TW201727595A - 外語口說學習系統、方法及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

一種外語口說學習系統，包含一主控使用者端運作的使用者模組、一主控伺服器端運作以服務所有使用者的的系統主控模組、一提供虛擬教師及對話互動的對話機器人模組、以及一針對對話互動式學習而設計的的互動式口說學習教材模組，以構成一對話互動式的外語口說學習環境。

Description

外語口說學習系統、方法及電腦程式產品

本發明係關於一種語言學習系統、方法及電腦程式產品，特別係一種用於外語口說學習的系統、方法及電腦程式產品。

外語之口說訓練目前已經有許多相關電腦輔助學習應用，然而都各有缺失而未臻理想。以英語口說學習系統為例，現有學習方式通常可分為文字唸讀式以及交談回應式。在文字唸讀式學習方式下，其學習系統（例如MyET、英語流利說、SpeakingPal等App）是以文字顯示出英文語句，讓使用者唸讀出該語句，然後由系統評量唸讀的正確性，其有時也提供針對某些發音指標的評分。但這類型的學習方式，從語言學習的聽、說、讀、寫四個面向看來，實際上是在練習屬於意念輸入的“讀”，而不是在練習屬於意念輸出的“說”，因此可以想見，即便使用者利用這類系統將外語朗讀及發音練習得很標準，但由於沒有練習到使用英文說出意念，碰到要講外語的場合，照樣是手足無措而無法勝任。

而在交談回應式的學習方式下，其學習系統（例如ESL Robot Pro、Pandorabots CallMom等App）可以讓使用者與系統使用文字或者語音自由交談。但此類型的學習系統僅係回應使用者所輸入的語句，而非主動地引導教學，同時也缺乏配套之課程教材可供使用者研讀和練習。造成的結果是使用者通常對著空白對話框不知要說什麼，也不知要如何開始學習。

有鑑於此，本發明提供一種改良的外語口說學習系統，進而解決習知教學系統無法解決的問題。

本發明整合語音辨識（Speech Recognition）及人工智慧（Artificial Intelligence）領域中之對話機器人（Chatbot）技術，建構一具備虛擬對話演練環境的外語口說教學系統。本系統由下列主要元件組成： 一個使用者模組，負責主控使用者端運作，亦即將一系統輸出之訊息以語音及文字方式呈現給使用者，並負責接收使用者發出的語音回應並轉成文字輸入； 一個系統主控模組，負責主控伺服器端運作以服務至少一個使用者，及主導並控制與使用者間之互動對話式學習，亦即根據課程內容輸出訊息給使用者，並比對判斷該使用者之回應輸入是否符合一預定回應；其中，該系統主控模組係可藉由一個對話機器人模組實現系統與使用者間之對話互動，或者經由在該系統主控模組內編寫程式碼來達成相關之功能；以及 一套互動式口語學習教材，係針對本系統與使用者對話互動特性而設計的課程教材，並支持本系統提供至少一種互動學習模式。 透過上述元件間之整合運作，本發明讓使用者以口說方式與系統扮演之虛擬教師及對話對象進行人機對話演練，模擬如同實際人與人間之對話互動。其中，本發明將實體課堂教學中老師的引導、提問、解答、提示，以及學生間扮演交互練習對象等功能，交由具備智慧性互動特性的系統來擔任，藉此發展出創新之互動學習模式。

本發明特點之一，該互動學習模式包含一角色對話模式，在此模式下，係由該系統與該使用者分別扮演該互動式口說學習教材內一主題性對話腳本的二個對話角色，以進行口說對話演練；其中，該系統會根據該對話腳本的一語句發言，並比對判斷該使用者對該語句的口說回應是否符合其預定回應語句，如果不符合則系統會要求使用者重新回應，如果符合則系統將進行對話腳本次一語句的發言，如此持續進行直到演練完畢該對話腳本內之所有語句。此處結合了互動式腳本教材的研讀及口說對話互動，使用者將在一研讀模式下研讀並熟悉對話腳本內字彙及語句意義後，再使用該角色對話模式與系統就對話腳本內容進行口說交談的對話演練，亦即必須透過語音辨識說出正確的角色語句而讓系統聽懂以進行對話互動。另外，為避免該使用者在對話過程中不知下一句該如何回應而中斷對話，本發明將提供一機制進行提示，請見稍後說明。

本發明之另一特點，該互動學習模式亦包含一要求回應模式，在此模式下，系統將針對演練內容發言提出要求、問題或設定狀況，而由使用者進行口說回應。例如做句型造句練習，即可由系統提出部分語句字詞，而由使用者回應說出完整語句。又例如演練表達感謝或道歉等情況的各式慣用語，可由系統發言製造狀況，而由該使用者練習以課程所提供各種慣用語口說回應，構成如實體課堂中小組學員互動練習的學習效果。此處，該要求回應模式不限於一問一答，而係可以有複數個對話互動來回的過程。此外，該要求回應模式將可善用電腦系統易於重複動作之特性，提供複數個內容隨機變化之練習例題，讓該使用者進行大量重複性的練習，從而達成其他習知教學系統難於達成之語句口說表達熟練度。同樣地，為避免該使用者在對話過程中不知該如何回應而無法繼續，本發明將提供一機制進行提示，請見如下說明。

