JP3814575B2 - 語学学習コンピュータシステム - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
この発明は、語学の学習に有用なコンピュータシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、外国語の学習にあたっては、多数の学習者に1人の教師が当たる学習環境が普通であり、学習者は各自の習得段階に合せた学習進度をとることができなかった。さらに、外国語による表現の意味を理解するためには、母国語による説明を介在させなければならず、直接外国語を理解し、記憶することができなかった。
【0003】
また、学習者と教師が1対1で学習する場合も見られるが、一般的にコスト高であり、後者の問題、即ち母国語を介在させなければならない問題は依然として解決されていない。
【0004】
そこで、学習者に相当するキャラクタを学習言語の発声に応じてキーマトリクスで操作する所謂コンピュータゲームが提案されている(例えば特許文献1)。しかしながら、このようなゲームソフトでは、学習言語に全く無知な状態からその言語を習得していく過程を自然になぞるものではないので、必ずしも学習効果が充分あがるとは言えない。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−268537号公報(段落0030〜0053、0073〜0076)
【0006】
【発明の課題】
そこで、この発明の課題は、外国語学習の過程を母国語学習のような自然な段階を踏んで学習できるようにしたコンピュータシステムを提供することである。
【0007】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、コンピュータディスプレイに表示されるインストラクタキャラクタと学習者キャラクタを設け、一挙動の動作に対応する動作信号とこれに対応する音声を発するように音声出力手段を駆動する音声信号とこの音声信号に対応して前記キャラクタの動作を表示させるようにディスプレイを駆動する動作画像信号とから成るテーブルをコンピュータに記憶させ、前記動作信号を指定可能とする操作入力手段と前記各信号から他の信号をサーチする手段を設け、前記操作入力手段を用いて指定された動作信号に対応する音声信号と動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出し、かつ取り出した音声信号と動作画像信号に従って発声と共にインストラクタキャラクタの動作を実行させる第1手段と、この第1手段によって実行されたインストラクタキャラクタの動作を学習者が観察し、前記操作入力手段を操作して、この操作入力手段で指定された動作信号に対応する動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出しインストラクタキャラクタの前記第1手段による動作を前記学習者キャラクタに模倣させるように実行可能とした第2手段とによって語学学習コンピュータシステムを構成したのである。さらに音声入力手段から得られた音声信号に対応する動作信号と動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出し学習者キャラクタに実行させる第3手段を付加することができる。
【0008】
上記キャラクタは人物または動物に擬製され、前記動作はこの人物または動物の一挙動から成り、この動作の1以上の集合から成るイベントを複数設け、前記動作信号に対応する音声信号及び/又は動作画像信号を順に実行させる手段を設けることができる。また、前記第1手段と第2手段による動作画像信号を比較する手段を設けることができる。さらに、前記第3手段は音声入力手段から得られた音声信号が前記テーブルにあるかないかを判定する手段を含むのが好ましい。
【0009】
前記音声出力手段は、スピーカから動作に対応する1以上の単語を出力できる手段であればよく、音声合成装置をコンピュータで駆動したり、音声レコーダをコンピュータで駆動して発声させるなどの方法を採用することができる。
【0010】
前記操作入力手段は、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック、専用キースイッチなどの操作入力装置からコンピュータに、動作に対応する信号を入力可能なものであればよい。
