Brevet FR2472230A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne un appareil audio-visuel commandé par ordinateur, utilisé pour l'enseignement programmé et pour les tests psychotechniques. Le principal avantage des techniques d'enseignement programmé est une grande souplesse permettant l'adaptation pédagogique aux différents élèves. En effet, tous les élèves n'assimilent pas a un même rythme. En particulier, l'assimilation de l'enseignement dépend beaucoup des fluctuations de la qualité d'écoute de l'élève. On connaît déja un appareil audio-visuel utilisé pour l'enseignement programmé et représenté sur la figure 1 sous forme d'un diagramme synoptique. Cet appareil est organisé autour d'un micro-ordinateur 1. Ce dernier comprend un microprocesseur 2, relié à une mémoire 3, et un circuit 4 d'interface. Ce circuit assure le couplage du microprocesseur 2 et des circuits annexes 5 de celui-ci avec un dispositif 6 de stockage et de projection d'image et avec un magnétophone 7. L'élève transmet des informations au micro-ordinateur par liintermédiaire d'un clavier 8. L'appareil comporte en outre une barrette 9 de photodiodes permettant l'affichage d'informations très succinctes,telles que les derniers caractères frappés sur le clavier 8 par l'élève, ou de courtes indications (28 caractères au maximum) concernant le déroulement du cours.Les échanges entre le micro-ordinateur et l'élève s'effectuent d'une part par l'intermédiaire du dispositif 6 qui comprend un projecteur de diapositives et d'autre part par l'intermédiaire du magnétophone 7. Par exemple, au cours d'une séquence de la le çon, le projecteur 6 forme l'image d'une diapositive et le magnétophone 7 transmet un commentaire sous forme de paroles. L'élève observe l'image formée et, après le commentaire, et éventuellement une période de réflexion, le magnétophone 7 pose une question. L'élève y répond à l'aide du clavier 8. Le dispositif 9 montre à l'élève où il en est de sa réponse. Lorsque l'élève a terminé la transmission de sa réponse, le micro-ordinateur lui indique si la réponse est bonne ou est erronée par l'intermédiaire du magnétophone 7. Il est bien évident que l'information donnée par le micro-ordinateur à l'élève par l'intermédiaire du magnétopnone, dépend de la réponse donnée par. l'élève par l'intermédiaire du clavier 8.Le micro-ordinateur doit donc commander la recherche, sur la bande du magnétophone 7,.du segment qui donne l'information qu'il veut transmettre à l'élève. Eventuellement1 il peut aussi rechercher une diapositive dans le dispositif 6. De toute manière, étant donné la recherche qui doit être effectuée dans les informations conservées par le magnétophone 7 et éventuellement par le dispositif 6, il s'écoule un certain temps de l'ordre de plusieurs secondes entre la réponse de l'élève et le commentaire commandé par le micro-ordinateur. On constate que ce temps nécessaire à la recherche du segment d'informations de commentaire sur le magnétophone 7, appelé parfois "coupure", a un effet psychologique désastreux sur l'élève. En effet, le but de.l'enseignement programmé est l'établissement d'une relation particulière très immédiate entre l'élève et la machine, et on cherche à personnaliser cette relation afin que la qualité d'écoute de l'élève et, de façon plus générale, ses facultés d'assimilation soient aussi élevées que possible. On peut envisager de supprimer cette "coupure" dans la relation entre l'élève et la machine par utilisation d'appareils puissants ou multiples ou par synthèse de paroles. Cependant, ces solutions rendraientl'appa- reil beaucoup trop coûteux pour pouvoir être utilisé dans les applications de l'enseignement programme. Selon l'invention, le problème posé par cette "coupure" ou ce-temps qui s'écoule avant la restitution des informations sonores, est résolu non par la sup pression de cette coupure mais par son masquage. Plus précisément, selon l'invention, une information visuelle commence à être transmise à l'élève instantanément, dès la fin de sa réponse, et avant que le magnétophone ait pu atteindre le segment de commentaire à transmettre. Lorsque l'information sonore