本發明之次一特點在於，為避免使用者逐字唸讀文句之缺失，但是又不致減損對話互動中使用者需要的導引，本系統在對話互動中並不以明文顯示須回應的語句讓使用者唸讀，而是相對提供一提示指令。當本系統接收到該提示指令時，將以語音加上短暫文字閃示輔助之方式提出一提示。其中，提示可以是複數個，使用者可以透過提示指令逐一取用。藉此，當使用者在對話互動中不知如何回應時，將可利用該提示指令得到提示，並得以持續對話互動而不致中斷。而同時，由於提示文字僅短暫閃示，使用者並無照文字唸讀機會，而係必須主要靠聽懂提示後將之重複講出，屬於真正的口說表達，使用者因此將沉浸在真正聽與說的氛圍中，而得以有效鍛煉並提升其口說表達能力。

既有系統通常僅提供文句單一固定的對話腳本，但是實際日常對話卻極富彈性，同一句話可有多種講法，因此為模擬日常對話情境並避免死板無趣之使用者體驗，提供具備多樣而非單一固定語句之對話腳本內容實屬必要。於此，本發明之另一特點在於，互動式口說學習教材內一對話腳本內的任一語句係由至少一個同義句組成，每個同義句係語義相同但在用詞選字、句型、時態、主被動式及其它語言元素上有所變化之不同語句。藉此，本系統提供的各個對話腳本，除了可滿足上述多樣語句需求，還可讓使用者大量接觸同義句涵蓋之多種語言元素實例，得到較文句單一固定腳本倍增的參考學習機會，進而加速增強其口說表達能力。

據此，本發明具備又一特點，當系統呈現一對話腳本供使用者研讀時，將提供一同義句變換指令，在接收到該指令時，系統將對該對話腳本進行同義語置換，即隨機將該對話腳本內至少一語句變更為該語句的一同義語，此時該對話腳本將呈現語義、語境不變之另一樣貌，藉此使用者將可輕易學習到多樣而富於變化之對話內容組合。

本發明相關之另一特點在於，系統在角色對話模式下，該系統之發言係從對話腳本一語句的該同義句中擇一進行，另外使用者的回應則可以是回應語句的任何一個同義句，此時這些至少一個個同義句也將變成至少一個提示供使用者取用。藉此使用者將可在對話互動中練習各個同義句的交互運用，模擬體驗日常對話中口說表達之多樣化，並且擴大對更多日常慣用語之使用練習。

本發明之次一特點，在於允許使用者的回應在語意不變情況下可以有所彈性而不須與預定回應語句一字不變地相同，以符合日常對話實況並塑造靈活有趣之使用者體驗。此種語句表達彈性可以靠系統主控模組內部的程式碼編寫做到，也可以善用現成軟體元件例如對話機器人模組而省力方便地達成。假如係採用對話機器人模組的情況下，該彈性係藉由使用對話機器人之腳本語言（Scripting language）編寫出具備語句表達彈性之語句樣式（Pattern）而實現，此語句表達彈性包括同義字詞之替換取代、非關鍵詞類（如副詞、形容詞、關係代名詞）之存在與否、以及如副詞類出現位置之選擇等（詳見實施方式章節內舉例），從而構成所需之語句彈性。據此，本發明對於使用者之回應提供先前技術不具備之表達彈性，以營造出近似日常對話之智慧感與趣味性體驗。

本發明之再一特點，有別於先前技術，本發明之互動式口說學習教材包含測驗，同時為增強口說演練成效及提高測驗的互動趣味性，本發明中測驗係以口說方式進行。在該口說式測驗下，系統將以語音並可輔以文字方式提出題目，而使用者則以口說方式進行回應以回答，並由該系統比對判斷其回應是否符合預定回應。此時，不論是開放問答式或是選擇題式測驗，系統可藉由提示命令提供問題提示；而如果是選擇題式測驗，系統所出題目將包括答案選項，亦或將答案選項以提示命令方式呈現。另外，使用者之回答同樣可具備語句表達彈性而不須是與預定答案一字不變的語句。

本發明的另一目的係提供一種外語口語學習方法，係透過前述的外語口說學習系統來執行，其中該方法包含下列步驟: 藉由該系統主控模組來主導並控制系統與該使用者之間的對話互動式學習，並根據課程內容輸出一訊息至一使用者模組；藉由該使用者模組將該訊息以語音及文字至少一種方式輸出給該使用者，並接收來自該使用者的一語音回應以及將該語音回應轉成一文字輸入回應；藉由該系統主控模組來接收該文字輸入回應，並比對判斷其是否符合一預定回應。由此可知，本方法讓該使用者的語音回應經由該系統來判斷正確性，並且據以進行對話回應，就如同該使用者與該系統所扮演的虛擬對話角色進行交談。藉此，該使用者可以進行模擬實際人與人對話方式的對話練習。

圖1係本發明之一外語口說學習系統1之一實施例之系統架構示意圖。在此實施例裡，該外語口說學習系統1係利用一對話機器人模組4來達成比對判斷使用者回應語句的功能，其可包含一使用者模組2、一系統主控模組3、該對話機器人模組4以及一互動式口語學習教材5。該使用者模組2係設置於一電子裝置上，並可傳送資料或指令至該系統主控模組3。該系統主控模組3係設置於一第一網路伺服器上，用以接收及處理來自該使用者模組2的資料或指令，此外該系統主控模組3亦可傳送資料或指令至該對話機器人模組4或該使用者模組2。該對話機器人模組4係設置於一第二網路伺服器上，用以接收及處理來自該系統主控模組3的資料或指令，並可傳送資料或指令至該系統主控模組3。其中，該第一網路伺服器及該第二網路伺服器可以係兩個不同的網路伺服器，但也可以係同一個網路伺服器。此外，該電子裝置、該第一網路伺服器及該第二網路伺服器都係連接上互聯網的設備，使得該外語口說學習系統1內各該模組彼此間可相互通訊。值得注意的係，在其它實施例裡，該對話機器人模組4的功能亦可以藉著在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼而達成。

