CN111613104A - 认知学习系统及其系统思考学习方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种认知学习系统及其系统思考学习方法，用以通过系统的辅助，实现思考教育中的换位思考以及后设思考，达到健全系统思考的目的。在一实施例中，通过可以追踪参与者生理状态的影像系统撷取参与者针对一主题所进行讨论的过程，而录制成一串流影像。然后提供一个操作界面让引导者可以针对该串流影像设定暂停播放点，并于相应暂停播放点时显示出相应的问题。参与者可以在事后通过另一终端装置回放具有暂停播放点与相应问题的串流影像，并针对相关问题进行回复。通过重复上述的程序可以让参与者训练换位思考与后设思考，达到核心素养中系统思考的训练成效。
Description
技术领域
本发明为一种认知学习系统，特别是指一种通过影像回放的方式让参与 者进行换位思考与后设思考训练，以提升思考教育效果的认知学习系统其系 统思考学习方法。
背景技术
在过去的教育训练当中，训练思考的方式，往往是通过人与人面对面的 对谈来引导学生思考问题的能力，或者是让学生在纸上或计算机屏幕上回答 设计过的问题，并以问题回答的结果来作为逻辑思考教学与训练的依据。例 如，中国台湾第M562480专利公开了一种逻辑思考能力的检测系统，包含一 适用于供该受试者操作以进行测试的互动装置、一适用于测量并记录该受试 者的眼球位置及眼球运动信息的眼动仪，及一可接收该眼动仪所记录的眼球 位置及眼球运动信息的分析模块，该分析模块可根据该眼球位置及眼球运动 信息由一行为数据库中寻找相对应的分析结果，再将该分析结果显示于该互 动装置上。此外，又如，中国台湾第I623847号专利，其教导了一种用于评估 逻辑思考能力的计算机程序产品，通过设定至少一测验控制参数，测验控制 参数控制测验界面中所呈现的测验程序的测验规则。然后再设定至少一生理 刺激参数。接着使受测验者接受测验程序，测验程序是组态成要求受测验者 根据具有排列关系的多个认知对象做出判断，同时，计算机根据生理刺激参 数控制周边装置给予受测验者生理刺激。测验完毕之后，进入记分模式，计算受测验者接受测验程序时所得的得分。最后，进入分析模式，根据得分、 测验控制参数及生理刺激参数产生分析报告，并储存分析报告于储存装置。
由于前述现有的的逻辑思考训练教育，都是属于受测者主观的思考训练， 由于并未透析人类思考的类型，因此其涵盖思考养成教育的深度与广度并不 足够。因此，近年来的教育人事推动了一种核心素养的养成教育。核心素养 强调教育的价值与功能，核心素养的三面向及九项目的内涵同时可涵盖知识、 能力、态度等，其理念重视在学习的过程中通过素养促进个体全人的发展以 及终身学习的培养。
核心素养强调态度，全世界大部分主要的国家都在进行核心素养，其主 要以终身学习为目标，培养自主行动、沟通互动与社会参与为三大面向。而 九项目则是由自主行动、沟通互动与社会参与三面向再次展开，其中主行动 包括身心素质与自我精进、系统思考与解决问题、规划执行与创新应变等三 项；沟通互动包括有符号运用与沟通表达、科技信息与媒体素养、艺术涵养 与美感素养等三项，而社会参与则是包括有道德实践与公民意识、人际关系 与团队合作、多元文化与国际理解，一共是三面九项。
在核心素养的各个三面中，以自主行动是最重要的层面，因为只有自己 主动才有后续多元可能的发展。而再自主行动的三项中，又以系统思考为核 心，因为目前教育体制下，小孩子不会自主行动，从小就被教育指挥，因此 在发展上并不健全。而在自主行动的三个子向当中，最重要的就是系统思考 与解决问题这两个能力。
所谓系统思考(system thinking)是由彼得圣吉(Peter Senge)所提出。他提出了学习型组织，其中有所谓第五项修练(The Fifth Discipline)，在其中最重要的 就是系统思考。因为以前的思考大多是批判性思考或者是逻辑思考这些面向， 但仅有这些并不完整。系统思考主要是要产生一个循环达到思考者所要达到 的目的。
