Brevet FR2054477A1 — publié le 19710423

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux machines à enseigner individuelles permettant de vérifier les connaissances d'un élève. Les machines à enseigner sont des dispositifs mécaniques, électromécaniques ou électroniques utilisés comme aides à un "enseignement programmé"pouvant s'adresser à un élève unique. L'enseignement programmé est une méthode pédagogique qui obéit à certaines règles, et notamment à des règles recommandant de poser de nombreuses questions aux élèves, tant pour stimuler leur attention, leur intérêt, leur ardeur au travail, que pour contrôler en permanence les progrès qu'ils accomplissent dans l'acquisition de leurs connaissances. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à des machines pédagogiques qui permettent de vérifier les connaissances d'un élève en lui posant un certain nombre de questions dans un ordre prédéterminé, en lui présentant pour chacune d'elles des réponses multiples dont une seule est exacte, et en totalisant les réponses exactes et les réponses fausses. L'élève répond à chaque question en désignant, parmi les réponses proposées, celle qu'il juge exacte. La désignation est faite au moyen d'un pointeur qui établit la continuité d'un circuit électrique. Les questions posées à l'élève, et les réponses proposées, éventuellement précédées d'un texte explicatif et/ou accompagnées d'illustrations, sont imprimées sur une carte. Des machines très simples utilisant ce principe ont déjà été réalisées avec des cartes enfichables dans la machine qui permettent d'établir des connexions électriques entre le circuit de la machine et la carte. Les connexions électriques, variant d'une carte à l'autre, sont réalisées sous forme d'un câblage incorporé à chaque carte. Ceci présente les inconvénients suivants -la fabrication de la carte est conteuse - les cartes sont relativement volumineuses, le câblage incorporé imposant une limite inférieure à l'épaisseur des cartes - les cartes comportent des fiches mules ou femelles devant établir des connexions avec les fiches correspondantes incorporées dans la machine, des manipulations répétées d'enfichage peuvent les endommager et limiter d'autant la durée de vie des cartes. Toutefois, la machine est d'une réalisation relativement simple et peu conteuse. Les inconvénients précités sont éliminés dans la machine réalisée selon la présente invention qui utilise des cartes perforées en matériau isolant et pour lesquelles les connexions électriques sont réalisées à l'intérieur de la machine. Les câblages différents des cartes suivant l'art connu sont remplacés par de simples perforations pratiquées sur chaque carte permet tant d'établir des contacts différents à l'intérieur de la machine. Ceci permet de réaliser des cartes aisément maniables peu coûteuses et d'une-faible épaisseur au prix d'une légère complication de la machine. Suivant l'invention, une machines enseigner permettant de vérifier les connaissances d'un élève- en lui présentant des questionnaires sous formes de textes, dessins, cartes ou schémas, lesdits questionnaires pouvant comporter une ou plusieurs questions, chaque question de chaque'questionnaire étant accompagnée de plusieurs réponses possibles, dont une seule bonne, offertes au choix de l'élève, est caractérisée en ce que les questionnaires et les diverses réponses sont imprimés sur des cartes en matériau isolant comportant des perforations permettant au grè de l'élève d'établir à l'aide d'un pointeur un contact avec des élé ment s conducteurs, incorporés dans la machine 4t organisés de façon à identifier et ensuite totaliser les réponses correctes et incorrectes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparattront à l'aide de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, et des dessins s'y rapportant dans lesquels - la figure 1, illustre schématiquement en perspective l'aspect extérieur d'un mode de réalisation de la machine - la figure 2 représente un exemple de réalisation d'une carte utilisable dans la machine de la figure I - la figure 3 illustre le schéma de câblage d'un mode de réalisation préféré de la machine suivant l'invention - la figure 4 illustre une variante de la machine suivant l'invention destinée à être utilisée avec des cartes programmées réunies en une bande continue. Sur les figures les mêmes références représentent les mêmes éléments. La machine à enseigner, illustrée par la figure 1, comporte une platine horizontale 1 en matière isolante fixée sur le chEssis 12 et destinée à recevoir une carte perforée représentée par le repère 100 sur la figure 2. La carte 100 est positionnée