該電子裝置較佳係一行動電子裝置，例如一智慧型手機、一平板電腦或可執行應用程式的可攜式裝置，但其亦可以係桌上型電腦等具備可執行應用程式的非行動電子裝置。該使用者模組2可以係一電腦程式產品，載入於該電子裝置上，並在該電子裝置的一顯示螢幕上提供一個使用者介面20來與使用者互動，以根據使用者所輸入的指令來運作。較佳地，該使用者模組2係安裝於一行動裝置上的一應用軟體，例如目前常見的智慧型手機或平板電腦的App。

該使用者模組2可透過一麥克風裝置來接收一使用者口說的一語音訊息，該麥克風裝置可以是該電子裝置上的一元件，也可以是該電子裝置所連接的一外部裝置。當該使用者模組2接收到該語音訊息後，可藉由一語音辨識單元21將該語音訊息轉換為一文字輸入，該語音辨識單元21可以係該電子裝置內建的一語音辨識功能，也可以是該使用者模組2本身的一組件。進一步地，該使用者模組2係將該文字輸入傳送至該系統主控模組3以進行後續的處理。另外，該使用者模組2亦可藉由一文字轉語音單元22，把來自該系統主控模組3的一文字訊息轉換成一語音訊息，並藉由該電子裝置上的一喇叭裝置或該電子裝置所連接的一喇叭裝置來輸出。相似地，該文字轉語音單元22可以是該電子裝置內建的一文字轉換語音功能，也可以是該使用者模組2本身的一組件。

該系統主控模組3可以係架設於該第一網路伺服器上的一處理系統，其包含一主系統功能單元30，用以控制該系統主控模組3的運作。該主系統功能單元30係與一課程服務單元31連結，又或者該主系統功能單元30包含了該課程服務單元31。該課程服務單元31可以從該第一網路伺服器上的一資料庫中取得該互動式口說學習教材5。此外，該資料庫亦可以係存在於另一資料庫伺服器上。

該主系統功能單元30亦與一對話機器人介面單元33連結，或者其本身可包含該對話機器人介面單元33。該對話機器人介面單元可以將指令或資料傳送給該對話機器人模組4，亦可以接收來自該對話機器人模組4的資料或指令。

上述的單元較佳係該第一網路伺服器上的複數個用以執行的程式，以使該主系統功能單元30能執行前述的功能，但並非限定。

該對話機器人模組4可以係任何一種現存的對話機器人系統，例如Alicebot、Pandorabots、CleverScript等，並根據所編寫的一對話機器人控制腳本(Script)40來運作，以分析來自該使用者的該文字輸入回應是否符合一語句樣式，如果不符合，該對話機器人模組4將透過該系統主控模組3通知該使用者重試；如果符合，則將依照該對話機器人控制腳本40來進行後續的對話。此外，該對話機器人控制腳本40係與該互動式口說學習教材5相對應，藉此該外語口說學習系統1藉由對話機器人模組4可以進行如前述虛擬教師之行為。

該互動式口說學習教材5係以提供英語學習為例，但實際上本發明也可以適用於其他語言，只要在實施上換上該語言的互動式口說學習教材5，以及適用該語言的機器人模組及相關的控制腳本即可。為了使說明更為詳細，接下來皆以英語作為舉例。

該互動式口說學習教材5係以文字資料的形式儲存於該第一網路伺服器上的該資料庫裡，其具有針對該外語口說學習系統1與該使用者之間的對話互動特性而設計的複數個課程，並支持該外語口說學習系統1提供至少一種互動學習模式。每一課程可包含對話腳本、可供使用者研讀的相關文字性教材、或例如造句練習的其他形式教材等內容。當該互動式口說學習教材5之一課程被傳送至該使用者模組2時，視其內容性質可以直接以文字形式顯示於該使用者介面20上，或是經由該文字轉語音單元22轉換為一語音資料，再由該喇叭裝置輸出。

在一實施例裡，當使用者選取好一課程後，該使用者模組2會發送一課程要求訊息至該系統主控模組3，使該主系統功能單元30從該互動式口說學習教材5中取得該課程的內容，並傳送至該使用者模組2，以顯示於該使用者介面20上。

圖2(A)係一課程之一對話腳本230之示意圖。在此範例裡，該對話腳本230是由複數個對話語句所構成，且至少包括了兩個對話角色A和B，該對話角色A與該對話角色B各具有複數個語句，且為連續而互為回應的對話。該對話腳本230的內容僅是舉例，並非限定。

較佳地，每一對話語句係由至少一個同義句所組成。如圖2(B)所示，如果對話腳本230中部分對話語句包含兩個同義句時，該對話腳本230概念上將變成另一對話腳本230’，其中被斜線號隔開的兩個同義句之一可隨意被取用，而不致改變整篇對話的語義及語境。

根據前述，該互動式口說學習教材5的設計支持該外語口說學習系統1提供複數種互動學習模式，以下將針對該複數種互動學習模式進行說明。

首先說明一研讀模式，並請同時參考圖1以及圖3(A)~(B)。圖3(A)係該研讀模式下，一課程300的一對話腳本310被顯示於該使用者介面20上之示意圖。在該研讀模式下，該使用者可以使用一播放按鍵301來聆聽學習該對話腳本310的複數個對話語句，以熟悉對話的內容。此時該外語口說學習系統1亦可提供如生字查詢、文法解說等功能，以協助使用者學習。其中，該對話腳本310的內容僅是舉例，並非限定。

