CN111913573A - 用于英语单词辅助学习的人机交互方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于英语单词辅助学习的人机交互方法及系统，包括：获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

Description

用于英语单词辅助学习的人机交互方法及系统

技术领域

本申请涉及辅助教学技术领域，特别是涉及用于英语单词辅助学习的人机交互方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

单词拼写是学习英语中必须掌握的一项技能，发明人发现，目前英语单词的学习过程，缺乏人机交互过程，枯燥、无趣，容易让学生失去兴趣。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提供了用于英语单词辅助学习的人机交互方法及系统；

第一方面，本申请提供了用于英语单词辅助学习的人机交互方法；

用于英语单词辅助学习的人机交互方法，包括：

获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

第二方面，本申请提供了用于英语单词辅助学习的人机交互系统；

用于英语单词辅助学习的人机交互系统，包括：

显示模块，其被配置为：获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

接收模块，其被配置为：接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

调整映射模块，其被配置为：根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

匹配模块，其被配置为：判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

第三方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述第一方面所述的方法。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序(产品)，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行的时候用于实现前述第一方面任意一项的方法。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

通过输入端与服务器端之间的交互，能够实现服务器端对输入端的快速响应，实现学生对预设英文单词中字母的删除、修改和添加，实现学生与辅助教学系统之间的交互，辅助学生快速掌握英文单词的记忆。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为具体实施例游戏界面；

图2为显示了两次未能成功修改单词时，弹出的显示正确单词的用户界面；

图3为显示了游戏结束时，展示分数的用户界面。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供了用于英语单词辅助学习的人机交互方法；

用于英语单词辅助学习的人机交互方法，包括：

S101：获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

S102：接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

S103：根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

S104：判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

作为一个或多个实施例，所述方法运行于服务器端。

作为一个或多个实施例，所述方法，还包括：

当匹配失败时，表示当前单词为错误单词，错误次数达到设定值后，将3D英文字母模型对应的英文单词的正确形式显示在屏幕上。

作为一个或多个实施例，S101中，获取错误单词的具体步骤包括：

预先构建错误单词列表，从错误单词列表中提取错误单词；

或者，

动态构建错误单词，从正确单词列表中提取一个正确单词，将提取的正确单词进行动态调整，调整为错误单词；同时，将动态调整字母的位置和调整前的字母和调整后的字母进行存储；

将动态调整字母的位置存储到第一变量中，将调整前的字母存储到第二变量中，将调整后的字母存储到第三变量中。

所述动态调整，包括：在单词中设定位置上新增一个字母、在单词设定位置上删除一个字母或将单词中的随机一个字母修改为另外一个字母。

进一步地，所述错误单词，是指拼写错误的单词，例如：在正确单词的基础上，通过新增字母、删除字母或修改字母的形式获取的单词。

进一步地，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；是指：

将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在使用Unity3D游戏引擎制作的场景中。

进一步地，所述使用Unity3D游戏引擎制作的场景；具体步骤包括：设置地形的长度、宽度和高度；绘制地形高度；对地形进行纹理化处理；在地形中添加树木。

进一步地，所述S102中，接收用户通过输入设备输入的控制指令，包括：

接收用户通过鼠标和键盘输入的字母增加指令；和/或，

接收用户通过鼠标和键盘输入的字母修改指令；和/或，

接收用户通过鼠标输入的字母删除指令；和/或，

接收用户通过遥控器输入的字母增加、删除和修改指令；和/或，

接收用户通过麦克风输入的字母增加、删除和修改语音指令；和/或，

接收用户通过虚拟现实设备输入的字母增加、删除和修改指令。

进一步地，所述S102中，接收用户通过输入设备输入的控制指令，还包括：

接收用户通过输入设备输入的控制指令，并存储修改字母的位置、修改前的字母和修改后的字母；将修改字母的位置存储到第四变量中，将修改前的字母存储到第五变量中，将修改后的字母存储到第六变量中。

