TW202009894A - 智慧型互動教學教室系統及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種智慧型互動教學教室操作方法包含：於一問題導向學習教室提供一智慧型互動教學空間；將一問題導向學習系統結合於該問題導向學習教室，且該問題導向學習系統連接一教學資料庫系統；提供一教學、目標與問題設定模組、一問題回饋模組及一問題收斂模組，並將該問題導向學習系統對應於數個分組學習單元；利用該教學、目標與問題設定模組預先設定一教學資料、一學習目標資料及數個問題或情境資料；經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料；及利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生一問題收斂資料。

Description

智慧型互動教學教室系統及其操作方法

本發明係關於一種智慧型互動〔interactive〕教學教室系統及其操作方法；特別是關於一種適用於問題導向學習〔PBL，problem-based learning〕之智慧型互動教學教室系統及其操作方法。

習用智慧型互動教學系統之相關技術，例如：中華民國專利公開第TW-200506769號之〝多人同步線上互動學習虛擬教室系統與方法〞發明專利申請案，其揭示一種多人同步線上互動學習虛擬教室系統與方法，其為可線上即時、多人互動學習虛擬教室的系統與方法。基於網際網路的便利性，多加強了即時性的回饋機制，強化性的互動機制，提供了人性化的平台。

承上，前述公開第TW-200506769號之該多人同步線上互動學習虛擬教室系統包含一選課大廳系統模組、一虛擬白板系統模組、一課程動畫庫模組、一評量試題庫模組及一學習效果分析模組。

承上，前述公開第TW-200506769號之該選課大廳系統模組提供使用者按年級、科目、章節單元、虛擬教室與實力等選項，選擇適切教室的人機介面。該虛擬白板系統模組提供即時互動的介面，可藉由文字、聲音及圖片等作使用者之間溝通的平台，且該虛擬白板系統模組另包含一教室佈告欄模組、一師生對話板模組、一同步撥音開關模組、一虛擬筆模組、一虛擬板擦模組、一教室學生 狀況模組、一課程動畫演示區模組及一問題搶答版模組。

承上，前述公開第TW-200506769號之該課程動畫庫模組包含課程及遊戲等教材。該評量試題庫模組包含評量試題，且該評量試題相對應於該課程動畫庫模組。該學習效果分析模組記錄所有的學習資訊，並回饋至系統及使用者，以加強使用者的學習效果。

然而，前述公開第TW-200506769號之該多人同步線上互動學習虛擬教室系統為一虛擬教室系統，即其並非實體教室系統，況且其採用該虛擬白板系統模組為一虛擬白板系統，即其並非實體白板系統。因此，前述公開第TW-200506769號之該多人同步線上互動學習虛擬教室系統必然仍存在進一步改良或整合之潛在需求。

另一習用智慧型互動教學系統之相關技術，例如：中華民國專利公告第TW-M531030號之〝電子裝置〞新型專利，其揭示一種電子裝置，而該電子裝置應用於一網路雲端系統之雲端即時互動教育環境中，且該電子裝置包含一評分模組、一回饋模組、一套件模組、一儲存模組、一點名模組、一考卷模組及一問卷模組。

承上，前述公告第TW-M531030號之該評分模組將一評分畫面展現於學生端該電子裝置的螢幕上，以便讓學生之間於分組報告時，能利用該評分畫面進行同儕互評，並將一互評分數藉由該評分畫面傳送給該評分模組及網路雲端系統。將該互評分數展現於教師端該電子裝置之螢幕上的一評分畫面中。

承上，前述公告第TW-M531030號於上課過程中，學生端該電子裝置的該回饋模組於該電子裝置的螢幕上展現一回饋畫面，而該回饋模組將學生針對課堂學習提出文字/圖片的一回饋資料傳送至該網路雲端系統及教師端該電子裝置，並將該回饋資料展現於教師端該電子裝置 之螢幕上的一回饋畫面中。

承上，前述公告第TW-M531030號之教師端該電子裝置的該套件模組投影一題目畫面中嵌入題目，而於學生端該電子裝置的螢幕上展現一題目畫面，以便進行作答，並將一作答結果經由該網路雲端系統傳送至教師端該電子裝置。