此外，在該研讀模式下，該對話腳本310可藉由一同義句變換指令302來進行同義句變換。如圖3(B)所示，當該同義句變換指令302被該使用者執行時(即該使用者模組2接收到該同義句變換指令302時)，至少一語句311A被置換為其同義句321A，而使得對話腳本310被變換為語意及語境未改變的不同版本320。

當該使用者於該研讀模式下對該課程腳本310內容充分了解熟悉後，該使用者可進入該角色對話模式來與該對話機器人模組4進行對話互動練習。以下將針對該角色對話模式來進行說明，並請同時參考圖1、圖3(A)~(B)以及圖4(A)~4(C)。

在該角色對話模式下，該使用者如同扮演了該對話腳本310裡的其中一個對話角色，而另一對話角色則由該對話機器人模組4扮演，並進行對話。舉例來說，假如該對話機器人模組4係扮演該對話腳本310裡的對話角色A，並說出一對話語句(例如311A)，則該使用者則是扮演角色B，且必需要說出相對應的一預定回應 (例如312A)。其中，使用者與該對話機器人4所扮演的對話角色亦可以互換。

此外，該對話機器人模組4係根據該對話機器人控制腳本40，而從該對話腳本310的一對話語句的至少一同義句之中選擇一句，來進行發言(例如選取同義句311A及321A之一)。之後，該使用者必須藉由該麥克風裝置說出一回應，且在該對話機器人模組4比對判斷該使用者的回應係符合一預定回應(例如312A或322A的)的語句樣式時，該對話機器人模組4才會進行下一語句(例如311B)的發言，直到該對話腳本310結束。

圖4(A)係在該角色對話模式下該使用者介面20的一第一狀態示意圖，該第一狀態係指該對話機器人模組4發言時的狀態。此時，該使用者介面20上較佳可包含一機器人發言顯示區401、一麥克風啟動指令402、一使用者發言顯示區403、一提示指令404、一使用者發言輸入指令405及一提示顯示區406，但並非限定。

該機器人發言顯示區401係用以顯示該機器人發言語句(例如該等同義句311A、321A之一)，該麥克風啟動指令402則是用以啟動該麥克風裝置，讓該使用者開始進行語音輸入。該使用者模組2可以將該機器人發言語句以文字的形式顯示於該機器人發言顯示區401，也可以藉由該文字轉語音單元22將其轉換為語音形式後，由該喇叭裝置播放，又或者可以將其同時以文字形式與語音形式呈現。而當輪到該使用者發言時，該使用者則必須按下麥克風啟動鍵402來說出正確的回應。

圖4(B)係在該角色對話模式下該使用者介面20的一第二狀態示意圖，該第二狀態係指該使用者做出回應時的狀態。當該使用者說出了回應(即產生一語音訊息433)後，該語音訊息433會經由該語音辨識單元21而轉變為一文字輸入434，並顯示於該使用者發言顯示區403內。此時該使用者可以得知自己的口說是否被正確地辨識。如果辨識結果有差距，該使用者可以按下該麥克風啟動指令402再進行一次口說，或是改以該電子裝置連接的一鍵盤進行輸入修正之。當該使用者滿意該使用者發言顯示區403上的內容後，可按下該使用者發言輸入指令405，使該文字輸入434被傳送至該系統主控模組3，進而被傳送至該對話機器人模組4，該對話機器人模組4再根據該對話機器人控制腳本40來判斷該文字輸入434是否符合其預定回應語句(例如對話語句312A)的語句樣式。如果符合，該對話機器人模組4會根據該對話機器人控制腳本40的設定來送出下一句機器人對話語句(例如對話語句311B)以繼續對話；如果不符合，該對話機器人模組4會送出發言不正確並請使用者重試的訊息。如此周而復始，直到完成整篇對話腳本310的互動對話演練。

圖4(C)係該角色對話模式下該使用者介面的一第三狀態示意圖，此第三狀態係指該使用者執行該提示指令404時的狀態。當該使用者執行該提示指令404時(即該使用者模組21收到該執行該提示指令404時)，該使用者模組2會將一提示短暫閃示於該提示顯示區406中，或者透過該喇叭裝置來播放該提示，又或者同時短暫閃示及播放。換言之，當該使用者不知如何做出回應時，只要按下該提示按指令404，即可得到提示。其中，該提示可以是一預定回應語句(例如312A或322A)的完整句子、一部分字詞或同語意的相似句子。

在一實施例裡，如果該預定回應存在複數個提示，當該使用者再次執行該提示指令404時，該使用者模組2係提供另一提示給該使用者。舉例來說，當該使用者按下該提示指令404時，該使用者模組2提供該預定回應之一同義句312A給該使用者，當該使用者再次按下該提示指令404時，該使用者模組2將會提供另一同義句322A給使用者。

另外，本發明並不限定該使用者的回應必須只能是回應語句312A。藉由該對話機器人控制腳本40裡的設定，該等同義句312A及322A皆可以被該對話機器人模組4所接受。換言之，只要該使用者說出該等同義句312A及322A之一，該對話機器人模組4即會判斷該使用者的回應正確。

而在另一較佳實施例裡，該對話機器人控制腳本40支持語句表達彈性的設定，該使用者的一回應語句在語意不變情況下可以具有彈性而不須與該預定回應語句(例如該等同義句312A及322A之一)完全相同。以下將說明該對話機器人模組4係如何達成此較佳實施例的特點，並請同時參考圖1及圖5。