进一步地，接收用户通过鼠标输入的字母删除指令，具体步骤包括：

接收用户对鼠标的移动操作指令，控制对应手枪控件的左右移动；

接收用户对鼠标的点击操作指令，控制对应手枪控件发出虚拟激光；

在删除字母时，当虚拟激光延长线接触到对应的3D字母模型时，将对应的3D字母模型做消除处理，并将剩余的3D字母模型按照设定的间距进行调整。

在增加字母时，虚拟激光延长线决定了增加字母所在位置。

在增加字母时，用户需在键盘上按下增加的字母所对应的键，同时点击鼠标左键。

在修改字母时，虚拟激光延长线接触到对应的3D字母模型为所修改的字母。

在修改字母时，用户需在键盘上按下替代错误字母的正确字母所对应的键，同时点击鼠标左键，错误的3D字母模型将从屏幕上删除，由正确的3D字母模型代替。

作为一个或多个实施例，所述S104中，判断修改后的单词，是否为正确的单词；包括：

将映射后的修改后的单词，与预设正确单词列表中的单词进行逐一匹配，当有匹配成功的单词时，则表示当前单词为正确单词，否则表示当前单词为错误单词；

或者，

判断第四变量中存储的用户修改字母的位置与第一变量中存储的动态调整字母的位置是否一致；

判断第五变量中存储的用户修改前的字母与第三变量中存储的动态调整后的字母是否一致；

判断第六变量中存储的用户修改后的字母与第二变量中存储的动态调整前的字母是否一致；

如果上述判断结果均一致，则表示用户修改正确，修改后的单词为正确单词。

上述技术方案的有益效果是：通过三个变量之间的比较来判断单词是否是正确的单词，而不是直接对单词列表中所有单词进行遍历，可以实现单词判断速度的提升，节省程序运行所占内存，节省程序运行功耗，提升用户体验。

进一步地，所述错误单词列表和正确单词列表均为预先限定的单词列表，其中错误单词列表中的单词为拼写错误的单词，正确单词列表中的单词为拼写正确的单词，错误单词列表中的错误单词对应正确单词与正确单词列表中的单词存在一一对应关系。

进一步地，所述3D英文字母模型与26个英文字母之间存在一一对应关系。

在自然射击场环境中，将由3D字母构成的拼写错误的英语单词置于显示界面中间位置，作为射击靶；拼写错误的单词分为三种情况：有多余的字母、有错误的字母和缺少字母；手枪位于显示界面的下方中间位置，可指向英语单词、瞄准单个字母并射击，其功能包括：通过射击去除多余字母，与键盘相配合修改错误字母或添加缺少的字母；显示界面右下方显示英语单词对应的汉语翻译作为提示信息；两次未能成功修改单词，将在显示界面中间位置弹出用户界面显示正确单词，并为用户提供再次修改的机会。本申请旨在增加学习英语单词拼写的趣味性，提高学生的学习兴趣。

本申请包括去除、修改、添加三大模块。所述去除模块为去除单词中多余字母的模块，所述修改模块为修改单词中错误字母的模块，所述添加模块为添加单词中缺少的字母模块。

进一步地，所述3D英文字母模型使用画图3D制作。制作中采用3D文本输入功能，导出的3D模型为.fbx类型。将3D模型导入Unity3D后，利用模型制作26个字母的预设，预设中添加碰撞体、和控制脚本ShootableBox.cs，当字母被光线投射正确探测到时，该脚本可以根据输入指令销毁字母。

进一步地，所述手枪控件，预设包含有Main Camera子对象和手枪子对象，手枪子对象又包含枪口子对象。手枪预设可以让用户以第一人称的方式观察场景，完成射击；它包含MouseLook.cs脚本，随着鼠标的移动而改变用户观察的水平视角和手枪的水平指向。

Main Camera子对象包含Audio Source组件播放背景音乐。

枪口子对象包含light和Line Renderer组件模拟激光发射，包含Audio Source组件在射击时发出激光枪射击的声音，包含c#脚本RaycastShooter.cs实现用户与游戏的互动。

