TWI810490B - 基於虛擬實境的情境式學習系統與運作方法 - Google Patents

Abstract

一種基於虛擬實境的情境式學習系統與運作方法，情境式學習系統通過數據介面單元連線一或多個虛擬實境終端裝置，並藉此接收各虛擬實境終端裝置產生的信息，設有一資料庫，用於儲存多種學習模式下的虛擬實境資料、學員資料、教師資料、各虛擬實境終端裝置的註冊資料以及管理者資料，設有一虛擬實境引擎，能根據各學員選擇、教師依據學員程度的設定或自動判斷的學習內容而演算產生一虛擬實境場景的內容，之後載入至學員操作的虛擬實境終端裝置，並開始接收學員的學習回饋資料。

Description

基於虛擬實境的情境式學習系統與運作方法

說明書公開一種學習系統，特別是指提供多人使用並個人化的一種基於虛擬實境的情境式學習系統，以及其運作方法。

因為虛擬實境（virtual reality）技術的發展，逐漸地，很多應用相應產生，因為虛擬實境可以讓使用者進入到一個虛擬環境中，因此成為教育與學習的輔助方式之一。

舉例來說，利用虛擬實境在學習系統中，其中應用例如模擬對話、場域重建、認識事物（人與物體）、物理化學模擬操作等，虛擬實境的技術可讓使用者沈浸到一個環境中進行學習，對於學習成效有相當助益。

然而，根據現有應用在學習的虛擬實境的技術，常見為讓使用者配戴虛擬實境眼鏡或頭盔進入一個虛擬環境，讓使用者可在模擬情境中學習特定事物，如語言，但在學習上仍需要其他技術配合才能讓學習更有成效。

說明書公開一種基於虛擬實境的情境式學習系統，以及系統的運作方法，為一種提供學員通過虛擬實境終端裝置以虛擬實境技術產生的內容進行學習，如語言學習，情境式學習系統還可提供教師或系統自動判斷以依據學員的學習程度動態調整所要提供的學習內容。

根據實施例，情境式學習系統的主要功能模組包括一處理單元，用於處理情境式學習系統中各元件運作產生的信息，包括處理情境式學習系統產生的信息，以及所連線的一或多個虛擬實境終端裝置產生的信息；一數據介面單元，系統通過數據介面單元連線一或多個虛擬實境終端裝置，並藉此接收各虛擬實境終端裝置產生的信息；系統設有資料庫，用於儲存系統提供多種學習模式下的虛擬實境資料、學員資料、教師資料、各虛擬實境終端裝置的註冊資料以及管理者資料。更者，情境式學習系統包括有一虛擬實境引擎，用於根據各學員選擇、教師設定或情境式學習系統自動判斷的學習內容而演算產生一虛擬實境場景的內容；情境式學習系統通過一管理模組產生管理介面，以提供管理者管理系統的運作以及管理註冊於系統的一或多個虛擬實境終端裝置。系統中的一教學管理模組能根據一序號請求提供各學員隨機產生的一登入序號，登入序號連結學員身份，並提供教師介面讓教師設定提供一或多個學員的學習內容。系統中的學習數據處理模組用以處理自一或多個虛擬實境終端裝置產生的信息，取得其中有關各學員的學習回饋資料。

在情境式學習系統的運作方法中，根據一實施例，於其中之一虛擬實境終端裝置啟動後，以學員的登入序號登入情境式學習系統，同時傳送虛擬實境終端裝置的一裝置序號，情境式學習系統可根據登入序號驗證學員身份，並根據裝置序號驗證虛擬實境終端裝置。之後，於情境式學習系統中，可根據學員身份提供一場景選單，並以虛擬實境影像顯示於虛擬實境終端裝置中，接著即可接收學員操作該虛擬實境終端裝置產生的一場景選擇，使得系統中的虛擬實境引擎根據場景選擇，與提供學員的學習內容演算產生虛擬實境場景的內容。如此，虛擬實境場景的內容即載入至虛擬實境終端裝置，情境式學習系統開始接收學員的學習回饋資料。

