TWI668662B

TWI668662B - Learning aid system with intelligent question bank

Info

Publication number: TWI668662B
Application number: TW106101170A
Authority: TW
Inventors: 賴義麟
Original assignee: 賴義麟
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2019-08-11
Also published as: TW201826214A

Abstract

本發明係一種具有智慧型題庫的學習輔助系統，主要係令使用者利用一個以上的終端裝置並透過網路連結一伺服器，該伺服器具有一資料庫及一資料處理程式，該資料庫內建一智慧型學習資訊，當該等終端裝置分別透過內建的一終端處理程式執行一裝置識別模式與該伺服器建立連線，並據此區分不同的終端裝置，終端裝置根據該智慧型學習資訊自動產生一智慧題組及其解答，並依照使用者的需求執行不同的學習模式，藉此能夠提升學習的效率。

Description

具有智慧型題庫的學習輔助系統

本發明係關於一種學習輔助系統，尤指一種具有智慧型題庫的學習輔助系統。

隨著社會的進步以及競爭越來越激烈，師職人員或為人父母者無不重視學生的學習方式及學習效果，然而目前的學生均以參考書、作業題目為主要的練習工具，此學習方式呆板、被動，而且練習題組的變化性較小。

基於現有技術中的學習方式依賴制式化的參考書、作業題目，使得學習方式、效果不彰，但學習效率是學生在學習的過程中，相當重要的一個課題，因此，如何透過花費較少的時間，而能夠得到很大的學習效果，確實是目前所有的師職人員或為人父母者一直追求的目標。

有鑑於上述現有技術中的不足，本發明的主要目的係提供一種具有智慧型題庫的學習輔助系統，其透過一伺服器中內建一智慧型的學習題庫及一處理程式，快速的產生具有變化性的題組、解答，以提供不同的學習模式，能夠提升學習的效率。

為達成上述目的所採取的主要技術手段係令前述具有智慧型題庫的學習輔助系統包括：一伺服器，其透過網路與該終端裝置連結，該伺服器具有一資料庫及一資料處理程式，該資料庫內建一智慧型學習資訊；一個或以上的終端裝置，其內建有一終端處理程式，透過該終端處理程式執行一裝置識別模式，並與該伺服器建立連線；其中，該終端處理程式根據取得的該智慧型學習資訊以自動產生一智慧題組及其解答。

由上述構造可知，使用者(如學生)可利用該終端裝置與該伺服器建立連線，並透過該終端裝置的終端處理程式，取得該伺服器的該智慧型學習資訊，以產生該智慧題組及其解答，藉此達到提升學習效率的目的。

10‧‧‧伺服器

11‧‧‧資料庫

111‧‧‧智慧型的題庫

112‧‧‧使用者回傳資料

12‧‧‧資料處理程式

20‧‧‧第一終端裝置

30‧‧‧第二終端裝置

圖1 係本發明一較佳實施例的系統架構方塊圖。

圖2 係本發明一較佳實施例的註冊申請流程圖。

圖3 係本發明一較佳實施例的裝置識別模式流程圖。

圖4 係本發明一較佳實施例的自動化產生智慧題組流程圖。

圖5 係本發明一較佳實施例的產生智慧題組的提示資訊流程圖。

圖6 係本發明一較佳實施例的重覆產生智慧題組流程圖。

圖7 係本發明一較佳實施例的陪伴學習模式流程圖。

關於本發明具有智慧型題庫的學習輔助系統之一較佳實施例，請參考圖1所示，其包括一伺服器10、一個以上的終端裝置，該伺服器10具有一資料庫11及一資料處理程式12，該資料庫11內建一智慧型學習資訊，該終端裝置內建有一終端處理程式(圖中未示)，並透過該終端處理程式執行一裝置識別模式，以與該伺服器10建立連線；於本較佳實施例中，該等終端裝置可包括一第一終端裝置20以及一個以上的第二終端裝置30，該終端處理程式根據所建立連線之順序區分不同的第一終端裝置20或第二終端裝置30(如第一終端裝置20以外均統稱為第二終端裝置30，據此區分該終端處理程式執行不同功能)；該第一終端裝置20或該第二終端裝置30根據取得的該智慧型學習資訊自動產生一智慧題組及其解答，並依照使用者透過該第一終端裝置20或該第二終端裝置30發送的一需求資訊，以執行不同的學習模式，藉此能夠提升學習的效率。