【0011】
前記音声入力手段は、マイクロフォンから入力した音声を解析して単語を分別し、この信号をコンピュータに入力できるものから成る。
【0012】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1は、この発明の語学学習コンピュータシステムに用いるハードウェアの一例を示す。図示のように、CPU1には、CRTやLCD等から成るディスプレイ2が接続され、様々な動作画像や静止画像がCPU1からの駆動信号で表示可能になっており、またこの画像の表示や動作、音声などを制御するプログラムやデータを収納した着脱可能な外部記憶装置3、後述するキャラクタの動作指示信号を入力するためのキーボードやマウス、トラックボール、トラックボードまたはトラックパッド、ジョイスティック、専用操作キースイッチなどから成る操作入力装置4、音声出力用スピーカ5、音声入力用マイクロフォン6などが接続され、またプログラムや一時データ、パラメータなどを記憶するRAMやROMから成る内部記憶装置7も勿論備えられている。これら以外にも必要に応じて種々の入出力機器を備えることができる。勿論これらの入出力機器とCPU1との間に、駆動装置、A/D変換器、音声合成装置その他のインターフェイスを配置することは言うまでもない。このようなCPU1及び周辺機器は、パーソナルコンピュータで構成してもよく、或は専用の所謂ホームゲーム機で構成してもよい。
【0013】
前記外部記憶装置3には、図2に示すように、語学学習プログラム31が収納されている。このプログラムは、後述するステップに従って語学を習得できるように学習者を導くプロセスから成る。このプログラム31に加えて、音声解析プログラム32、イベントデータ33、進捗状況データ34が収納されている。音声解析プログラム32は、マイクロフォン6から入力されデジタル化された音声信号に対応する言葉を特定するプログラムである。イベントデータ33は後述する。進捗状況データ34は、学習者の語学学習進度を記録し保存しておくメモリ領域であって、後述する評価(点数や評価レベルなど)を記録しておくこともできる。
【0014】
次にイベントデータ33について説明する。まず「イベント」とは、この発明においてテニス、家事、ドライブなどの一以上の動作の集合をいう。さらに「動作」とは「歩く」、「走る」、「跳び上る」、「腕を上げる」、「坐る」、「立ち上る」などの身体の単一性をもった挙動(一挙動)をいう。図3は、このようなイベントを、好ましくは単純なものから複雑なものへ例えば挙動の少ないものから多いものへと配列したテーブルを示し、イベントデータ33は、このようなテーブル形式で配列されたデータを指している。そして、図3の「イベント」欄には、各イベントの名称が例えば単数又は複数のアイコンで象徴的に列挙されている(勿論、X、Y、Zのような記号や番号でもよい)。「動作」欄には、各「イベント」を構成する一連の「動作」が開始から終了まで順に記載されている。例えば「歩く」が「1」、「走る」が「2」、「跳び上る」が「3」に対応し、イベントAが「歩いて走り跳び上る」動作で構成されているとすれば、「動作」欄には1→2→3が記載される。「音声」欄には、「歩く」に対応する音声信号a、「走る」に対応する音声信号b、「跳び上る」に対応する音声信号cが順に記載され、この音声信号によってスピーカ5を駆動できるようになっており、「画像」欄にも同様に動作画像信号が順にA→B→Cのように記載され、ディスプレイ2を駆動して画像に表示できるようになっている。また、「操作」欄にも同様に操作入力装置4の対応するキー操作信号が例えば1→2→3と順に記載されている。従って、このテーブルから例えばキー操作の「3」がどのような動作、音声、画像に対応するかサーチ可能になっている。動作、音声、画像欄からも他の欄を同様にサーチ可能である。なお、「画像」欄には、動作画像以外にも、背景などの画像信号を挙げておくことができる。
【0015】
この発明の学習システムでは、学習段階を3つのステージに分けて学習効果を高めるようにしている。まずステージ1は、模倣ステージであって学習者が後述するインストラクタの動作を模倣する過程である。ステージ2は、音声に対応する動作を学習者が復習する過程である。ステージ3は、学習者自身が音声を発し、それに対応する動作が行われるかどうかを実行する過程である。