sur la platine 1 à l'aide des butées 2 situées à proximité de son bord. Un couvercle 3, servant à maintenir la carte 100 sur la platine 1 et percé d'une fenêtre 4, est fixé au châssis 12 au moyen de charnières 13 et maintenu en position ouverte à l'aide d'un ressort 14. Une fois la carte 100 positionnée sur la platine 1, le couvercle 3 est rabattu et verrouillé automatiquement grâce à un loquet à commande électromagnétique (non représenté sur la figure 1) monté à l'intérieur du cassis 12 sous la fente 5 dans laquelle s'engage la targette 6. La platine 1 est munie, le long d'un des bords, d'un certain nombre de pistes conductrices parallèles, par exemple cinq dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, référencées de 7 à 11. Ceci signifie, comme expliqué ci-après, que la carte 100 peut comporter jusqu'à cinq réponses proposées pour chaque question. La platine 1 comporte en outre dans sa partie inférieure quatre pistes conductrices 21 à 24, recouvertes par le couvercle 3 losqu'il est rabattu. La platine 1 est également munie d'un interrupteur 30 (représenté sur la figure 3) dont seul le bouton de commande 29 est apparent et qui sert à établir un contact électrique signalant le rabattement du couvercle 3. Le couvercle 3 comporte quatre groupes de cinq palpeurs chacun, référencés.- de 25 à 28, qui, en l'absence de carte, viennent respectivement s'appuyer sur les pistes 21 à 24 en établissant des contacts électriques. Un câblage intérieur au couvercle 3 réunit chacun des palpeurs avec un circuit situé à l'intérieur du châssis 12, représenté par la figure 3. La carte utilisée avec cette machine peut donc comporter jusqu'à quatre questions. Le châssis 12 comporte en outre dans sa partie inférieure - des voyants 151 à 154 indiquant-, lorsque l'un d'eux est allumé, la question à laquelle on doit répondre - deux compteurs totalisateurs 40 et 36 indiquant respectivement le nombre de bonnes et de fausses réponses et dont on voit, sur la figure 1, les dispositifs d'affichage - un voyant 17 indiquant une réponse correcte ; et - un voyant 16 indiquant une réponse fausse. La machine suivant l'invention est également munie d'un pointeur 18 relié par cible au circuit situé à l'intérieur du châssis 12 et permettant d'indiquer la réponse choisie par l'élève. Un mode de réalisation de la carte 100, illustré par la figure 2, comporte éventuellement dans sa partie supérieure, par exemple, un texte explicatif 102, ou un schéma ou une illustration imprimé. Le texte 102 est suivi de questions 1 à 3 repérées 103 à 105 dont chacune est suivie de plusieurs réponses dont une seule est correcte. La question NO 1 (103) est par exemple suivie de cinq réponses A, B, C, D et E, à chacune d'elles correspond une perforation sur la carte désignée par des nombres 107 à 111. Elles se situent respectivement au-dessus des pistes conductrices 7 à 11 de la platine (figure 1) permettant ainsi d'établir le contact entre une des pistes 7 à Il et le pointeur 18. La carte 100 comporte en outre des perforations 121 à 123, dites "codé es", situées au bas de la carte. Ces perforations permettent, lorsque la carte 100 est en place et le couvercle 3 rabattu, l'établissement des contacts électriques entre les pistes conductrices 21 à 24 et l'un des palpeurs d'un certain nombre de groupes 25 à 28 correspondant au nombre de questions posées. Ce contact entre l'un des palpeurs du groupe, par exemple le palpeur 252 et la piste 21 à travers la perforation 121 détermine, comme il sera indiqué plus loin, la réponse correcte. Les autres palpeurs du groupe 25 sont'isolés de la piste 21 par l'épaisseur de la carte 100.Les perforations 122 et 123 permettent respectivement d'établir le contact entre l'un des palpeurs des groupes 26 et 27 et les pistes 22 et 23, permettant de déterminer respectivement les réponses correctes aux questions NO 2 et 3, par le circuit électrique de la machine. La figure 3 représente d'une manière schématique le circuit d'un mode de réalisation de la machine suivant l'invention. Sur la figure 3 les pistes conductrices 7 à 11 sont, d'une part, respectivement reliées à une source de tension négative - V à travers des résistances 47 à 51. D'autre part, chacune des pistes 7 à 11 est reliée en parallèle à l'un des palpeurs de chaque groupe 25 à 28 et à l'une des entrées d'un circuit "OU" complémenté 56 réalisé de manière à fournir une tension de sortie lorsqu'il ne reçoit pas de tension positive sur l'une au moins de ses cinq entrées. Les pistes conductrices 21 à 24 sont respectivement reliées aux quatre sorties 41 à 44 d'un commutateur pas-à-pas 33. Les sorties 41 à 44 sont, en outre, respectivement