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专利名称 | 互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法 |
申请号 | CN201310020240.3 | 申请日期 | 2013-01-18 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2013-07-24 | 公开/公告号 | CN103218927A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G09B7/077 | IPC分类号 | G;0;9;B;7;/;0;7;7查看分类表>
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申请人 | 财团法人中文数位化技术推广基金会;大同大学 | 申请人地址 | 中国台湾台北市
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 财团法人中文数位化技术推广基金会,大同大学 | 当前权利人 | 财团法人中文数位化技术推广基金会,大同大学 |
发明人 | 郑福炯;陈祺 |
代理机构 | 北京市浩天知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人 | 靳春鹰;刘云贵 |
摘要
本发明揭露一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,通过监控及诊断学习者个别的学习状态并提供建议,供教学者进行后续教学内容的安排。首先,结构化核心课程模块提供一指定教学内容予显示单元;监控单元详细比对学习者实际学习的内容并记录是否有缺欠课程模块尚未完成;诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况及问题进行诊断分析并进行优劣分类;建议单元提供对应的课程模块学习建议进行后续教学内容的安排;处理单元从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,同时将该指定教学内容与该后续教学内容储存于学习履历单元,并将该教学者的教学过程储存于教学履历单元,用以完成学习过程。
1.一种互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,包含:
结构化核心课程模块,用以储存多项教学内容,其中这些教学内容包含一指定教学内容;
操作单元,用以撷取对应于该指定教学内容的动作信号,且输出对应于该动作信号的另一动作信号;
处理单元,电性连接该结构化核心课程模块以及该操作单元,撷取该另一动作信号,并详细记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程;
学习履历单元,电性连接该处理单元,用以储存学习履历记录,以记录学习者所学习的完整学习历程,可即时提供学习者完整的学习内容以及学习状况,供教学者进行参考,或是供学习者进行自我学习的诊断,该学习履历记录包含该指定教学内容,该学习状况为学习者的出席情况以及学习者对于该指定教学内容的了解程度的其中之一;
教学履历单元,电性连接该处理单元,用以储存教学履历记录,该教学履历记录包含教学者的教学过程;
监控单元,电性连接该处理单元,详细比对该结构化核心课程模块、该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,记录是否有缺欠课程模块尚未完成;
诊断单元,电性连接该监控单元,用以针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类;
建议单元,电性连接该诊断单元以及该处理单元,用以针对该诊断分析的结果,提出对应的课程模块学习建议,并回馈再一动作信号给该处理单元,使该处理单元在这些多项教学内容中选择对应于该再一动作信号的后续教学内容;以及
显示单元,与该处理单元连接,用以显示该指定教学内容、该后续教学内容以及这些建议。
2.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该结构化核心课程模块包含有教育部规定课程、教学者教学课程以及学习者学习课程。
3.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该操作单元包含触控面板、鼠标、绘图板以及手写输入板的其中之一。
4.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,这些动作信号由有线数据传输和无线数据传输的其中之一进行传输。
5.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该学习履历单元更进一步包含该后续教学内容。
6.如权利要求2所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该结构化核心课程模块、该学习履历单元以及该教学履历单元整合为一记忆单元。
7.如权利要求5所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该结构化核心课程模块、该学习履历单元以及该教学履历单元整合为一记忆单元。
8.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该诊断单元可同时针对教学者的教学状况进行诊断。
9.如权利要求8所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该监控单元、该诊断单元以及该建议单元整合为一即时回馈单元。
10.如权利要求6或7或9所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该记忆单元、该处理单元以及该即时回馈单元整合为一伺服单元。
11.如权利要求10所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该伺服单元选自由个人电脑主机、平板电脑、笔记本电脑、智能手机或者云端主机所组成的群组之一或其组合。