承上，前述公告第TW-M531030號於學生端該電子裝置的該儲存模組用以儲存該互評分數、回饋資料及作答結果，而教師端該電子裝置的該儲存模組可儲存該互評分數、評分依據、回饋資料及作答結果。

承上，前述公告第TW-M531030號於學生端該電子裝置的該考卷模組展現一考卷畫面，以便進行線上回答，經由該網路雲端系統將一答題內容傳送至教師端該電子裝置的該考卷模組，以便自動批改，且教師端該電子裝置的該考卷模組於一答題畫面中展現出一答題結果。

承上，前述公告第TW-M531030號於學生端該電子裝置的該問卷模組展現一問卷畫面，並將一問卷回答結果經由該網路雲端系統傳送至教師端該電子裝置的該問卷模組，以便能針對學生回應進行分析。另外，於學生端該電子裝置的該儲存模組可儲存一簽到訊息、答題內容及問卷回答結果，而教師端該電子裝置的該儲存模組可儲存該簽到訊息、答題內容、答題結果及問卷回答結果。

另一習用智慧型互動教學系統之相關技術，例如：中華民國專利公告第TW-M533793號之〝電子演算裝置〞新型專利，其揭示一種電子演算裝置。該電子演算裝置包含一家教老師裝置、一學生/家長裝置、一儲存模組及一處理模組。

承上，前述公告第TW-M533793號之該家教老師裝置具有一教學評量模組及一計算模組，以產生一家教 老師教學資料。該學生/家長裝置包含一學習評量模組及一運算模組，於該學習評量模組輸入一學習需求，並協同該運算模組進行運算，以產生一家教媒合請求。

承上，前述公告第TW-M533793號之該儲存模組用以儲存該家教老師教學資料與一媒合演算資料。該處理模組接收該家教媒合請求後，其並協同該儲存模組所儲存之媒合演算資料及該家教老師教學資料以進行數據運算，以產生最佳化的一家教媒合回應至該學生/家長裝置。

承上，前述公告第TW-M533793號之該電子演算裝置為一伺服器，而該學生/家長裝置為一桌上型電腦、一筆記型電腦、一智慧型手機、一平板電腦的其中之一，且該家教老師裝置為一桌上型電腦、一筆記型電腦、一智慧型手機、一平板電腦的其中之一。

承上，前述公告第TW-M533793號於該家教老師裝置之教學評量模組輸入一教學屬性，以產生一學生媒合請求。利用該學生/家長裝置之學習評量模組及運算模組產生一學習需求資料。

承上，前述公告第TW-M533793號之該儲存模組用以儲存該學習需求資料與媒合演算資料。該處理模組接收該學生媒合請求後，其並協同該儲存模組所儲存之媒合演算資料及該學習需求資料以進行數據運算，以產生最佳化的一學生媒合回應至該家教老師裝置。

然而，前述中華民國專利公開第TW-200506769號之〝多人同步線上互動學習虛擬教室系統與方法〞、第TW-M531030號之〝電子裝置〞及第TW-M533793號之〝電子演算裝置〞之個別相關技術發展上必然仍存在進一步改良或整合之潛在需求，例如：未來需要提供一種問題導向學習之智慧型互動教學實體教室功能。

前述中華民國專利公開第TW-200506769號、 第TW-M531030號及第TW-M533793號發明專利申請案及新型專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種智慧型互動教學教室系統及其操作方法，其於一問題導向學習教室提供一智慧型互動教學空間，並提供一教學、目標與問題設定模組、一問題回饋模組、一問題收斂模組及數個分組學習單元，且利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料，再經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料，且利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料，以改善或提升習用智慧型互動教學系統之技術問題。

