignale und bei zumindest einem zweiten Schaltschema direkt durch ein beim Betätigen der Antworttaste erzeugtes Antwortsignal zum Transport des Informationsträgers auslösbar sind.

Mit einem solcherart ausgebildeten Lehrgerät ist es, wie an sich bekannt, möglich, innerhalb des Programms Sprünge durchzuführen. Die jeweilige Sprungweite ist jeder Antworttaste zugeordnet. Obwohl in praktischen Lehrgerätausführungen die Sprungweite durch bei Informationsträgern größerer Kapazität steigendem erforderlichem Speicheraufwand für die Programmfunktionen begrenzt ist, wird mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Lehrgeräts eine Optimierung zwischen Kapazität und Aufwand realisierbar. Durch die getrennten Speichermittel wird eine Änderung oder Erweiterung des Programmes unproblematisch, da der Speicher für die festen Schaltschemata unverändert bestehen bleiben kann und nur Art der Signale z. B. die Anzahl der Steuersignale des Speichermittels in einfacher Weise verändert oder erweitert werden muß.

Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß den Antworttasten durch die festbleibenden Sehaltschemata Funktionen zugeordnet werden, die dem oder den'Lernenden größere individuelle Programmabläufe ermöglichen. Es besteht z. B. die Möglichkeit, die Auswahl von einzelnen Lektionen, Sequenzen oder Lernelementen zu bestimmen oder das Lehrprogramm von Anfang an oder teilweise zu wiederholen und das ar.3h beliebig innerhalb einer Sequenz. Wollte man bekannte Lehrgeräte dementsprechend verwendbar machen, so müßte entweder der technische Aufwand unverhältnismäßig vergrößert werden, oder es müßten die Verwendungsmöglichkeiten der Geräte z. B. dadurch eingeengt werden, daß die maximale Anzahl von Sequenzen innerhalb einer Lektion beschränkt wird.

In zweckmäßiger Ausbildung des Lehrgerätes nach der-Erfindung kann der Informationsträger ein Bildträger, insbesondere ein Bildfilm sein, so daß die in dem gerätefesten Speicher gespeicherten Sehaltfunktionen der Fort- oder Rückschaltung des Bildträgers dienen, und das dem Bildträger zugehörige bewegbare

409845/0015

^: ~ k - O.Z. 29 821

Speichermittel kann aus einem magnetischen Aufzeichnungsträger, insbesondere einem nicht synchron zum Bildträger bewegbaren magnetischen Aufzeichnungsträger bestehen,,

Durch die vorzugsweise Verwendung von handelsüblichen Bildfilmen und Magnetträgern, z. B. Tonbändern kann ein besonders wirtschaftlicher Lehrbetrieb erreicht werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, als Bildträger Videoband oder -platten und als Magnetspeicher Magnetplatten, -karten usw. zu verwenden.

In weiterer zweckmäßiger Ausführung kann der gerätefeste Speicher, der die Schaltfunktionen enthält, aus elektronischen Speicherelementen bestehen.

Einfache Umschaltungsmöglichkeiten zwischen den Speichermitteln für das erste Schaltschema und weiteren zweiten Schaltschemata sind dadurch gegeben, daß entweder bei Vorliegen von Signalen des ersten Schaltschemas die Signale des zweiten Schaltschemas durch Sperrmittel an einer Steuerfunktion gehindert werden oder der Informationsträger und/oder das Magnetbandspeichermittel spezielle Steuersignale enthalten, so daß eine entsprechend funktionsrichtige Port- oder Rückschaltung des Informationsträgers und/oder des Magnetspeichermittels erfolgen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Lehrgerätes nach der Erfindung schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben.

In einer Tabelle sind mögliche Schaltfunktionen für ein Lehrgerät mit vier Antworttasten und diesen zugeordneten zwei unabhängigen Schaltschemata und einem programmbezogenen Schaltschema dargestellt.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild für ein solches Lehrgerät.