12.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该后续教学内容为该指定教学内容的基础先修教学内容。
13.如权利要求1所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统,其特征在于,该显示单元为投影显示装置与平板显示装置的至少一个。
14.一种互动式学习监控、诊断以及建议方法,其特征在于,包含下列步骤:
结构化核心课程模块提供一指定教学内容予显示单元,学习者针对该指定教学内容回应一动作信号,操作单元撷取该动作信号,并输出对应的另一动作信号;
处理单元撷取该另一动作信号,并详细记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程,并将该指定教学内容、该学习者的学习过程储存于学习履历单元以及该教学者的教学过程储存于教学履历单元;
该监控单元对该结构化核心课程模块,即学习者该学的内容与该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,即学习者实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成;
诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类,该学习状况为学习者的出席情况以及学习者对于该指定教学内容的了解程度的其中之一;
建议单元针对该诊断单元所分析的结果,提供对应的课程模块学习建议并回馈再一动作信号给该处理单元进行后续教学内容的安排;以及
处理单元根据该再一动作信号,从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,供学习者进行学习,同时再次将该指定教学内容与该后续教学内容储存于学习履历单元,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元。
15.如权利要求14所述的互动式学习监控、诊断以及建议方法,其特征在于,该显示单元为投影显示装置与平板显示装置的至少一个。
16.如权利要求14所述的互动式学习监控、诊断以及建议方法,其特征在于,该操作单元包含触控面板、鼠标、绘图板以及手写输入板的其中之一。
17.如权利要求14所述的互动式学习监控、诊断以及建议方法,其特征在于,这些动作信号由有线数据传输和无线数据传输的其中之一进行传输。
18.如权利要求14所述的互动式学习监控、诊断以及建议方法,其特征在于,该后续教学内容为该指定教学内容的基础先修教学内容。
互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,特别涉及一种可用于即时监控以及比对学习者的学习状况,将其记录为个人专属的学习履历,并同时针对这些学习状况进行诊断分析,而后给予对应建议的互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法。\n背景技术\n[0002] 现今的教学体制中,学生们都必须带着各门学科厚重的实体教材,例如教科书、作业练习本、考试卷以及文具用品到学校去上课,这对广大的学生族而言无疑是一大负担。此外更缺乏一种具备结构化的学习模式,在课堂中或放学离开学校后无法根据学习者资质的不同而给予适当的教学、学习诊断以及建议,并且现今学校的考试评量方法,仅能比较出学习者之间成绩的优劣,却无法详细得知学习者在学习上真正问题的所在以及需要补强之处。\n[0003] 虽然传统的所谓填鸭式教育短时间内无法被自主教育取而代之,但这种以分数为主要评断学习者学习成效优劣的方式,不仅造成学习者在求学过程中过大的学习压力,也产生更多表现极端的学习者(例如:非极好则极坏),主要因学习者无法在学业上得到相当程度的成就感,因此选择非正当手段取得成绩或直接放弃。而上述的教育方式直到目前为止,一直无法有效地观察班级全体的达成水准、其班级的倾向或是观察学习者个人的综合学习表现,更不可能针对每个学习者的学习状况、学习态度及对教学内容的了解程度进行监控、诊断、深层探讨以及给予适当的改进建议。\n[0004] 所以,要如何解决上述的问题与缺陷,即为本发明的发明人所亟欲研究改善之方向所在。有鉴于现有技术的各项缺陷,本发明提出一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,能减少实体教材对学生造成的负担,供用于即时监控以及比对学习者的学习状况,能够对学生的学习履历留下记录,并同时针对这些学习状况进行诊断分析,而后给予对应的建议。\n发明内容\n[0005] 本发明的一个目的是提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,将教学内容加以虚拟化,整合成影音或文字等电子化教学资源,以减少实体教材对学生造成的负担。\n[0006] 本发明的另一目的是提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,将学习者的学习历程记录成专属的学习履历,供教学者进行参考,或是供学习者进行自我学习的参考。\n[0007] 本发明的又一目的是提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,用以监控以及比对学习者实际学习的内容,并记录是否有缺欠课程模块尚未完成。\n[0008] 本发明的再一目的是提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,用以针对这些学习状况进行诊断以及分析。\n[0009] 本发明的更一目的是提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法,用以针对该诊断以及分析的结果,提出对应的建议。\n[0010] 为达到上述目的与其它目的,本发明提供一种互动式学习监控、诊断以及建议系统,包含结构化核心课程模块、操作单元、处理单元、学习履历单元、教学履历单元、监控单元、诊断单元、建议单元以及显示单元。