專利名稱：交互式學(xué)習(xí)機(jī)及其運(yùn)作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)及其運(yùn)作方法。
背景技術(shù)：
教育是人類進(jìn)步和發(fā)展的關(guān)鍵。而家庭教育又是成才的關(guān)鍵。長期以來人們不斷在教育類產(chǎn)品上進(jìn)行開發(fā)，也推出了許許多多的教育類產(chǎn)品來幫助人們學(xué)習(xí)。
比如復(fù)讀機(jī)，先由復(fù)讀機(jī)朗讀教材的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音，然后人們朗讀教材，復(fù)讀機(jī)則記錄聲音，通過對比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音和練習(xí)發(fā)音，人們可提高發(fā)音水平；比如興起于上世紀(jì)90年代的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其包括一臺學(xué)習(xí)機(jī)、電子學(xué)習(xí)卡、輸入裝置以及顯示和發(fā)聲裝置。學(xué)習(xí)機(jī)內(nèi)部有處理芯片，外部具有接口。將保存學(xué)習(xí)內(nèi)容的電子學(xué)習(xí)卡插入學(xué)習(xí)機(jī)的接口，處理芯片則讀取卡內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容顯示在顯示裝置如電視機(jī)上。學(xué)員則通過輸入裝置控制學(xué)習(xí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)播放、暫停、選擇等功能控制。
這些產(chǎn)品在很大程度上幫助了人們的學(xué)習(xí)，也獲得了廣大人民的喜愛。但是，這些學(xué)習(xí)產(chǎn)品的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式都是機(jī)械單調(diào)的，而且學(xué)習(xí)始終是一個需要毅力和付出艱辛的長期過程。特別對兒童和青少年來說，出于愛玩的天性，常常是對這些產(chǎn)品新鮮一段時間后就又會覺得枯燥乏味，而興致索然了。很多家長為了提高孩子的學(xué)習(xí)成績，甚至不惜重金請家教，但如果教學(xué)的方式不對，也同樣很難取得好的結(jié)果，同時花費(fèi)不少。
怎樣才能讓孩子們通過學(xué)習(xí)來增長知識、提高智力并取得好的學(xué)習(xí)成績，又能讓孩子們興趣盎然，充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性呢？已經(jīng)成為長期擺在家長面前而又很難解決的一個重大的難題。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)教育類產(chǎn)品學(xué)習(xí)方式枯燥難以提高學(xué)習(xí)效果的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能大大提高學(xué)習(xí)效果的交互式學(xué)習(xí)機(jī)。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)教育類產(chǎn)品學(xué)習(xí)方式枯燥難以提高學(xué)習(xí)效果的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能大大提高學(xué)習(xí)效果的交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法。
本發(fā)明解決上述第一技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法，包括處理模塊、輸入裝置、存儲裝置以及聲像設(shè)備，學(xué)習(xí)機(jī)內(nèi)含多個虛擬“教師”，即以“教師”身份運(yùn)行的程序；所述處理模塊根據(jù)輸入裝置輸入的指令，選擇一個虛擬“教師”，所述虛擬“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)。