【0016】
上記のような過程に従うプログラムのプロセスを説明する。図4に示すように、ステップS1-1 でステージの選択を行う。ステージ1を選択すれば、ステップS1-2 でイベントの確認及び選択を行う。勿論任意のイベントを選択可能にしてあるが、今までの学習進捗状況や評価点などが保存されているので、これを画面に順次表示し、学習者が希望するイベントを選択する。そこで該当するイベントを図3のテーブルから検索して、そのデータを全て読み込む(ステップS1-3 )。そしてステップS1-4 でディスプレイ2にデータの最初の画像表示を行う。ここで、図7に示すように、インストラクタ10と学習者20の2つのキャラクタが表示される(音声表示はない)。勿論、背景などを表示してもよい。次のステップS1-5 で、「音声」欄の最初の音声をスピーカ5から発する(図7(イ)参照)。この音声に対応する「画像」欄の動作画像信号がディスプレイ2に表示される。この画像は、図7(ロ)のように、インストラクタキャラクタ10の動作を表示する。勿論同時に音声を発してもよい。オペレータとしての語学学習者は、音声を聴き、動作を観察する。
【0017】
インストラクタキャラクタ10の動作が終わると(終了を音声や画面表示で知らせてもよい)、ステップS1-6 でオペレータは、操作入力装置4を用いて学習キャラクタ20を前記インストラクタキャラクタ10の動作通りに動かす。例えばキーボードで数字「1」を押す。これによって学習者キャラクタ20が何らかの動作を行う。このとき、同時にスピーカ5から音声と共にディスプレイ2でインストラクタ10の動作を表示してもよい(図7(ハ)参照)。そしてステップS1-7 で、学習者キャラクタ20の動作の評価を行う。例えばオペレータが数字「1」を押したとき、この入力信号とテーブルから読み込まれた「操作」欄に挙げられた信号を比較する。評価結果に対して適当なしきい値を用いて合格、不合格を判定してもよく、不合格の場合は必要に応じてステップS1-8 で音声・動作の出力をスローダウンするようにセットし、ステップS1-9 で自動的に先程行った動作を指定してステップS1-5 に戻り、ステップS1-5 からS1-7 を繰り返す。ここで評価が悪くても、次のステップS1-10に進むようオペレータが選択可能にしておくことができる。
【0018】
ステップS1-10では、ステップS1-2 で選択したイベントが終了したかどうかを判定し、終了していなければステップS1-11でオペレータが次の動作を選択可能にしておき、次の動作に進む場合は、自動的に次の動作を指定してステップS1-5 に戻り、学習を終了したければステップS1-14に進む。イベントが終了しておればステップS1-12で次のイベントに進むかどうかをオペレータが選択できるようにしておき、次のイベントへ進む場合はステップS1-13で自動的に次のイベントを指定してステップS1-3 に戻る。次のイベントを選択しない場合は、ステップS1-14で外部記憶装置3の進捗状況データ34の領域にどのイベントのどの動作まで学習が終了したかを示す進捗状況及び各動作の評価点、各イベントの合計評価点、総合評価点などを保存しておく。なお、適当なステップ、例えばステップS1-14での指示によって、複数の動作を連続して行わせることができる。
【0019】
次にステージ2の復習ステージを選択した場合には、図5のステップS2-1 →S2-2 →S2-3 に進む。これらのステップはステージ1のステップS1-1 →S1-2 →S1-3 と全く同様である。ステップS2-4 は、図8(イ)に示すように、学習者キャラクタ20を表示する(図中の文字は表示しない)。そしてステップS2-5 で選択したイベントの「音声」欄の最初の動作指示音声がスピーカ5から発せられる。例えば図8(イ)の文言で示される音声である。オペレータ(学習者)は、その音声を聴いて、ステップS2-6 で操作入力装置4を操作し、学習者キャラクタ20に音声に対応する動作を行わせる。この動作についてステップS2-7 で評価を行う。この評価はテーブル中の「音声」欄に対応する「操作」欄の信号と操作入力信号を比較して行われる。評価が低いときは、ステップS2-8 で音声をスローダウンするようセットし、先に発した音声を指定して(ステップS2-9 )ステップS2-5 に戻る。勿論、評価が良くても悪くても次のステップS2-10に進むよう選択可能にしておくことができる。