lui parvient, l'élève est déjà en train de lire sur un dispositif convenable d'affichage, par exemple un moniteur vidéo, une information qui peut avoir non seulement le même contenu que l'information sonore mais qui peut encore développer celle-ci. Ainsi, selon l'invention, la relation entre l'élève et la machine est continue tout au long de la leçon et ne comporte plus ces coupures préjudiciables. De cette manière, la qualité d'attention et d'écoute de l'elève;est améliorée et l'assimilation est facilitée. Plus précisément, l'invention concerne un appareil audio-visuel commandé par ordinateur, du type qui comprend un micro-ordinateur muni d'une mémoire, un clavier destiné à introduire des signaux de commande et des signaux de données dans le micro-ordinateur, un dispositif de stockage d'images, destiné à présenter l'une des images qu'il conserve en fonction de signaux de commande qui lui parviennent du micro-ordinateur, et un ma-gné -tophone destiné à conserver des signaux de parole divisés en segments et à les restituer en fonction de signaux de commande qui lui parviennent du micro-ordinateur selon l'invention, l'appareil comporte en outre un dispositif d'affichage destiné à recevoir des signaux de commande et des signaux de données du micro-ordinateur, certains au moins des signaux de données transmis par le micro-ordinateur étant différents des signaux de données transmis par le clavier au micro-ordinateur et correspondant à l'information d'un segment de signaux de parole, ces signaux de données étant présentés par le dispositif d'affichage avant la restitution dudit segment de signaux de parole par le magnétophone. Il est avantageux que le micro-ordinateur comprenne un microprocesseur, et que celui-ci soit relié par un circuit d'interface aux appareils périphériques formés par le dispositif de stockage d'images, le magnétophone et/ ou le dispositif d'affichage. Le dispositif d'affichage est avantageusement un moniteur vidéo. Le dispositif de stockage d'images est avantageusement un projecteur de diapositives, comprenant un carrousel ainsi qu'un écran. L'appareil peut en outre comprendre une imprimante destinéeàdonner des informations permanentes, par exemple le résultat global obtenu par un élève, et-un crayon vidéo utilisé avec le moniteur vidéo et permettant la transmission d'autres informations à l'ordinateur. Dans une variante, le dispositif de stockage d'images peut comprendre un magnétoscope ou un lecteur de vidéodisque. Dans ce cas, les images conservées par un tel dispositif peuvent être transmises directement par le moniteur de télévision qui constitue le dispositif d'affichage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 ayant déjà été décrite - la figure 2 est un diagramme synoptique d'un appareil audio-visuel selon l'invention ; et - la figure 3 est un schéma un peu plus détail lé du circuit d'interface du micro-ordinateur. La figure 2 est un diagramme synoptique analogue à celui de la figure 1 mais représentant l'appareil audio-visuel selon l'invention. Sur cette figure, les différents éléments qui sont analogues à ceux de l'appareil de la figure 1 portent la même référence, précédée du chiffre 1 pour les dizaines. Ainsi, cet appareil comporte un micro-ordinateur 11 qui comprend un microprocesseur 12, échangeant des informations avec une mémoire 13. Un circuit 15 d'entrée-sortie assure des échanges entre le microprocesseur 12 et le clavier 18. L'appareil comporte en outre un dispositif 16 de stockage d'images et un magnétophone 17. Le circuit d'ìnterface est repéré par la référence 20 car il diffère de celui de l'appareil de la figure 1, comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire. Le micro-ordinateur 11 comprend un microprocesseur 12 qui peut être par exemple un circuit du type n0 6502 "Rockwell" et il est chargé de la gestion des périphériques audio-visuels, c'est-à-dire du dispositif 16, du magnétophone 17 et du moniteur 12. Il comprend un circuit 20 d'interface lui permettant la gestion des tâches particulières que requiert l'enseignement programmé, comme décrit dans l'exemple de mise en oeuvre donné dans la suite. Le