核心素养是一种理论与观念，但实际上要如何实践，或者是通过系统辅 助的方式达到核心素养的养成效果，目前并没有很有系统性的解决方案，特 别是针对自主行动中的系统思考部份，更是需要一种认知学习系统及其系统 思考学习方法来解决目前翻转教育上所面临的不足。
发明内容
本发明主要的核心在于针对自主行动中的系统思考提出可以实际执行， 而且可以有效辅助参与者进行系统思考养成的系统与操作方法。本发明的系 统与操作方法主要是通过以追踪参与者生理状态的影像系统撷取参与者针对 一主题所进行讨论的过程，而录制成一串流影像。然后提供一个操作界面让 引导者可以针对该串流影像设定暂停播放点，并于相应暂停播放点时显示出 相应的问题。参与者可以在事后通过另一终端装置回放具有暂停播放点与相 应问题的串流影像，并针对相关问题进行回复。通过重复上述的程序可以让 参与者训练换位思考与后设思考，达到核心素养中系统思考的训练成效。
本发明对于系统思考提出一种实现性的架构，可以通过三个步骤来具以 实现，第一步骤为逻辑思考、第二步骤为换位思考(empathy thinking)、第三步 骤为后设思考(meta-thinking)，通过影音系统辅助参与学习的人员，再回去以 换位和后设的角度去醒思自己参与的过程，达到训练系统思考的效果。
在一具体的实施例中，本发明提供一种认知学习系统，包括有一影像撷 取系统、一感测装置、一运算处理器、一储存装置、一第一终端装置以及一 第二终端装置。该影像撷取系统，用以对一教学情境镜进行录像。该感测装 置，用以感测于该教学情境下，关于多个参与者的一生理信号。该运算处理 器，用以接收关于每一个参与者的生理信号，并判断该生理信号的状况，当 有生理信号符合特定条件时，控制该影像撷取系统撷取对应该生理信号的参 与者的影像。该储存装置，用以储存该影像撷取系统所录像而成的一影音串 流信号。该第一终端装置，用以提供一第一操作界面给一引导者，以让该引 导者对该影音串流信号进行设定以产生一设定信息，该设定信息包括有对该 影音串流信号的特定时间点中设置一暂停播放点，以及对每一暂停播放点设 计相应的至少一问题。该第二终端装置，用以提供一第二操作界面给参与者， 通过该第二操作界面回放该影音串流信号，并于回放该影音串流信号过程中， 根据该设定信息，于每一暂停播放点显示出相应的该至少一问题，让参与者 针对该至少第一问题进行回答，该第二操作界面将该参与者所回答的内容予 以储存。
在一具体的实施例中，本发明提供一种系统思考学习方法，其包括有下 列步骤：首先，进行步骤(a)提供一认知学习系统，包括有一影像撷取系统、 一感测装置、一运算处理器、一第一终端装置以及一第二终端装置。接着， 以步骤(b)引导者让多个参与者针对一标的进行讨论互动以建构一教学情境。 然后，进行步骤(c)使用该影像撷取系统对该教学情境镜进行录像。接下来， 进行步骤(d)利用该感测装置，用以感测于该教学情境下，关于多个参与者的 一生理信号。然后进行步骤(e)使该运算处理器接收关于每一个参与者的生理 信号，并判断该生理信号的状况，当有生理信号符合特定条件时，控制该影 像撷取系统撷取对应该生理信号的参与者的影像，并将影像储存在一储存装 置以形成一影音串流信号。再以步骤(f)该引导者藉由该第一终端装置提供的 一第一操作界面，对该影音串流信号进行设定以产生一设定信息，该设定信 息包括有对该影音串流信号的特定时间点中设置一暂停播放点，以及对每一 暂停播放点设计相应的至少一问题。然后进行步骤(g)该参与者利用该第二终 端装置所提供的一第二操作界面，回放该影音串流信号，并于回放该影音串 流信号过程中，根据该设定信息，于每一暂停播放点显示出相应的该至少一 问题，以让该参与者针对该至少第一问题进行回答，该第二操作界面将该参 与者所回答的内容予以储存。最后进行步骤(h)于该步骤(g)之后，引导者再次 集合该多个参与者，以重新对该标的进行讨论互动，再重新进行步骤(c)-(g) 至少一次。
附图说明
图1为本发明的认知学习系统实施例示意图。
图2为本发明的系统思考学习方法的一实施例流程示意图。