進一步地，所述教學管理模組可根據學員的學習回饋資料執行記錄與評分，以提供教師根據各學員學習狀況設定針對該學員的個人化學習內容。

優選地，教師可按照學員的程度設計題庫，根據學員的學習回饋資料形成的記錄動態調整題目的難易度。

進一步地，在上述步驟中，於驗證學員身份時，系統還根據情境式學習系統的資料庫儲存的資料取得該學員所屬單位，根據裝置序號確認是否虛擬實境終端裝置綁定學員所屬單位。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

本揭露書提出一種基於虛擬實境（virtual reality）的情境式學習系統與運作方法，所提出的情境式學習系統通過虛擬實境技術在學習特定事物上可以提供模擬真實情境，讓配戴虛擬實境終端裝置的使用者能以自己學習者的角度進行互動式學習，情境式學習系統可以提供學習場景的選擇、內容難易度的選擇，並可根據使用者學習歷程調整難易度，能彈性改變學習內容，並且，更解決實際教學現場產生多人使用少數虛擬實境終端裝置產生的問題。

更者，所提出的基於虛擬實境的情境式學習系統還提出一個後台管理機制，讓參與實際教學的老師可以更方便地管理學員的學習資料，除了可以記錄成績外，還能讓老師決定各學員的難易度，並彈性設計題目，所設計的題目通過後台處理後，可以形成虛擬實境的學習內容。

圖1顯示基於虛擬實境的情境式學習系統的系統架構實施例示意圖。

圖中顯示情境式學習系統100通過網路10服務一或多個虛擬實境終端裝置111, 113, 115，特別地，當使用虛擬實境終端裝置111, 113, 115的場域，如教室、學習中心，僅配備少數裝置，但學員的人數大於裝置的數量時，情境式學習系統100提出虛擬序號的解決方案，讓情境式學習系統100仍可以根據虛擬序號記錄每個學員操作虛擬實境終端裝置進行互動時個別產生的學習回饋資料。

情境式學習系統100通過其中管理模組107提供管理介面，讓教師通過管理電腦12管理情境式學習系統100中各學員的資料，包括瀏覽學員的學習資料、評分、設定題目以及動態調整題目的難易度等。更者，系統的管理者也可通過管理介面管理情境式學習系統100的運作。

所述基於虛擬實境的情境式學習系統的主要核心電路如處理單元101，處理單元101電性連結其他電路元件，或是連結各軟體手段實現的功能模組，主要是用於處理情境式學習系統100中各元件運作產生的信息，包括處理情境式學習系統100產生的信息，以及所連線的一或多個虛擬實境終端裝置111, 113, 115等產生的信息。

情境式學習系統100設有一數據介面單元110，如網路電路，使得實現情境式學習系統100的伺服器可通過網路10連線一或多個虛擬實境終端裝置111, 113, 115，並藉此接收各虛擬實境終端裝置產生的信息。情境式學習系統100設有一資料庫103，用於儲存情境式學習系統100提供多種學習模式下的虛擬實境資料、學員資料、教師資料、各虛擬實境終端裝置的註冊資料以及管理者資料等。

情境式學習系統100設有一虛擬實境引擎105，用於根據各學員選擇、教師設定或情境式學習系統100自動判斷的學習內容而演算產生一虛擬實境場景的內容，值得一提的是，當情境式學習系統100通過學員產生的學習回饋資料，可以掌握到個別學員的學習進度，因此通過虛擬實境引擎105產生的虛擬實境場景的內容可以是針對個別學員的需求產生的個人化的學習內容。在一實施例中，實現情境式學習系統100的伺服器設有各式儲存裝置，可以用為儲存情境式學習系統100根據各學員需求、教師設定或系統自動判斷的學習內容產生的虛擬實境場景的內容。