本發明之主要目的係提供一種智慧型互動教學教室系統及其操作方法，其於一問題導向學習教室提供一智慧型互動教學空間，並提供一教學、目標與問題設定模組、一問題回饋模組、一問題收斂模組及數個分組學習單元，且利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料，再經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料，且利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料，以達成提供智慧型互動教學教室及問題導向學習之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統包含：一問題導向學習教室，其提供一智慧型互動教 學空間；一問題導向學習系統，其結合於該問題導向學習教室，且該問題導向學習系統連接一教學資料庫系統；一教學、目標與問題設定模組，其設置於該問題導向學習系統，且利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料；一問題回饋模組，其設置於該問題導向學習系統，且該問題回饋模組連接該教學資料庫系統；一問題收斂模組，其設置於該問題導向學習系統，且該問題收斂模組連接該教學資料庫系統；及數個分組學習單元，其配置於該問題導向學習教室，且每個該分組學習單元提供數個學員操作；其中經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料，且利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含：於一問題導向學習教室提供一智慧型互動教學空間；將一問題導向學習系統結合於該問題導向學習教室，且該問題導向學習系統連接一教學資料庫系統；提供一教學、目標與問題設定模組、一問題回饋模組、一問題收斂模組，並將該問題導向學習系統對應於數個分組學習單元；利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料； 經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料；及利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料。

本發明較佳實施例之該問題導向學習系統為一雲端問題導向學習系統。

本發明較佳實施例之該教學資料庫系統選自一題目資料庫系統、一學校資料庫系統、一學生資料庫系統或其任意組合。

本發明較佳實施例之該問題回饋模組為一即時回饋模組。

本發明較佳實施例之該問題回饋模組包含一考券批改模組及一學習成效評估模組。

本發明較佳實施例之該問題收斂模組另包含一熱門問題排列模組。

本發明較佳實施例之該分組學習單元選自一電腦裝置、一可攜式電腦裝置、一行動通訊裝置或其任意組合。

本發明較佳實施例之該分組學習單元另連接一個人行動通訊裝置。

本發明較佳實施例利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一分組重新調配資料。

本發明較佳實施例之該問題導向學習系統連接於一電腦或一行動通訊裝置，且該電腦或行動通訊裝置連接通訊於該問題導向學習系統或一教學資料庫系統，以便將該電腦或行動通訊裝置之資料輸出匯整至該問題導向學習系統或教學資料庫系統。

本發明較佳實施例另包含一電子白板，且該電子白板連接通訊於該問題導向學習系統或一教學資料庫系統，以便將該電子白板之資料輸出匯整至該問題導向學習系統或教學資料庫系統。

1‧‧‧問題導向學習教室

10‧‧‧問題導向學習系統

100‧‧‧教學資料庫系統

11‧‧‧教學、目標與問題設定模組

12‧‧‧問題回饋模組

13‧‧‧問題收斂模組

2‧‧‧分組學習單元

21‧‧‧個人行動通訊裝置

3‧‧‧電子白板

第1圖：本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統之示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統採用問題導向學習系統之方塊示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統之問題導向學習系統、分組學習單元及電子白板之間教學操作之示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法之流程示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統、其教學方法及其操作方法適用於各種教學議程錄播系統、各種教學演講、各種教學說明會或公開辯論錄播系統、各種醫療手術錄播系統〔例如：基礎與臨床學科〕、各種法院開庭錄播系統、各種教學課程錄播系統、各種雲端學習教學資訊或網路服務系統及其相關服務資源及設備〔例如：平台、硬體、軟體或其它服務〕，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統之示意圖。請參照第1圖所示，依各種不同需求，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統選擇包 含至少一個或數個問題導向學習教室1，且該問題導向學習教室1結合配置一問題導向學習系統10。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該問題導向學習系統10利用透過問題或情境誘發學員或學生思考，並建立學習目標，且學員或學生進行自我導向式研讀，以增進新知或修正舊有的知識內容。如此，該問題導向學習系統10不只能夠處理或解決問題，且在處理或解決問題的同時，亦能一併創造最佳精進知識的環境。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該問題導向學習系統10為一雲端問題導向學習系統，且該問題導向學習系統10可用以達成提供數個自動化學習功能，且該數個自動化學習功能包含自動化漸進累積學習功能、自動化整合式學習功能、自動化提示學習進展功能及自動化維持學習一致性功能。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該問題導向學習系統10連接一教學資料庫系統100，且該教學資料庫系統100選自一題目資料庫系統、一學校資料庫系統、一學生資料庫系統或其任意組合。

