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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erlernen von fein- und grafomotorischen Kompetenzen, insbesondere bei kleinen Kindern.
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Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Techniken zum Ausnutzen digitaler Medien bekannt, mit denen ein eingegebener Schriftzug erkannt werden kann.
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So zeigt die
WO 00/72290 ein Gerät zum Üben der Handschrift. Dabei wird beispielsweise durch eine druckempfindliche Oberfläche, wie einem Touchscreen, ein eingegebener Schriftzug registriert. Dieser eingegebene Schriftzug kann dann vom Lehrer hinsichtlich des Schriftbilds kontrolliert werden und der Schüler weiter angeleitet werden. Die große Anzahl von Schülern in einer Klasse, das subjektive Empfinden des Lehrers für richtiges und falsches Schreiben sowie die begrenzte Fähigkeit zur Analyse von möglichen Fehlerquellen erfordern eine effizientere Umsetzung dieser neuen Lernmethode.
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Die
DE 19511470 C1 beschreibt ein Gerät zum Erkennen eines eingegebenen Schriftzugs und anschließendem Vergleich mit einem Referenzschriftzug zur Identifikation einer Person oder der Echtheit einer Unterschrift. Hierzu wird der eingegebene Schriftzug in Strokes unterteilt und diese Strokes mit einem hinterlegten Referenzschriftzug hinsichtlich Erzeugungsort, -geschwindigkeit und -druck verglichen und festgestellt, ob es sich um eine Fälschung handelt oder ob die Unterschrift von der korrekten Person stammt.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwerb von fein- und grafomotorischen Kompetenzen, insbesondere bei Kindern, zu entwickeln, mit der ein möglichst effektives und gleichzeitig objektives Erlernen dieser Kompetenzen möglich ist.
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Lösung
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 charakterisierte Verfahren und die im Anspruch 10 beschriebene Vorrichtung gelöst.
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Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verfahren vorgesehen ist, mit dem Kinder fein- und grafomotorische Kompetenzen erwerben können, wobei ein Aufgabenzeichen mit einem eingegebenen Zeichen hinsichtlich des Orts der Zeichenerzeugung, der Erzeugungsgeschwindigkeit, des verwendeten Erzeugungsdrucks sowie der Erzeugungsbeschleunigung verglichen wird und eine Bewertung gemäß dem Grad der Übereinstimmung auf der Grundlage einer Vielzahl, mindestens jedoch zweier Kriterien, erfolgt. Durch dieses Verfahren ist es möglich, Kindern das Schreiben unabhängig von den subjektiven Einflüssen eines Lehrers und der von ihm als korrekt erachteten Schrift beizubringen und gleichzeitig erlaubt die Bewertung anhand einer Vielzahl von Kriterien eine wesentlich genauere Analyse von möglichen Fehlerquellen anhand des Schriftbildes der Kindern. Dabei kann für die Bestimmung des Grades der Übereinstimmung auf bestehende Techniken wie in der
DE 19511470 C1 zurückgegriffen werden. Im Unterschied zur Erfindung erfolgt eine Bewertung in der
DE 19511470 C1 jedoch nur gemäß einer Evaluation, also einem Kriterium, ob der eingegebene Referenzschriftzug innerhalb einer gegebenen Fehlertoleranz mit dem Referenzschriftzug übereinstimmt. Auch die entsprechenden Anzeigen in der
DE 19511470 C1 sagen daher nur etwas über das Endergebnis der Evaluation des Schriftzugs oder Teilen des Schriftzugs aus, also ob die Übereinstimmung des Schriftzugs oder Teilen davon mit dem Referenzschriftzug innerhalb der Fehlertoleranz übereinstimmt. Im Gegensatz dazu erfolgt gemäß der Erfindung eine komplettere Auswertung des eingegebenen Zeichens hinsichtlich mehrerer Kriterien, wobei auch eine Ausgabe und Anzeige der Bewertung hinsichtlich aller berücksichtigten Kriterien und gegebenenfalls von Verbesserungsvorschlägen stattfindet.
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In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein zu vervollständigendes Aufgabenzeichen auf Grundlage eines vollständigen Aufgabenzeichens angezeigt wird, wobei das zu vervollständigende Zeichen durch Weglassen eines Teils des vollständigen Zeichens erstellt wird. Das erlaubt das Üben besonders schwieriger Zeichenkombinationen wie beispielsweise Buchstabenübergänge und erlaubt insbesondere im Zusammenhang mit der Bewertung ein weiteres Üben von Zeichen, Buchstaben und Wörtern, abhängig von den aufgetretenen Problemen jedes einzelnen Schülers.