Die Tabelle gibt die Zuordnung von Schemata I, II und III zu Antworttasten A, B, C und D wieder. Als Ausführungsbeispiel sind die Steuersignale a des zugehörigen Schemas I am Ende jeder Lehr-

409845/001S

- 5 - O.Z. 29 821

sequenz, die Steuersignale b des zugeordneten Sehemas II am Anfang jeder Lektion und die Steuersignale c des Schemas III am Ende jedes Lernelements innerhalb des Lehrprogramms angeordnet. Die Signale a stellen programmbezogene Sprungfunktionen dar und sind auf einer oder mehreren Steuerspuren eines Tonbandes als Tonfrequenzschwingungen oder in anderer geeigneter Form z. B. als Binärimpulse serial gespeichert. Die Signale a können jeweils am Ende einer Lehrsequenz gespeichert sein. Es ist jedoch gegebenenfalls ebenso möglich, die Signale a an anderer Stelle im Programm zu speichern. Eine Lehrsequenz besteht üblicherweise aus visuellen und/oder akustischen Informationsfolgen z. B. als. Filmbildfolge oder Folge von Einezlstandbildern und gegebenenfalls entsprechenden Toninformationen.

Im gesamten Lehrprogramm sind mehrere Lektionen mit einer Anzahl von Lehrsequenzen enthalten. Am Ende der Lehrsequenz kann der Schüler eine Aufgabe in visueller oder akustischer Form gestellt bekommen, die er durch Betätigung einer der Antworttasten A-D beantworten kann. Vor Freigabe der Tasten zur Betätigung ist jeder Taste eine Sprungfunktion zugeordnet, da die im pädagogischen Sinn folgende Lehrsequenz nicht unmittelbar anschließend an die gerade dargebotene Sequenz auf dem Film gespeichert sein muß. Den Tasten A-D sind beispielsweise die Sprungfunktionen +7, +3> -5 und 0 zugeordnet. Wird nun z. B. die Taste B betätigt, so wird das Steuersignal a), das die Sprungweise +3 darstellt, den in der Figur gezeigten Speichern zugeleitet und der Film wird um drei Lehrsequenzen vorwärts geschaltet. Bei Betätigung der übrigen Tasten A, C oder D erfolgt eine entsprechende FiImvor- oder rückschaltung.

Am Ende einer Lektion sollen aber diese Sprungfunktionen für die einzelnen Tasten nicht gültig sein. Man will vielmehr aus programmtechnischen Gründen dem Schüler die Möglichkeit geben, nunmehr eine Auswahl der nächstfolgenden Lektion zu treffen oder zum Anfang dieser Lektion zurückzukehren. Da am Ende jeder Lektion die gleiche Aufgabe vorliegt, bedeutet dies, daß hier ein festes Schaltschema für die vier Tasten A-D eingeschaltet werden soll. Dieses Schaltschema II wird durch das Signal ge-

409845/0(Mb " ⁶ "

- 6 - O.Z. 29 821

bildet, das bei Betätigung der Antworttasten A - D als Schaltimpuls oder in anderer geeigneter Form erzeugt wird.

Die in der Tabelle den Tasten zugeordneten Funktionen des Schaltsehemas II, sind als Beispiele anzusehen. Es ist gleichermaßen möglich, den Tasten andere Funktionen zuzuordnen.

Innerhalb einer Lehrsequenz ist es nun noch möglich, weiter in lineare Elemente oder Lehrschritte zu unterteilen. Am Ende eines derartigen Elementes bleibt das Gerät stehen, und der Schüler soll die Möglichkeit haben, das Gehörte und Gesehene zu überdenken und erst dann weiter zu schalten oder gegebenenfalls zu repetieren. Diese Funktionen können in einem ebenfalls festen Schaltschema III für jede der vier vorhandenen Tasten A-D festgelegt werden.

Ein Speichermittel ist als Tonband 1 ausgebildet, das mit mindestens einer Steuerspur 2 versehen ist und, falls Toninformationen gespeichert sein sollen, ist außerdem zumindest noch eine gestrichelt dargestellte Tonspur 3 auf dem Tonband 1 vorgesehen. Auf Spur 2 des Tonbandes 1 sind die Steuersignale a vorzugsweise in Form von Tonfrequenzsignalen und gegebenenfalls auch in Form von Digitalsignalen, insbesondere von Binärimpulsen gespeichert. Die im Tonfrequenzbereich liegenden Steuersignale a haben vorzugsweise eine Frequenz von 330 Hertz (Hz), so daß sie auch im Suchlauf bei dreißigfacher Laufgeschwindigkeit des Magnetbandgeräts 4 - bezogen auf die Normalbandlaufgeschwindigkeit bei Tonwiedergabe - noch einwandfrei durch einen Magnetkopf 5 gelesen werden können. Die Steuersignale a können als verschiedene Anzahlen von Binärimpulsen oder als Anzahlen von Schwingungen konstanter Frequenz, die einer oder mehreren der Tasten A-D, den Antworttasten, zugeordnet sind, gespeichert sein und vom Magnetkopf einem Schieberegister 6 zugeführt werden.