圖5係一預定回應語句與其彈性語句之一示意圖。當一機器人發言語句50的內容為“A saving account will be good for you.”，一預定回應語句51的內容是“Well, what is the interest rate for this type of account?”，若此時允許有彈性語句52所列舉的各式表達彈性，則該使用者只要說出其中任何一句，該對話機器人模組4皆將判斷是正確的回應。此外，上述的語句僅是舉例，並非限定。

如前所述，此種語句表達彈性係藉由使用對話機器人腳本語言來編寫具備比對彈性之語句樣式而達成。

下面說明語句樣式之實施例，由於腳本語言以及其編寫運用極為繁瑣複雜，此處無法詳細闡述，只能做一高階簡介。針對圖5內彈性語句52，以對話機器人ChatScript的腳本語言為例，表達該彈性的語句樣式將是“( {well} {,} [ (what {will} be) ({~can_you} tell me) (how about) ] *1 interest rate for [ such (this type of) ] account )”。其中，最外圍括號的內部即為樣式內容，大括號{...}代表其中元素可選擇性存在，例如well為可有可無；中括號[...]代表其中各元素（包括小括號括起者）係多選一，例如[ such (this type of) ]表示such或this type of二者選一；符號~開頭的字樣代表一集合的任一元素，例如~can_you集合的內容係設定為can you和could you please；符號*1表示任意一個字，例如可以係the或any等。此組語句樣式將可使該對話機器人模組能夠比對通過彈性語句52中的任何一語句，而造成所需的語句彈性。

值得注意的係，該角色對話模式及語句表達彈性裡該對話機器人模組4之運作及功效亦可以藉由在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼來達到。

接著，本發明將針對該要求回應模式進行舉例說明，並請同時參考圖1及圖6(A)~(B)。

圖6(A)顯示一句型造句練習實例的運作情形，該對話機器人模組4可藉由該使用者介面20先提供一練習開始訊息61給該使用者，提示即將進行的句型造句練習內容。之後，該對話機器人模組4會提供一造句練習題目62，該造句練習題目62裡包含一問題以及一正確回答的關鍵字詞63，而該使用者必須口說回答出由該關鍵字詞63組成的一完整句型語句，該對話機器人模組4再藉由該對話機器人控制腳本40來判斷該使用者的回答是否正確。當該使用者的回答不正確時，該對話機器人模組40會要求該使用者重新回答；而當該使用者說出正確回答64時，該對話機器人模組4會再提供下一個造句練習題目給該使用者，藉此重複進行複數次練習。如果任何時候使用者不知如何正確回答，可使用提示指令取得提示。此外，此處該外語口說學習系統1可提供足夠數量的問題集合，並且每次從中選取所需數量按隨機不定順序進行練習，用以造成靈動有趣的學習體驗。

圖6(B)舉例一尋求幫助慣用語練習的運作情況。該對話機器人模組4提供一練習開始訊息65給該使用者，提示即將進行的慣用語表達練習內容。之後，該對話機器人模組4啟動一來回數次的互動過程，先以一打招呼語句66開始，該使用者須使用一課程中所教授之一慣用語67尋求幫助，該對話機器人模組4接著回應並提示所須尋求幫助內容的一關鍵詞68，該使用者此時必須採用該關鍵詞68正確造句回答出所需幫助內容的一完整回應語句69。過程中，該對話機器人模組4仍係藉由該對話機器人控制腳本40來判斷該使用者的回應是否正確。當該使用者的回答不正確時，該對話機器人模組40會要求該使用者重新回答，而如果回答正確則該對話機器人模組4可再出下一題進行練習。同樣地，如果對話過程中任何時候使用者不知如何正確回答，可使用提示指令取得提示；此外，該外語口說學習系統1可準備足夠數量的關鍵詞集合，每次隨機提供以造成靈動有趣的學習體驗。

值得注意的係，該要求回應模式裡該對話機器人模組4之運作及功效亦可以藉由在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼來達到。

接著，本發明將針對一口說式測驗模式進行說明。該口說式測驗模式至少可分為一選擇題式測驗及一開放式問答測驗。

在該選擇題式測驗的一實施例裡，該對話機器人模組4係透過該使用者介面20及該喇叭裝置，以語音並可輔以文字顯示來提供一測驗題目和複數個答案選項，包括例如使用如前述之該提示指令來呈現該複數個答案選項，當該使用者選擇好其中一答案選項時，須透過該麥克風裝置將該答案選項以口說方式回答，該對話機器人模組4可藉由該對話機器人控制腳本40來判斷該使用者的答案是否正確。藉此，該使用者的回答一樣可具有如前述的語句表達彈性。

該開放式問答測驗係與該選擇題式測驗相似，但並無答案選項。在該開放式問答測驗下，該對話機器人4係透過該使用者介面20及該喇叭裝置以語音並可輔以文字顯示來提出問題，以及透過該麥克風裝置來接收使用者的一回答，並可藉由該使用者介面之該提示指令提供一提示，之後該對話機器人模組4可藉由該對話機器人控制腳本40來判斷該使用者的答案是否正確。藉此，該使用者的回答一樣可具有如前述的語句表達彈性。

藉此，該對話機器人模組4皆是利用語音的方式來提出測驗的題目，而該使用者也必須用口說的方式來回答題目，因此該使用者不僅可以在測驗下得知自己的學習成果，同時也額外練習到聽力以及口說能力。

值得注意的係，該口說式測驗模式裡該對話機器人模組4之運作及功效亦可以藉由在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼來達成。