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In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das eingegebene Zeichen, das zu dem zu vervollständigenden Aufgabenzeichen eingegeben wurde, hinsichtlich Ort der Zeichenerzeugung, Erzeugungsgeschwindigkeit, Erzeugungsdruck und Erzeugungsbeschleunigung nur in dem zu vervollständigenden Teil mit dem zu vervollständigenden Aufgabenzeichen verglichen werden. Somit kann die Aufgabe des Kindes vom Zeichnen eines kompletten Zeichens auf das Konzentrieren auf bestimmte Teile eines kompletten Zeichens reduziert werden und so ein gezieltes Training dieser Bereiche erreicht werden.
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In einer anderen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das eingegebene Zeichen, das zu dem zu vervollständigenden Aufgabenzeichen eingegeben wurde, vollständig hinsichtlich Ort der Zeichenerzeugung, Erzeugungsgeschwindigkeit, Erzeugungsdruck und Erzeugungsbeschleunigung mit dem kompletten Aufgabenzeichen verglichen wird. In dieser Ausführungsform würde die Aufgabe des Kindes weiterhin darin bestehen, das komplette Zeichen zu zeichnen. Besonderes Augenmerk würde allerdings auf dem zu vervollständigenden Teil des Aufgabenzeichens liegen. Durch die Kontrolle des gesamten Zeichens wird jedoch erreicht, dass auch im Vorfeld als bereits erlernt bewertete Teile des Schriftbildes weiterhin untersucht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Bewertung des Grades der Übereinstimmung mittels optischer Darstellungen wie eines Übereinstimmungsbalkens. Dadurch kann den Kindern sowie auch den Eltern oder Lehrern eine einfache Möglichkeit zur Analyse des Schriftbildes gegeben werden, wobei auch Ursachen für Fehlerquellen angegeben werden können, die nur anhand eines vollendeten Schriftbildes nicht einfach zu erkennen wären und eine Analyse weit über die in
DE 19511470 C1 beschriebene Evaluation hinaus möglich ist.
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In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung des Grades der Übereinstimmung unmittelbar nach Beendigung des Zeichens erfolgt. Damit wird es dem Kind ermöglicht, direkt seine Lernerfolge oder Misserfolge zu erkennen und gegebenenfalls im Rahmen weiterer Aufgaben zu korrigieren.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich interaktive Bestandteile wie Menüs und Bedienelemente, angezeigt werden. Dadurch kann beispielsweise ein Lehrer oder das Kind selbst weitere Aufgaben zur Verbesserung des Schriftbildes auswählen. Ebenso können Bedienelemente vorgesehen sein, die eine weitere Analyse des eingegebenen Zeichens ermöglichen oder einem Kind in altersgerechter Weise Fehlerquellen und Möglichkeiten zu Verbesserung vorführen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Aufgabenzeichen aus einer Reihe von Aufgabenzeichen automatisch oder manuell ausgewählt wird. Die automatische Auswahl kann beispielsweise im Rahmen eines vom Lehrer oder von den Eltern vorgegebenen Ablaufs von Aufgabenzeichen vorgegeben sein oder nur anhand der jeweils bei der Ausführung jedes Aufgabenzeichens erhaltenen Bewertung durchgeführt werden. Die manuelle Auswahl eines Aufgabenzeichens erlaubt entweder ein Eingreifen des Lehrers, beispielsweise im Unterricht, oder kann auch im Rahmen einer Freizeitbeschäftigung nützlich verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bewertung gemäß dem Grad der Übereinstimmung ein neues Aufgabenzeichen angezeigt wird, das entweder gleich dem vorherigen Aufgabenzeichen ist oder ein neues Aufgabenzeichen ist. Dadurch kann, abhängig von den Lernerfolgen, der weitere Verlauf der Übung gestaltet werden.
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In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Übereinstimmung auf der Grundlage von mindestens zwei Kriterien aus Zeichengeschwindigkeit, Auflagedruck, Haltung, Stopps, Beschleunigung, Ort der Zeichenerzeugung erfolgt. Die Beurteilung des eingegebenen Zeichens aufgrund des Vergleichs mit dem Aufgabenzeichen unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Kriterien gestattet eine genaue Analyse der Defizite und Ursachen dieser Defizite.