该结构化核心课程模块储存一指定教学内容;学习者对于该显示单元显示的该指定教学内容回应一动作信号,操作单元撷取该动作信号,并输出对应的另一动作信号;该处理单元通过处理单元撷取该另一动作信号,并详细监控记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程,并将该指定教学内容、该学习者的学习过程储存于学习履历单元以及该教学者的教学过程储存于教学履历单元;该监控单元对该结构化核心课程模块,即学习者该学的内容与该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,即学习者实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成;该诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类;该建议单元针对该诊断单元所分析的结果,提供对应的课程模块学习建议并回馈再一动作信号给该处理单元;该处理单元根据该再一动作信号,从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,供学习者进行学习,同时再次将该指定教学内容与该后续教学内容储存于该学习履历单元中,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元。\n[0011] 其中,该结构化核心课程模块、该学习履历单元以及该教学履历单元可整合为一记忆单元;且该监控单元、该诊断单元以及该建议单元整合为一即时回馈单元;又该记忆单元、该处理单元以及该即时回馈单元可整合为一伺服单元。\n[0012] 本发明的一种互动式学习监控、诊断以及建议方法包含下列步骤:首先,结构化核心课程模块提供一指定教学内容予显示单元,学习者针对该指定教学内容回应一动作信号,操作单元撷取该动作信号,并输出对应的另一动作信号;处理单元撷取该另一动作信号,并详细监控记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程,并将该指定教学内容、该学习者的学习过程储存于学习履历单元以及该教学者的教学过程储存于教学履历单元;该监控单元对该结构化核心课程模块,即学习者该学的内容与该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,即学习者实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成;诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类;建议单元针对该诊断单元所分析的结果,提供对应的课程模块学习建议并回馈再一动作信号给该处理单元进行后续教学内容的安排;处理单元根据该再一动作信号,从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,供学习者进行学习,同时再次将该指定教学内容与该后续教学内容储存于学习履历单元,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元。\n[0013] 通过上述技术,本发明可克服现有技术无法解决的问题并且可用于即时监控以及比对学习者的学习状况并同时针对这些学习状况进行诊断分析,而后给予对应建议。\n附图说明\n[0014] 图1为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统的方块示意图。\n[0015] 图2为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议方法的流程图。\n[0016] 图3(a)为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法的一实施例的小学一年级数学课程数与量的结构化核心课程模块内容示意图。\n[0017] 图3(b)为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法的一实施例的小学二年级数学课程数与量的结构化核心课程模块内容示意图。\n[0018] 图3(c)为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法的一实施例的小学三年级数学课程数与量的结构化核心课程模块内容示意图。\n[0019] 图3(d)为本发明的一实施例应用互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法进行的结构化核心课程模块的内容示意图。\n[0020] 图4为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法的另一实施例示意图。\n[0021] 主要部件附图标记:\n[0022] 1 动式学习监控、诊断以及建议系统\n[0023] 10 操作单元\n[0024] 12 处理单元\n[0025] 14 结构化核心课程模块\n[0026] 142 教育部规定课程\n[0027] 144 教学者教学课程\n[0028] 146 学习者学习课程\n[0029] 16 学习履历单元\n[0030] 18 监控单元\n[0031] 20 诊断单元\n[0032] 22 建议单元\n[0033] 24 显示单元\n[0034] 26 学习者\n[0035] 28 记忆单元\n[0036] 30 教学履历单元\n[0037] 32 即时回馈单元\n[0038] 34 伺服单元\n[0039] K1 小学一年级数学课程\n[0040] K2 小学二年级数学课程\n[0041] K3 小学三年级数学课程\n[0042] 步骤100结构化核心课程模块提供一指定教学内容予显示单元,学习者针对该指定教学内容回应一动作信号,操作单元撷取该动作信号,并输出对应的另一动作信号[0043] 步骤200处理单元撷取该另一动作信号,并详细监控记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程,并将该指定教学内容、该学习者的学习过程储存于学习履历单元以及该教学者的教学过程储存于教学履历单元\n[0044] 