TWI451367B - 一種碎時學習系統及其方法 - Google Patents

Description

一種碎時學習系統及其方法

本發明與一種鬧鈴系統有關，特別是關於一種可定時提醒使用者並提供碎時學習項目之鬧鈴系統。

在二十一世紀這資訊爆發的年代，拜先進的科技之賜，人類已可藉由多種媒介，如網路、手機、傳真、E-mail等方式，來與地球上各個角落的人接觸溝通、互通訊息，以往資訊傳遞不易的情形在現今科技發達的世界裡已不復見，故可謂資訊的獲取為現代人競爭力的優勢之一。但礙於地球上各區域人類文化的演進，不同國家或人種間可能形成其各自不同的語言或文字來作為其人們溝通的橋樑與資訊傳遞的媒介。吾人雖拜科技之賜能輕易地自世界各地獲取所需的知識與訊息，但礙於語言文字不同，獲取資料訊息之方法以非其重點，而是其資料訊息能否為使用者所用才為其關鍵所在。故此，現今外語能力已成為企業與知識份子所強調的競爭力重點。舉例而言，英文為目前世界上的通用語言，世界各國無不把英語教育列為其國民必學的課程。

就知識而言，語言文字是一種隨文化演進、非邏輯的純記憶性知識，不像數理知識，其僅能透過學習者於日常生活中不斷的記憶應用才能熟習之。此現象可以著名的遺忘曲線(forgetting curve，德國實驗心理學家Hermann Ebbinghaus所提)來說明，如圖一所示。在圖中，縱軸Y 代表了學習中所記住的知識資訊數量，橫軸X代表了記憶後所經過的時間。可從圖中的曲線看出，人在記憶後最初的階段遺忘速度非常地快，一天之內就會將30%所讀過的資訊忘掉，之後遺忘的速度會逐漸減慢，到了相當長的時候後，剩餘的記憶資訊幾乎就不會再被遺忘，但其數量可能僅不到原先學習者記憶資訊數量的20%。遺忘曲線亦說明了學習次數能改善知識容易遺忘的缺點。學習時反覆記憶的次數越少則知識被遺忘的機率越大，特別是對於語言文字這類無邏輯輔助或是平時使用頻率不多的短程記憶更是如此。反之，複習的次數越多，特別是在遺忘速度最快的期間(如圖中所示的一兩天內)再予以複習或應用，則該知識成為學習者終生記憶的可能性會大大的提高。

另一方面，教育學家亦提出一種分段學習的記憶法(fraction learning)來幫助學習者更有效地記憶所學知識。分段學習的概念主要是因於當人集中注意力去學習或記憶某一特定性質領域的知識或資訊時，會因為學習時間過久而是去了對該學習物的敏感度與注意力，使得學習效率大幅降低。故分段學習法特別適合用於記憶篇幅較多的資訊，而有時也適於學習那些內容繁雜、意義聯繫少且機械性零散的資訊，如人名、地名、歷史、年代、單詞片語等。分段學習方式，可將原本需要長時間閱讀的資訊(如技術文獻、小說等)分成不同的段落來記憶與學習，以提高學習效率；對於語文文字的記憶而言，亦能達到上述遺忘曲線章節所提多次複習的效果，使得所學知識不易忘記。

分段學習之概念不僅可以提高學習者記憶與學習之效率，更由於其短時間、分段式之學習特點，讓學習者可利用其零碎時間來進行學習，充分配合了現代人高資訊、高忙碌之生活步調。舉例而言，學習者若能於日常生活或工作中找出五分鐘的空檔，每天十次，那一年就可多出約305小時的學習時間。再搭配分段學習以及重複學習之原理，其產生之學習效果可謂非常驚人。

基於上述所言，現在市面上許多的學習方法與課程即為根據分段學習與遺忘曲線重複學習之原理所設計，例如英語學習雜誌中常見的單字卡，其係讓學習者隨身攜帶以利用零碎時間來進行單字的記憶，許多課程亦設計成十分鐘的短篇單元加以多次複習。

目前市面上有一些可攜式裝置搭載了以此概念設計之語言學習功能，如台灣專利I275962號中揭示了一種行動電話中加強語言學習之方法，其係於一行動電話中安裝一執行軟體與語言學習內容，該執行軟體可由該資料庫內輸出語音形式的語言學習內容來代替該行動電話中之提示音，如此藉由行動電話於日常生活中頻繁之提示音不斷播放語言學習內容來加強使用者學習之效果。此專利設計雖然具備了以可攜式裝置進行多次學習之概念，但其設計僅以手機提示音來作為學習的觸發點，無法讓使用者對於進行碎時學習計畫之安排，且以語音學習項目作為手機的鈴聲或提示音之方式並不容易獲得時下講究的手機使用者認同。