进一步地，所述方法还包括：使用Unity3D制作UI用户界面：UI用户界面由画布、事件系统、按钮、图片、文字几部分构成。在Canvas Scaler组件中，将画布UI Scale Mode设为“Scale With Screen Size”。设置图片、文字、按钮的锚点，以确保在屏幕高宽比变化时，用户界面可以正常显示。软件读取excel单词列表中的数据以及软件运行中产生的变量值，来构建用户界面中的文字部分动态显示内容。UI用户界面的按钮可决定游戏退出或继续。

进一步地，所述方法还包括：利用excel构建单词列表，并将excel文件变为ScriptableObject。

进一步地，所述方法还包括：利用Unity3D和C#编程实现游戏控制与整合：

(1)构建Game Manager游戏对象作为C#脚本gameManager.cs的载体。该文件读取excel文件中的单词数据，并将字母转化为对应的3D模型显示在屏幕上，字母在x轴方向上以手枪的x坐标为中心，采取等间距排列，字母之间的y、z坐标完全相同。同时读取excel文件中的中文翻译数据，将其显示在中文翻译区的UI中。

(2)当用户按下鼠标左键，或者同时按下鼠标左键和键盘上的字母键，对象枪口的脚本组件会利用光线投射探测被射击的字母或判断添加字母的位置，再由Game Manager的脚本组件判断被射击字母以及替换、添加或删除的字母是否正确。被击中字母的判断是通过其x坐标来实现的，通过其x坐标可判断其在单词中的位置，添加字母的位置是通过屏幕上所有3D字母模型共同的z坐标以及光线投射的方向确定的。如果替换、添加或删除字母正确，修改分数UI的分数部分，启动粒子效果，消除旧单词，加载新的单词。如果两次错误，读取excel文件中的正确单词，并显示在正确单词UI中。正确单词UI中的按钮利用On Click()实现退出UI，游戏继续的功能。

(3)回答正确、错误以及游戏结束的音频播放由Game Manager的脚本组件控制。

如图1所示，在自然射击场环境中，将由3D字母构成的拼写错误的英语单词置于显示界面中间位置，作为射击靶；拼写错误的单词分为三种情况：有多余的字母、有错误的字母和缺少字母；手枪位于显示界面的下方中间位置，可指向英语单词、瞄准单个字母并射击，其功能包括：通过射击去除多余字母，按下键盘上的正确字母同时射击将修改错误字母或添加缺少的字母；显示界面右下方显示英语单词对应的汉语翻译作为提示信息；一次性成功修改单词可以得一枚金币，金币数量显示在界面的左上方；如图2所示，两次未能成功修改单词，将在显示界面中间位置弹出用户界面显示正确单词，并为用户提供再次修改的机会；如图3所示，游戏最后将弹出用户界面显示分数。

本实施例使用Unity3D游戏引擎制作地形与环境，创建自然射击场环境；3D英文字母模型由画图3D制作，与其它音频、图片等资源一起导入Unity3D游戏引擎；单词列表由excel构建，包含正确英语单词，错误英文单词和中文翻译等信息；用户界面使用Unity3D游戏引擎制作；最后利用Unity3D游戏引擎和C#编程实现游戏的控制与整合。

本实施例是PC端，但同样可以转为手机、平板电脑等移动设备。手枪的移动和射击可由手指滑动与敲击屏幕控制，键盘功能可由屏幕上的预设按钮替代。

实施例二

本实施例提供了用于英语单词辅助学习的人机交互系统；

用于英语单词辅助学习的人机交互系统，包括：

显示模块，其被配置为：获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

接收模块，其被配置为：接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

调整映射模块，其被配置为：根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

匹配模块，其被配置为：判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

此处需要说明的是，上述显示模块、接收模块、调整映射模块和匹配模块对应于实施例一中的步骤S101至S104，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

上述实施例中对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分可以参见其他实施例的相关描述。

所提出的系统，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时，可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另外一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