當前述第一終端裝置20或該第二終端裝置30(以下作為一裝置端)的終端處理程式執行一裝置識別模式，以與該伺服器10(以下作為一伺服器端)建立連線時，如圖1、2所示，首先使用者必須先由該裝置端以進行註冊申請(S20)，以取得一帳號及一密碼；該伺服器端的資料庫處理程式根據註冊資料建立一使用者連結資料庫(S21)；該使用者連結資料庫包含：(A)目前主使用者之ID訊息；(B)下一個新登入裝置之ID計數號(S22)。

接著，如圖3所示，使用者透過該裝置端取得的該帳號及該密碼進行首次登入，且該伺服器端的使用者連結資料庫已儲存有前述的(A)目前主使用者之ID訊息、(B)下一個新登入裝置之ID計數號(S30)，當使用者在該裝置端發送一登入請求，並由該裝置端根據該使用者是否已擁有該使用者ID訊息判斷使用者是否為首次登入(S32)；若是，則該裝置端透過該使用者連結資料庫取得一首次登入裝置ID(B)(S33)；於該裝置端取得該首次登入裝置ID(B)後，此(B)訊息欄位的ID計數號被取出，並會自動產生一新值(如下一序號)，此一新值須確認於前面產生之ID計數號並為一不重覆之數值，以供下一個新登入裝置取得不同之ID計數號(S34)；由該裝置端比較裝置ID與目前主使用者連線之ID訊息(A)，若相同，則此連線的裝置端為第一終端裝置20，若不相同，則為第二終端裝置30，若(A)訊息欄位為空白或無意義資訊，則寫入該終端裝置的ID訊息，此時該終端裝置為第一終端裝置20(S35)(S36)。

由上述說明可知，在不同裝置端使用相同之使用者帳號登入後，各會取得一個唯一之ID，若不同裝置端皆使用相同之帳號及密碼，為了區隔來自不同裝置端之登入，所以不同裝置端進行首次登入時會取得一個身份ID，並比較各裝置端之ID與主連線ID以決定出前述的第一終端裝置20或第二終端裝置30，藉此讓使用者在不同終端裝置上可擁有不同的操作權限、功能。

於本較佳實施例中，該智慧型學習資訊，主要係根據若干重要索引參數建立並儲存資料，所述的索引參數包括：一出版商資訊、一學科資訊、一年級學期資訊、一章節資訊、一資訊類別、一資訊主題。透過該智慧型學習資訊，將有用的資訊收集整理，不僅讓增加資料的可讀性與結構性，該智慧型學習資訊可供使用者確認自己學習的效果；於本較佳實施例中，進一步的，於本較佳實施例中，該智慧型學習資訊中的每一資訊主題有一唯一ID資訊，且該等資訊主題主要可由四部份所組成，其包括一本文描述資訊、一變數描述資訊、一解題描述資訊、一暗示描述資訊。使用時，係透過該智慧型學習資訊，以自動組合產生出對應的一智慧題組及其解答。