除了無法自訂與選擇學習時間點的缺點外，上述專利設計亦無與使用者互動之概念。舉例而言，如一般接受或略過學習點之基本功能，語文學習應還包含了掌握學習者學習進度與學習效率之概念。學習進度關乎上面所提分段學習之理論。使用者為所需之學習項目拆訂成多個學習段落(如一個禮拜五十個學習點)，其學習期間可能因為種種因素使得學習的進度超前或落後。使用者必須要能清楚其學習進度才能對其個別的學習計畫進行安排或調整。另一方面，學習效率關乎上面所提遺忘曲線之理論。舉例而言，假使使用者欲以可攜式裝置來進行字詞單語的重複記憶誦聽，若該裝置並未具備統計課程計畫次數時程之功能，或是該裝置無法對使用者進行測驗，不僅使用者容易因為缺乏重複學習而使記憶效率不加，也無法得知其學習效果。

又，台灣專利I250428號揭示了一種電腦可執行之語文輔助學習系統及其方法，其係藉由記憶設定以及適當的分類來設定學習內容，幫助使用者確實掌握學習進度與增進學習語言的效率，同時再配合學習排程的方式，讓使用者能有效的排列其學習的內容與進度。此專利設計雖有讓使用者安排其個人學習計畫及設定自動播放時間之功能，但卻缺乏上述課程統計與學習測驗之概念讓使用者這更瞭解自己的學習效率與進度，且使用者無法於學習點觸發時選擇是否要進行學習課程，失卻了此設計對於使用者情境之彈性。

綜上所言，先前技術中的學習系統與方法皆有其不完 備之處。故此，基於重複學習與分段學習之原理，如何設計出一種讓學習者能利用隨身可攜帶之裝置於日常生活零碎的時間中進行學習，並提高學習效率之系統與方法，為目前開發者可以努力與改進的方向。

有鑑於上述習知技術之缺點，本發明提出了一種學習系統與方法，其主要功能在於提醒使用者利用日常生活零碎的時間來進行學習、提高使用者的學習效率，並能安排使用者的學習項目。

本發明之一目的，為利用使用者身邊的電子裝置來提醒使用者進行系統預設或安排之學習課程。透過該裝置，學習系統會於使用者預設的學習時間點以使用者可感知之方式通知使用者，讓使用者決定接受或略過該學習項目。

本發明之另一目的，為讓使用者設定碎時學習計畫，即利用使用者日常生活中零碎的時間來進行學習。每個學習項目係以短時間為單位(以不超過十分鐘為原則)，並與使用者或系統預設之學習時間點對應。

本發明之又一目的，為系統可根據其內建之規則系統，如使用者之學習進度、學習效率及遺忘曲線等參數，來自動安排或調整其學習項目或學習內容，並可提供一些小測驗來對使用者進行測驗。

為達到上述發明之目的，本發明之學習系統包含一中央處理模組、一學習計畫單元、一計時單元、一儲存單元、一載入模組、一輸出模組、一播放單元與顯示單元、以及 一回應單元。

在本發明的一觀點中，其提出了一種碎時學習系統，係可應用於現今的電腦系統或電子裝置中來對使用者進行學習動作之提醒。

在本發明另一觀點中，其提出了一種碎時學習方法，係可於特定學習時間點提醒使用者並由系統選擇學習內容。使用者可決定學習與否並/或對學習系統進行回答問題等回應動作。

本發明前述之形式、目的、觀點、特徵及優點將隨著以下較佳實施例中詳細的描述及其伴隨之圖式而愈見明顯，其細節描述與圖式僅用以述明本發明。而本發明之範疇將由隨附之專利請求項來定義。

此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非予以本發明申請專利範圍限制之實。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。