micro-ordinateur comporte en outre un clavier, par exemple du type d'une machine à écrire QWRTY. Ce clavier permet la transmission par l'élève, en fonction des réponses, de chiffres, de lettres, de mots ou de phrases construites. Certaines touches sont dites de "fonction" et leur utilisation est expliquée par un message transmis sur l'écran vidéo. La mémoire 13 est avantageusement un lecteurenregistreur à disque souple de 13 cm de diamètre, du type pour informatique, un seul disque souple permettant le déroulement de la totalité d'un cours. La capacité utilisable d'un tel disque souple est de 116 kilooctets. Le programme de commande du microprocesseur est enregistré sur ce disque, et il est avantageusement établi en langage BASIC. Le magnétophone 17 est de préférence d'un type à cassette à deux pistes. Il est télécommandé et comporte deux moteurs, permettant une recherche rapide en marche avant et en marche arrière. La cassette porte sur une piste l'enregistrement des commentaires et des informations de redressement d'erreurs. Dans un mode de réalisation très avantageux, la bande contenue dans la cassette ne contient auçun élément de programme informatique destiné au microprocesseur ; la seconde piste ne comporte que des signaux sonores destinés à faciliter la synchronisation. Le dispositif d'affichage 21 est avantageusement un moniteur vidéo. Il suffit qu'il permette l'af fi- chage de textes de 24-lignes due~40 caractères ou de graphiques avec une résolution élevée. Il s'agit par exemple d'un moniteur noir et blanc de 18 cm. Le moniteur permet à l'élève de contrôler ce qu'il frappe sur le clavier, le moniteur jouant alors le rôle de la barrette 9 décrite en référence à la figure 1. Cependant, le moniteur présente aussi bien d'àutres informations sous la commande directe du micro-ordinateur, comme décrit dans la suite. Le dispositif 16 de stockage d'images, destiné à présenter une image qu'il conserve en fonction de signaux de commande, est avantageusement un projecteur de diapositives associé à un écran et comprenant un carrousel télécommandé permettant un accès rapide à n'importe quelle diapositive. L'écran est par exemple un dépoli: et les diapositives peuve#nt être du type normalisé de 24 x 36 mm. L'information qui est avantageusement en cou 1eurs,peut être sous forme de texte, de dessin, de plan ou de photographie. On a aussi représenté, en traits interrompus sur la figure 2, une imprimante 22 qui peut imprimer sous forme permanente des éléments mesurables du comportement de l'élève et qui peut imprimer aussi par exemple un résultat d'examen ou un score. En outre, la référence 23 désigne un crayon vidéo permettant à l'élève de donner une réponse sur l'écran vidéo, sans utilisation du clavier 18. La figure 3 représente plus -en détail l'interface 20 qui assure lé couplage entre le microprocesseur 12 et les différents périphériques. Le circuit 20 comprend deux circuits intégrés 24 et 25 d'entrée et de sortie respectivement. Le circuit 24 reçoit l'information du compteur du magnétophone par l'intermédiaire d'un circuit 26. Il reçoit en outre les signaux d'un détecteur 27 de fréquence qui est destiné à relever les signaux de synchronisation de la seconde piste de la cassette du magnétophone 17. Le circuit 24 reçoit en outre les signaux de circuits 28 et 29 reliés respectivement à la commande de marche avant et à la commande de marche arrière du carrousel du projecteur de diapositives 16. Ces circuits 28 et 29 sont reliés, par l'intermédiaire de circuits respectifs 30 et 31, à un contact d'un relais 32, 33 commandé par des signaux transmis par le circuit 25 de sortie. Un circuit 34, relié aux deux circuits 24 et 25 d'entrée et de sortie, détermine que la position du carrousel de diapositives, indiquée par les circuits 24, 28 et 29, correspond bien à celle qui est commandée par l'intermédiaire du circuit 25 et des relais 32 et 33. Le circuit 25 de sortie commande, outre les relais 32 et 33 cités précédemment, un relais 34 de commande de la lampe du projecteur 16. Il commande en outre des relais 35 à 39 qui correspondent aux cinq touches de fonction du magnétophone 17. Ces