為說明上述較佳實施例的具體應用方式，藉由下列舉一例說明前述的資訊主題之內容可包括：該本文描述資訊為”一個容量$0公升的量杯，量杯裡有$1毫公升的水，放入鐵球後(沉入水中)，再倒入$2毫公升的水剛好把量杯裝滿，請問鐵球的體積是多少立方公分？”；該變數描述資訊為”$0：7~15,$1：3000~5000,$2：1000~2000”；該解題描述資訊為”(1000*$0)-$1-$2”(即為一變數之解答運算式)；該暗示描述資訊為”注意公升與毫公升之轉換，一公升等於1000毫公升”；其中，”$0、$1、$2”均為一變數，該等變數會根據該變數描述資訊，隨機產生一數值後代入該本文描述資訊，且關於該變數描述資訊的一變數生成法則，其中”$0：7~15”表示變數$0為7至15內的一個數值，”$1：3000~5000”表示變數 $1為3000至5000的一個數值，”$2：1000~2000”表示變數$2為1000至2000的一個數值。

因此，經由該資料處理程式12執行一程式內建的亂數產生器，則可以得到變數$0的數值為11、變數$1的數值為2926、變數$2的數值為1367，故該本文描述資訊之變數”$0、$1、$2”均被取代後，所產生該智慧題組的本文描述資訊之內容為”一個容量11公升的量杯，量杯裡有2926毫公升的水，放入鐵球後(沉入水中)，再倒入1367毫公升的水剛好把量杯裝滿，請問鐵球的體積是多少立方公分？”。另外，根據該解題描述資訊”(1000*$0)-$1-$2”，可得到的一運算過程包括：1000*11=11000；11000-2926=8074；8074-1367=6707。

而且，該運算過程亦被完整紀錄儲存，作為該智慧題組之解答，該解答包括該運算過程的解題步驟說明。由上述較佳實施例可知，最後得到預期解答為數值”6707”，當使用者解答此一問題時，若輸入和預期解答相同之答案則為正確，反之則為錯誤；進一步的，於本較佳實施例中，當該裝置端根據取得的該智慧型學習資訊的索引參數、對應的資訊主題，以自動組合產生出新的另一智慧題組及其解答，於本較佳實施例中可由該智慧型學習資訊的索引參數、對應的資訊主題構成一智慧型題庫，如圖4所示，並由該裝置端執行一第一種出題流程(1)，該第一種出題流程(1)包括以下步驟：第一步驟：存取該智慧型題庫之資訊主題：”1.本文描述資訊(即本文題庫)2.變數描述資訊3.解題描述資訊4.暗示描述資訊”(S40)；第二步驟：根據該變數描述資訊隨機產生每一變數對應之變數值(S41)；第三步驟：將變數值代回該本文描述資訊(S42)，以作為一新的題目；第四步驟：根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答並儲存整個運算過程(S43)；第五步驟：顯示出該題目(S44)，以供使用者作答。

又如圖4所示，進一步由該裝置端執行一第二種出題流程(2)，該第二種出題流程(2)包括以下步驟：第一步驟：存取該智慧型題庫之資訊主題：”1.本文描述資訊(即本文題庫)2.變數描述資訊3.解題描述資訊4.暗示描述資訊”(S40)；第二步驟：根據該變數描述資訊隨機產生每一變數對應之變數值(S41)；第三步驟：根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答並儲存整個運算過程(S43)；第四步驟：將變數值代回該本文描述資訊(S42)，以作為一新的題目；第五步驟：顯示出該題目(S44)，以供使用者作答。

再如圖4所示，進一步由該裝置端執行一第三種出題流程(3)，該第三種出題流程(3)包括以下步驟：第一步驟：存取該智慧型題庫之資訊主題：”1.本文描述資訊(即本文題庫)2.變數描述資訊3.解題描述資訊4.暗示描述資訊”(S40)；第二步驟：根據該變數描述資訊隨機產生每一變數對應之變數值(S41)；第三步驟：將變數值代回該本文描述資訊(S42)，以作為一新的題目；第四步驟：顯示出該題目(S44)，以供使用者作答；第五步驟：根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答並儲存整個運算過程(S43)。