图3A与图3B分别为本发明的认知学习系统进行定位参与者位置示意图。
图4A与图4B分别为本发明的认知学习系统不同种类的串流影像信号示 意图。
图5为本发明的认知学习系统不同种类的串流影像信号示意图。
附图标记说明：2-认知学习系统；20-影像撷取系统；200-影像撷取设备； 21-感测装置；210-感测模块；211-信号接收单元；22-运算处理器；23-储存装 置；24-第一终端装置；25-第二中端装置；90、90A～90D-参与者；R-教室。 3-系统思考学习方法；30～37-步骤。
具体实施方式
在下文将参考随附图式，可更充分地描述各种例示性实施例，在随附图 式中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现， 且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示 性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发 明概念的范畴。类似数字始终指示类似元件。以下将以多种实施例配合图式 来说明所述认知学习系统及其系统思考学习方法，然而，下述实施例并非用 以限制本发明。
请参阅图1所示，该图为本发明的认知学习系统实施例示意图。在本实 施例中，该认知学习系统2包括有一影像撷取系统20、一感测装置21、一运 算处理器22、一储存装置23、一第一终端装置24以及一第二中端装置25。 该影像撷取系统20包括有至少一个影像撷取设备200，例如：摄影机，设置 在一教室的周围，其视野可以涵盖整个教室R的各个区域。影像撷取设备200， 可以根据运算处理器22产生的控制信号来对视野进行缩放，此外，影像撷取 设备200更设置在可以进行多维度运动的基座上，该基座可以根据控制信号 进行转动或者是位移运动，以控制影像撷取设备200移动到适当的视角来撷 取影像。
在此教室R的空间内，具有多个参与者以及引导者。引导者主要在掌控 讨论的进行。而参与者可以几个人分成一个小组，针对一讨论标的进行讨论。 影像撷取设备200的数量可以多个，如果数量多，可以设定每一个影像撷取 设备200担任不同的角色，例如某个或某些影像撷取设备200负责录制整个 教室空间视野范围的影像，某个或某些影像撷取设备200负责录制特定人物 的特写影像，其中整个教室R的空间影像，代表录制讨论标的进行的全部过 程以及所有参与者的影像，包括不同视角的全程影像，这可以用来进行后设 思考训练用途；而特定人物的特写影像，也可以包括不同角度的特写影像， 则可以用来进行换位思考训练用途。在某些实施例中，某些影像撷取设备200 可以同时具有撷取全体与特写影像转换的功能。
该感测装置在一实施例中，具有多个感测模块210用以佩带在每一个参 与者90身上，用以感测其生理状态而产生相应的生理信号。感测到的生理信 号藉由无线通信的方式传至接收信号的信号接收单元211。要说明的是，感测 模块210可以为具有蓝牙、红外线、RFID、ZigBee、UWB、超声波等信号传 收模块，用以将信号传给信号接收单元211。该信号接收单元211再将接收到 的生理信号经由有线或无线的方式传给运算处理器22。该生理状态包括有心 跳、脉搏、血压或声音等信息。要说明的是，在另一实施例中，感测装置可 以由影像撷取设备200和运算处理器22组合而成，影像撷取设备300撷取的 影像传输到该运算处理器22，该运算处理器22藉由影像分析出参与者的生理 状态，包括笑容、愤怒、悲伤等表情，产生相应的生理信号。在另一实施例 中，也可以为感测模块210、影像撷取设备200与运算处理器22共同组合而 成，其可以根据设计的需要而改变。
感测模块210所测量到的生理信号，再经由运算处理器22进行分析与判 断，当运算处理器22判断有生理信号符合特定条件时，控制该影像撷取设备 200撷取对应该生理信号的参与者的影像。举例来说，当参与者90A的生理 信号，例如：声音符合特定条件时，运算处理器判断参与者目前正在发言， 因此会控制影像撷取设备给参与者90A特写，撷取该参与者90A的特写影像。 影像撷取设备可以有多个，以不同角度来撷取参与这90A的影像。