請參照圖二，其為本發明實施例中一學習系統1之結構方塊圖。本發明之學習系統可應用於現今的電腦系統或電子裝置中，如手機、MP3、PDA或個人電腦，來對使用者進行學習動作之提醒。如圖所示，本發明學習系統1之內部結構包含了：一中央處理單元10、一學習計畫單元11、一計時單元12、一儲存單元13、一載入模組14以及 一輸出模組15，外部結構則包含了一播放單元16、一顯示單元17以及回應模組18。在本發明中，使用者可透過載入模組14從外部裝置載入使用者所欲之學習內容，如藉由有線網路(如網際網路)或無線傳輸(如wireless行動上網)等方式從一遠端伺服器下載學習內容，亦可透過直接傳輸如USB埠等方式直接從連接之電腦裝置上存取學習內容。載入學習系統1中之學習內容可經由中央處理單元10處理儲存於與其耦合之儲存單元13中。該學習內容亦可能是儲存單元13本身內建的資料庫，不須從外部裝置載入或存取來獲得。儲存單元13之功能類似一資料庫，係用以儲存所有使用者匯入之學習內容，以於必要時供以學習系統1提取使用。在本發明實施例中，學習內容可為任何以聲音(audio)或影像(video)形式表達之學習項目，如一套單字片語與其發音、一則時事新聞、一段小說章節、一集教學影片、甚或是個人備忘錄或是圖片集等。該學習內容亦可是能與使用者互動之學習項目，如對應學習內容之問題、小測驗等，使用者可透過回應單元18來回應系統所提之問題，其細節將於下方實施例中敘述。學習內容亦可能是執行某應用程式(application)之動作，如開啟FM廣播特定頻道，或是如上所述跳出學習小測驗之動作。在本發明一實施例的學習系統1中，其所執行之學習內容或學習項目端看使用者之設定而定。

在本發明另一實施例中，圖二之學習計畫單元11及計時單元12係分別為學習系統1中負責觸發學習計畫與選擇 暨安排學習項目之兩單元部位。計時單元12可讓使用者透過外部之回應裝置18(如按鍵或觸控板)來自行設定個人的學習時間點，其時間點設定包含了時間與日期等細項，並可以週為循環單位，端看使用者而定。該學習時間點亦可為學習系統1所預設，不須透過使用者進行設定。本發明實施例之學習系統1可在一天內設定複數個學習時間點。例如，使用者可將每天的學習時間點設為8:00上午學習時間、12:30中午學習時間、16:30下午學習時間、以及20:30晚間學習時間等，且每天的學習時間點個數與觸發時間皆可不同。每一學習時間點都會對應到一或多個學習內容，該學習內容將由學習計畫單元11自動安排選擇或是由使用者預設來決定。例如，在本發明一實施例中，當一學習時間點觸發時，計時單元12會通知學習計畫單元11，此時學習計畫單元11會自動安排或根據使用者所預設者從儲存單元13中讀取對應之學習內容，並透過中央處理單元10輸出至輸出模組15再由外部之播放單元16與/或顯示單元17進行播放。舉例而言，假如使用者將此學習時間點之學習內容設成20組單字及其發音，則當學習點觸發時，顯示單元17與播放單元16會分別播放學習內容內的單字拼法及其單字發音。在本發明中，每一學習時間點的長短視其所執行之學習內容而定。

在本發明另一實施例中，學習點之學習內容亦可透過學習計畫單元11內部的規則系統或演算法(algorithm)來進行自動地安排與選擇。學習系統內所具備的規則系統越 多，學習計畫單元對於學習內容之安排暨選擇方式與變化亦就越多。後面的發明實施例中將針對以使用者之學習進度、學習效率、遺忘曲線及小測驗結果等規則系統參數來描述學習計畫單元如何安排學習內容之細節。

須注意，於本發明中，學習時間點觸發時使用者可決定是否要進行學習計畫。如上述實施例中，使用者所設定的學習時間點觸發時，計時單元12除了會通知學習計畫單元11，亦會通知中央處理單元10對使用者發出一提醒動作。該提醒動作須可為使用者所感知，如透過播放單元16發出提示音，或透過顯示單元17發出閃爍光，亦或是透過習知技術中之震動方式來達到提醒之效果。接受到提醒訊息後，使用者可考量其當時情境，利用回應單元18(如按鍵、觸控板、語音或影像感應等方式)來選擇接受或不接受此學習點。如果使用者選擇不進行，那學習計畫單元11便會被中央處理單元10告知略過此學習點而不對儲存單元13進行任何讀取的動作。如果使用者選擇進行，那學習計畫單元11會接到指示並根據其內訂之規則系統或使用者預設之學習計畫來從儲存單元13中讀取所需之學習內容至播放單元16與/或顯示單元17播放。

除了上述以預設學習時間觸發學習點之方式，在本發明又一實施例中，學習系統1亦可讓使用者自己手動觸發學習點，其係經由系統上之回應單元18(如按鍵、觸控板等方式)來對學習計畫單元11下達讀取學習內容之動作，接到指示的學習計畫單元11會從儲存單元13中讀取所安 排之學習內容至播放單元16與/或顯示單元17播放。上述實施例可給予使用者學習時程與進度上充分的彈性。