Die Signale a können Sprungweiten für eine verzweigte Programm- · darbietung z. B. bei einem Lehrprogramm darstellen. Die Signale a, die fortlaufend dem SchÄeregister 6 zugeführt werden, sind auf dem Tonband 1 serial gespeichert, sie können beispielsweise Dualzahlen repräsentieren. Nach Betätigung einer der Tasten A -

409845/001.5 - 7 -

- 7 - O.Z. 29 821

D wird das Antwortsignal einem Tastenspeieher 7 zugeleitet. Von dort gelangt das Antwortsignal zu einem Zweig einer Verknüpfungsstufe 8, die zweckmäßig aus UND-Gliedern besteht. Hier wird die der betätigten Taste zugeordnete Sprungweite z. B. als duale Wertigkeit abgefragt. Ist ein entsprechendes Signal a vorhanden, so wird dies in einem Sprungweitenspeicher 9 nach aufsteigender Wertigkeit gespeichert und von dort einem Schaltfunktionsspeicher 10 zugeführt, über dessen Ausgang das Bildwiedergabegerät 11 und gegebenenfalls das Tonwiedergabegerät 4 direkt steuerbar ist. Im Leitungszug der Tasten A-D liegt zwischen dem Speicher 7 und dem Schaltfunktionsspeieher 10, der z. B. alle in der Tabelle aufgeführten Schaltbefehle gespeichert enthält, eine aus UND-Gliedern aufgebaute Schaltauswahlstufe 12. Die Stufe 11 ist mit dem Ausgang des Schieberegisters 6 über eine Sperrstufe Ij5 verbunden, wobei letztere beispielsweise aus OR-Gliedern und einem NOR-Element gebildet wird. Die Glieder der Sperrstufe Ij5 erzeugen ein Sperr signal, wenn auch nur ein Signal a im Schieberegister 6 vorhanden ist. Dieses Sperrsignal sperrt den direkten Schaltweg über Speicher 7, Stufe 12 und Schaltfunktionsspeieher 10 zu den Geräten 11 und 4. In diesem Fall bleibt der beschriebene Signalweg über den Sprungweitenspeicher 9 offen. Ist dagegen das Schieberegister 6 leer, sind also keine Signale a vorhanden, so kann das Antwortsignal als Schaltsignal dem Sehaltfunktionsspeieher 10 zugeführt werden und Schaltschemata II oder III zur Wirkung bringen. Die Umschaltung zwischen den Sehaltschemata II und III kann einmal durch spezielle Signale erfolgen, die auf dem Tonband 1 aufgezeichnet sein können. Es kann aber auch eine Markierung auf einem Bildträger zu diesem Zweck vorgesehen sein, die durch Abtastelemente lesbar ist und wodurch ein Umschaltsignal für die Stufe 12 erzeugbar ist. Als Bildträger kann, wie dargestellt, ein als Abschnitt dargestellter Film l4 mit Markierungsfenstern 15 verwendet werden, wobei die Fenster 15 bei Beleuchtung durch fotoelektrische Bauelemente einer Abtaststufe 16 lesbar sind. Zwischen der Abtaststufe l6 und der Stufe 12 ist zweckmäßig ein Umsehaltelement 17 eingeschaltet. Das Umschaltsignal sperrt über die Umschaltstufe 17 die nicht gewünschten Signalwege zum Schaltfunktionsspeieher 10, so daß entweder Befehle des Schaltschemas II oder des Schaltschemas III ausgeführt werden.

409845^0015 . ₈ _

- 8 - O.Z. 29 821

Das beschriebene Verfahren und die Anordnung sind in vielfältiger Weise verwend- und ausbildbar. So können durch eine Verriegelung im oder vor dem Speicher 7 einzelne oder mehrere Tasten verriegelt, d. h. für die Beantwortung unwirksam geschaltet werden. Auch ist durch Freigabe von mehreren Tasten die Beantwortung einer Mehrzahl von gestellten Fragen möglich.