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Dieses Verfahren kann mit Hilfe einer Vorrichtung (digitale Schreiblernhilfe) zum Vergleichen von eingegebenen Zeichen mit vorgegebenen Zeichen, insbesondere für den Erwerb fein- und grafomotorischer Kompetenzen verwirklicht werden, wobei die Vorrichtung eine Sensoroberfläche zum Erfassen eines eingegebenen Zeichens, ein Mittel zum Bedienen der Sensoroberfläche und zum Eingeben des Zeichenzuges, eine Darstellungsoberfläche zum Darstellen eines Aufgabenzeichens, eine Prozessoreinheit zum Auswerten und Vergleichen des eingegebenen Zeichens hinsichtlich Ort der Zeichenerzeugung und Erzeugungsgeschwindigkeit mit dem Aufgabenzeichen sowie ein Speichermedium zum Speichern von Aufgabenzügen und eingegebenen Schriftzügen umfasst und ferner die Sensoroberfläche und die Prozessoreinheit geeignet sind, das eingegebene Zeichen mit dem Aufgabenzeichen hinsichtlich Erzeugungsdruck und Erzeugungsbeschleunigung zu vergleichen und dass die Prozessoreinheit die Darstellungsoberfläche und das Speichermedium geeignet sind, eine Bewertung hinsichtlich des Grades der Übereinstimmung des eingegebenen Zeichens mit dem Aufgabenzeichen auf der Grundlage einer Vielzahl, mindestens jedoch zweier Kriterien, durchzuführen. Abhängig von der Ausgestaltung dieses Geräts kann eine altersgerechte Plattform für die Durchführung des Verfahrens und damit verbunden dem Erwerb von fein- und grafomotorischen Kompetenzen realisiert werden.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoroberfläche und die Darstellungsoberfläche in Form eines Touchscreens zumindest teilweise deckungsgleich vorgesehen sind. Das gestattet eine möglichst große Vielfalt von möglichen interaktiven Bedienmöglichkeiten der Vorrichtung und ist daher insbesondere geeignet, das Interesse der Kinder zu wecken.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsoberfläche zur optischen Darstellung der Bewertungen des Grades der Übereinstimmung des eingegebenen Zeichens mit dem Aufgabenzeichen geeignet ist. Dadurch ist eine direkte, beispielsweise optische Antwort der digitalen Schreiblernhilfe auf ein vom Kind eingegebenes Zeichen möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoroberfläche geeignet ist, Daten bezüglich des Erzeugungsdrucks des eingegebenen Zeichens zu erzeugen und an die Prozessoreinheit und die Speichereinheit weiterzugeben. Das erlaubt eine bis zu einem gewissen Grad unabhängige Nutzung der digitalen Schreiblernhilfe von Mitteln zum Bedienen der Sensoroberfläche. Dadurch wird beispielsweise auch die Möglichkeit geschaffen, nur mit Hilfe des Fingers Übungen durchzuführen. Allerdings ist es im Sinne des Verbesserns und Erlernens von Schreibkompetenzen zweckmäßig, dass die Verwendung von Mitteln zum Bedienen in Form von Stiften, Füllfederhaltern oder ähnlichem bevorzugt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsoberfläche interaktive Bestandteile wie Menüs und Bedienelemente darstellen kann und die Sensoreinheit und das Mittel zum Bedienen so vorgesehen sind, dass mit ihnen auf die interaktiven Bestandteile zugegriffen werden kann. Somit wird die Möglichkeit zu einer Interaktion des Kindes mit der digitalen Schreiblernhilfe geschaffen, die weit über das bloße Nachzeichnen von vorgegebenen Aufgabenzeichen hinausgeht und kann damit das Interesse des Kindes am Erlernen des Schreibens selbst fördern.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsoberfläche ein zu vervollständigendes Aufgabenzeichen anzeigen kann, das von der Speichereinheit und der Prozessoreinheit auf Grundlage eines vollständigen Aufgabenzeichens erstellt wird. Dadurch können zum Üben spezieller Fähigkeiten gezielt nur Teile eines Aufgabenzeichens angezeigt werden, wie beispielsweise der Übergang von einer gekrümmten zu einer geraden Linie oder Buchstabenübergänge.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit geeignet ist, aus einer Reihe von Aufgabenzeichen, die in dem Speichermedium gespeichert sind, eines auszuwählen. Diese Auswahl kann zufällig erfolgen oder auf Grundlage von bestimmten Kriterien und ermöglicht ein automatisiertes Anzeigen von Aufgabenzeichen, ohne dass Eltern oder Lehrer den Verlauf der Übung beeinflussen müssen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit und die Speichereinheit geeignet sind, die Bewertung des Grades der Übereinstimmung entweder unmittelbar nach Beendigung des Zeichens, oder zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen. Das kann beispielsweise erreicht werden, indem die Speichereinheit zumindest für den Zeitraum zwischen Beendigung des Zeichens und der erfolgten Bewertung des Grades der Übereinstimmung die Daten des eingegebenen Zeichens speichert und der Prozessoreinheit Zugriff gewährt. Dadurch wird eine flexible Auswertung der Übungen erreicht und die Kontrolle beispielsweise durch Lehrer oder Eltern ermöglicht.