reliées à quatre voyants 15î 152, 153, 5, et 154. Le commutateur 33 comporte une première et une seconde entrée de commande 38 et 45 et une entrée de signal 46. La première entrée de commande 38 est reliée à travers une diode 39 au pointeur 18 permettant d'indiquer les réponses choisies. La seconde entrée 45, servant à la remise à zéro du commutateur, est reliée à l'interrupteur 30 à travers un circuit différentiateur composé d'un condensateur 31 et d'une résistance 32. Le contact mobile de l'interrupteur 30 est relié à une source de tension continue positive + V. L'entrée de signal 46 du commutateur 33 est également reliée à la source -+ V. Le pointeur 18 est relié, d'une part, à travers la diode 39 sus-mentionnée à un premier compteur (CBR) 40 totalisant le nombre de bonnes réponses et à une première entrée de commande 52 d'un basculeur bistable 37 et, d'autre part, à travers la diode 34 à un inverseur de-polarité (-1) 35, à un second compteur (COR) 36 totalisant le nombre de mauvaises réponses et à une seconde entrée de commande 53 du basculeur 37. Le basculeur bistable 37 comporte en outre deux sorties 54 et 55 respectivement reliées au voyant 16 indiquant une réponse correcte et au voyant 17 indiquant une réponse erronée. La sortie du circuit "OU" complémenté 56 est reliée à l'électro-aimant 57 commandant l'ouverture d'un loquet 58 qui retient la targette 6 du couvercle 3. Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus est le suivant La carte 100 est posée sur la platine 1 et positionnée à l'aide de butées 2, le couvercle 3 est ensuite rabattu. Le couvercle 3, lorsqu'il est rabattu, ferme l'interrupteur 30 en poussant sur son bouton de commande 29. La tension positive appliquée au circuit différentiateur 31, 32 se transforme en une impulsion positive brève appliquée à la seconde entrée de commande 45 du commutateur pas-à-pas 33, effectuant la remise à zéro du commutateur. Le commutateur 33 dans sa position "zéro" applique la tension positive + V alimentant son entrée de signal 46 sur sa première sortie 41, appliquant ainsi cette tension à la piste conductrice 21. La perforation "codée" 121 permet au palpeur 252 du groupe d'entrer en contact avec la piste 21 et prélever la tensionposi- tive + V de celle-ci. Le palpeur 252 applique cette tension d'une part à la piste conductrice 8 et à l'une des entrées du circuit "OU" complémenté 56. L'excitation de l'électro-aimant 57 est coupée et le loquet 58 tiré par un ressort de rappel 59, verrouille la targette 6 du couvercle 3. La tension positive + V apparaissant sur la sortie 41 du commutateur 33 allume, en outre, le voyant 151 indiquant à l'élève qu'il doit répondre à la première question. L'élève choisit alors la réponse qui lui semble- correcte en appliquant la pointe du pointeur 18 sur l'une des pistes 7 à 11 à travers l'une des perforations 107 à 111, qui correspond à sa réponse. La piste 8 correspondant par exemple à la bonne réponse est portée à la tension positive + V à travers le palpeur 252 et la piste 21. Les autres pistes correspondant aux mauvaises réponses sont portées à un potentiel négatif - V à travers les résistances 47 à 51. Si l'-élève choisit une réponse incorrecte, par exemple A, il établit le contact entre le pointeur 18 et la piste 7 à travers la perforation 107. La tension-négative recueillie par le pointeur 18 est transmise à travers la diode 34 à l'entrée de l'inverseur 35. L'înverseur 35 transmettra un signal positif d'une part au compteur de mauvaises réponses (CR) 36, qui progresse d'un pas, et, d'autre part, à la seconde entrée de commande 53 du basculeur bistable 37 le faisant basculer dans son état "O" s'il n'y était pas auparavant), allumant ainsi le voyant 17 indiquant une réponse fausse. Lorsque la réponse choisie par l'élève est correcte, c'est-àdire lorsqu'il applique le-pointeur 18 sur la piste 8 à travers la perforation 110, la tension positive recueillie par le pointeur est appliquée, à travers la diode 39, d'une part, au compteur de bonnes réponses (CBR) 40, d'autre part, à la première entrée de commande 52 du basculeur 37, et également à la première entrée de-commande--38 du commutateur 33. La-tension positive appliquée à l'entrée 52 du basculeur 37 le-fait~basculer-dans aQn état "1", ce qui provoque l'allumage du voyant 16 indiquant une réponse correcte. Cette tension positive appliquée à l'entrée 38 du commutateur 33 le fait progresser d'un pas, permettant d'appliquer la tension positive + V à sa seconde sortie 42, c'est-à-dire au voyant 152, à la piste 22 et de celle-ci, à travers la perforation 122, à l'une des pistes 7 à 11. Pour les questions