情境式學習系統100設有一管理模組107，通過一管理介面，可提供管理者管理情境式學習系統100的運作以及管理註冊於情境式學習系統100的一或多個虛擬實境終端裝置111, 113, 115。情境式學習系統100中的教學管理模組108為一軟體手段實現的功能模組，其中軟體程序可根據終端產生的一序號請求提供各學員隨機產生的登入序號。特別的是，情境式學習系統100提出的虛擬序號的方案可以用於人數超過虛擬實境終端裝置的數量的場域中，例如，由教師通過管理介面產生序號請求，系統端的教學管理模組108即隨機產生對應某學員的登入序號，且教學管理模組108將此登入序號連結學員身份。如此，當學員以情境式學習系統100提供的登入序號登入系統時，情境式學習系統100可以根據登入序號識別出學員身份，不會因為配置的虛擬實境終端裝置111, 113, 115數量有限而影響系統可針對個別學員提出個人化學習內容的功能。

情境式學習系統100設有一學習數據處理模組109，同樣為軟體手段實現的功能模組，用以處理自一或多個虛擬實境終端裝置111, 113, 115產生的信息，例如，可以取得信息中有關各學員的學習回饋資料，並做成記錄儲存在資料庫103中，還對學習回饋資料執行數據分析，提供教師通過一教學管理模組108提供的教師介面設定針對個別學員的學習進度提供學習內容。

在此一提的是，應用此情境式學習系統100提供的方案執行學習的終端裝置並不限於特定形式的虛擬實境終端裝置，而可以涵蓋各種可以顯示虛擬實境內容的頭戴式顯示裝置（HMD）、行動裝置與電腦裝置等。

圖2接著顯示連接情境式學習系統的虛擬實境終端裝置電路模組實施例圖。

此例顯示有一虛擬實境終端裝置22，不限形式，而主要電路有控制裝置中各電路元件運作的控制單元201，控制單元201電性連接其中電路元件，如顯示虛擬實境內容的顯示單元203、判斷虛擬實境終端裝置22姿態與方向的感測器單元209，連線外部系統（如上述情境式學習系統100）的網路單元205，提供人機控制介面（如按鈕）的輸入單元202，以及虛擬實境終端裝置22中的記憶單元207。根據一實施例，在特定互動需要下，輸入單元202如麥克風，使得學員可以通過語音指令操作虛擬實境終端裝置22。

上述感測器單元209中至少包括有重力感測器與陀螺儀等感測電路，使得穿戴此虛擬實境終端裝置22的學員可以通過身體（頭部）的姿態改變虛擬實境終端裝置22的姿態，同時其中控制單元201接收到感測器單元209產生的感測信號，可以判斷出虛擬實境終端裝置22的姿態（角度、方位、各方向速度等），以決定要瀏覽虛擬實境內容的角度與方位。

當所述虛擬實境終端裝置22啟動後，可以利用影像提示學員操作登入流程，使得虛擬實境終端裝置22通過網路20連線情境式學習系統21，之後的運作流程如以下實施例的描述。

首先，需要如圖3所示為情境式學習系統綁定虛擬實境終端裝置的步驟，此圖描述在學校的場域中運行基於虛擬實境技術的情境式學習系統的實施例，而實際實施時，場域可為各種參與虛擬實境學習的學員的所屬單位，並不限於學校。

當有學校要使用虛擬實境技術提供學習服務時，情境式學習系統32需要將虛擬實境終端裝置33綁定學校，如圖所示，系統管理員31通過管理介面輸入學校資料（步驟S301），如學校名稱、位置、使用裝置之數量等。在情境式學習系統32建立資料庫中數據後，這時，應操作虛擬實境終端裝置33連線情境式學習系統32，由情境式學習系統32提供綁定序號給虛擬實境終端裝置33（步驟S303），使用者接著操作虛擬實境終端裝置33，應用其中顯示的操作介面輸入綁定序號，即將虛擬實境終端裝置33利用此綁定序號綁定為學校所使用（步驟S305）。

