DE1960823C - Lerngerat mit elektrischer Antwort kontrolle - Google Patents
Lerngerat mit elektrischer Antwort kontrolleInfo
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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 4fl 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 mit -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.
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.
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)
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.
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