本發(fā)明解決上述第二技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法，采用處理模塊、輸入裝置、存儲裝置以及聲像設(shè)備，學(xué)習(xí)機(jī)內(nèi)含多個虛擬“教師”，包括步驟A、對學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行個性化設(shè)置；B、輸入學(xué)習(xí)內(nèi)容以及在聲像設(shè)備上表現(xiàn)菜單提示；C、虛擬“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的有益效果是由于本發(fā)明采用智能交互式的學(xué)習(xí)方式，引入孩子喜歡的虛擬“教師”和孩子進(jìn)行模擬真實(shí)的教學(xué)活動，能提起并保持孩子強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)習(xí)效果；并且，教學(xué)隨時隨地都能進(jìn)行，費(fèi)用也相對較低。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法的有益效果是由于本發(fā)明采用智能交互式的學(xué)習(xí)方式，孩子可以選擇自己喜歡的虛擬“教師”，虛擬“教師”能和孩子進(jìn)行模擬真實(shí)的教學(xué)活動，使得教學(xué)變得豐富有趣，能激發(fā)并保持孩子強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)習(xí)效果；并且非常方便。

圖1是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的硬件構(gòu)成方框圖；圖2是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的輸入裝置的硬件構(gòu)成方框圖；圖3是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的語音識別模塊的電路圖；圖4是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器、遙控接收電路、多媒體卡連接裝置、電源電路的電路圖；圖5是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的視音頻轉(zhuǎn)換裝置和PC通訊裝置的電路圖；圖6是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的遙控器的電路圖。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明主要原理是設(shè)計一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)和虛擬“教師”程序，通過學(xué)習(xí)機(jī)的聲像設(shè)備將虛擬“教師”形象生動地表現(xiàn)出來。所述虛擬“教師”能夠記住學(xué)員的名字，親切地和學(xué)員打招呼、提問、回答或和學(xué)員進(jìn)行其它話題的溝通。其表現(xiàn)就如真實(shí)的教師一樣。孩子可以選擇自己喜歡的虛擬“教師”，虛擬“教師”和孩子進(jìn)行模擬真實(shí)的教學(xué)活動，使得教學(xué)變得豐富有趣，能提起并保持孩子強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)習(xí)效果。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)包括內(nèi)部處理模塊、輸入裝置、存儲裝置(圖未示)以及聲像設(shè)備。參閱圖1，所述的處理模塊包括相互連接的語音識別模塊和視頻/音頻轉(zhuǎn)換裝置。所述聲像設(shè)備是顯示和發(fā)音設(shè)備，如圖中所示的傳統(tǒng)電視接收機(jī)或顯示設(shè)備，視頻/音頻轉(zhuǎn)換裝置通過AV/S端子和傳統(tǒng)電視接收機(jī)連接，通過VGA端子和顯示設(shè)備連接。語音識別模塊采用非特定人語音識別技術(shù)。
參閱圖2，所述輸入裝置包括連接語音識別模塊的遙控器，通過遙控接收電路控制語音識別模塊。遙控器包括遙控器主芯片和與其連接的鍵盤，遙控器通過紅外/無線方式和語音識別模塊通訊的。所述鍵盤包括語音識別鍵、數(shù)字鍵以及功能鍵。數(shù)字鍵除了傳統(tǒng)功能外，附帶增加了拼音、筆畫、字母和數(shù)字等需要的輸入功能，可以不增加按鍵的數(shù)量，具體的按鍵定義基本上與手機(jī)的數(shù)字鍵一致；當(dāng)然，也可以將鍵盤擴(kuò)充形成與PC鍵盤類似的遙控鍵盤。所述功能鍵是設(shè)置、菜單、確認(rèn)、退出、選老師、重復(fù)以及上下左右等按鍵。所述輸入裝置還包括一個聲音輸入裝置，本實(shí)施方式中是無線/有線麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)其設(shè)置在遙控器頂端，輸入聲音進(jìn)而進(jìn)行語音識別。
本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)還包括一個多媒體卡連接裝置，用以存儲學(xué)習(xí)內(nèi)容的多媒體卡插接。語音識別模塊則通過多媒體卡連接裝置讀取多媒體卡上的學(xué)習(xí)內(nèi)容。另外，語音識別模塊可以讀取PC機(jī)上的學(xué)習(xí)資料，所述PC機(jī)則通過一個PC通訊裝置連接語音識別模塊。