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In einer Ausführungsform kann die Prozessoreinheit gemäß dem Grad der Übereinstimmung ein neues Aufgabenzeichen anzeigen, das entweder gleich dem vorherigen Aufgabenzeichen ist oder ein neues Aufgabenzeichen ist. Dadurch kann der Verlauf der Übungen an den Lernerfolg des Kindes und/oder eventuelle Defizite angepasst werden.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungsoberfläche, abhängig vom Aufgabenzeichen, geeignet ist, einen bestimmten Hintergrund für das Aufgabenzeichen darzustellen. So kann beispielsweise bei Verwendung von farblichen Aufgabenzeichen oder -teilen ein entsprechender Hintergrund angezeigt werden, der eine möglichst gute Erkennung ermöglicht oder es kann bei Aufgabenzeichen in Form von Buchstaben ein Liniengerüst angezeigt werden um eine entsprechende Einordnung der Größenrelation der Buchstaben zueinander zu erleichtern.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2a: Schematische Darstellung einer Bedienvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2b Weitere schematische Darstellung einer Bedienvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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3 Fließschema des Bewertungsverfahrens und der adaptiven Aufgabensuche.
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Ausführliche Figurenbeschreibung
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer digitalen Schreiblernhilfe 100. Die digitale Schreiblernhilfe 100 umfasst einen Rahmen 110 sowie ein Display 102. In diesem Display können getrennt voneinander die Sensoroberfläche 105 und die Darstellungsoberfläche 104 vorgesehen sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Darstellungsoberfläche 104 und die Sensoroberfläche 105 in einigen Flächenabschnitten oder aber auf dem kompletten Display 102 im Sinne eines Touchscreens übereinstimmen. Auf jeden Fall befinden sich in der Darstellungsoberfläche 104 die Darstellung eines Aufgabenfeldes 142 und die interaktiven Bedienelemente 106. Im Aufgabenfeld 142 kann ein beliebiges Aufgabenzeichen dargestellt sein. Das oder die Aufgabenzeichen stellen dabei Schrift (Buchstaben, Buchstabenteile, Wörter oder Wortteile) oder abstraktere Formen, wie Schwing- oder Wellenbewegungen, dar, die zum Üben von gewissen Bewegungsabläufen vorgesehen sind. Zu den abstrakten Formen können insbesondere bekannte geschlossene geometrische Formen wie Kreise oder Rechtecke zählen, als auch weitere offene Formen wie Wellenlinien, einfache Striche oder Kurven. Ist das Üben von Schriftzeichen, insbesondere Wörtern vorgesehen, so hat das Aufgabenfeld 142 vorzugsweise die Form einer für das Erlernen von Schreibkompetenzen üblichen Linie bzw. eines Liniengerüsts, wie auch in 1 dargestellt. Auf diesem Liniengerüst kann dann ein Aufgabenschriftzug 141 aus dem hier nicht dargestellten Speichermedium angezeigt werden. Ist das Üben abstrakterer Zeichen oder Formen beabsichtigt, so kann auf das dargestellte Liniengerüst verzichtet werden und beispielsweise ein nur weißer Hintergrund verwendet werden. Die Sensoroberfläche 105 umfasst in jedem Fall ein Eingabefeld 152, das analog zum Aufgabenfeld 142 dargestellt ist und die Eingabe eines Zeichens ermöglicht. Diese Eingabe kann mit Hilfe eines allgemeinen Mittels zum Bedienen der Sensoroberfläche 105 erfolgen. Dabei ist es im Sinne des Erlernens von Schreibkompetenzen von Vorteil, wenn dieses Mittel 103 in Form, Gewicht und Größe einem Stift ähnelt oder gleicht. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass für gewisse Übungen die Finger benutzt werden bzw. anders geformte Schreibgeräte oder diesen nachempfundene Objekte. Ist ein Überlapp der Sensoroberfläche 105 und der Darstellungsoberfläche 104 vorgesehen, so befinden sich innerhalb der Sensoroberfläche 105 ebenfalls Möglichkeiten zur Interaktion mit den interaktiven Bedienelementen 106.