在本發明設計中，如上面實施例所言，由於使用者可使用學習系統1上之回應單元18來選擇是否接受目前的學習項目，故於日常生活中，使用者可能會因為日常生活中種種因素，如工作量、精神狀況等因素，使得其學習進度落後或超前原訂時程。故此，本發明學習規則系統其中之一即可根據使用者之學習進度來調整使用者的學習項目與學習量，以祈在保有使用者學習彈性之餘還能維持其一定的進度水準。舉例而言，在本發明一實施例中，如圖三上方所示，一學習課程(如一篇小說、一份單字表、或是一場演講等)被分為十個學習單元(圖中L1~L10)並設定了十個相對應的學習時間點(圖中T1~T10)。假使使用者於學習計畫途中略過第二與第三個學習單元L2與L3，那勢必在接下來七個所設定的學習時間點(T4~T10)要完成剩餘的九個學習單元(L2~L10)才能維持使用者的學習進度。故此，本發明學習計畫單元11之規則系統31會自動將所略過的第二與第三學習單元L2與L3分配到之後的七個學習時間點(T4~T10)中。例如，系統將第二與第三學習單元L2與L3分配到接著的第四學習時間點T4，將第四與第五學習單元L4與L5分配到第五學習時間點T5，如圖三下方所示。如此，便可藉由改變學習時間點中的學習量便可維持使用者的學習進度。另一方面，假若使用者於第三學習時間點T3結束期間就完成了前五個學習單元(L1~L5)，那勢 必於之後的第九與第十學習時間點T9與T10會沒有學習單元可供進行，此狀況下，本發明學習系統1會自動根據發明中其它的規則系統機制來為第九與第十學習時間點T9與T10安排其他學習單元。

除了上述依使用者學習進度自動對學習項目進行安排之功能外，本發明亦可根據先前技術中所述之遺忘曲線原理來安排使用者的學習項目，以提升使用者的學習效果。舉例而言，在本發明另一實施例中，學習系統1中的學習計畫單元11會對所有使用者播放過的學習單元或學習項目的時間作紀錄。假若使用者於1月1日的某一學習時間點進行一學習單元A課程，系統會記錄學習單元A完成的時間日期。依先前技術中所述之遺忘曲線理論，如圖一所示，該學習單元A須在短時間內(如數天內)進行複習，否則使用者極可能會忘記該學習單元A之內容。於此，在本發明實施例中，學習計畫單元11會自動依此規則系統於1月1日後數天內的學習時間點中安插學習單元A來對使用者進行複習，以增進使用者的學習效果。在此實施例中，學習單元A進行複習的時間與次數可為使用者所定義。

再者，除了學習進度與遺忘曲線等參數，本發明之學習系統亦可提供小測驗來測試使用者對於某學習單元之熟習度。該小測驗亦為儲存單元13所內建或是透過載入模組14載入。大體上，每一小測驗都會對應某特定的學習內容，經由學習計畫單元11之規則系統安排，該小測驗會穿插於其對應學習內容後的學習時間點中來對使用者進行測 驗。在實施例中，使用者可利用如圖二中的回應單元18(如按鍵、觸控板、語音或影像感應等方式)來回答測驗之選項，如選擇Yes或No、或是A, B, C, D等複數個答案選項。學習計畫單元11會記錄使用者對於受測學習內容的測驗結果，並作為規則系統之依據。例如，假若使用者未通過某學習內容之測驗，學習計畫單元依此規則系統會自動將該學習內容穿插於之後的學習時間點中對使用者進行複習，以提高使用者的學習效果。

現在請參照圖四，其為本發明實施例中學習系統之步驟流程方塊圖。本發明之學習方法可應用於現今的電腦系統或電子裝置中，如手機、MP3、PDA或個人電腦，來對使用者進行學習動作之提醒。首先在步驟S1，學習時間點會經由學習系統自動或是使用者手動方式觸發。於步驟S2中，當學習時間點觸發時，使用者需選擇是否接受進行學習(Y或N流程)。假若使用者接受進行學習(Y流程)，那於接下來的步驟S3中，學習系統會依學習計畫之規則系統或是使用者預設來選擇要進行的學習內容。在學習內容決定後，在步驟S4中，該學習內容會被載出至顯示裝置或播放裝置進行播放。假若使用者選擇不進行學習(N流程)，那於步驟S5中學習系統流程將被中止，意即此學習時間點被使用者略過。