參閱圖3～5，語音識別模塊、存儲器(FLASH SST39VF1681)、遙控接受電路、遙控接收電路、多媒體卡連接裝置、視頻/音頻轉(zhuǎn)換裝置、PC通訊裝置各端子根據(jù)相同的端子名稱互相連接。電源電路則可分別輸出5V，3.3V，2.5V，1.8V電壓為上述元件供電。圖6則是本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的遙控器的電路圖。
本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的存儲器內(nèi)含多個虛擬“教師”程序，每個虛擬“教師”對應(yīng)特定的卡通人物造型和發(fā)音。所述處理模塊根據(jù)輸入裝置輸入的指令，選擇一個虛擬“教師”，所述虛擬“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)出各種情景反應(yīng)，比如各種動作、發(fā)音或表情。比如小王對著麥克風(fēng)向顯示設(shè)備里的虛擬“教師”-卡通人物-打聲招呼“您好”，卡通人物則顯示笑瞇瞇的表情，并通過喇叭發(fā)出“你好，小王！”。
前面已經(jīng)介紹了本學(xué)習(xí)機(jī)的學(xué)習(xí)內(nèi)容可以更換，豐富多彩。在成熟的時候，各行各業(yè)均可用本發(fā)明規(guī)定的格式和協(xié)議制作本行業(yè)的學(xué)習(xí)教材。下面介紹本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法
A、首先要對學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行個性化設(shè)置。通過顯示設(shè)備屏幕可以選擇學(xué)員喜愛的老師。老師一般都會是人們喜歡的卡通人物(例如小狗老師、小貓老師、小鴨老師等等)，這些人物具有特定的形象和聲音。同時還可以輸入幼兒的姓名或昵稱(當(dāng)然，選擇學(xué)員喜歡老師怎樣稱呼你，就輸入什么樣的名字)。還要選擇一些跟學(xué)習(xí)相關(guān)的參數(shù)，比如是否重復(fù)學(xué)習(xí)，是否計時學(xué)習(xí)，是否記錄學(xué)習(xí)進(jìn)程，是否紀(jì)錄測驗(yàn)成績；B、設(shè)置完畢后，插入學(xué)習(xí)卡，輸入學(xué)習(xí)內(nèi)容以及在聲像設(shè)備以聲音或圖像的方式表現(xiàn)可以選擇的項目，比如在顯示設(shè)備上顯示菜單提示或聲音提問。菜單內(nèi)容是本卡可供學(xué)習(xí)的內(nèi)容。卡通老師會詢問今天想學(xué)的內(nèi)容。本例用3歲的幼兒英語教材進(jìn)行說明。
顯示(同時屏幕顯示老師的形象)主菜單1、看圖識字2、簡單會話3、動腦筋4、小測試5、背單詞6、聽兒歌7、聽故事8、玩游戲……C、“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)。
對話老師說小明，你今天想做什么呢？小明回答我不想學(xué)了。
老師說(老師顯得不高興)小明，你是乖孩子嗎？如果是就要好好學(xué)習(xí)呀，如果今天你學(xué)的好，老師就會給你講個好聽的故事，好嗎？小明回答好！老師說小明，真乖！(老師笑了)老師說小明，你今天想做什么呢？小明回答(或家長回答)看圖識字老師說好??！
屏幕顯示看圖識字菜單看圖識物第一課---可愛的小動物第二課---認(rèn)識我們自己第三課---美麗的大自然第四課---我們周圍的人……對話老師說小明，今天我們學(xué)什么呢？小明回答認(rèn)識我們自己。
顯示臉部器官(頭、眼、耳、鼻、口、舌、眉毛、頭發(fā)......依次順序出現(xiàn))對話進(jìn)行教學(xué)老師說(屏幕顯示“頭”)小明，這個英文怎樣說？小明回答不知道老師說(老師顯得很親切)小明，這個讀“head”，“h-e-a-d，head”跟著我讀，“head”小明回答hard(沒有讀準(zhǔn))老師說小明，不對。再跟著我讀“head”小明回答head(讀準(zhǔn)了)老師說小明，真棒！(老師笑了，掌聲響起)……學(xué)習(xí)結(jié)束進(jìn)行測驗(yàn)，測驗(yàn)的分?jǐn)?shù)會紀(jì)錄在案，以方便家長審閱。
老師說小明，剛才我們學(xué)完了這一課，你表現(xiàn)的真好?，F(xiàn)在，我們要進(jìn)行一個測驗(yàn)，準(zhǔn)備好了嗎？小明回答準(zhǔn)備好了！老師說(屏幕顯示耳朵圖像)小明，這個讀什么？小明回答nose(錯誤)老師說小明，不對哦。要加油??！”老師說(屏幕顯示眼睛圖像)小明，這個讀什么？小明回答eye(讀準(zhǔn)了)老師說小明，真棒！(老師笑了，掌聲響起)
......