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2a zeigt eine mögliche Ausführungsform für die Bedienung einer digitalen Schreiblernhilfe 200. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Display 202 vollständig sowohl die Sensoroberfläche als auch die Darstellungsoberfläche umfasst. Das bedeutet insbesondere, dass das gesamte Display 202 sensitiv auf Berührungen reagiert. Dadurch ist eine direkte Interaktion des Mittels zum Bedienen 203 beispielsweise mit den interaktiven Bedienelementen 206 möglich. Diese Ausführungsform gestattet auch, eine weitere Ausführungsform des Erlernens von Schreibkompetenzen anzuwenden. Dabei wird hier durch das Mittel zum Bedienen 203 in dem interaktiven Menü eine Option ausgewählt, beispielsweise "Vervollständigen". Da die Darstellungsoberfläche und die Sensoroberfläche im Sinne des Displays 202 dasselbe Bauteil darstellen, umfasst die Eingabefläche 207 Elemente der Darstellung als auch Möglichkeiten zur Interaktion mit dem Display 202. So sind in der Eingabefläche 207 bereits Striche 271 und gegebenenfalls für das Üben von Buchstaben oder Wörtern Schreiblinien 272 dargestellt. Die gestrichelten Elemente 273 deuten hier die Bereiche an, in denen beispielsweise ein Schüler zum Vervollständigen aufgefordert ist. Dabei entsprechen diese gestrichelten Linien nur einer idealen bzw. möglichen Vervollständigung. Da die Eingabefläche 207 jedoch überall auf Berührung reagiert, wird gewährleistet, dass auch eine nicht-ideale Vervollständigung der vorgegebenen Striche 271 von der digitalen Schreiblernhilfe 200 erfasst werden und im weiteren Verlauf analysiert werden kann. Die dargestellte Vervollständigung von Buchstaben ist hier keinesfalls die einzige Option. So ist es ebenfalls möglich, mit Hilfe dieses gekoppelten Displays aus Darstellungsoberfläche und Sensoroberfläche, vollständige Wörter nachzuzeichnen oder die Übergänge zwischen Buchstaben in Schreibschrift darzustellen. Ebenso sind andere, abstraktere Formen denkbar. Die in der 2a dargestellten Möglichkeiten sind in diesem Sinne keinesfalls als Beschränkungen zu interpretieren sondern dienen lediglich der Veranschaulichung.
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In 2b ist eine Ausführungsform der Darstellung der Bewertung eines eingegebenen Zeichens dargestellt. Dazu wird vorzugsweise das eingegebene Zeichen 274 (im Fall von Buchstaben zusammen mit den Linien 272) in dem Eingabefeld 207 auf dem Display 202 dargestellt. Dabei handelt es sich in dem dargestellten Fall um den vom Schüler eingegebenen Schriftzug. Es kann auch vorgesehen sein, als bessere optische Vergleichsgrundlage, das korrespondierende Aufgabenzeichen andersfarbig oder gestrichelt darzustellen. Darüber hinaus kann beispielsweise durch Anwählen des entsprechenden Eintrags im interaktiven Menü 206 (Bewertung) mit dem Mittel zum Bedienen 203 ein Bewertungsmenü 230 aufgerufen werden. Alternativ kann im Rahmen einer Aufgabenserie auch vor Beginn der Aufgabenserie der entsprechende Menüpunkt angewählt werden, wodurch nach der Vervollständigung jedes Aufgabenzeichens automatisch eine Bewertung erfolgt. Dabei umfasst die Bewertung mindestens eine Darstellung 231, in der eine Bewertung des eingegebenen Zeichens in Bezug auf das Aufgabenzeichen zur Verfügung gestellt wird. Das ist im Sinne der besseren Interaktion mit dem Schüler vorzugsweise altersgerecht angelegt. Daher sollte bei der Auswahl mehrerer Bewertungsdarstellungen zumindest eine vorhanden sein, die auf optisch einfache Weise eine Bewertung des eingegebenen Zeichens ermöglicht. Die hier dargestellte Variante über "Smilies" der Bewertung 231 ist dabei nur eine mögliche Ausführungsform. Da die digitale Schreiblernhilfe 200 insbesondere auch für den Einsatz im Unterricht geeignet sein sollte, gibt es vorzugsweise weitere Einstellungsmöglichkeiten für die Darstellung der Bewertung, die detailliertere Angaben enthalten und diese in anderen Darstellungsformen, beispielsweise mit Hilfe von Balkendiagrammen, anzeigen können. Ferner kann im Rahmen einer Übungsserie vorgesehen sein, dass zusätzlich zu der Bewertung 231 ein Vorschlag 232 für den Schüler angezeigt wird. Der Vorschlag 232 kann dabei entweder automatisch durch die digitale Schreiblernhilfe 200 anhand der kompletten Bewertung erstellt werden oder aber beispielsweise durch weitere Instruktionen des Lehrers generiert werden. Da die Einschätzung des Schriftbildes eines jeden Schülers durch den Lehrer immer subjektiv ist, ist jedoch eine automatisierte Generierung des Vorschlags 232 durch die digitale Schreiblernhilfe 200 als vorteilhafter anzusehen. Der Vorschlag 232 kann interaktiv vorgesehen sein. Das bedeutet, dass beispielsweise der Schüler durch Klicken auf einen Link 233 zur Aufgabe entsprechend dem Vorschlag gelangen kann. Das Display 202 ändert daraufhin automatisch die Darstellungsform gemäß der neuen Aufgabenstellung. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Vorschlag 232 zwar angezeigt wird, der Schüler jedoch angewiesen wird, über Interaktionen mit dem interaktiven Menü 206 mit Hilfe des Mittels zum Bedienen 203 oder in manchen Ausführungsformen Benutzung anderer Hilfsmittel wie der Finger oder anderen Schreibgeräten zu dem entsprechend neuen Aufgabenzeichen zu gelangen. Da das weitere kognitive Fähigkeiten des Schülers über das Erlernen von Schreibkompetenzen hinaus erfordert, können hier zusätzliche Lernreize geschaffen werden.