於本較佳實施例中，當題目已自動產生，但若使用者無法正常理解該題目時，可在該裝置端的一使用者介面上點選一提示鍵，以取得事先準備之該暗示描述資訊，而該提示鍵可提供兩階段之提示功能，例如：1.存取預先準備之暗示描述資訊2.存取運算過程為解題說明；為進一步說明如何產生提示資訊流程，如圖5所示，由該裝置端執行以下步驟：接收一代表點選顯示之事件發生的需求資訊(S50)；根據該需求資訊檢查該資料處理程式12內建的一計時器A，以判斷該計時器A是否為暫停(timeout)狀態(S51)；若是，則啟動該計時器A(S52)，並顯示預先準備之暗示描述資訊(S53)；若否，則僅顯示運算過程(S54)。

前述的兩階段之提示功能，可供使用者在快速點選該提示鍵時，在該計時器A暫停前，可以作為更深入之提示功能。為要讓題目更具多樣性，於本較佳實施例中，該變數描述資訊的變數之表示可為一範圍數值(如”$1：3000~5000”)，亦可為變數間之一相對關係(如”$3：$2~15”)，其中表示變數$3的範圍是從變數$2到數值15之間，或者該變數描述資訊的變數之表示可由其他變數所生成，例如：”$2：(2*$1)+$0)”，其中表示變數$2為(2*$1)+$0所產生。透過上述方式選擇、或增加變數數量(中間變數)，以增加題目之變化性，如上述例子，題目僅需”$0,$1,$2”三個變數，但我們亦可增加其他變數，如讓$1等於$3和$4的運算生成，$2由$5和$6運算生成，以增加題目的變化，而該解答生成公式之表達，亦有其多樣性。

為說明上述較佳實施例的具體應用方式，藉由下列另舉一例說明不同之變數描述及解題描述，前述的資訊主題之內容可包括：該本文描述資訊為”一個容量$2公升的量杯，量杯裡有$0毫公升的水，放入鐵球後(沉入水中)，再倒入$1毫公升的水剛好把量杯裝滿，請問鐵球的體積是多少立方公分？”；該變數描述資訊為”$0：1000~3000,$1：1000~3000,$2：1+(($0+$1)|1000)”；該解題描述資訊為”(1000*$2)-$0-$1”；該暗示描述資訊為“注意公里與公尺之換算，1公里等於1000公尺”；其中，由該變數描述資訊定義$2是根據$0、$1所產生得來，前述的”|”符號表示取一整數商，由此控制了最後運算結果的範圍，透過設計出可控制答案範圍之變數，亦即控制了題目之運算複雜度，所以得到的答案範圍會是1000以內。

於本發明較佳實施例中，可透過一些共通點對該資料庫11進行搜尋，以尋找近似題型，達到反覆應用練習及啟發之效果，例如變數數量相同為”3”，運算元的順序相同為”*”、”-”、”-”，可搜尋到近似之題型，假設該資料庫11內有一資訊主題為：主題描述："小明家到學校之距離是$2公里，已知小明家到學校需陸續經過郵局及火車站，若從小明家到郵局是$0公尺，而從火車站到學校是$1公尺，請問郵局到火車站的距離是多少公尺？"

該變數描述資訊為”$0：1000~3000,$1：1000~3000,$2：1+(($0+$1)|1000)”；該解題描述資訊為”(1000*$2)-$0-$1”；該暗示描述資訊為”注意公里與公尺之換算，1公里等於1000公尺”。

如我們透過該資料庫11搜尋，並以變數描述或解題描述為索引，即可得到一個主題描述不同之題型供使用者返覆練習，增加學生之理解能力，於本發明較佳實施例中進一步歸納出一重覆產生智慧題組流程，如圖6所示，並由該裝置端執行以下步驟：接收一代表點選想要重複練習之題目的需求資訊(S60)；取得該需求資訊中代表使用者點選想要挑戰題目之一變異選項(S61)之資訊；當該變異選項之資訊為同題變異，則根據資訊主題隨機產生對應之變數值、預其解答及題目(S62)，並顯示出該題目(S63)；當該變異選項之資訊為非同題變異，則根據資訊主題之內容為索引，搜尋該資料庫11中的資料以取得新資訊主題(S64)。