【0020】
ステップS2-10では、選択したイベントが終了したかどうかを判定し、終了していなければステップS2-11で次の動作を選択するかどうかを画面表示によってオペレータに判定させる。次の動作を選択するときは、次の動作を自動的に指定してステップS2-5 に戻る。次の動作を指定せず学習を終了したいときは、ステップS2-14に進む。
【0021】
イベントが終了しているときは、ステップS2-14で次のイベントを選択するかどうかを画面表示によってオペレータ(学習者)に判定させる。次のイベントに進むときは、ステップS2-13で自動的に次のイベントを指定してステップS2-3 に戻る。次のイベントに進まないときは、ステップS2-14で学習を終了したイベントや動作の位置や評価点などを進捗状況データ34に保存しておく。
【0022】
第3のステージは実行ステージであって、今まで学習した言語を実際に使用してみる学習段階である。このプロセスを図6に示す。図示のステップS3-1 →S3-2 →S3-3 は、ステージ1、ステージ2の最初の3ステップと実質的に同じプロセスである。次のステップS3-4 では、イベントデータの「画像」欄から取り出した画像信号によって、例えば図9(イ)に示すような表示を行う。そして、ステップS3-5 でオペレータ(学習者)は、マイクロフォン6に向かって音声入力を行う。例えば図の文字に示される言葉を発声する。次のステップS3-6 でCPU1は、音声解析プログラム32を用いて、この音声入力を所定のデジタル信号に変換し、イベントデータの「動作」欄の順に対応する「音声」欄の信号と比較して実質的に合致すれば、ステップS3-7 で対応する「画像」欄の動作画像を図9(ロ)のようにディスプレイ2に表示する。実質的に合致するものがなければ、その旨画像表示して(ステップS3-8 )、マイナス評価を行い(ステップS3-9 )ステップS3-5 に戻る。
【0023】
ステップS3-7 で動作表示後は、前記ステップS3-9 の評価を勘案しながらステップS3-10で音声評価を行う。例えば1回で正しい発声を行っていれば最高点、2回目で正しい発声を行っていれば次点などである。そしてイベントが終了したかどうかをステップS3-11で判定し、終了していなければ、ステップS3-12で次の発声を行うかどうかをオペレータに選択させる表示をし、発声を行う場合はステップS3-5 に戻る。学習を終了する場合はステップS3-15に進む。
【0024】
選択したイベントが終了した場合は、ステップS3-13に進み、次のイベントの選択可否を表示してオペレータに指示させ、次のイベントに進む場合は、自動的に次のイベントを指定して(ステップS3-14)ステップS3-3 に戻る。次のイベントに進まず学習を終了する場合は、ステップS3-15で進捗状況や評価点などを進捗状況データ34の領域に保存する。
【0025】
以上のステージ2、3において、適当なステップ、例えばステップS2-4 、S3-4 で複数の動作を連続して行うようにオペレータが指定することができる。また、イベントの選択は任意であり、必ずしも順番に選択する必要はない。そして、各ステージにおける進捗状況も一致させる必要はない。そのほか、キャラクタは人物だけでなく、動物や昆虫、架空の物体などとすることができる。
【0026】
いうまでもなく、この発明の語学学習システムは、言語を問わず適用可能である。
【0027】
【効果】
この発明によれば、以上のように、インストラクタキャラクタと学習者キャラクタを用い、当初は発声に応じたインストラクタの動作を学習者キャラクタが模倣するステージと、発声だけで学習者キャラクタを動作させる復習ステージと、実際に学習者自身が発声して学習者キャラクタを動作させる実行ステージの段階的学習ステージを設けたので、母国語を学習する過程のように自然に外国語を習得することができ、学習期間を短くして効率的な語学学習に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の語学学習コンピュータシステムに用いるハードウェアの一例を示す概略ブロック図
【図2】外部記憶装置のメモリ領域を示す概略図
【図3】イベントデータの内容を示すテーブル
【図4】ステージ1のプロセスを示すフローチャート
【図5】ステージ2のプロセスを示すフローチャート