圖7係本發明之一外語口說學習方法之一實施例之主要步驟流程圖，其係透過前述的該外語口說學習系統1來執行。該方法係包括下列主要步驟:首先進行步驟S71，透過該系統主控模組3藉由該對話機器人模組4來擔任一虛擬教師及對話對象角色，以根據該互動式口說學習教材5的一課程內容輸出一訊息；之後進行步驟S72，藉由該系統主控模組3來處理該對話機器人模組4所送出的該訊息，並將該訊息傳送至該使用者模組2；之後進行步驟S73:透過該使用者介面20顯示該訊息給一使用者，或者透過該文字轉語音單元22將該訊息轉為一語音後，經由該喇叭裝置播放該語音，又或者同時顯示該訊息及播放該語音；之後進行步驟S74，藉由該使用者模組2透過該麥克風裝置來接收該使用者的一回應語音；之後進行步驟S75，藉由該使用者模組2透過該語音辨識單元21將該回應語音轉換為一文字輸入回應；之後進行步驟S76，藉由該系統主控模組3接收該文字輸入回應，並將該文字輸入回應傳送至該對話機器人模組4；之後進行步驟S77，藉由該對話機器人模組4根據該對話機器人控制腳本40來判斷該文字輸入回應是否符合一預定回應的語句樣式；若符合，則進行步驟S78，藉由該對話機器人模組4根據該課程內容提供下一個訊息，並重新從步驟S72開始執行，直至課程結束；若不符合，則進行步驟S79，藉由該對話機器人模組4將一重試訊息透過該系統主控模組3傳送至該使用者模組2，以要求該使用者重新回應，之後並重新從步驟S73開始執行。值得注意的係，在上述主要步驟中關於該對話機器人模組4之步驟亦可以藉由在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼來達成。

較佳地，該預設樣式如同前述可具備比對彈性，因此該外語口說學習系統執行此方法後可以讓該使用者的回應具備彈性。

以上述主要步驟為基礎，並進一步結合更多細部的步驟，該外語口說學習系統將可提供如同前述的該等學習模式。

在一實施例裡，該外語口說學習方法進一步包括步驟: 藉由該對話機器人模組4來與該使用者分別扮演該互動式口說學習教材5內一對話腳本的二對話角色，並進行對話演練，以提供該角色對話模式；其中，該扮演係藉由該對話機器人模組4來根據該對話腳本的一語句進行發言，並比對判斷該使用者的一回應是否符合該發言語句的一預定回應語句的語句樣式，如果不符合則要求該使用者重新回應，如果符合則進行該對話腳本次一語句的發言。藉由進一步執行此步驟，該外語口說學習系統1將可以提供該角色對話模式給該使用者，並亦可以產生如該對話機器人4隨機選取一同義句做為發言、該對話機器人4對於該使用者回應的判斷可具有彈性等特色。由於該角色對話模式的相關內容已於先前的段落中詳細說明，故在此不再詳述。

在另一實施例裡，該外語口說學習方法更包括步驟: 藉由該對話機器人模組4來發言提出一要求訊息給該使用者，以及藉由該對話機器人模組4接收該使用者以口說方式所進行的回應，並比對判斷該回應是否符合該要求訊息的預定回應的語句樣式；其中，如果不符合則藉由該對話機器人模組4發言請該使用者重新回應，以提供該要求回應模式。藉由執行此步驟，該外語口說學習系統1將可以提供前述的該要求回應模式給使用者，並產生如前述記載的功效。由於該要求回應模式的相關內容已於先前的段落中詳細說明，故在此不再詳述。

在另一實施例裡，該外語口說學習方法更包括: 當該使用者模組2透過該使用者介面20接收到一提示指令時，提供至少一提示；其中可以藉由該使用者模組2將該提示轉換為語音來播放，或可以將該提示短暫閃示於該使用者介面20上，或可以同時以語音播放及文字閃示。藉由執行這些步驟，該外語口說學習系統1將可以提供如前述的提示功能給使用者。由於該提示功能的相關內容已於先前的段落中詳細說明，故在此不再詳述。

在一實施例裡，該外語口說學習方法更包括:當該使用者模組2來接收到一同義句變換指令時，藉由該使用者模組2將該使用者介面20所顯示的一對話腳本進行同義句置換，以隨機將該對話腳本內至少一語句變更為該語句的一同義句。藉由執行這些步驟，該外語口說學習系統1將可以提供該對話腳本一對話語句的多種同義句給使用者學習。由於該同義句置換的相關內容已於先前的段落中詳細說明，故在此不再詳述。

在另一實施例裡，該外語口說學習方法更包括: 藉由該對話機器人模組4提出一測驗題目；藉由該使用者模組2以語音並輔以文字形式呈現該測驗題目，並接收該使用者以口說方式所進行的回應；以及藉由該對話機器人模組4以該預設樣式來判斷該回應是否正確，以提供該口說式測驗模式。藉此，該外語口說學習系統1可以提供如前述的該選擇題式測驗或該開放式問答測驗等口說式測驗模式給使用者。由於該等口說式測驗模式的相關內容已於先前的段落中詳細說明，故在此不再詳述。