此外，要说明的是，在录制参与者90A的特写影像时，录制全程的影像 撷取设备200也同步在录制全体人员的影像。在另一实施例中，在录制参与 者90A的特写影像时的同时，如果其他参与者的生理信号也达到被录制的标 准，运算处理器22可以同步控制其他影像撷取设备200撷取另一参与者的特 写影像。例如，在一实施例中，如果另一参与者90B心跳上升，或者是血压 升高，或者是脸部有特殊的表情，或者是跟旁边的人窃窃私语发出声音，如 果侦测达到符合被录制影像的标准，同样也会录制参与者90B的特写影像。 在另一实施例中，当参与者的生理信号没有或低于特定准位时，运算处理器 22会控制该影像撷取设备200停止特写录像。当然，在停止特写录像的过程 中，录制全场影像的影像撷取设备200还是持续在录像中。
在一实施例中，该运算处理器具22有图像处理能力，可以接收每一个影 像撷取设备200所产生的串流影像信号，再根据时间序列将其汇整以形成一 影音串流信号。该运算处理器22，可以为工作站计算机、桌面计算机、笔记 本电脑或者是云端服务器等。在另一实施例中，该运算处理器22可以将每一 个影像撷取设备所产生的串流媒体汇整形成对应每一个参与者的影音串流信 号。例如：在一实施例中，以参与者90A～90D为例，该影音串流信号可以具 有多个，每一个影音串流信号分别对应参与者90A、90B、90C与90D。可以 达到这样效果的原因是当录制特写的影像撷取设备在录制特定参与者的影像 时，因为运算处理器已经知道哪一支影像撷取设备目前在录制哪一个参与者 的影像，因此当录制完毕之后，运算处理器22在进行储存的时候，可以给予 该段特写串流图像映射该特定参与者的标记。因此当整个研讨过程进行完毕 之后，运算处理器可以分别储存对应参与者的串流影像。该串流影像包含有 全程的后设影像，亦即全程的录像，以及关于该使用者(参与者以及/或引导者) 的换位影像，亦即该用户(参与者以及/或引导者)的特写影像。
该储存装置23，用以储存该影像撷取系统所录像而成的一影音串流信号。 在一实施例中，该储存装置可以通过该运算处理器接收该影音串流信号。该 储存装置23可以为设置在该运算处理器22内的储存装置，例如：硬盘，或 者是外接于该运算处理器22的储存装置，例如：硬盘储存数组，或NAS储 存数组。在另一实施例中，该储存装置23也可以为在远程的云端储存服务器， 通过网络和该运算处理器电性连接。在另一实施例中，该储存装置23可以直 接与该影像撷取系统的影像撷取设备200电性连接，以接收与储存每一个影 像撷取设备200所产生的影音串流信号。
该第一终端装置24，内具有一执行程序，当执行之后可以产生一第一操 作界面，用户可以利用该第一操作界面进行各种设定或操作。该第一终端装 置24，可以为桌面计算机、笔记本电脑或者是智能型手持装置，例如：智能 型手机或者是平板计算机等，但不以此为限制。在一实施例中，引导者通过 该第一终端装置24，利用该第一操作界面从储存装置23取得该影音串流信号， 并对对该影音串流信号进行设定以产生一设定信息，该设定信息包括有对该 影音串流信号的特定时间点中设置一暂停播放点，以及对每一暂停播放点设计相应的至少一问题。在一实施例中，暂停播放点可以为关于特定参与者有 特写镜头时的某一时间点，或者是关于整个讨论过程中，引起大家关注、骚 动的时间点等。
在一实施例中，引导者可以针对每一个参与者设计不同暂停播放点以及 问题内容。例如，引导者可以针对参与者90A的特写影像进行暂停播放点的 设置，并且设计相关的问题。同样的，对于参与者90B～90D也有个别不同的 问题与暂停播放点的设定。在另一实施例中，每一个参与者的暂停播放点与 问题也可以是相同的内容。