第2圖揭示本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統採用問題導向學習系統之方塊示意圖，其對應於第1圖之智慧型互動教學教室系統。請參照第1及2圖所示，舉例而言，該問題導向學習系統10包含一教學、目標與問題設定模組11、一問題回饋模組12及一問題收斂模組13。

請參照第1及2圖所示，舉例而言，該教學、目標與問題設定模組11設置於該問題導向學習系統10，且利用該教學、目標與問題設定模組11預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料、數個問題或情境資料、其它資料〔例如：導引式教學資料〕或其任意組合。

請參照第1及2圖所示，舉例而言，該問題回饋模組12設置於該問題導向學習系統10，且該問題回饋模組12連接該教學資料庫系統100。另外，該問題回饋模組12為一即時回饋模組，且該問題回饋模組12包含一考券批改模組及一學習成效評估模組。

請參照第1及2圖所示，舉例而言，該問題收斂模組13設置於該問題導向學習系統10，且該問題收斂模組13連接該教學資料庫系統100。另外，該問題收斂模組13另包含一熱門問題排列模組，以便提供一熱門問題排列資料至該問題導向學習系統10。

第3圖揭示本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室系統之問題導向學習系統、分組學習單元及電子白板之間教學操作之示意圖，其對應於第1圖之智慧型互動教學教室系統。請參照第1及3圖所示，舉例而言，該問題導向學習教室1包含一電子白板〔electronic white board〕3或具類似功能的裝置，且將該電子白板3適當配置於該問題導向學習教室1之一預定位置。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，將數個分組學習單元2〔或分組學習裝置單元〕配置於該問題導向學習教室1，且每個該分組學習單元2提供數個學員操作。另外，該分組學習單元2選自一電腦裝置、一可攜式電腦裝置、一行動通訊裝置或其任意組合。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該分組學習單元2以適當技術手段〔例如：遠端或近端無線通訊〕另連接通訊一個人行動通訊裝置21，且該個人行動通訊裝置21選自一電腦裝置、一可攜式電腦裝置、一行動通訊裝置或其任意組合。該分組學習單元2採用小組式學習不只增進知識，同時亦促進溝通技巧、團隊合作、解決問題、自主學習、資訊分享、及訓練團隊成員彼此尊重。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該電子白板3連接通訊於該問題導向學習系統10或教學資料庫系統100，以便將該電子白板3之資料輸出匯整至該問題導向學習系統10或教學資料庫系統100，且利用該分組學習單元2或個人行動通訊裝置21互動式討論該電子白板3之輸出匯整資料。

第4圖揭示本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法之流程示意圖。請參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S1：首先，於該問題導向學習教室1以自動或半自動方式提供一智慧型互動教學空間或一智慧型互動教學環境。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S2：接著，將該問題導向學習系統10以適當技術手段〔例如：以自動或半自動方式〕結合於該問題導向學習教室1，且該問題導向學習系統10可選擇連接至少一資料庫系統，例如：教學資料庫系統100，或選擇連接其它同步教學系統。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S3：接著，利用該問題導向學習系統10以適當技術手段〔例如：以自動或半自動方式〕提供該教學、目標與問題設定模組11、問題回饋模組12及問題收斂模組13，並將該問題導向學習系統10對應於數個分組學習單元2〔例如：相同教室或不同教室〕。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S4：接著，利用該教學、目標與問題設定模組11以適當技術手段〔例如：互動式教員與專家設定，或教員與學員互動式設定〕預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問 題或情境資料，例如：成員在不同情境扮演不同角色。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S5：接著，學員或成員經由該數個分組學習單元2針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組12以適當技術手段〔例如：互動式教員與學員回饋，或專家與學員互動式回饋〕提供數個回饋資料。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之智慧型互動教學教室操作方法包含步驟S6：接著，利用該問題收斂模組13以適當技術手段〔例如：以自動或半自動方式〕檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料〔例如：經常共同錯誤問題、特定成員錯誤問題或其它收斂資料〕。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明另一較佳實施例利用該問題收斂模組13檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一分組重新調配資料，以便重新調配該數個分組學習單元2之學員或成員，或重新調配該教學資料、學習目標資料及問題或情境資料。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明另一較佳實施例之該問題導向學習系統10連接於一電腦〔未繪示〕或一行動通訊裝置〔未繪示〕，且該電腦或行動通訊裝置連接通訊於該問題導向學習系統10或教學資料庫系統100，以便將該電腦或行動通訊裝置之資料輸出匯整至該問題導向學習系統10或教學資料庫系統100。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧問題導向學習教室