步骤300该监控单元对该结构化核心课程模块,即学习者该学的内容与该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,即学习者实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成\n[0045] 步骤400诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类\n[0046] 步骤500建议单元针对该诊断单元所分析的结果,提供对应的课程模块学习建议并回馈再一动作信号给该处理单元进行后续教学内容的安排\n[0047] 步骤600处理单元根据该再一动作信号,从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,供学习者进行学习,同时再次将该指定教学内容与该后续教学内容储存于学习履历单元,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元\n具体实施方式\n[0048] 为充分了解本发明的目的、特征及技术效果,这里通过下述具体的实施例,并结合附图,对本发明做详细说明,说明如下:\n[0049] 请参照图1,其为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统的方块示意图。\n该互动式学习监控、诊断以及建议系统1包括结构化核心课程模块14、操作单元10、处理单元12、学习履历单元16、教学履历单元30、监控单元18、诊断单元20、建议单元22以及显示单元24。该互动式学习监控、诊断以及建议系统1除提供学习者26进行互动式学习外,亦可用于即时监控以及比对学习者26的学习状况并同时针对这些学习状况进行诊断分析,而后给予对应建议。以下分别对各元件的架构及功能进行详细说明。\n[0050] 该结构化核心课程模块14用以储存多项教学内容,包含有教育部规定课程142、教学者教学课程144以及学习者学习课程146。其中该教育部规定课程142可为根据教育部公布的课程大纲所编辑的教学内容,例如可为各年级各科目的教材、各年级各科目的练习题、各年级各科目的测验题以及各年级各科目的教学影片,或是任何其他形式的教学内容;\n该教学者教学课程144可为电子教科书、教学活动与评量、随堂测验、即时课堂互动以及问题检视与讨论等;该学习者学习课程146可为与教学者进行互动、作答考卷以及习作撰写等。其中特别注意的是,该教育部规定课程142、该教学者教学课程144以及该学习者学习课程146为一顺序性的学习过程,即教育部公布规定的课程而后教学者根据该教育部规定课程142进行教材的撰写编辑并进行教学,最后由学习者26根据该教学者教学课程144进行自我学习或由教学者进行教学,且该顺序性的学习过程为可逆的,即当教学者在教学过程中发现学习者26的问题或学习者26在自我学习过程中发现问题时,便可回溯至先前的学习过程阶段,以达成学习的完备性。这些教学内容中包含指定教学内容DOC(图未示),以作为学习者26正在学习的教材。学习者26在对该指定教学内容DOC进行学习时,会依据该指定教学内容DOC的要求而做出回应,这个回应即为学习者26对应于该指定教学内容DOC的一动作信号ACT(图未示)。该操作单元10用以撷取对应于该指定教学内容DOC的该动作信号ACT,且输出对应于该动作状态的另一动作信号ACT’(图未示)。通常,该操作单元\n10可为任何电脑周边输入装置,例如可为触控面板、鼠标、绘图板以及手写输入板的至少一个,供学习者26以触控方式、点选方式、绘图方式或手写方式对该指定教学内容DOC进行回应。\n[0051] 该处理单元12电性连接该结构化核心课程模块14以及该操作单元10,撷取该另一动作信号ACT’,并详细监控记录学习者26完整的学习过程以及教学者完整的教学过程。\n其中特别注意的是,本发明并未限定该操作单元10与该处理单元12的连接方式,该操作单元10可与该处理单元12以有线或无线方式进行连接或是远程连接。\n[0052] 该学习履历单元16用以储存学习履历记录,以记录学习者26所学习的完整学习历程,可即时提供学习者26完整的学习内容以及学习状况,供教学者进行参考,或是供学习者26进行自我学习的诊断。\n[0053] 该教学履历单元30,用以储存教学者的教学履历记录,该教学履历记录包含教学者的教学过程。具体而言,学习者26所学习的教学内容包含有该指定教学内容DOC,因此该学习履历记录包含对应于该指定教学内容DOC的记录。以学生在学校上课为例进行说明,老师在课前会先进行备课以及教学设计(例如选择电子教科书、编辑教材内容、设计教学活动以及安排随堂测验),在课中会进行多元教学应用与管理(例如播放教材与教学、及时布题传送与课堂活动、实施教学活动与评量、检视答题状况与回馈、问题检视与讨论以及指派作业),在课后会进行检视教学成效(例如提供补充教材以及浏览作业与批改),上述各阶段的教学过程及内容均将被记录于该教学履历单元30中;而学生在课前会先进行预习教材(例如开启上课教材以及浏览教材内容),在课中会进行师生互动、活动练习以及评量测验(例如点名回复、答案回复以及作答考卷),在课后会进行复习教材以及缴交作业(例如撰写习作以及撰写作业并上传),上述各阶段的学习过程及内容均将被记录于该学习履历单元16中。\n[0054] 该监控单元18,电性连接该处理单元12,对该结构化核心课程模块14,即学习者\n26该学的内容与该学习履历单元16以及该教学履历单元30的内容,即该学习者26实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成。\n[0055] 该诊断单元20,电性连接该监控单元18,用以针对每一课程模块,这些学习者26的学习状况以及教学者的教学状况进行诊断以及优劣分类。其中该学习状况为学习者26的出席情况以及学习者26对于该指定教学内容DOC了解程度的其中之一。例如:学习者26缺席未到校上课、学习者26无法正确解答对应于该指定教学内容DOC的测验题、学习者26因粗心、计算错误或其他因素而无法解答对应于该指定教学内容DOC的测验题等。