值得注意的係，在達成各種互動式模式的步驟中關於該對話機器人模組4之步驟亦可以藉由在該系統主控模組3裡編寫大量程式碼來達成。

藉由本發明的外語口說學習系統及外語口說學習方法，使用者在學習一對話腳本時，同時可以學習到其中對話語句的多個同義句，可以比傳統語句固定式對話腳本的學習方式更富趣味及學習效率。此外，當使用者在與對話機器人對話過程中遇到不知如何回答的狀況，本發明亦採用語音加文字閃示的提示方式，誘導使用者口說表達出回應語句，以強化口說練習的成效。同時，使用者亦不需要用與對話腳本內對話語句完全相同的語句來進行對話回應，而係可以選用任一同義句加上語句組態彈性構成回應語句，這使得口說的練習更趨近真實生活中的對話，並且不致於單調乏味。再者，本發明內測驗的執行，也是採用口說對話方式進行，更進一步增加使用者鍛煉口說能力的機會。綜上所述，本發明將能突破先前技術及既有產品的侷限，創新提供一具備高互動性、高效率、甚至高趣味性的外語口說學習環境。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧外語口說學習系統
2‧‧‧使用者模組
3‧‧‧系統主控模組
4‧‧‧對話機器人模組
5‧‧‧互動式口說學習教材
20‧‧‧使用者介面
21‧‧‧語音辨識單元
22‧‧‧文字轉語音單元
30‧‧‧主系統功能單元
31‧‧‧課程服務單元
33‧‧‧對話機器人介面單元
40‧‧‧對話機器人控制腳本
230‧‧‧對話腳本
230’‧‧‧對話腳本
300‧‧‧課程
310‧‧‧對話腳本
311A、321A‧‧‧同義句
312A、322A‧‧‧同義句
311B‧‧‧對話語句
301‧‧‧播放按鍵
302‧‧‧語句變換按鍵
401‧‧‧機器人發言顯示區
402‧‧‧麥克風啟動指令
403‧‧‧使用者語音顯示區
404‧‧‧提示指令
405‧‧‧使用者發言輸入指令
406‧‧‧提示顯示區
433‧‧‧語音訊息
434‧‧‧文字輸入
51‧‧‧預定回應語句
52‧‧‧彈性語句
61‧‧‧練習開始訊息
62‧‧‧造句練習題目
63‧‧‧正確回答的關鍵字詞
64‧‧‧正確回答
65‧‧‧練習開始訊息
66‧‧‧打招呼語句
67‧‧‧慣用語
68‧‧‧關鍵詞
69‧‧‧完整回應語句
S71~S79‧‧‧步驟

圖1係本發明之一外語口說學習系統1之一實施例之系統架構示意圖。

圖2(A)係一課程之一對話腳本之示意圖。

圖2(B)係該對話腳本的一同義句版本之示意圖。

圖3(A)係研讀模式裡一對話腳本被顯示時之示意圖。

圖3(B)係研讀模式裡一同義句變換指令被執行時之示意圖。

圖4(A)係角色對話模式之一第一狀態示意圖。

圖4(B)係角色對話模式之一第二狀態示意圖。

圖4(C)係角色對話模式之一第三狀態示意圖。

圖5係一預定回應語句與其語句表達彈性之示意圖。

圖6(A)係造句練習模式之一運作情形示意圖。

圖6(B)係常用表達句法練習模式之一運作情形示意圖。

圖7係本發明之一外語口語學習方法之一主要步驟流程示意圖。

1‧‧‧外語口說學習系統

2‧‧‧使用者模組

20‧‧‧使用者介面

21‧‧‧語音辨識單元

22‧‧‧文字轉語音單元

3‧‧‧系統主控模組

30‧‧‧主系統功能單元

31‧‧‧課程服務單元

33‧‧‧對話機器人介面單元

4‧‧‧對話機器人模組

40‧‧‧對話機器人控制腳本

5‧‧‧互動式口說學習教材

Claims (26)