该第二终端装置25，内具有一执行程序，当执行之后可以产生一第二操 作界面，参与者可以利用该第二操作界面进行各种操作。该第二终端装置25， 可以为桌面计算机、笔记本电脑或者是智能型手持装置，例如：智能型手机 或者是平板计算机等，但不以此为限制。本实施例中，参与者在回到家之后， 可以通过该第二终端装置25以及该第二操作界面，从该储存装置23取得相 应的该影音串流信号进行回放。该第二操作界面于回放该影音串流信号过程 中，读取先前引导者的相关设定信息，于每一暂停播放点时暂停播放，并且显示出相应的该至少一问题。此时，参与者可以针对该至少第一问题进行回 答，然后通过该第二操作界面将该参与者所回答的内容予以储存回该储存装 置23。
在前述参与者利用第二终端装置25的第二操作界面回放串流影像信号的 过程可以达到进行后设思考与换位思考的效果。要能达到系统思考有三个层 面，第一为逻辑思考、第二为换位思考以及第三为后设思考。逻辑是以自我 中心为主，换位思考是以对方为主，后设以大家为主。其中，逻辑思考的部 分就是参与者在讨论主题标的过程中进行思考的过程，就是属于逻辑思考的 训练。逻辑思考因为是以自我为中心，因此训练容易。但是，换位与后设思 考一般不容易学习，因为一般学习者都是从结果看，通常是从失败的结果中学习，进行逆向工程去查找因果原因，但是这只能够分析原因，并没有办法 改善。因此通过本发明的第二终端装置25回放串流影像信号、在一个或多个 特定时间点有暂停播放以及设定相关问题，可以让参与者可以跳脱传统逻辑 思考的框架，进行换位思考以及后设思考的训练。
要说明的是，参与者在进行回答时，可以通过声音、文字的方式响应知 识点上所设计的所有问题。此外，因为本系统2具有感测装置，可以通过感 测参与者生理信号控制影像撷取设备200录制生理信号反应超过某一准位的 参与者的特写影像，因此当在后续回放的过程中，参与者可以通过观看回放 自己的特写影像以第二人的角度来看自己，再通过回答暂停播放点的预设问 题，建立一个换位思考的醒思训练。同理，因为本发明的影像撷取设备200 也有录制整个教室空间的影像，因此参与者除了可以看到自己的特写影像， 也可以看到全程的录像，以旁观者的角度来看全程，通过回答暂停播放点的 问题，建立一个后设思考的醒思训练。
在一实施例中，该储存装置23设置在一云端服务器内，每一个参与者都 有对应的账号，因此参与者在利用该第二终端装置25联机至该云端服务器时， 通过输入账号与密码，取得相应的影音串流信号。
请参阅图2所示，该图为本发明的系统思考学习方法的一实施例流程示 意图。该流程3包括有步骤30，提供一认知学习系统，在一实施例中，其可 以如图1所示的架构，包括有一影像撷取系统2，具有多个影像撷取设备20、 一感测装置，具有多个感测模块200、一运算处理器22、一第一终端装置24 以及一第二终端装置25。该认知学习系统建构在一空间内，例如在一教室R 内，教室R里面有引导者，例如:老师，还有多位参与者，例如：学生。前述的各个元件特征，如前所述，在此不作赘述。以下的流程搭配图1的系统来 作说明。
系统架设完毕之后，进行步骤31，引导者让多个参与者针对一标的进行 讨论互动以建构一教学情境。在本步骤中，引导者可以设定一个讨论主题， 让参与者针对该主体进行讨论与发表意见。在一实施例中，引导者将参与者 分成多个组别，以方便讨论的进行。在一实施例中，每一个参与者身上都有 配带一感测模块200，用以感测关于参与者在讨论过程中的生理信号。在另一 实施例中，感测装置也可以包括有影像撷取设备200，通过撷取参与者的影像 之后传给运算处理器22进行脸部表情的侦测，以侦测的结果作为生理信号。另一实施例中，可以有穿戴式感测模块210与影像撷取设备200组合在一起 进行侦测。
在讨论的过程当中，进行步骤32使用该影像撷取系统对该教学情境镜进 行录像。由于该影像撷取系统有多个影像撷取设备200，因此部分的影像撷取 设备200可以设置在教室的不同位置，以不同的视角录制全场讨论过程的影 像。接着进行步骤33，利用该感测装置，用以感测于该教学情境下，关于多 个参与者的一生理信号。步骤33中，主要的目的是当参与者在讨论的过程中， 侦测每一个参与者是否发声、生气、焦虑、高兴或紧张等的情绪或生理反应。 以作为后续录制影像的判断。