举例来说,学习者26的学习状况可依其优劣区分为红点、黄点以及绿点三种情况,而该监控单元\n18将会自行将学习者26的学习状况区分为红点、黄点以及绿点三种情况。举例来说,该诊断单元20将会比对所有学习者26的学习状况并找出所有红点以及黄点的状况,并同时对红、黄点的学习状况提出诊断建议报告,最后针对红、黄点的学习状况依据该结构化核心课程模块14间的强、弱关联找出学习状况不佳的原因,若为某一课程模块没学好,则建议往前一级或与之前的课程模块进行重新学习。\n[0056] 该建议单元22,电性连接该诊断单元20以及该处理单元12,用以针对该诊断分析的结果,提出对应的课程模块学习建议,并回馈再一动作信号ACT”给该处理单元12,此时该处理单元12接收该再一动作信号ACT”,在该结构化核心课程模块14所储存的教学内容中选择对应于该再一动作信号ACT”的后续教学内容DOC’(图未示),以作为学习者26针对该指定教学内容DOC学习产生回应的后续补充教材。同时再次将该指定教学内容DOC与该后续教学内容DOC’储存于学习履历单元16,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元30。举例来说,该建议单元22针对归类于红点的学习状况的建议将会强制执行,若为某一课程模块没学好,将强迫学习者26重看课程模块并且作练习题以及考试,同样地,若为与之前的课程模块没学好,将强迫学习者26重看课程模块并且作练习题以及考试;而针对归类于黄点的学习状况的建议将会采取建议性而非强制的方式。\n[0057] 该显示单元24,与该处理单元12连接,用以显示该指定教学内容DOC、该后续教学内容DOC’以及这些建议。该显示单元24可为任何显示装置,例如现今常见的投影显示装置或平板显示装置,或是任何其他型态的显示装置或设备。特别注意的是,本发明所述的互动式学习监控、诊断以及建议系统中,该后续教学内容DOC’可与该指定教学内容DOC有各种不同的相关性,而形成结构化学习的范例。\n[0058] 在此必须说明,图1中各元件虽然以分离的元件方块表示,但本发明并未限定这些元件必须以实体分离的方式独立存在。本发明元件与元件之间可以通过各种不同的实体或远端连接方式组合而构成完整的系统架构,或是将多个元件整合为单一的多功能实体元件。举例而言,该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30可整合成单一的记忆单元28,同时该处理单元12、该记忆单元28以及该即时回馈单元32也可整合成单一的伺服单元34。如上所述,该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30虽然分别用来储存不同的数据与记录,但其功能皆为储存数据,因此可利用单一实体的该记忆单元28同时达成该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30的三项功能,或是让三个单元以独立的实体元件分离存在,任一方式均可达成本发明的目的。同样地,也可将该处理单元12、该记忆单元28以及该即时回馈单元32整合成单一的伺服单元34,例如使用个人电脑主机、平板电脑、笔记本电脑、智能手机或者云端主机所组成的群组之一或其组合来作为该伺服单元34,以同时达到该处理单元\n12的处理分析功能、该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元\n30的储存记忆功能。本发明也可依实际需求,将其他元件任意整合或分离成单一实体,实体连接或远程连接等各种形式,不受上述实施例的限制。更特别注意的是,该后续教学内容DOC’可与该指定教学内容DOC有各种不同的相关性,而形成结构化学习的范例。举例而言,该后续教学内容DOC’可为该指定教学内容DOC的基础先修教学内容。以中小学生学习数学的代数运算的情况作为范例,若小学生在使用互动式学习监控、诊断以及建议系统进行学习时,对于该指定教学内容DOC中的代数运算问题输入错误的计算结果,使得该指定教学内容DOC中的答题正确率低于一定比率时,则该处理单元12可由该结构化核心课程模块\n14所储存的教学内容中选择代数运算问题相关的基础先修教学内容作为该后续教学内容DOC’,提供给小学生进行复习。\n[0059] 请参照图2,其为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议方法的流程图,包含以下步骤:步骤100:结构化核心课程模块提供一指定教学内容予显示单元,学习者针对该指定教学内容回应一动作信号,操作单元撷取该动作信号,并输出对应的另一动作信号;步骤200:处理单元撷取该另一动作信号,并详细监控记录学习者完整的学习过程以及教学者完整的教学过程,并将该指定教学内容、该学习者的学习过程储存于学习履历单元以及该教学者的教学过程储存于教学履历单元;步骤300:该监控单元对该结构化核心课程模块,即学习者该学的内容与该学习履历单元以及该教学履历单元的内容,即学习者实际学习的内容详细比对,记录是否有缺欠课程模块尚未完成;步骤400:诊断单元针对每一课程模块,学习者在学习过程中所产生的学习状况以及问题进行诊断分析并进行优劣分类;步骤500:建议单元针对该诊断单元所分析的结果,提供对应的课程模块学习建议并回馈再一动作信号给该处理单元进行后续教学内容的安排;步骤600:处理单元根据该再一动作信号,从该结构化核心课程模块选择对应的后续教学内容,供学习者进行学习,同时再次将该指定教学内容与该后续教学内容储存于学习履历单元,并再次将该教学者的教学过程储存于教学履历单元。\n[0060] 以下针对上述步骤分别进行细节的说明:\n[0061] 步骤100中的该显示单元24为投影显示装置与平板显示装置的至少一个。\n[0062] 步骤200中的该操作单元10包含触控面板、鼠标、绘图板以及手写输入板的其中之一且这些动作信号由有线数据传输或无线数据传输的其中之一进行传输。\n[0063] 步骤400中的该学习状况为学习者26的出席情况以及学习者26对于该指定教学内容DOC的了解程度的其中之一。\n[0064] 步骤500以及步骤600中的该后续教学内容DOC’为该指定教学内容DOC的基础先修教学内容。