老師說小明，測驗(yàn)結(jié)束了。你得了3顆星，要加油?。±蠋熣f小明，測驗(yàn)結(jié)束了。你得了5顆星，你真是個聰明的好孩子??！為了獎勵你，我給你講一個故事......“賣火柴的小女孩”......(也可以由菜單讓用戶自己選擇故事)……家長有空，可以調(diào)出孩子的測試成績和學(xué)習(xí)情況來看。并根據(jù)學(xué)習(xí)的情況來決定學(xué)習(xí)新的課文，還是重新學(xué)習(xí)。
本例只對菜單中的看圖識字選項中的“認(rèn)識我們自己”選項進(jìn)行了描述；其他的選項，也可以用類似的過程來進(jìn)行，這里就不再一一復(fù)述了。
本發(fā)明交互式學(xué)習(xí)機(jī)及其運(yùn)作方法通過引人入勝的具有智能互動的聲音和圖像方式取代傳統(tǒng)的說教，采用先進(jìn)的非特定人語音識別技術(shù)進(jìn)行真正意義上的人機(jī)對話，從而產(chǎn)生一種互動式的自助教育學(xué)習(xí)方式。針對各種不同特點(diǎn)的學(xué)生，請一位他們喜歡的虛擬老師通過電視機(jī)或者其他的顯示設(shè)備來教他們。這樣虛擬老師成為該學(xué)生的專用“教師”，他或她不僅具有最好的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還具有超常的耐心，同時還有著你喜歡的造型。這在現(xiàn)實(shí)生活中是無法找到的。
因此，本發(fā)明能提起并保持孩子強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)習(xí)效果；并且使用非常方便，費(fèi)用也相對較低。
權(quán)利要求
1.一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)，包括處理模塊、輸入裝置、存儲裝置以及聲像設(shè)備，其特征在于內(nèi)含多個虛擬“教師”，即以“教師”身份運(yùn)行的程序；所述處理模塊根據(jù)輸入裝置輸入的指令，選擇一個虛擬“教師”，所述虛擬“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述虛擬“教師”在聲像設(shè)備上表現(xiàn)為卡通人物造型，所述虛擬“教師”根據(jù)輸入裝置輸入的指令而表現(xiàn)對應(yīng)的情景。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述聲像設(shè)備是顯示和發(fā)音設(shè)備，每個虛擬“教師”對應(yīng)特定的卡通人物造型和發(fā)音，所述情景是特定的發(fā)音和表情/動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述處理模塊包括相互連接的語音識別模塊和視頻/音頻轉(zhuǎn)換裝置，所述輸入裝置包括連接語音識別模塊的聲音輸入裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述輸入裝置還包括連接語音識別模塊的遙控器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述遙控器包括遙控器主芯片和與其連接的鍵盤，遙控器通過紅外/無線方式和語音識別模塊通訊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述聲音輸入裝置是麥克風(fēng)，其設(shè)置在遙控器上，所述鍵盤包括語音識別鍵、數(shù)字鍵以及功能鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于進(jìn)一步包括多媒體卡、多媒體卡連接裝置和PC機(jī)，所述多媒體卡通過多媒體卡連接裝置連接語音識別模塊，所述PC機(jī)通過一個PC通訊裝置連接語音識別模塊。
9.一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法，采用如權(quán)利要求1至8所述的交互式學(xué)習(xí)機(jī)，包括步驟A、對學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行個性化設(shè)置；B、輸入學(xué)習(xí)內(nèi)容以及在聲像設(shè)備上表現(xiàn)菜單提示；C、虛擬“教師”根據(jù)輸入的指令在聲像設(shè)備上表現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述交互式學(xué)習(xí)機(jī)的運(yùn)作方法，步驟C包括虛擬“教師”開出測試題，答案由輸入裝置輸入，其特征在于進(jìn)一步包括步驟D、調(diào)出測試成績和學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)習(xí)的情況來決定學(xué)習(xí)新的內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交互式學(xué)習(xí)機(jī)及其運(yùn)作方法，該學(xué)習(xí)機(jī)包括處理模塊、輸入裝置、存儲裝置以及聲像設(shè)備。所述學(xué)習(xí)機(jī)內(nèi)含多個虛擬“教師”，處理模塊根據(jù)孩子的輸入，選擇一個孩子喜歡的虛擬“教師”，選定的虛擬“教師”根據(jù)孩子輸入的指令在顯示設(shè)備上給出適當(dāng)?shù)谋砬楹蛣幼?，并提出特定的問題和回答。本發(fā)明采用智能交互式的學(xué)習(xí)方式，引入孩子喜歡的虛擬“教師”和孩子進(jìn)行模擬真實(shí)的教學(xué)活動，能提起并保持孩子強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)習(xí)效果。并且，可方便地進(jìn)行教學(xué)，費(fèi)用也相對較低。
文檔編號G09B5/00GK1916992SQ200510036780
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者陳修志 申請人:陳修志