為了讓師職人員或使用者之父母能夠了解到使用者之學習狀況，於本發明之較佳實施例中進一步提供一陪伴學習模式，並由學生操作該第一終端裝置20、由師職人員或使用者之父母操作該第二終端裝置30，如圖7所示，其中該資料庫11更包括一智慧型的題庫111、一使用者回傳資料112，該陪伴學習模式係包括以下步驟：由該第一終端裝置20下載該題庫111中的題庫內容(S70)，並產生對應的一實際題目(S71)，由使用者對問題做答並上傳該資訊主題之ID、變數值及作答資訊至該伺服器10之資料庫11(S72)，以做為該使用者回傳資料112；由該第二終端裝置30下載該使用者回傳資料112的內容(S73)，並檢索該題庫111，以下載對應之資訊主題(S74)，由師職人員或使用者之父母使用下載該使用者回傳資料112的內容，以還原該第一終端裝置20的題目及解題狀況(S75)。

透過上述步驟，讓家長及師長可以有效且快速掌握學習者之優缺點，由該第二終端裝置30瀏覽該第一終端裝置20之作題結果及反饋之相關資訊。

Claims

一種具有智慧型題庫的學習輔助系統，其包括：一伺服器，其透過網路與該終端裝置連結，該伺服器具有一資料庫及一資料處理程式，該資料庫內建一智慧型學習資訊；一個以上的終端裝置，其內建有一終端處理程式，透過該終端處理程式執行一裝置識別模式，並與該伺服器建立連線；其中，該裝置識別模式為該終端裝置之終端處理程式根據與伺服器所建立連線之順序以區分第一終端裝置或第二終端裝置。其中，該終端裝置根據取得的該智慧型學習資訊以自動產生一智慧題組及其解答。
如請求項1所述之具有智慧型題庫的學習輔助系統，該智慧型學習資訊包括一本文描述資訊、一變數描述資訊、一解題描述資訊，其中該本文描述資訊包括一帶有變數符號之文字描述，該變數描述資訊包括一變數生成法則，該變數生成法則透過指定之一數值範圍或由運算公式所產生，該解題描述資訊包括一運算式。
如請求項2所述之具有智慧型題庫的學習輔助系統，由該第一終端裝置產生對應的一實際題目，由使用者對問題做答並上傳至該伺服器之資料庫；由該第二終端裝置下載該該第一終端裝置回傳的內容，第二終端裝置以還原該第一終端裝置的題目及解題狀況。
如請求項2所述之具有智慧型題庫的學習輔助系統，其中由該終端裝置執行一第一種出題流程：存取該本文描述資訊、該變數描述資訊、該解題描述資訊；根據該變數描述資訊產生每一變數對應之變數值，如請求項2之變數生成法則；將變數值代回該本文描述資訊作為一新的題目；根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答、運算過程。
如請求項2所述之具有智慧型題庫的學習輔助系統，其中由該終端裝置執行一第二種出題流程：存取該本文描述資訊、該變數描述資訊、該解題描述資訊；根據該變數描述資訊產生每一變數對應之變數值，如請求項2之變數生成法則；根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答、運算過程；將變數值代回該本文描述資訊作為一新的題目。
如請求項2所述之具有智慧型題庫的學習輔助系統，其中由該終端裝置執行一第三種出題流程：存取該本文描述資訊、該變數描述資訊、該解題描述資訊；根據該變數描述資訊隨機產生每一變數對應之變數值，如請求項2之變數生成法則；將變數值代回該本文描述資訊作為一新的題目；顯示出該題目；根據該解題描述資訊及對應之變數值，計算出預期解答、運算過程。