\n[0065] 请参照图3(a)、(b)、(c)以及(d),为本发明一实施例的应用互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法进行的结构化核心课程模块的内容示意图。图3(a)、(b)、(c)以及(d)的实施例以一小学学生作为学习者的范例,同时以数学课程作为教学内容的主题,该数学课程的教学内容依据教育部所颁订的小学数学课大纲编辑而成,该数学课大纲包含数与量、几何、代数以及机率与统计等单元教学内容,此处仅列举数与量以及几何单元说明如下。其中,这些教学内容包含静态课本内容、动态课本内容讲解、课本习作、学习单与测验而形成一结构化学习模块。在本实施例中,以实线来代表各结构化核心课程模块间为直接相关(强连结)的;以虚线来代表各结构化核心课程模块间为间接相关(弱连结)的。\n[0066] 请参照图3(a),其为小学一年级数学课程K1中数与量以及几何单元包含的结构化核心课程模块以及这些结构化核心课程模块间彼此的连带关系。在“数与量”单元中,首先学习1-n-01的结构化核心课程模块(能认识100以内的数及“个位”、“十位”的位名,并进行位值单位换算),然后可选择学习1-n-02的结构化核心课程模块(能认识1元、5元、10元等钱币币值,并做1元与10元钱币的换算),或学习1-n-03的结构化核心课程模块(能运用数表达多少、大小、顺序),或学习1-n-04的结构化核心课程模块(能从合成、分解的活动中,理解加减法的意义,用+、-、=做横式演算式与竖式演算式,并解决生活中的问题),或学习1-n-07的结构化核心课程模块(能进行2个一组的数数、5个一组的数数、10个一组的数数等活动),或学习1-n-08的结构化核心课程模块(能认识常用时间用语,并报读日期与钟面上整点、半点的时刻),或学习1-n-09的结构化核心课程模块(能认识长度,并做直接比较);可选地,可以在学完1-n-02的结构化核心课程模块后再学习1-n-03的结构化核心课程模块;可选地,可以在学完1-n-03的结构化核心课程模块后再学习1-n-04或1-n-09的结构化核心课程模块;在学完1-n-04的结构化核心课程模块后,可学习1-n-05的结构化核心课程模块(能熟练基本加减法),然后再学习1-n-06的结构化核心课程模块(能做一位数的连加、连减与加减混合计算);在学完1-n-09的结构化核心课程模块后,可学习1-n-10的结构化核心课程模块(能利用间接比较或以个别单位实测的方法比较物体的长短)。在“几何”单元中,首先学习1-s-01的结构化核心课程模块(能认识直线与曲线),然后学习1-s-02的结构化核心课程模块(能辨认、描述与分类简单平面图形与立体形体),再学习1-s-03的结构化核心课程模块(能描绘或仿制简单平面图形),最后学习1-s-04的结构化核心课程模块(能依给定图示,将简单形体做平面铺设与立体堆叠)。\n[0067] 请参照图3(b),其为小学二年级数学课程K2中数与量以及几何单元包含的结构化核心课程模块以及这些结构化核心课程模块间彼此的连带关系。在“数与量”单元中,首先学习2-n-01的结构化核心课程模块(能认识1000以内的数及“百位”的位名,并进行位值单位换算),然后可选择学习2-n-02的结构化核心课程模块(能认识100元的币值,并做10元与100元钱币的换算)进而学习2-n-03的结构化核心课程模块(能用<、=与>表示数量大小关系,并在具体情境中认识递移律);或在学完2-n-01的结构化核心课程模块后选择学习2-n-04的结构化核心课程模块(能熟练二位数加减竖式演算),接下来依次学习2-n-05的结构化核心课程模块(能理解三位数加减竖式演算(不含两次退位))、2-n-06的结构化核心课程模块(能理解乘法的意义,使用×、=做横式演算式与竖式演算式,并解决生活中的问题)、2-n-07的结构化核心课程模块(能在具体情境中,进行分装与平分的活动)、2-n-08的结构化核心课程模块(能理解九九乘法);在学完2-n-08的结构化核心课程模块后可学习2-n-10的结构化核心课程模块(能在具体情境中,解决两步骤问题(加、减与乘,不含并式;其中,“并式”的含义为“式子中仅用‘+’或‘-’或‘×’或‘÷’来计算”)),然后学习2-n-11的结构化核心课程模块(能做简单的二位数加减估算),或学习2-n-14的结构化核心课程模块(能理解用不同个别单位测量同一长度时,其数值并不同,并能说明原因)进而依次学习2-n-15的结构化核心课程模块(能认识长度单位“厘米”、“米”及其关系,并做相关的实测、估测与同单位的计算)、2-n-18的结构化核心课程模块(能认识面积(同2-s-04))、2-n-16的结构化核心课程模块(能认识容量)、2-n-17的结构化核心课程模块(能认识重量);此外,亦可先学习2-n-09的结构化核心课程模块(能在具体情境中,解决两步骤问题(加与减,不含并式))之后再学习2-n-10的结构化核心课程模块;还可先学习2-n-12的结构化核心课程模块(能认识钟面上的时刻是几点几分),然后学习2-n-13的结构化核心课程模块(能认识“年”、“月”、“星期”、“日”,并知道“某月有几天”、“一星期有七天”)。在“几何”单元中,首先学习2-s-01的结构化核心课程模块(能认识周遭物体上的角、直线与平面(含简单立体形体)),然后可选择学习2-s-02的结构化核心课程模块(能认识生活周遭中平行与垂直的现象)进而依次学习2-s-04的结构化核心课程模块(能认识面积(同2-n-18))、2-s-05的结构化核心课程模块(认识简单平面图形的边长关系);或在学完\n2-s-01的结构化核心课程模块后选择学习2-s-03的结构化核心课程模块(能使用直尺处理与线段有关的问题)。\n[0068] 请参照图3(c),其为小学三年级数学课程K3中数与量以及几何单元包含的结构化核心课程模块以及这些结构化核心课程模块间彼此的连带关系。