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3 zeigt eine Visualisierung des Bewertungsvorgangs, der innerhalb der digitalen Schreiblernhilfe durchgeführt wird im Zusammenhang mit einer fortlaufenden Übungssitzung. Wenn im Folgenden der Grad der Übereinstimmung oder die Bewertung diskutiert wird, sei vorweg darauf hingewiesen, dass beides auf verschiedenen Grundlagen bestimmt werden kann. So wird der Grad der Übereinstimmung vorzugsweise entweder auf Punktbasis (jeder eingegebene Datenpunkt wird mit einem Punkt im Aufgabenzeichen verglichen), Strichbasis (ein eingegebenes Liniensegment wird mit einem Liniensegment im Aufgabenzeichen verglichen) oder auf Basis des gesamten Zeichens (das komplette eingegebene Zeichen wird mit dem Aufgabenzeichen verglichen) ermittelt. Auch Kombinationen sind möglich. Aus den so ermittelten Übereinstimmungen kann dann eine Bewertung des gesamten eingegebenen Zeichens anhand unterschiedlicher Kriterien erfolgen, wobei Aussagen bezüglich der Kriterien auf Grundlage der ermittelten Übereinstimmungen auf Punkt-, Strich- oder Schriftzugbasis oder Kombinationen davon getroffen werden.
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Wie in
3 gezeigt, wird ausgehend vom Start der Übungssitzung zunächst ein erstes Aufgabenzeichen dargestellt. Dieses Aufgabenzeichen kann zufällig gewählt werden oder durch Rückgriff auf beispielsweise bereits gespeicherte Daten des speziellen Schülers oder Vorgaben des Lehrers angegeben werden. Zu jedem Aufgabenzeichen ist des Weiteren in dem Speichermedium ein Profil angelegt. Das wird für die spätere Bewertung eines eingegebenen Zeichens benötigt und enthält daher Daten hinsichtlich der optimalen Zeichenweise des jeweiligen Zeichens. Nach Erscheinen des Aufgabenzeichens gibt der Schüler ein Zeichen mit Hilfe des Mittels zum Bedienen der Sensoroberfläche ein. Der Einfachheit halber ist dieser zeitliche Ablauf in
3 nicht dargestellt. Nach erfolgter Eingabe kann automatisch oder nach entsprechender Anwahl im interaktiven Menü eine Bewertung des eingegebenen Zeichens erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass abhängig von den Bewertungen neue Aufgabenstellungen bzw. Aufgabenzeichen für den Schüler angezeigt werden. Eine erste grobe Unterscheidung der Bewertungen könnte im Sinne einer "sehr guten", "guten" oder "unzureichenden" Übereinstimmung des eingegebenen Zeichens mit dem Aufgabenzeichen vorgesehen sein. Dabei können mehrere Kriterien zur Bewertung herangezogen werden. Als Beispiele sind hier die generelle Übereinstimmung des Aufgabenzeichens mit dem eingegebenen Zeichen sowie Kriterien hinsichtlich der Zeichengeschwindigkeit sowie dem Zeichendruck zu nennen. Weitere Bewertungskriterien könnten die Anzahl der Stopps während eines Zeichens und damit einhergehend eine Aussage darüber, wie fließend das Zeichen eingegeben wurde, sein. Dabei werden die Basisdaten, also die von dem Gerät durch die Eingabe eines Zeichens direkt ermittelbaren Daten Erzeugungsort, Erzeugungsgeschwindigkeit und Erzeugungsdruck beispielsweise gemäß bekannten Methoden wie aus der
DE 19511470 C1 ermittelt. Die Erzeugungsbeschleunigung wird vorteilhaft als numerische Ableitung der Erzeugungsgeschwindigkeit bestimmt. Aus Kombination oder weiterer Analyse dieser Daten lassen sich dann weitere Kriterien gewinnen, um eine vollständige Analyse des eingegebenen Zeichens zu erreichen.