侦测的生理信号，会传给运算处理器22进行运算处理，通过步骤34，使 该运算处理器22接收关于每一个参与者的生理信号，并判断该生理信号的状 况，当有生理信号符合特定条件时，控制特定的影像撷取设备200撷取对应 该生理信号的参与者的影像，并将影像储存在一储存装置23以形成一影音串 流信号。在一实施例中，影像撷取设备200可以具有多台，因此其中的某些 影像撷取设备200负责执行步骤32的录像，而部分的影像撷取设备200，则 是负责执行步骤34的特写录像。也就是说，当运算处理器22判断出某些生 理信号符合被特写录像的标准时，就会控制影像撷取设备200撷取对应该生 理信号的参与者的特写影像。
以下举几个例子来说明：
情境一：当参与者发言时，会产生声音信号，因此其所佩带的感测模块 210会侦测到声音信号，当运算处理器22判断声音信号超过某一标准时，会 控制影像撷取设备200会追踪声音信号而对参与者撷取特写影像。
情境二：录制全场情况的影像撷取设备200所取得影像会传输给运算处 理器22进行影像辨识，当发现有参与者起立时，就控制影像撷取设备撷取起 立者的特写影像。
情境三：当有使用者生理有情绪上的变化时，生理信号会感测到血压、 脉搏或心跳的信息，运算处理器22根据这些信息，判断有参与者处于情绪上 的反应时，同样控制影像撷取设备200撷取起立者的特写影像。
前述的撷取特写影像的情境仅为说明的实施例，实际上并不以上述例子 为限制。
另外要说明的是，影像撷取设备200如何能够正确的撷取到生理信号符 合特写录像标准的参与者的影像。在一实施例中，由于影像撷取设备200上 面装置设有可以控制空间位置的驱动装置，例如六轴运动的基座，因此运算 处理器22的控制信号可以带动影像撷取设备进行三轴向的转动以及三轴向的 位移运动。接着如何定位要被撷取的参与者方位，可以有几种方式，在一实 施例中，由于影像撷取设备200在安装时可以用教室的某一个位置为原点， 进行原点位校正。因此每一个影像撷取设备都可以在运算处理器的控制之下改变其撷取影像的方位。然后可以通过影像定位法，例如：图3A所示，当前 情境二时，只要至少有三支的影像撷取设备200同时撷取到举手发言的参与 者，就可以根据该三支影像撷取设备200目前所在的方位位置，定位出参与 者的方位。有了参与者的方位之后，即可以进行特写镜头的录像。定位的方 式属于现有技术，在此不作赘述。
在另一定位的实施例中，每一个感测模块上更具有无线发射元件，可以 为蓝牙、红外线、RFID、ZigBee、UWB、超声波等，然后可以利用所谓室内 定位的技术，例如：「三角定位」算法，对于上述无线发射元件所产生的信 号进行定位。比较常用的信号处理定位的方法有接收信号强度指针法(received signal strength indication,RSSI)定位技术，通过接收到的信号强弱测定信号点 与接收点的距离，进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术、接收信 号角度定位法(angle of arrival,AOA)，是利用具方向性的天线(Directional Antenna)所测量的信息，得出主动式标签(Active Tag)信号的来源方向、到达时 间定位法(time of arrival,TOA)，TOA依赖的是各个「发射端」将信号传送至 「接收端」的时间。通过时间，可计算出接收端与个别发射端的距离，再套上 三角定位公式，就能算出接收端的坐标。前述的定位技术皆为定位领域技术 人员所熟知的技术，在此不作赘述。如图3B所示，每一个感测模块210都具 有无线发射装置元件，通过至少三个的信号接收单元211，就可以用上述的定 位技术来定位出发出信号的位置，进而控制影像撷取设备撷取相应参与者的 特写影像。