在“数与量”单元中,首先学习3-n-01的结构化核心课程模块(能认识10000以内的数及“千位”的位名,并进行位值单位换算),然后依次学习3-n-02的结构化核心课程模块(能熟练加减竖式演算(四位数以内,和<10000,含多重退位))、3-n-03的结构化核心课程模块(能用并式记录加减两步骤的问题);接下来可选择学习3-n-04的结构化核心课程模块(能熟练三位数乘以一位数的竖式演算)或3-n-10的结构化核心课程模块(能做简单的三位数加减估算);学完3-n-04的结构化核心课程模块后可选择学习3-n-05的结构化核心课程模块(能理解除法的意义,运用÷、=做横式演算式(包括有余数的情况),并解决生活中的问题)或3-n-08的结构化核心课程模块(能在具体情境中,解决两步骤问题(连乘,不含并式))或3-n-18的结构化核心课程模块(能认识面积单位“平方公分”,并做相关的实测与计算(同3-s-05));学完\n3-n-05的结构化核心课程模块后可依次学习3-n-06的结构化核心课程模块(能熟练三位数除以一位数的竖式演算)、3-n-07的结构化核心课程模块(能在具体情境中,解决两步骤问题(加、减与除,不含并式));学完3-n-07的结构化核心课程模块后可选择学习3-n-08的结构化核心课程模块或学习3-n-11的结构化核心课程模块(能在具体情境中,初步认识分数,并解决同分母分数的比较与加减问题)或学习3-n-15的结构化核心课程模块(能认识容量单位“公升”、“毫公升”(简称“毫升”)及其关系,并做相关的实测、估测与计算)或学习3-n-16的结构化核心课程模块(能认识重量单位“千克”、“克”及其关系,并做相关的实测、估测与计算);学完3-n-11的结构化核心课程模块之后可学习3-n-12的结构化核心课程模块(能认识一位小数,并做比较与加减计算),或在学习3-n-09的结构化核心课程模块(能由长度测量的经验来认识数线,标记整数值与一位小数,并在数线上做大小比较、加、减的操作)后学习3-n-12的结构化核心课程模块;此外还可学习3-n-13的结构化核心课程模块(能认识时间单位“日”、“时”、“分”、“秒”及其间的关系,并做同单位时间量及时、分复名数的加减计算(不进、退位))、3-n-14的结构化核心课程模块(能认识长度单位“毫米”及“米”、“厘米”、“毫米”间的关系,并做相关的实测、估测与计算)、3-n-17的结构化核心课程模块(能认识角,并比较角的大小(同3-s-04))。在“几何”单元中,可学习3-s-01的结构化核心课程模块(能认识平面图形的内部、外部与其周界),然后学习3-s-03的结构化核心课程模块(能使用圆规画圆,认识圆的“圆心”、“圆周”、“半径”与“直径”);可学习3-s-02的结构化核心课程模块(能认识周长,并实测周长),然后学习3-s-07的结构化核心课程模块(能由边长和角的特性来认识正方形和长方形);亦可学习3-s-04的结构化核心课程模块(能认识角,并比较角的大小(同3-n-17))或3-s-05的结构化核心课程模块(能认识面积单位“平方公分”,并做相关的实测与计算(同3-n-18)),然后依次学习3-s-06的结构化核心课程模块(能通过操作,将简单图形切割重组成另一已知简单图形)、3-s-07的结构化核心课程模块。\n[0069] 请参照图3(d),该K1、K2以及K3课程内容中各结构化核心课程模块彼此之间亦有连带关系,即基础先修课程未学好便会连带影响后续课程的学习。举例来说:当学习者无法解决长方形面积计算的问题时,便可通过该互动式学习监控、诊断以及建议系统的建议,重新学习3-n-18的结构化核心课程模块(能认识面积单位“平方公分”,并做相关的实测与计算)或是回溯至2-n-18的结构化核心课程模块(能认识面积)或是回溯至2-s-04的结构化核心课程模块(能认识面积)进行重新学习;当使用者无法解决比较角度大小的问题时,便可通过该互动式学习监控、诊断以及建议系统的建议,重新学习3-n-17的结构化核心课程模块(能认识角,并比较角的大小)或是回溯至2-s-03的结构化核心课程模块(能使用直尺处理与线段有关的问题)进行重新学习;当使用者无法解决三位数乘以一位数的竖式演算时,便可通过该互动式学习监控、诊断以及建议系统的建议,重新学习3-n-04的结构化核心课程模块(能熟练三位数乘以一位数的竖式演算)或是回溯至3-n-03(能用并式记录加减两步骤的问题)以及2-n-10的结构化核心课程模块(能在具体情境中,解决两步骤问题:加、减与乘,不含并式)进行重新学习。本发明互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法即可提供学习者在当前的结构化核心课程模块内容上遇到障碍时,通过不同程度的强或弱连结来追溯至先前的基础先修结构化核心课程模块。若为强连结时,便显示先前的基础先修结构化核心课程模块以供学习者再次重新学习;若为弱连结时,便建议学习者再次重新学习先前的基础先修结构化核心课程模块。通过这样的方法便能够针对学习者在学习中的盲点进行突破。\n[0070] 请一并参考图4,其为本发明一种互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法的另一实施例示意图,此处以学习者26学习小学三年级数学课程为例来说明本发明的应用。小学三年级数学课程可以分为数与量单元以及几何单元两部分,假设教学者提出一个问题:\n求长方形面积并显示于该显示单元24供学习者26进行回答,此时学习者26可能的作答情形可分为五种:1.答对问题,该处理单元12便提供该后续教学内容DOC’予学习者26,即学习下一单元,并将该记录储存于该学习履历单元16中。2.答错问题,此时通过该监控单元18详细比对该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30的内容,发现学习者26当时未到学校上课,同时该诊断单元20便判断学习者26答错问题的原因为当时未到学校上课,因此该建议单元22便回馈一建议给该处理单元12,让学习者26进行该指定教学内容DOC的学习,并将该记录储存于该学习履历单元16中。3.答错问题,此时通过该监控单元18详细比对该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30的内容,发现学习者26当时精神状况不佳,同时该诊断单元20便判断学习者\n26答错问题的原因为粗心而计算错误,此时该监控单元18判别学习状况为黄、绿灯,因此该建议单元22便回馈一建议给该处理单元12,让学习者26进行另一相似题目的测验(求正方形面积),若答对问题,该处理单元12便提供该后续教学内容DOC’予学习者26,即学习下一单元,并将该记录储存于该学习履历单元16中。4.