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Der weitere Verlauf der Übung hängt dann von der Einordnung in die Bewertungsklassen ab. Erfolgte z.B. eine "sehr gute" Bewertung des eingegebenen Zeichens, so kann vorgesehen sein, dass eine neue Aufgabe im Sinne eines neuen Zeichens oder einer generell neuen Übung zur Verbesserung der Schreibkompetenzen mit höherem Schwierigkeitsgrad angezeigt wird. Auch diese kann dann von dem Schüler erneut bearbeitet werden und wird anschließend bewertet. Der Bewertungsmaßstab "sehr gut" ist hierbei natürlich nur eine sehr grobe verbale Einteilung. Die eigentlichen Bewertungskriterien, die für die Bewertung durch die digitale Schreiblernhilfe herangezogen werden, könnten eine prozentuale Übereinstimmung des eingegebenen Zeichens mit dem Profil des Aufgabenzeichens bestimmen. Beträgt beispielsweise die Übereinstimmung über 90 %, so kann das für eine Bewertung "sehr gut" ausreichend sein. Diese Grenze kann auch bei beliebigen anderen Prozentzahlen gesetzt werden. Es ist auch zu erwähnen, dass die vorgeschlagene Fortführung des Lernprogramms mit Aufgaben höherer Schwierigkeit aufgrund einer "sehr guten" Bewertung nicht notwendig erfolgen muss. So kann vorgesehen sein, dass bei gerade so erreichter "sehr guter" Bewertung dasselbe Zeichen nochmals angezeigt wird, um das Resultat zu verbessern oder zu überprüfen, ob der Leistungsstand des Schülers tatsächlich diesem Bewertungsmaßstab entspricht oder die Übereinstimmung eher zufälliger Natur war.
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Ebenso verhält es sich bei einer Bewertung mit "gut". Diese kann sich beispielsweise über einen Bereich von 60%iger Übereinstimmung des eingegebenen Zeichens mit dem Aufgabenzeichen bis 90%iger Übereinstimmung bzw. bis zur Grenze der Bewertung "sehr gut" erstrecken. Auch hier kann abhängig von der Tendenz, also ob die "gute" Bewertung eher knapp erreicht wurde oder ob die Bewertung gerade so unterhalb der Grenze zu "sehr gut" einzuordnen ist, eine unterschiedliche weitere Vorgehensweise des Lernprogramms stattfinden. Bei "guter" Bewertung mit der Grenze zu "sehr gut" kann vorgesehen sein, dass nochmals dasselbe Aufgabenzeichen angezeigt wird, um eine definitive Aussage über den tatsächlichen Leistungsstand des Schülers ermitteln zu können. Ist die "gute" Bewertung eher tendenziell zur "unzureichenden" Bewertung einzuordnen, so kann entweder auch dasselbe Aufgabenzeichen angezeigt werden und eine erneute Eingabe des Schülers erwartet werden oder aber es kann ein gänzlich neues Aufgabenzeichen angezeigt werden, das den gleichen Schwierigkeitsgrad besitzt. Anschließend erfolgt auch hier eine erneute Bewertung und Einordnung in die Bewertungsklassen. Bei "unzureichender" Bewertung, die von praktisch gar keiner Übereinstimmung des Aufgabenzeichens mit dem eingegebenen Zeichen bis zur unteren Grenze der "guten" Bewertung reicht, ist generell davon auszugehen, dass Defizite bestehen, die nicht durch einfaches Wiederholen desselben Aufgabenzeichens behoben werden können. Hier zeigt sich ein erheblicher Vorteil der digitalen Schreiblernhilfe gegenüber der subjektiven Einschätzung von Lehrern.