suivantes, les opérations sont identiques à celles indiquées précédemment. La carte 100, telle qu'indiquée par la figure 2, ne comporte que trois questions. Lorsque l'élève a correctement répondu à la troisième question, le commutateur 33 applique une tension positive par sa sortie 44 au voyant 154 et à la piste 24. Toutefois, aucun des palpeurs du groupe 28 ne peut entrer en contact avec la piste 24. Le circuit "OU" complémenté 56, ne redevant de tension positive sur aucune de ses cinq entrées, fournit sur sa sortie un signal actionnant l'électro-aimant 57. L'électro-aimant 57 attire le loquet 58 et libère la targette 6. Le couvercle 3 se soulève sous l'action du ressort 14 (de la figure 1) . L'élève peut alors remplacer la carte sur la platine par une autre et reeommencer avec cette dernière le même cycle d'opérations. De même, si la carte comporte quatre questions et lorsque l'lave a répondu correctement à cette dernière, le commutateur 33 progresse d'un pas, de manière qu'aucune des pistes 21 à 24 ne reçoit de tension positive. Dans ce cas également, le -circuit "OU" complémenté 56 opèrera de la manière indiquée ci-dessus. Le commutateur pas-à-pas 33 peut être d'un type électromécanique analogue à ceux qui sont couramment utilisés en commutation téléphonique. On peut avantageusement le remplacer par un commutateur électronique tel que celui représenté sur la figure -5 d'une demande de brevet français antérieure de la Demanderesse déposée le 20 Février 1969 sous le NO 69/4285. De nombreuses variantes peuvent être apportées à la machine à enseigner décrite précédemment, sans sortir du cadre de l'inven- tion. Les circuits logiques peuvent être remplacds par d'autres circuits logiques remplissant les mêmes fonctions. Au lieu de connecter l'extrémité commune des résistances 47 à 51 à unesource de tension négative, on peut les connecter à une source positive fournissant une tension différente de la tension fournie par le commutateur électronique. 33. Le dispositif constitué par les éléments 34, 35, 39 est alors remplacé par un discriminateur à seuil qui dirige sur une voie ou sur une autre la tension recueillie par le pointeur 18. D'autre part, il n'est pas nécessaire que les divers palpeurs d'une même série se succèdent dans le m8me ordre que les pistes 7 à il De mime, les pistes 21 à 24 peuvent se succéder dans un ordre différent de celui des questions. La position des perforations codées 18 à 20 n'est alors plus liée de façon apparente aux réponses exactes, ce qui empoche élève de deduire les réponses à faire d'un examen visuel, mEme attentif, des perforations codées. Une autre variante de la machine suivant l'invention, prévue pour operer avec des cartes réunies pour former une bande continue, est illustrée par la figure 4. Dans cette variante de l'invention, plusieurs cartes sont associées pour former une bande continue 150, enroulée ou pliée en accordéon. Les butées 2 de la figure 1 sont supprimées, et remplacées par des ergots, montés sur la platine aux endroits repérés 61 et 62. Le couvercle 3 est fixé à la platine. L'élève introduit l'extrémité gauche de la bande entre le couvercle et la platinez L'introduction peut être facilitée en équipant d'une languette 151 l'extrémité de la bande. L'élève tire la languette vers la gauche jusqu'à ce que la première série de questions apparaisse sous la entre 4. A ce moment, les ergots pénètrent dans des perforations de guidage tels que 152 pratiquées le long des bords supérieur et inférieur de la bande, et immobilisent celle-ci. Lorsque l'élève a correctement répondu à toutes les questions un dispositif analogue à celui qui libérait la targette 6, dans la version illustrée par la figure 3, produit l'effacement des ergots. La bande de papier est libérée, et l'élève peut faire apparaitre la nouvelle série de questions en tirant sur la languette 151.La bande de'papier est de nouveau immobilisée par la pénétration des ergots à travers une nouvelle paire de perforations 152.