1. 一種外語口說學習系統，包含: 一使用者模組，用以主控一使用者端運作，亦即將該系統輸出的訊息以語音及文字二者中至少一種方式呈現給一使用者，並負責接收該使用者發出的一回應語音，以及將該回應語音轉換成一文字輸入回應； 一互動式口說學習教材，係針對該系統與該使用者之間的對話互動特性而設計的複數個課程，並支持該系統提供至少一互動學習模式； 一系統主控模組，用以主控一伺服器端的運作，並且主導並控制與該使用者之間的對話互動式學習，亦即根據該互動式口說學習教材裡一課程的內容來輸出訊息給該使用者，並比對判斷該文字輸入回應是否符合一預定回應；以及 一使用者介面，附屬於該使用者模組，用以呈現該互動式口說學習教材之該課程內容以及該系統與該使用者與之間對話互動過程； 其中，該系統主控模組對使用者回應之比對判斷具備有彈性，藉此使該使用者的回應在語意不變情況下可以有語句表達彈性而不須與預定回應一字不變地相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該至少一互動學習模式包含一角色對話模式，在該角色對話模式下，係由該系統與該使用者分別扮演該互動式口說學習教材內一對話腳本的二對話角色，以進行對話演練；其中，該系統會根據該對話腳本的一語句發言，並比對判斷該使用者的一口說回應是否符合該對話腳本內一預定回應語句，如果不符合則該系統將要求該使用者重新回應，如果符合則該系統將進行該對話腳本次一語句的發言。
3. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該至少一學習模式包含一要求回應模式，在該要求回應模式下，該系統會發言提出一要求訊息給該使用者，並由該使用者以口說方式進行回應，接著由該系統比對判斷該回應是否符合該要求訊息的一預定回應，如果不符合該系統將發言請該使用者重新回應。
4. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該使用者介面更包含一提示指令，當使用者模組收到該提示指令，將提供至少一提示。
5. 如申請專利範圍第4項所述的外語口說學習系統，其中當該使用者模組接收到該提示指令時，該使用者模組會將一提示文字轉換成語音播放。
6. 如申請專利範圍第4項所述的外語口說學習系統，其中當該使用者模組接收到該提示指令時，該使用者模組會將一提示文字短暫閃示於該使用者介面上。
7. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該互動式口說學習教材的內一對話腳本的任一語句係由至少一個同義句組成。
8. 如申請專利範圍第7項所述的外語口說學習系統，其中該系統的一發言係從該對話腳本一語句的同義句中擇一進行。
9. 如申請專利範圍第7項所述的外語口說學習系統，其中針對該系統的一發言，該使用者的正確回應可以係該對話腳本內一預定回應語句的任何一個同義句。
10. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該至少一互動學習模式更包括一口說式測驗模式，在該口說式測驗模式下，該系統將發言提出一測驗題目，並透過該使用者介面以語音及文字二者中至少一種形式呈現該測驗題目，接著由該使用者以口說方式進行回應以回答，並由該系統比對判斷其回應是否符合該測驗題目的一預定回應。
11. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該互動式口說學習教材包含一任一語句至少由一個同義句所組成的對話腳本，該對話腳本呈現於該使用者介面時，該使用者介面包含一同義句變換指令，當接收到該同義句變換指令時，該使用者介面會對該對話腳本進行同義語置換，即隨機將該對話腳本內至少一語句變更為該語句的一同義語。
12. 如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統，其中該系統與使用者間之對話互動以及對使用者回應之比對判斷，係該系統主控模組藉由一對話機器人模組進行，該對話機器人模組的腳本控制語言將提供語句樣式比對彈性，從而支持該系統對使用者回應之比對判斷具備所需彈性。
13. 一種外語口說學習方法，係透過至少可以提供一學習模式的一外語口說學習系統來執行，且該外語口說學習系統具有針對其與一使用者之間的對話互動特性而被設計的一互動式口說學習教材，及用以呈現該互動式口說學習教材之一課程內容以及該系統與該使用者之間對話互動過程的一使用者介面，其中該方法包含: 藉由一系統主控模組主導並控制該系統與該使用者之間的對話互動式學習，並根據該課程內容發出一訊息至一使用者模組； 藉由該使用者模組將該訊息以語音及文字之中至少一種方式輸出給該使用者，並接收來自該使用者的一回應語音以及將該回應語音轉成一文字輸入回應；以及 藉由該系統主控模組來接收該文字輸入回應，並比對判斷該文字輸入回應是否符合一預定回應； 其中，該系統主控模組對使用者回應之比對判斷具備有彈性，藉此使該使用者的回應在相同語意範圍內可以有語句表達彈性而不須與預定回應一字不變地相同。
14. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中更包括:  藉由該系統與該使用者分別扮演該互動式口說學習教材內一對話腳本的二對話角色，並進行對話演練，以提供該至少一學習模式的一角色對話模式； 其中，在該角色對話模式下係藉由該系統根據該對話腳本的一語句進行發言，並比對判斷該使用者的一口說回應是否符合對話腳本內一預定回應語句，如果不符合則要求該使用者重新回應，如果符合則進行該對話腳本次一語句的發言。
15. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中更包括: 藉由該系統來發言提出一要求訊息給該使用者，以及接收該使用者以口說方式所進行的回應，並比對判斷該回應是否符合該要求訊息的一預定回應，以提供該學習模式的一要求回應模式；如果不符合則發言請該使用者重新回應。
16. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中更包括:  當該使用者模組透過該使用者介面接收到一提示指令時，藉由該使用者模組來提供至少一提示。
17. 如申請專利範圍第16項所述的外語口說學習方法，其中更包括:  藉由該使用者模組將一提示文字轉換成語音播放。
18. 如申請專利範圍第16項所述的外語口說學習方法，其中更包括:  藉由該使用者模組將一提示文字短暫閃示於該使用者介面上。
19. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中該互動式口說學習教材內一對話腳本的任一語句係由至少一個同義句組成。
20. 如申請專利範圍第19項所述的外語口說學習方法，其中更包括: 該系統係從該對話腳本裡一語句的同義句中擇一來做為發言。
21. 如申請專利範圍第19項所述的外語口說學習方法，其中更包括: 針對該系統的一發言，該使用者的正確回應可以係該對話腳本內一預定回應語句的任何一個同義句。
22. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中更包括: 該系統發言提出一測驗題目； 藉由該使用者模組以語音及文字二者中至少一種形式呈現該測驗題目，並接收該使用者以口說方式所進行的回應；以及 該系統比對判斷該回應是否符合該測驗題目的一預定回應，以提供該至少一互動學習模式的一口說式測驗模式。
23. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中更包括: 藉由該使用者介面呈現該互動式口說學習教材所包含的一對話腳本，其中該對話腳本的任一語句係由至少一個同義句組成； 當該使用者模組接收到一同義句變換指令時，藉由該使用者模組將該使用者介面上的該對話腳本進行同義句置換，以隨機將該對話腳本內至少一語句變更為該語句的一同義句。
24. 如申請專利範圍第13項所述的外語口說學習方法，其中該系統與使用者間之對話互動以及對使用者回應之比對判斷，係透過該系統主控模組藉由一對話機器人模組進行，藉此該對話機器人模組的腳本控制語言將提供語句樣式比對彈性，從而支持該系統對使用者回應之比對判斷具備所需彈性。
25. 一種電腦程式產品，載入一電子裝置上時，其將形成如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統的該使用者模組。
26. 一種電腦程式產品，載入一伺服器上時，其將形成如申請專利範圍第1項所述的外語口說學習系統的該系統主控模組。