实施例三

本实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述实施例一所述的方法。

应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

实施例四

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一所述的方法。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于英语单词辅助学习的人机交互方法，其特征是，包括：

获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，获取错误单词的具体步骤包括：

预先构建错误单词列表，从错误单词列表中提取错误单词；

或者，

动态构建错误单词，从正确单词列表中提取一个正确单词，将提取的正确单词进行动态调整，调整为错误单词；同时，将动态调整字母的位置和调整前的字母和调整后的字母进行存储；

将动态调整字母的位置存储到第一变量中，将调整前的字母存储到第二变量中，将调整后的字母存储到第三变量中；

所述动态调整，包括：在单词中设定位置上新增一个字母、在单词设定位置上删除一个字母或将单词中的随机一个字母修改为另外一个字母。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；是指：

将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在使用Unity3D游戏引擎制作的场景中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，接收用户通过输入设备输入的控制指令，包括：

接收用户通过鼠标和键盘输入的字母增加指令；和/或，

接收用户通过鼠标和键盘输入的字母修改指令；和/或，

接收用户通过鼠标输入的字母删除指令；和/或，

接收用户通过遥控器输入的字母增加、删除和修改指令；和/或，

接收用户通过麦克风输入的字母增加、删除和修改语音指令；和/或，

接收用户通过虚拟现实设备输入的字母增加、删除和修改指令。

5.如权利要求2所述的方法，其特征是，接收用户通过输入设备输入的控制指令，还包括：

接收用户通过输入设备输入的控制指令，并存储修改字母的位置、修改前的字母和修改后的字母；将修改字母的位置存储到第四变量中，将修改前的字母存储到第五变量中，将修改后的字母存储到第六变量中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，接收用户通过鼠标输入的字母删除指令，具体步骤包括：

接收用户对鼠标的移动操作指令，控制对应手枪控件的左右移动；

接收用户对鼠标的点击操作指令，控制对应手枪控件发出虚拟激光；

在删除字母时，当虚拟激光延长线接触到对应的3D字母模型时，将对应的3D字母模型做消除处理，并将剩余的3D字母模型按照设定的间距进行调整；

在增加字母时，虚拟激光延长线决定了增加字母所在位置；在增加字母时，用户需在键盘上按下增加的字母所对应的键，同时点击鼠标左键；

在修改字母时，虚拟激光延长线接触到对应的3D字母模型为所修改的字母；在修改字母时，用户需在键盘上按下替代错误字母的正确字母所对应的键，同时点击鼠标左键，错误的3D字母模型将从屏幕上删除，由正确的3D字母模型代替。

7.如权利要求5所述的方法，其特征是，判断修改后的单词，是否为正确的单词；包括：

将映射后的修改后的单词，与预设正确单词列表中的单词进行逐一匹配，当有匹配成功的单词时，则表示当前单词为正确单词，否则表示当前单词为错误单词；

或者，

判断第四变量中存储的用户修改字母的位置与第一变量中存储的动态调整字母的位置是否一致；

判断第五变量中存储的用户修改前的字母与第三变量中存储的动态调整后的字母是否一致；

判断第六变量中存储的用户修改后的字母与第二变量中存储的动态调整前的字母是否一致；

如果上述判断结果均一致，则表示用户修改正确，修改后的单词为正确单词。

8.用于英语单词辅助学习的人机交互系统，其特征是，包括：

显示模块，其被配置为：获取错误单词，将错误单词中的字母转化为3D英文字母模型后，显示在屏幕上；

接收模块，其被配置为：接收用户通过输入设备输入的控制指令，所述输入控制指令，包括：增加字母、删除字母或修改字母；

调整映射模块，其被配置为：根据输入的控制指令，对3D英文字母模型对应的字母进行调整，将调整后的3D英文字母模型映射为修改后的单词；

匹配模块，其被配置为：判断修改后的单词，是否为正确的单词，如果为正确单词，则将3D英文字母模型从显示的屏幕上删除，并显示下一个错误单词。

9.一种电子设备，其特征是，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。

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