-La remise à zéro du compteur 33 est effectuée, non plus par la fermeture du couvercle, qui reste fixe, mais par un autre procédé ; par exemple : commande manuelle par l'élève avant de répondre à la première question, ou au moyen d'un contact que le déplacement de la bande ferme temporairement grâce à un entraînement par friction, ou encore par un contact établi par l'un des ergots à travers l'une des perforations 152. En définitive, une fois introduite dans la machine, la bande n'est libérée qu'une fois que l'élève a correctement répondu à toutes les questions. Le principal avantage de cette variante par rapport à la version décrite plus haut est qu'il n'est pas nécessaire de contrôler qué l'élève a fait effectivement passer toutes les cartes dans la machine. En outre, la manipulation à effectuer entre chaque série de questions est plus simple, puisqu'elle se limite à tirer sur la languette. En revanche, la réalisation des contacts 25 à 28 sur 21 à 24 est plus délicate, puisqu'ils ne doivent pas être endommagés par le défilement de la bande de papier. il est d'ailleurs possible de s'affranchir de cet inconvénient en incorporant un dispositif qui soulève légèrement les contacts 25 à 28 préalablement à la mise en mouvement de la bande. Par exemple, on peut combiner les deux variantes, mais en limitant à quelques millimètres le soulèvement du couvercle 3 à la fin d'une série de questions, c'est-à-dire d'une hauteur suffisante pour dégager les contacts 25 à 28 des perforations, tout en laissant libre l'action des ergots. Dans cette variante combinée, le circuit 56 actionne à la fois le verrouillage de la targette 6 et des ergots. Une fois en place la série de questions suivantes, l'élève referme le couvercle, et l'enfoncement du bouton 29 provoque la remise à zéro du commutateur 33. REVENDICATIONS 1. Machine à enseigner permettant de vérifier les connaissances d'un élève en lui présentant des questionnaires sous formes de textes, dessins, cartes ou schémas, lesdits questionnaires pouvant comporter une ou plusieurs questions, chaque question de chaque questionnaire étant accompagnée de plusieurs réponses possibles, dont une seule bonne, offertes au choix de l'élève, caractérisée en ce que les questionnaires et les diverses réponses (103 à 105) sont imprimés sur des cartes (100) en matériau isolant comportant des perforations (1C7 à 111 et 121 à 123) permettant au grè de l'élève d'établir à l'aide d'un pointeur (18) un contact avec des éléments conducteurs incorporés dans la machine et organisés de façon à identifier et ensuite totaliser les réponses correctes et incorrectes. 2. Machine à enseigner suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites cartes perforées comportent deux groupes de perforations ; le premier groupe (107 à -111) correspondant aux réponses offertes, permettant d'établir au moyen dudit pointeur (18) un contact électrique avec une piste conductrice (7 à 11) située sur la machine, à travers l'une des perforations correspondant à la réponse choisie par l'élève ; le second groupe, comportant des perforations dites "codées" (121 à 123) permettant d'identifier la réponse correcte au moyen d'une tension appliquée à la piste correspondant à cette réponse à travers l'une d'elles, ladite tension différant sensiblement par sa polarité ou par sa valeur des tensions présentes sur les autres3 pistes correspondant aux fausses réponses. 3. Machine à enseigner suivant la revendication 2, utilisant des cartes perforées (100) comportant plusieurs questions auxquelles l'élève doit répondre dans tordre, chacune des questions étant accompagnée de plusieurs réponses dont une seule est bonne, caractérisée en ce que ladite machine comporte - plusieurs pistes conductrices dites "d'identification" (21 à 24) permettant d'appliquer ladite tension identifiant la bonne réponse à chaque question à travers les perforations "codées" (121 à 123) aux pistes correspondantes (7 à 11) - un commutateur pas-à-pas (33) permettant d'appliquer successivement ladite tansion identificatrice à chacune desdites pistes d'identification (21 à 24) dès que l'élève a répondu correctement à la question précédente ; ladite carte comportant à cette fin autant de perforations "codé-es" que de questions. 4. Machine à enseigner suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, deux voyants (17 et 18) signalant respectivement les bonnes et mauvaises réponses et d'autre part, deux compteurs totalisateurs (40 et 36) comptabilisant respectivement les bonnes et les mauvaises réponses; lesdits voyants et lesdits compteurs étant couplés électriquement audit pointeur (18) au moyen d'un dispositif permettant de distinguer entre les tensions identificatrices des bonnes et des mauvaises réponses (39 et 34). 5. Machine à enseigner suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qutelle comporte un dispositif de blocage de la carte (100) dans la machine comportant un loquet (58) commande par un électro-aimant (57), ledit électro-aimant (57) étant commandé par un circuit logique (56) de manière à libérer la carte (100) lorsqu'il ne reçoit aucune tension identificatrice de bonne réponse sur aucune de ses entrées reliées auxdites pistes conductrices (7 à 11), c'est-à-dire lorsque l'élève a répondu correctement à chaque question qui lui a été posée.