通过前述步骤32-34的程序进行，在讨论结束之后，就可以得到关于整个 讨论全程影像以及各个参与者的特写影像，进而被整合成一串流影像信号。 要说明的是，在一实施例中，每一个参与者都可以对应有一串流影像信号， 该串流影像信号，包括有整体讨论过程的录像影像，以及关于该特定参与者 的特写影像，其以子母影像(PIP)的方式，如图4A所示，或者是以分割画面的 方式来呈现，如图4B所示。在图4B为一个三分割画面，其中最左边的分割 画面为全部参与者的影像，而右边上下两个分割画面，为当参与者90A的生 理信号符合被特写录像时的两个不同视角的特写影像。在另一实施例中，该 串流影像信号也可以为整体讨论过程的录像影像，至于特写影像可以通过在 影像上迭加超链接的方式来呈现，如图5所示。此外，步骤32-34的顺序并不 以前述的实施例为限制，亦即其执行的修后顺序可以改变。
完成了录制整个讨论形成一个或多个串流影像信号之后，进行步骤35， 该引导者藉由该第一终端装置提供的一第一操作界面，对该影音串流信号进 行设定以产生一设定信息，该设定信息包括有对该影音串流信号的特定时间 点中设置一暂停播放点，以及对每一暂停播放点设计相应的至少一问题。在 本步骤中，主要是要让参与者可以在讨论活动进行之后，回接可以进一步通 过回放串流影音信号而进行换位思考以及后设思考的醒思。因此引导者，可 以通过该第一终端装置执行一应用程序之后所产生的第一操作界面来编辑该 影像串流信号。编辑的设定包括有，设定暂停播放点，以及于该暂停播放点 时的和观看回放的参与者进行互动的问题。
在步骤35的一个实施例中，系统再讨论活动之后会针对每一个参与者产 生一个相应的串流影音信号，因此引导者可以根据每一个参与者相应的串流 影音信号设定不相同的暂停点，每一个暂停播放点所设定的问题，对于每一 的参与者而言也会不相同。
步骤35之后，进行步骤36，该参与者利用该第二终端装置所提供的一第 二操作界面，回放该影音串流信号，并于回放该影音串流信号过程中，第二 操作界面可以根据该设定信息，于每一暂停播放点显示出相应的该至少一问 题，以让该参与者针对该至少第一问题进行回答，该第二操作界面将该参与 者所回答的内容予以储存。在回放的过程中，包括有整体讨论过程的全景录 像影像，以及参与者在特定时间点因为生理信号被感测而启动录制的特写影 像，其中参与者通过事后观看全景录像影像以及于暂停播放点时回答相关的 问题以进行反思，可以训练参与者进行后设思考，另外参与者通过事后观看 自己的特写影像以及于暂停播放点时回答相关的问题以进行反思，则可以训 练参与者进行换位思考。因此，通过步骤36，可以让参与者在回放的观看与 回答问题的过程中，同时让自己有后设思考以及换位思考的训练机会。因此 通过本系统，可以让每一个参与者从讨论活动进行的逻辑思考训练，以及事 后回放所进行的换位与后设思考的训练，达到核心素养中，自主行动中的系 统思考训练的目的。
为了进一步提升系统思考训练成效，更进一步在步骤36之后，可以进行 步骤37，引导者再次集合该多个参与者，以重新对该标的进行讨论互动，再 重新进行步骤(32)-(36)至少一次。重复进行第二轮之后，会再次取得另一个串 流影像信号，以及对应的暂停播放点还有相关问题的回答信息。这时候，引 导者或者是参与者可以通过两次结果的比较，进一步提升参与者系统思考的 训练成效。
综合上述，本发明的认知学习系统及其系统思考学习方法是针对自主行 动中的系统思考提出可以实际执行，而且可以有效辅助参与者进行系统思考 的养成。通过以追踪参与者生理状态的影像系统撷取参与者针对一主题所进 行讨论的过程，而录制成一串流影像。然后提供一个操作界面让引导者可以 针对该串流影像设定暂停播放点，并于相应暂停播放点时显示出相应的问题。 参与者可以在事后通过另一终端装置回放具有暂停播放点与相应问题的串流 影像，并针对相关问题进行回复。通过重复上述的程序可以让参与者训练换 位思考与后设思考，达到核心素养中系统思考的训练成效。
以上所述仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方 式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明权利 要求范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发 明专利范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种认知学习系统，其特征在于，包括：