10‧‧‧問題導向學習系統

2‧‧‧分組學習單元

21‧‧‧個人行動通訊裝置

3‧‧‧電子白板

Claims (10)

1. 一種智慧型互動教學教室系統，其包含：一問題導向學習教室，其提供一智慧型互動教學空間；一問題導向學習系統，其結合於該問題導向學習教室，且該問題導向學習系統連接一教學資料庫系統；一教學、目標與問題設定模組，其設置於該問題導向學習系統，且利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料；一問題回饋模組，其設置於該問題導向學習系統，且該問題回饋模組連接該教學資料庫系統；一問題收斂模組，其設置於該問題導向學習系統，且該問題收斂模組連接該教學資料庫系統；及數個分組學習單元，其配置於該問題導向學習教室，且每個該分組學習單元提供數個學員操作；其中經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料，且利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料。
2. 依申請專利範圍第1項所述之智慧型互動教學教室系統，其中該教學資料庫系統選自一題目資料庫系統、一學校資料庫系統、一學生資料庫系統或其任意組合。
3. 依申請專利範圍第1項所述之智慧型互動教學教室系統，其中該問題回饋模組包含一考券批改模組及一學習成效評估模組。
4. 依申請專利範圍第1項所述之智慧型互動教學教室系統，其中該問題收斂模組另包含一熱門問題排列模組，以便提供一熱門問題排列資料。
5. 依申請專利範圍第1項所述之智慧型互動教學教室系統，其中該分組學習單元另連接一個人行動通訊裝置，該 分組學習單元以遠端或近端無線通訊方式連接通訊於該個人行動通訊裝置。
6. 一種智慧型互動教學教室操作方法，其包含：於一問題導向學習教室提供一智慧型互動教學空間；將一問題導向學習系統結合於該問題導向學習教室，且該問題導向學習系統連接一教學資料庫系統；提供一教學、目標與問題設定模組、一問題回饋模組及一問題收斂模組，並將該問題導向學習系統對應於數個分組學習單元；利用該教學、目標與問題設定模組預先設定至少一教學資料、至少一學習目標資料及數個問題或情境資料；經由該數個分組學習單元針對該教學資料、學習目標資料及數個問題或情境資料利用該問題回饋模組提供數個回饋資料；及利用該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一問題收斂資料。
7. 依申請專利範圍第6項所述之智慧型互動教學教室操作方法，其中該問題收斂模組檢視或修正該數個回饋資料，以便產生至少一分組重新調配資料。
8. 依申請專利範圍第7項所述之智慧型互動教學教室操作方法，其中該分組重新調配資料用以重新調配該數個分組學習單元之學員或成員，或重新調配該教學資料、學習目標資料及問題或情境資料。
9. 依申請專利範圍第6項所述之智慧型互動教學教室操作方法，其中該問題導向學習系統連接於一電腦或一行動通訊裝置，且該電腦或行動通訊裝置連接通訊於該問題導向學習系統或一教學資料庫系統，以便將該電腦或行動通訊裝置之資料輸出匯整至該問題導向學習系統或教學資料庫系統。
10. 依申請專利範圍第6項所述之智慧型互動教學教室操 作方法，其中另包含一電子白板，且該電子白板連接通訊於該問題導向學習系統或一教學資料庫系統，以便將該電子白板之資料輸出匯整至該問題導向學習系統或教學資料庫系統。

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