fonctions, correspondant dans l'ordre aux relais 35, 36, 37, 38 et 39, sont respectivement l'arrêt, l'avance rapide, la lecture, le rembobinage et l'enregistrement. Ainsi, la commande des fonctions du magnétophone 17 s'effectue au niveau du circuit d'interface 20 et non à l'intérieur du magnétophone 17. Le circuit de la figure 3 ne représente pas la commande du moniteur vidéo. En effet, celui-ci est commandé directement par une sortie de la carte du microprocesseur, sans qu'un circuit d'interface soit nécessaire, lors de l'utilisation du microprocesseur du type cité précédemment. Une séquence d'un cours d'enseignement programmé comprend normalement l'émission d'un commentaire, appuyé par une projection d'une ou plusieurs diapositives, puis l'énoncé d'une ou plusieurs questions auxquelles l'élève doit répondre. Au besoin, l'élève peut avoir la possibilité de demander la répétition d'une séquence, une ou plusieurs fois. En cas de succession de réponses erronées, le déroulement de la leçon peut être interrompu et peut nécessiter par exemple une opération d'un professeur. En outre, en fonction de la réponse donnée, le programme peut commander des branchements simples ou conditionnels sur telle ou telle partie du cours. Ces branchements peuvent tenir compte de différentes conditions et notamment des réponses à des questions antérieures. L'appareil selon l'invention non seulement remplit les fonctions qu'on vient d'énumérer et que remplissent les types les plus élaborés de matériels actuellement disponibles, mais a en outre d'autres fonctions qu'on considère maintenant. La fonction supplémentaire la plus importante de l'appareil selon l'invention est le renforcement du commentaire par l'affichage d'informations sur l'écran vidéo. Ce renforcement du commentaire, dans le cas du commentaire portant sur la réponse donnée par l'élève, permet la suppression de la coupure dans la relation entre l'élève et la machine, comme indiqué plus en détail au début du présent mémoire. L'appareil peut aussi conserver en mémoire certaines variables pendant toute la durée du cours. Par exemple, au début d'une leçon, il demande le nom de l'élève et, lors des échanges d'informations avec l'élève par l'intermédiaire du moniteur vidéo, la machine appelle l'élève par son nom. D'autres variables peuvent aussi être rappelées à tout moment sur le moniteur si bien que le dialogue avec l'élève est personnalisé. Ainsi, une réponse à une question antérieure peut être rapprochée d'une autre réponse afin que prélève puisse constater leur contradiction le cas échéant, et en conséquence son défaut de logique. Une autre caractéristique avantageuse est que l'appareil peut analyser la réponse donnée par l'élève, quelle que soit la forme de la question posée. La question peut être par exemple posée de manière qu'elle donne le choix entre trois ou quatre réponses possibles qui sont indiquées. Elle peut aussi demander l'introduction d'un mot à l'aide du clavier. Ce mot peut être écrit seul ou au milieu d'autres caractères qui constituent la réponse de.l'élève. La présentation de la question peut aussi être effectuée, dans l'appareil selon l'invention, sous forme d'une phrase écrite sur l'ecran vidéo et comprenant un blanc que doit combler l'élève à l'aide du clavier. En fonction de l'analyse précitée, un score peut être calculé automatiquement pour l'élève et il peut être indiqué à celui-ci à la fin du cours ou uniquement à un professeur qui peut interroger l'appareil à la fin du cours. Un autre avantage important de l'appareil selon l'invention est qu'il permet la construction des programmes eux-mêmes. Une fois réalisées les diapositives et lorsque l'ordre de celles-ci a été déterminé dans la carrousel, et une fois enregistrée la cassette du magnéto- phone,l'appareil selon l'invention permet la totnlite de la programmation du disque qui complète le cours. En effet, le clavier permet la transmission de toutes les informations nécessaires au microprocesseur et à la mémoire, et le dialogue entre le programmeur et le microprocesseur s'effectue par l'intermédiaire du moniteur vidéo et du clavier, de manière classique, et