一影像撷取系统，用以对一教学情境镜进行录像；
一感测装置，用以感测于该教学情境下，关于多个参与者的一生理信号；
一运算处理器，用以接收关于每一个参与者的生理信号，并判断该生理信号的状况，当有生理信号符合特定条件时，控制该影像撷取系统撷取对应该生理信号的参与者的影像；
一储存装置，用以储存该影像撷取系统所录像而成的一影音串流信号；
一第一终端装置，用以提供一第一操作界面给一引导者，以让该引导者对该影音串流信号进行设定以产生一设定信息，该设定信息包括有对该影音串流信号的特定时间点中设置一暂停播放点，以及对每一暂停播放点设计相应的至少一问题；以及
一第二终端装置，用以提供一第二操作界面给参与者，通过该第二操作界面回放该影音串流信号，并于回放该影音串流信号过程中，根据该设定信息，于每一暂停播放点显示出相应的该至少一问题，让参与者针对该至少第一问题进行回答，该第二操作界面将该参与者所回答的内容予以储存。
2.如权利要求1所述的认知学习系统，其特征在于，该感测装置包括多个感测模块，多个感测模块分别配置在每一个参与者身上。
3.如权利要求1所述的认知学习系统，其特征在于，该生理信号包括有脉搏、心跳、声音、脸部表情其中之一，或者是前述的任意组合。
4.如权利要求1所述的认知学习系统，其特征在于，该储存装置设置于一云端储存系统中，该第一影像串流信号藉由网络传输至该储存装置内进行储存。
5.一种系统思考学习方法，其特征在于，包括有下列步骤：
(a)提供一认知学习系统，包括有一影像撷取系统、一感测装置、一运算处理器、一第一终端装置以及一第二终端装置；
(b)引导者让多个参与者针对一标的进行讨论互动以建构一教学情境；
(c)使用该影像撷取系统对该教学情境镜进行录像；
(d)利用该感测装置，用以感测于该教学情境下，关于多个参与者的一生理信号；
(e)使该运算处理器接收关于每一个参与者的生理信号，并判断该生理信号的状况，当有生理信号符合特定条件时，控制该影像撷取系统撷取对应该生理信号的参与者的影像，并将影像储存在一储存装置以形成一影音串流信号；
(f)该引导者藉由该第一终端装置提供的一第一操作界面，对该影音串流信号进行设定以产生一设定信息，该设定信息包括有对该影音串流信号的特定时间点中设置一暂停播放点，以及对每一暂停播放点设计相应的至少一问题；
(g)该参与者利用该第二终端装置所提供的一第二操作界面，回放该影音串流信号，并于回放该影音串流信号过程中，根据该设定信息，于每一暂停播放点显示出相应的该至少一问题，以让该参与者针对该至少第一问题进行回答，该第二操作界面将该参与者所回答的内容予以储存；以及
(h)于该步骤(g)之后，引导者再次集合该多个参与者，以重新对该标的进行讨论互动，再重新进行步骤(c)-(g)至少一次。
6.如权利要求5所述的系统思考学习方法，其特征在于，更包括有在进行一次该步骤(h)之后，将两次取得的影音串流信号，以及参与者所针对这两次影音串流信号所含有的暂停播放点所回答的内容进行比较的步骤。
7.如权利要求5所述的系统思考学习方法，其特征在于，该步骤(h)更包括有回放前一次影音串流信号以及各参与者针对相应暂停播放点的问题所回答内容的步骤。
8.如权利要求5所述的系统思考学习方法，其特征在于，该感测装置包括多个感测模块，多个感测模块分别配置在每一个参与者身上。
9.如权利要求5所述的系统思考学习方法，其特征在于，该生理信号包括有脉搏、心跳、声音、脸部表情其中之一，或者是前述的任意组合。
10.如权利要求5所述的系统思考学习方法，其特征在于，该储存装置设置于一云端储存系统中，该第一影像串流信号藉由网络传输至该储存装置内进行储存。
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