【図6】ステージ3のプロセスを示すフローチャート
【図7】ステージ1の表示例を示す図
【図8】ステージ2の表示例を示す図
【図9】ステージ3の表示例を示す図
【符号の説明】
1 CPU
2 ディスプレイ
3 外部記憶装置
4 操作入力装置
5 スピーカ
6 マイクロフォン
7 内部記憶装置
10 インストラクタキャラクタ
20 学習者キャラクタ
31 語学学習プログラム
32 音声解析プログラム
33 イベントデータ
34 進捗状況データ
S1-1 〜S1-14 ステージ1の処理ステップ
S2-1 〜S2-14 ステージ2の処理ステップ
S3-1 〜S3-15 ステージ3の処理ステップ
Claims (6)
- コンピュータディスプレイに表示されるインストラクタキャラクタと学習者キャラクタを設け、一挙動の動作に対応する動作信号とこれに対応する音声を発するように音声出力手段を駆動する音声信号とこの音声信号に対応して前記キャラクタの動作を表示させるようにディスプレイを駆動する動作画像信号とから成るテーブルをコンピュータに記憶させ、前記動作信号を指定可能とする操作入力手段と前記各信号から他の信号をサーチする手段を設け、前記操作入力手段を用いて指定された動作信号に対応する音声信号と動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出し、かつ取り出した音声信号と動作画像信号に従って発声と共にインストラクタキャラクタの動作を実行させる第1手段と、この第1手段によって実行されたインストラクタキャラクタの動作を学習者が観察し、前記操作入力手段を操作して、この操作入力手段で指定された動作信号に対応する動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出しインストラクタキャラクタの前記第1手段による動作を前記学習者キャラクタに模倣させるように実行可能とした第2手段より成る語学学習コンピュータシステム。
- コンピュータディスプレイに表示されるインストラクタキャラクタと学習者キャラクタを設け、一挙動の動作に対応する動作信号とこれに対応する音声を発するように音声出力手段を駆動する音声信号とこの音声信号に対応して前記キャラクタの動作を表示させるようにディスプレイを駆動する動作画像信号とから成るテーブルをコンピュータに記憶させ、前記動作信号を指定可能とする操作入力手段と前記各信号から他の信号をサーチする手段を設け、前記操作入力手段を用いて指定された動作信号に対応する音声信号と動作画像信号を前記テーブルから前記サーチ手段によって取り出し、かつ取り出した音声信号と動作画像信号に従って発声と共にインストラクタキャラクタの動作を実行させる第1手段と、この第1手段によって実行されたインストラクタキャラクタの動作を学習者が観察し、前記操作入力手段を操作して、この操作入力手段によって指定された動作信号に対応する動作画像信号を前記テーブルから前記サーチ手段を用いて取り出し前記インストラクタキャラクタの前記第1手段による動作を前記学習者キャラクタに模倣させるように実行可能とした第2手段と、音声入力手段から得られた音声信号に対応する動作信号と動作画像信号を前記サーチ手段によって前記テーブルから取り出し学習者キャラクタに実行させる第3手段から成る語学学習コンピュータシステム。
- 前記キャラクタは人物または動物に擬製され、前記動作はこの人物または動物の一挙動から成り、この動作の1以上の集合から成るイベントを複数設け、前記
動作信号に対応する音声信号及び動作画像信号をイベント毎に配列したテーブルを設け前記操作入力手段はこのイベントを指定可能とした請求項1または2に記載の語学学習コンピュータシステム。 - 前記第1及び第2手段は前記操作入力手段によって指定されたイベント中の動作信号に対応する音声信号及び/又は動作画像信号を順に実行させる手段を含む
請求項1〜3のいずれかに記載の語学学習コンピュータシステム。 - 前記第1手段と第2手段による動作画像信号を比較する手段を設けた請求項1〜4のいずれかに記載の語学学習コンピュータシステム。
- 前記第3手段は音声入力手段から得られた音声信号が前記テーブルにあるかないかを判定する手段を含む請求項2に記載の語学学習コンピュータシステム。
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