1‧‧‧學習系統

10‧‧‧中央處理單元

11‧‧‧學習計畫單元

12‧‧‧計時單元

13‧‧‧儲存單元

14‧‧‧載入模組

15‧‧‧輸出模組

16‧‧‧播放單元

17‧‧‧顯示單元

18‧‧‧回應單元

L1~L10‧‧‧學習單元

T1~T10‧‧‧學習時間點

S1~S5‧‧‧步驟

本發明可藉由說明書中若干較佳實施例與其詳細敘述及隨附圖式得以瞭解。然而，此領域之技藝者應得以領會 所有本發明之較佳實施例係用以說明而非就本發明之申請專利範圍予以限定，其中：圖一為先前技術中一遺忘曲線圖；圖二為本發明實施例中一碎時學習系統之結構方塊圖；圖三為本發明實施例中其中一規則系統之說明圖；及圖四為本發明實施例中一碎時學習方法之步驟流程圖。

1‧‧‧學習系統

10‧‧‧中央處理單元

11‧‧‧學習計畫單元

12‧‧‧計時單元

13‧‧‧儲存單元

14‧‧‧載入模組

15‧‧‧輸出模組

16‧‧‧播放單元

17‧‧‧顯示單元

18‧‧‧回應單元

Claims (19)

1. 一種碎時學習系統，包含：一中央處理單元；一儲存單元，與該中央處理單元耦合，可儲存一或多個學習內容；一計時單元，與該中央處理單元耦合，可設定一或多個學習時間點並於指定時間觸發之，使用者於該計時單元觸發該一或多學習時間點時，使用者可選擇是否在該一或多學習時間點進行學習；一學習計畫單元，與該中央處理單元耦合，可設定使用者學習計畫並根據該學習計畫單元之規則系統中的至少一規則系統參數從儲存單元中選擇各學習時間點之學習內容；一輸出模組，與該中央處理單元耦合，可將學習計畫單元選擇之學習內容輸出；一或多個播放單元，與該輸出模組耦合，可接受輸出之學習內容並播放之；及一或多個回應單元，與該中央處理單元耦合，可讓使用者回應該學習系統。
2. 如請求項1所述之碎時學習系統，更包含一載入模組可從外部載入學習內容至該儲存單元中儲存。
3. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該規則系統中的 至少一規則系統參數包含學習進度、遺忘曲線、以及小測驗之結果。
4. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該學習計畫單元亦可根據使用者設定來選擇輸出之學習內容。
5. 如請求項1所述之碎時學習系統，該一或多個播放單元包含了影像播放單元或聲音播放單元或以上兩者。
6. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該學習內容包含了以影像或聲音表達之學習物件。
7. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該學習內容包含了執行一應用程式之動作。
8. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該一或多個回應單元包含了按鍵、觸控板、影像感測裝置與/或聲音感測裝置。
9. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中每一學習時間點對應一或多個學習內容。
10. 如請求項9所述之碎時學習系統，其中使用者可透過該一或多個回應單元來回應是否接受該學習時間點之學 習內容。
11. 如請求項9所述之碎時學習系統，其中該學習時間點亦可由使用者透過該回應裝置自行觸發。
12. 如請求項1所述之碎時學習系統，其中該學習系統可應用於電腦系統或電子裝置中來對使用者進行學習動作之提醒。
13. 一種碎時學習方法，包含下列步驟：一或多學習時間點被觸發；使用者可決定是否在該被觸發之一或多學習時間點進行學習；根據學習系統中的規則系統之至少一規則系統參數來選擇安排欲載出之學習內容；及將該學習內容載出至播放裝置為使用者所接收。
14. 如請求項13所述之碎時學習方法，更包含根據使用者設定來選擇安排欲載出之學習內容。
15. 如請求項13所述之碎時學習方法，其中該學習時間點可為學習系統根據其內訂時間所觸發。
16. 如請求項13所述之碎時學習方法，其中該學習時間點 可為使用者自行使用回應單元觸發。
17. 如請求項13所述之碎時學習方法，更包含使用者根據學習系統輸出之學習內容使用該回應單元做回應。
18. 如請求項13所述之碎時學習方法，其中該規則系統中的至少一規則系統參數包含學習進度、遺忘曲線、以及小測驗之結果。
19. 如請求項13所述之碎時學習方法，其中該學習方法可應用於電腦系統或電子裝置中來對使用者進行學習動作之提醒。