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Aufgrund der Vielzahl an möglichen Bewertungskriterien ist es mit einem geeigneten Algorithmus möglich, die Bewegungsabläufe zu isolieren, die zu den Defiziten führen. So kann bei "unzureichender" Bewertung, die an der Grenze zur "guten" Bewertung erreicht wurde, gemäß dem Vorgehen bei "guter Bewertung" nochmals dasselbe Aufgabenzeichen angezeigt werden, welches dann wiederholt vom Schüler eingegeben wird. Auf dieser Basis kann eine erneute Bewertung erfolgen, die dann wieder den tatsächlichen Leistungsstand des Schülers widerspiegelt. Wurde eine "unzureichende" Bewertung erreicht, die weit entfernt von dem Bereich "guter" Bewertung ist, so können im Wesentlichen zwei alternative Vorgehensweisen angewendet werden. Zum einen kann ein Aufgabenzeichen aus dem vorherigen Übungsablauf mit geringerem Schwierigkeitsgrad angezeigt werden. Treten hier keine Defizite auf und erfolgt eine beispielsweise zumindest "gute" Bewertung, so kann erneut ein Aufgabenzeichen mit der ursprünglichen Schwierigkeit dargestellt werden, um die Ursache der Defizite einzugrenzen.
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Sind bereits bei dem gestellten Aufgabenzeichen Defizite erkennbar, so kann ein neues Aufgabenzeichen, angepasst an die Defizite, dargestellt werden. Hier kann aufgrund der umfangreichen Bewertungskriterien das neue Zeichen möglichst effektiv an die eigentlichen Defizite des Schülers angepasst werden. Wird z.B. erkannt, dass der Schüler Schwierigkeiten beim Schreiben einzelner Buchstabenteile hat, so können genau diese Buchstabenteile oder dazu passende Übungen mit abstrakten Formen und Linien als Aufgabenzeichenzüge angezeigt werden. Eine weitere denkbare Möglichkeit wäre, dass der Schüler Probleme beim Schreiben von Buchstabenübergängen hat. Das wird durch die digitale Schreiblernhilfe erkannt und es werden Aufgabenzeichen dargestellt, die beispielsweise nur aus zwei Buchstaben bestehen, aber die kritischen Buchstabenübergänge enthalten. Stellt die Schreiblernhilfe fest, dass anhand des eingegebenen Zeichens und der damit verbundenen Bewertung beispielsweise ein krampfhafter Schreibstil vorliegt, so kann die digitale Schreiblernhilfe neue Aufgabenzeichen anzeigen, die zu einfachen allgemeinen Bewegungsübungen zur Verbesserung des Haltens des Mittels zum Bedienen der Sensoroberfläche bzw. eines allgemeinen Stiftes vorteilhaft sind.
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Die im vorherigen Abschnitt dargestellten Abläufe sind hier nur beispielhaft zu verstehen. Insbesondere sind weitere Unterteilungen der Bewertungen in einzelne Bewertungsklassen möglich. Diese feinere Unterteilung kann vorzugsweise intern in der digitalen Schreiblernhilfe erfolgen. Die Anzahl der ausgegebenen Bewertungskriterien und Bewertungsklassen sollte jedoch, wenn vorgesehen ist, dass auch der Schüler selbst diese Bewertungen versteht, möglichst einfach gehalten sein. Hier kann es von Vorteil sein, wenn es möglich ist, unterschiedliche Bewertungsprofile einzustellen. Diese Bewertungsprofile könnten dann zugeschnitten sein auf die Person, der sie angezeigt werden. So kann das Bewertungsprofil, welches einem Schüler angezeigt wird, Bewertungen mittels Bildsymbolen wie "Smilies" vornehmen und nur eine sehr begrenzte Anzahl von Bewertungskriterien umfassen. Das Bewertungsprofil, das auf einen Lehrer zugeschnitten ist, der die Arbeit des Schülers kontrolliert, kann dabei eine wesentlich detailliertere Bewertung anzeigen, die aus einer Vielzahl von Bewertungskriterien besteht und genaue prozentuale Angaben oder beispielsweise Balkendiagramme enthält. Aufgrund der Vorteile von interaktiven Touch-Displays sind hier sehr viele Varianten denkbar. Auch die beispielhaft angeführte weitere Vorgehensweise nach der erfolgten Bewertung des eingegebenen Aufgabenzeichens ist hier nur skizzenhaft zu verstehen. Aufgrund der Leistungsfähigkeit heutiger gängiger Prozessoren kann der Algorithmus nahezu beliebige Komplexität und damit Anpassung der neuen Aufgabenzeichenzüge, abhängig von der Bewertung, aufweisen. Ebenso ist anzumerken, dass insbesondere die an Defizite angepassten neuen Aufgabenzeichenzüge bei unzureichender Bewertung aus dem vorherigen Aufgabenzeichen hervorgehen können, indem dieses nur teilweise, also einzelne Zeichen, Buchstaben oder einzelne Striche, angezeigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 00/72290 [0003]
- DE 19511470 C1 [0004, 0008, 0008, 0008, 0012, 0036]