Der beschriebene gerätefeste Speicher und alle übrigen Speicherstufen können geeignet ausgebildet sein, beispielsweise als Multivibratorschaltungen, Magnetkerne, MOS-Einheiten usw. . Verstärkungsund sonstige Schaltungseinheiten, die zur Erzeugung einer zuverlässigen Steuerung der Geräte erforderlich sind, sind wegen einer besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt und nicht beschrieben.

- 9 -409845/0015

	Taste A	I Taste B	[ Taste C	Signale	a)	I Taste D
SCHEMA I	SPRUNGPUNKTIONEN gemäß PROGRAMM	1 LEKTION	1 LEKTION
(SEQUENZENDE)		ZURÜCK	VOR
SCHEMA II	LETZTES	Signale	D)	BEGINN
(LEKTIONSANPANG)	ELEMENT REPETIEREN	ZURÜCK ZUM	VOR ZUM	DER LEKTION
		SEQUENZ- ANFANG	NÄCHSTEN SEQUENZ ANFANG
SCHEMA III	1 ELEMENT	Signale	c)	NÄCHSTES
(LERNELEMENT ENDE)	ZURÜCK	LERNELE MENT

409845/0015

Claims

O. Z. 29 821

Patentansprüche

[ 1J Lehrgerät mit visueller und/oder auditiver Darbietung von verzweigten Lehrprogrammen, wobei jedes Lehrprogramm aus zu Lektionen zusammengesetzten Lernsequenzen und Lernelementen besteht, die als Bild- und/oder Toninformationsfolgen und Einzelbildern und/oder Einzeltoninformationen auf zumindest einem Informationsträger gespeichert sind und jedes Lehrprogramm Fragen enthält, die durch Betätigung zumindest einer von mehreren Antworttasten beantwortbar sind, worauf eine Fort- oder Rückschaltung des Informationsträgers durch Steuersignale aus zumindest einem Speichermittel· erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein gerätefester Speicher (10) für vorgegebene, nicht auf den Programminhalt bezogene Schaltfunktionen für die Fort- oder Rückschaltung der Informationsträger (l, 14) und ein Speichermittel (l) mit auf den Programminhalt des jeweiligen Informationsträgers bezogenen Steuersignalen (a) vorgesehen sind, wobei durch Betätigung zumindest einer Antworttaste (A-D) bei einem ersten Schaltschema (I) die Schaltfunktionen des gerätefesten Speichers (10) durch die Steuersignale (a) und bei zumindest einem zweiten Schaltschema (II, III) direkt durch ein beim Betätigen der Antworttaste (A-D) erzeugtes Antwortsignal zur Fort- oder Rückschaltung des Informationsträgers (l4, 1) auslösbar sind.

Lehrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger ein Bildträger, insbesondere ein Bildfilm " (l4) ist, und die in dem gerätefesten Speicher (10) gespeicherten Schaltfunktionen der Fort- oder Rückschaltung des Bildträgers (14, 11) zugeordnet sind,,und daß das dem Bildträger (14) zugehörige bewegbare Speichermittel aus einem magnetischen Aufzeichnungsträger, insbesondere einem nicht synchron zum Bildträger (14) bewegbaren magnetischen Aufzeichnungsträger (1) besteht.

3. Lehrgerät nach den Ansprüchen 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel für das erste Schaltschema (I) ein Magnetband, vorzugsweise ein Tonband (1) ist.

409845/0015

~ i-er - ο.ζ. 29 821

4{ 2317628

4. Lehrgerät nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (10), der die Schaltfunktionen enthält, aus elektronischen Speicherelementen besteht.

5. Lehrgerät nach.einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (13)" vorgesehen sind, durch die bei Vorliegen von Signalen (a) des ersten Schaltschemas (i) die Signale des zweiten Schaltschemas gesperrt werden, so daß die Steuerung zur Fort- oder Rückschaltung des Informationsträgers (1, 14) nur durch die Signale (a) des ersten Schaltschemas (i) erfolgen kann.

6. Lehrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (14) und/ oder das Speichermittel (1) Steuersignale zur Umschaltung zwischen den Eingängen des gerätefesten Speichers (10) tragen.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG Zeichn.

409845/0015

Leerseite