答错问题,此时该监控单元18详细比对该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30的内容,发现学习者26无上述情形2以及情形3的问题,此时该监控单元18判别学习状况为红、黄灯,同时该诊断单元20便判断学习者26答错问题的原因可能为小学二年级数学课程数与量单元部分的九九乘法没有背熟所造成,因此该建议单元22便回馈一建议给该处理单元12,让学习者26再次学习小学二年级数学数与量单元的指定教学内容DOC,待教学者确认没问题后,再次进行另一相似题目的测验,若答对问题,该处理单元12便提供该后续教学内容DOC’予学习者26,即学习下一单元,并将该记录储存于该学习履历单元16中。5.答错问题,此时该监控单元18详细比对该结构化核心课程模块14、该学习履历单元16以及该教学履历单元30的内容,发现学习者26无上述情形2以及情形3的问题,同时该诊断单元20便判断学习者26答错问题的原因可能为小学二年级数学课程几何单元部分的面积为长乘以宽的概念不熟练所造成,因此该建议单元22便回馈一建议给该处理单元12,让学习者26再次学习小学二年级数学几何单元的指定教学内容DOC,待教学者确认没问题后,再次进行另一相似题目的测验,若答对问题,该处理单元12便提供该后续教学内容DOC’予学习者26,即学习下一单元,并将该记录储存于该学习履历单元16中。\n[0071] 在此必须说明,本发明的互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法可适用于各种阶段或年龄的学习者,或是用于各种不同的学科主题或教学内容,而非仅限于上述实施例或其他实施方式所提供的范例限定。换言之,本发明的互动式学习监控、诊断以及建议系统及方法可适用于小学、初中、高中、大学乃至研究所等各阶段或年龄层的学习者,同时可适用于各种基础或进阶学科或主题的教学。\n[0072] 虽本发明的实施例已在本文中具体展示且描述,但本领域技术人员将显而易见的是,该实施例仅用于描绘本发明,不应解读为限制本发明的范围。在不脱离本发明的情况下许多变化、变更及取代皆为本领域技术人员轻易想到的。应了解本文中所述的本发明的实施例的各种替代可用于实施该发明。意欲由权利要求项来界定本发明的范畴且由此涵盖专利申请的保护范围。
法律信息
- 2021-01-01
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): G09B 7/077
专利号: ZL 201310020240.3
申请日: 2013.01.18
授权公告日: 2015.08.19
- 2015-08-19
- 2013-08-21
实质审查的生效
IPC(主分类): G09B 7/077
专利申请号: 201310020240.3
申请日: 2013.01.18
- 2013-07-24
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2007-10-31
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2006-04-25
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2
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2010-07-07
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2010-03-26
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3
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2009-12-09
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2008-06-05
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4
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2008-10-29
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2007-04-24
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5
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2010-06-16
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2008-11-25
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6
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2007-07-18
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2006-12-30
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7
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2011-07-27
|
2010-01-22
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8
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2006-05-10
|
2005-06-20
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9
| | 暂无 |
2008-08-13
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |