CN115035759B - 一种基于有形用户界面的汉字学习系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于有形用户界面的汉字学习系统及其工作方法，包括有形实体交互模块和应用程序端，所述有形实体交互模块包括3D偏旁和底座，所述底座包括拼字板子模块、感应偏旁ID子模块、信息通讯子模块；应用程序端用来呈现应用程序。儿童使用有形实体交互模块与应用程序进行互动，在拼字阶段，儿童需要将3D偏旁放置在拼字板子模块，感应偏旁ID子模块将偏旁ID信息传递给信息通讯子模块，之后传递给应用程序，应用程序端进行相应的界面反馈，达成有形实体交互模块和界面的同步，帮助儿童有效学习汉字。

Description

一种基于有形用户界面的汉字学习系统及其工作方法

技术领域

本发明属于阅读障碍技术领域，具体地说是涉及一种基于有形用户界面的汉字学习系统及其工作方法。

背景技术

发展于学前时期和小学时期的早期读写能力，与儿童后期的阅读和书写技能有一定的相关性，对儿童最终学业的成功有重要作用。汉字的学习是个非常复杂的过程，偏旁学习作为汉语学习过程中必不可少的学习阶段，对于儿童的汉语学习有着不可忽视的作用。偏旁被定义为在复合字符中起语音或语义作用的有意义的正字法单位。学习者可以利用熟悉的偏旁来学习和记忆那些具有相同成分但尚未学习的汉字，这种教学方法被称为部首归类识字法。部首归类识字法，以部首为依据，将汉字中的合体字进行归类集中学习，可以帮助孩子快速理解某一类偏旁的含义，从而快速学习汉字。

有形用户界面是一种新型的人机交互界面范式，通过使用物理部件来表示和控制数字信息，允许用户通过抓握、移动、组装等自然的操作方式对数字信息进行操作。通过使用多感官(视觉、听觉和触觉)参与学习活动，有形用户界面有潜力支持儿童学习阅读。研究证明，在儿童有形学习阅读材料中融入材质线索可以帮助孩子减轻记忆负担从而获得更好的学习效果。通过设计具有特定材料属性的有形物体，可以支持孩子对环境中事物的现有模式的使用，可以通过促进动态重新关联来减轻记忆负荷。目前还很少有针对汉字学习开发的有形用户界面。

发展性阅读障碍是一种在智力正常、享有同等教育机会的条件下，阅读发展水平显著落后于同年龄应达到的水平的特殊学习困难。汉语发展性阅读障碍发病率为5％-8％，且由于电子设备的大量使用，汉语阅读障碍的发生比率有大幅上升的趋势。阅读障碍严重影响阅读，因此开发有效的汉字学习系统，改善阅读障碍的识字能力是一项重要而迫切的工作。通过在有形用户界面中融入材质线索，利用偏旁归类识字教学法帮助儿童进行汉字学习有望成为改善汉语阅读障碍儿童阅读能力的可行且有效的手段。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于有形用户界面的汉字学习系统及其工作方法。其可以应用于汉语发展性阅读障碍儿童开展基于偏旁的汉字学习过程，提升汉语阅读障碍儿童的汉字学习能力。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于有形用户界面的汉字学习系统，所述系统包括有形实体交互模块和应用程序端，所述有形实体交互模块包括3D偏旁和底座，其中：

所述3D偏旁选自人教版语文课本中的生字，将其拆解为两种偏旁类型，形旁和声旁，形旁上面覆盖有与其意义相近的材料，声旁为统一的白色材质不做其他处理，每一个偏旁都有特定的ID编号；

所述底座包括拼字板子模块、感应偏旁ID子模块、信息通讯子模块，

所述拼字板子模块用于放置3D偏旁，在其表面有田字格线，将3D偏旁放置在合适的位置才会在应用程序端触发正确的反馈，帮助儿童形成正字法意识；

所述感应偏旁ID子模块在3D偏旁放置到田字格板上时，将其识别到的ID信息发送至信息通讯子模块，并于应用程序中进行判断，在屏幕端做出反馈；

所述信息通讯子模块用来实现有形实体交互模块与应用程序端的信息通讯；

所述应用程序端用于呈现应用程序，提供相关场景以及拼字功能。

作为优选，应用程序端提供的场景为lowpoly风格，激发儿童创造力。

作为优选，应用程序端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机中的任一种。

本发明还提供了上述系统的工作方法，包括下述步骤：

(i)在应用程序端选择场景并进入；

(ii)在该场景下可以看到由汉字的拼音形成的关卡，根据引导手势点击汉字拼音进入到拼字界面；

(iii)拼字界面有汉字对应的多媒体信息提示，包括语音及图片；

(iv)将3D偏旁依次放置在拼字板子模块上；

(v)偏旁ID信息传递给应用程序端进行判断，在屏幕端同步显示偏旁信息；

(vi)若放置的偏旁正确组合成汉字，将会触发应用程序的奖励界面，回到场景界面，并开启下一个汉字拼写。

作为优选，步骤(iv)中，放置偏旁的步骤是：

(iv-1)将形旁放置到拼字板子模块上的田字格中；

(iv-2)当应用程序端显示形旁之后，再将声旁放置到拼字板子模块上的田字格中。

作为优选，步骤(v)中，偏旁ID信息传递的步骤是：

(v-1)3D偏旁放置到拼字板子模块上的田字格上；

(v-2)感应偏旁ID子模块接收到偏旁的ID信息，将其传输给信息通讯模块；

(v-3)信息通讯模块将偏旁ID发送给应用程序端，若为正确的偏旁ID，在屏幕端同步显示偏旁信息，偏旁的位置及形状。

作为优选，所述系统的工作方法，具体步骤为：

(1)用户进行注册，选择相应的年级，系统根据数据库匹配出相应教材的汉字；

(2)用户选择场景，会显示相应场景的动画并介绍该场景下涉及到偏旁的形音义；

(3)进入场景，根据引导点击汉字的拼音，进入到拼字界面；

(4)根据应用程序端界面中汉字的拼音提示在有形实体交互模块这边挑选合适的3D形旁，将其放置到拼字板子模块上；

(5)只有放置正确的3D形旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出形旁的形状，否则显示错误；

(6)放置好3D形旁之后，挑选正确的声旁进行放置；

(7)只有放置正确的3D声旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出声旁的形状并且显示完整的汉字和通关的信息，否则显示重新摆放声旁的信息；

(8)界面重新返回到场景，再次根据引导进入到拼字界面，重复上述步骤(4)～(7)直至学习完整个场景下该形旁的汉字；

(9)完成一个场景，可以退出界面重新选择场景，重复上述步骤(2)～(8)完成该场景的学习，之后就可以结束学习；

(10)根据用户的学习进度，可以更新年级的选择以便系统根据年级设定不同难度的汉字。

本发明的有益效果在于：

(1)使用融入材质线索的有形用户界面帮助儿童学习汉字，利用有形用户界面的多感官感知的优势，使用物理操作的方式，减轻儿童记忆负担从而促进汉字学习效果；

(2)应用程序中，基于形旁的语义为其搭配不同类型的3D场景，结合偏旁归类识字法，帮助一二年级的孩子快速理解某一类偏旁的含义，从而快速学习汉字；

(3)汉字学习系统使用了人教版语文教材的生字表，汉字材料基础使得系统可以搭配教材学习，契合儿童的学习进展；系统可以根据儿童的年级进行汉字个数的添加，更具延展性。

附图说明

图1为本发明用户体验及系统架构示意图；

图2为本发明整体流程图；

图3为本发明拼字界面图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。

参照图1，一种基于有形用户界面的汉字学习系统，所述系统包括有形实体交互模块和应用程序端，所述有形实体交互模块包括3D偏旁和底座，其中：

所述3D偏旁选自人教版语文课本中的生字，将其拆解为两种偏旁类型，形旁和声旁，形旁上面覆盖有与其意义相近的材料，声旁为统一的白色材质不做其他处理，每一个偏旁都有特定的ID编号；

所述底座包括拼字板子模块、感应偏旁ID子模块、信息通讯子模块，

所述拼字板子模块用于放置3D偏旁，在其表面有田字格线，将3D偏旁放置在合适的位置才会在应用程序端触发正确的反馈，帮助儿童形成正字法意识；

所述感应偏旁ID子模块在3D偏旁放置到田字格板上时，将其识别到的ID信息发送至信息通讯子模块，并于应用程序中进行判断，在屏幕端做出反馈；

所述信息通讯子模块用来实现有形实体交互模块与应用程序端的信息通讯；

所述应用程序端用于呈现应用程序，提供相关场景以及拼字功能，应用程序端提供的场景为lowpoly风格，激发儿童创造力。

应用场景配置为桌面上放置一台笔记本电脑，用来呈现应用程序；儿童使用有形实体交互模块与应用程序进行互动；在拼字阶段，儿童需要将3D偏旁放置在拼字板子模块，感应偏旁ID子模块将偏旁ID信息传递给信息通讯子模块，之后传递给应用程序，应用程序端进行相应的界面反馈，达成有形实体交互模块和界面的同步，帮助儿童有效学习汉字。

参照图2，上述系统的工作方法，具体步骤为：

(1)用户进行注册，选择相应的年级，系统根据数据库匹配出相应教材的汉字；

(2)用户选择场景，会显示相应场景的动画并介绍该场景下涉及到偏旁的形音义；

(3)进入场景，根据引导点击汉字的拼音，进入到拼字界面；

(4)根据应用程序端界面中汉字的拼音提示在有形实体交互模块这边挑选合适的3D形旁，将其放置到拼字板子模块上；

(5)只有放置正确的3D形旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出形旁的形状，否则显示错误；

(6)放置好3D形旁之后，挑选正确的声旁进行放置；

(7)只有放置正确的3D声旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出声旁的形状并且显示完整的汉字和通关的信息，否则显示重新摆放声旁的信息；

(8)界面重新返回到场景，再次根据引导进入到拼字界面，重复上述步骤(4)～(7)直至学习完整个场景下该形旁的汉字；

(9)完成一个场景，可以退出界面重新选择场景，重复上述步骤(2)～(8)完成该场景的学习，之后就可以结束学习；

(10)根据用户的学习进度，可以更新年级的选择以便系统根据年级设定不同难度的汉字。

图3展示了应用程序端在拼字过程中的界面：

如图3(a)～(e)，用户选择完场景之后会呈现一系列的汉字拼音，根据界面的手势引导点击汉字拼音即可进入拼字界面，拼字界面有汉字相应读音和的图片提示，在有形实体交互模块进行拼字操作，应用程序端的界面在显示拼好字后会给出奖励提醒，如图3(e)。

本发明使用有形实体交互模块与应用程序进行互动，可以帮助儿童有效学习汉字，可以应用于汉语发展性阅读障碍儿童开展基于偏旁的汉字学习过程，提升汉语阅读障碍儿童的汉字学习能力。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的具体实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，凡依本发明申请范围所做出的若干变形与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种基于有形用户界面的汉字学习系统，其特征在于：所述系统包括有形实体交互模块和应用程序端，所述有形实体交互模块包括3D偏旁和底座，其中：所述3D偏旁选自人教版语文课本中的生字，将其拆解为两种偏旁类型，形旁和声旁，形旁上面覆盖有与其意义相近的材料，声旁为统一的白色材质不做其他处理，每一个偏旁都有特定的ID编号；

所述底座包括拼字板子模块、感应偏旁ID子模块、信息通讯子模块，所述拼字板子模块用于放置3D偏旁，在其表面有田字格线，将3D偏旁放置在合适的位置才会在应用程序端触发正确的反馈，帮助儿童形成正字法意识；

所述感应偏旁ID子模块在3D偏旁放置到田字格板上时，将其识别到的ID信息发送至信息通讯子模块，并于应用程序中进行判断，在屏幕端做出反馈；

所述信息通讯子模块用来实现有形实体交互模块与应用程序端的信息通讯；所述应用程序端用于呈现应用程序，提供相关场景以及拼字功能；

所述系统采用下述工作方法：

(i)在应用程序端选择场景并进入；

(ii)在该场景下可以看到由汉字的拼音形成的关卡，根据引导手势点击汉字拼音进入到拼字界面；

(iii)拼字界面有汉字对应的多媒体信息提示，包括语音及图片；

(iv)将3D偏旁依次放置在拼字板子模块上；放置偏旁的步骤是：

(iv-1)将形旁放置到拼字板子模块上的田字格中；

(iv-2)当应用程序端显示形旁之后，再将声旁放置到拼字板子模块上的田字格中；

(v)偏旁ID信息传递给应用程序端进行判断，在屏幕端同步显示偏旁信息；偏旁ID信息传递的步骤是：

(v-1)3D偏旁放置到拼字板子模块上的田字格上；

(v-2)感应偏旁ID子模块接收到偏旁的ID信息，将其传输给信息通讯模块；

(v-3)信息通讯模块将偏旁ID发送给应用程序端，若为正确的偏旁ID，在屏幕端同步显示偏旁信息，偏旁的位置及形状；

(vi)若放置的偏旁正确组合成汉字，将会触发应用程序的奖励界面，回到场景界面，并开启下一个汉字拼写。

2.根据权利要求1所述基于有形用户界面的汉字学习系统，其特征在于：应用程序端提供的场景为lowpoly风格。

3.根据权利要求1所述基于有形用户界面的汉字学习系统，其特征在于：应用程序端为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机中的任一种。

4.根据权利要求1所述基于有形用户界面的汉字学习系统，其特征在于系统工作方法的具体步骤为：

(1)用户进行注册，选择相应的年级，系统根据数据库匹配出相应教材的汉字；

(2)用户选择场景，会显示相应场景的动画并介绍该场景下涉及到偏旁的形音义；

(3)进入场景，根据引导点击汉字的拼音，进入到拼字界面；

(4)根据应用程序端界面中汉字的拼音提示在有形实体交互模块这边挑选合适的3D形旁，将其放置到拼字板子模块上；

(5)只有放置正确的3D形旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出形旁的形状，否则显示错误；

(6)放置好3D形旁之后，挑选正确的声旁进行放置；

(7)只有放置正确的3D声旁并将其放置到正确的位置，应用程序端界面才会显示出声旁的形状并且显示完整的汉字和通关的信息，否则显示重新摆放声旁的信息；

(8)界面重新返回到场景，再次根据引导进入到拼字界面，重复上述步骤(4)～(7)直至学习完整个场景下该形旁的汉字；

(9)完成一个场景，可以退出界面重新选择场景，重复上述步骤(2)～(8)完成该场景的学习，之后就可以结束学习；

(10)根据用户的学习进度，可以更新年级的选择以便系统根据年级设定不同难度的汉字。