permet le mixage d'informations, notamment de données de programmation. Cette programmation directe sur l'appareil nécessite évidemment un moniteur vidéo et est impossible avec les appareils connus. Cette caractéristique est importante non seulement pour la construction des programmes eux-mêmes mais surtout pour leur modification. Ainsi, la modification d'un cours ne nécessite plus sa reprise totale mais simplement la reprise des parties à modifier, di rectement sur l'appareil utilisé pour la restitution du cours programmé. Ainsi, un cours est entièrement contenu sur trois supports : un carrousel de diapositives, une cassette normalisée de bande magnétique, et un disque souple. La description détaillée qui précède ne concerne qu'un mode de réalisation particulier qui permet de nombreuses variantes. Ainsi, la projection fixe de diapositives peut être remplacée par une projection animée ou fixe assurée par un magnétoscope. Le magnétoscope peut lui-même être remplacé par un appareil de lecture de vidéodisque. Dans ces deux variantes, le moniteur vidéo peut être utilisé à la fois pour la présentation des images, c'est-à-dire avec la fonction du dispositif 16 de présentation d'images, et pour l'affichage de commentaires, notamment à la suite de réponses. En effet, dans le mode de réalisation décrit en détail, l'élève doit regarder soit l'écran de projection de diapositives, soit l'écran du moniteur vidéo. Dans les variantes, mettant en oeuvre un magnétoscope ou un appareil de lecture de vidéodisque, l'élève n'a qu'un seul éCran à regarder. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil audio-visuel commandé par ordinateur, du type qui comprend un micro-ordinateur (11) muni d'une mémoire (13), un clavier (18) destiné à introduire des signaux de commande et des signaux de données dans le micro-ordinateur, un dispositif (16) de stockage d'images destiné à présenter une image qu'il conserve en fonction de signaux de commande qui lui parviennent du microordinateur, et un magnétophone (17) destiné à conserver des signaux de parole divisés en segments et à les restituer en fonction de signaux de commande qui lui parviennent du micro-ordinateur, ledit appareil étant carac térisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'affichage (21) destiné à recevoir des signaux de commande et des signaux de données du micro-ordinateur, certains au moins des signaux de données transmis par le microordinateur étant différents des signaux de données transmis par le clavier au micro-ordinateur et correspondant à l'information d'un segment de signaux de parole, ces signaux de données étant présentés par le dispositif d'affichage avant la restitution dudit segment signaux de parole par le magnétophone. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (21) est un moniteur vidéo. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le micro-ordinateur (11) comprend un microprocesseur (12). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le micro-ordinateur (11) comprend un circuit d'interface (20) assurant le couplage au dispositif de stockage d'images, au magnétophone, au dispositif d'affichage, ou à plusieurs de ces dispositifs. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mémoire (13) est du type à disque souple. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de stockage d'images (16), destiné à présenter l'une des images en fonction de signaux de commande, comprend un support contenant plusieurs diapositives, un projecteur de diapositives et un écran. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de stockage d'images est choisi dans le groupe qui comprend un magnétoscope et un appareil de lecture de vidéodisque. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un crayon vidéo (23) destiné à transmettre des données du dispositif d'affichage directement au microordinateur sans passage par le clavier. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une imprimante (22),. 10. Appareil selon'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage présente des données de programmation permettant la commande d'un mixage d'informations à l'aide du clavier.