接著，虛擬實境終端裝置33傳送相關綁定資料至情境式學習系統32，包括裝置唯一序號，使得虛擬實境終端裝置33資料庫可記載綁定學校的虛擬實境終端裝置33，經接收綁定信息並確認序號無誤後，即完成裝置與學校之綁定（步驟S307），並提供系統管理31知悉相關綁定資料，如學校、裝置之資料（步驟S309）。

情境式學習系統接著即可開始服務在各綁定單位（如上例的學校）的學員，系統運行時，為了要解決虛擬實境終端裝置的數量不足以讓數量更多的學員使用的問題，提出了隨機序號的概念，實施例可參考圖4所示情境式學習系統提供學員隨機序號的流程圖。

此例中，教師41先通過情境式學習系統43提供的管理介面42查看學員資料（步驟S401），為了要取得學員資料（步驟S402），情境式學習系統43將先驗證教師41身份的權限（步驟S403），情境式學習系統43即可根據教師41的權限提供學員資料（步驟S404），並將學員資料顯示給教師41看（步驟S405）。

根據一實施例，根據以上系統的描述，此流程目的可由情境式學習系統43中的教學管理模組提供教師介面（即此例的管理介面42）讓教師41設定提供一或多個學員的學習內容。另一方面，也通過此管理介面42設定學員的隨機的登入序號，此序號可設定有效期限，讓情境式學習系統43可以在期限內辨別個別學員產生的學習回饋資料，否則將失效。

接著，教師41通過管理介面42請求取得一組學員登入序號（步驟S406），並向情境式學習系統43發出請求（步驟S407），在情境式學習系統43中，取得教師41所提出要取得登入序號的學員的所屬單位資料，如學生所在的學校或特定場域（步驟S408），即針對此學員產生學員登入序號（步驟S409），並在系統中綁定學員帳號（步驟S410）。之後，情境式學習系統43回傳學員登入序號（步驟S411），並通過管理介面42顯示學員登入序號（步驟S412）。

此時，情境式學習系統43即於資料庫中記錄學員資料（帳號）、所屬單位、登入序號的連結關係，如此，當有虛擬實境終端裝置產生對應此登入序號的信息產生時，情境式學習系統43即可判斷出學員身份。

使用此登入序號執行虛擬實境的學習時，相關程序可以參考圖5顯示學員登入系統的實施例流程圖。

此例中，顯示一旦學員51取得專屬自己的登入序號時，可以操作虛擬實境終端裝置52登入情境式學習系統53，包括操作虛擬實境終端裝置52，使用其中顯示的介面輸入登入序號（步驟S501），並將登入資料傳送到情境式學習系統53（步驟S502），所傳送的資料包括學員51的登入序號與裝置序號，使得情境式學習系統53根據這些資訊驗證裝置（步驟S503）。

情境式學習系統53還可根據這些登入資料確認出虛擬實境終端裝置52所綁定的單位（步驟S504），並同時檢查登入序號可用性（步驟S505），以及經驗症候取得綁定的學員帳號（步驟S506）。確認後，將學員驗證資料回傳到學員51所使用的虛擬實境終端裝置52（步驟S507），還通過虛擬實境終端裝置52的顯示螢幕顯示學員身份（步驟S508）。

以上圖4與圖5流程描述學員使用隨機產生的登入序號使用虛擬實境終端裝置並登入情境式學習系統的步驟，也就是在學員每次使用虛擬實境終端裝置前，教師會先向情境式學習系統申請一組登入序號，在系統端建立與學員身份的關聯性，之後學員可使用虛擬實境終端裝置登入系統，經確認學員身份後，即可以開始使用虛擬實境學習。

在一實施例中，上述教師如學校老師，可以通過情境式學習系統提供的服務針對每個學生產生一登入序號，並發給學生保管，之後可以此序號輸入虛擬實境終端裝置，並藉此登入情境式學習系統。因此，之後針對此登入序號的學習回饋資料即可對應此學生帳號儲存在系統端資料庫中。應用時，對於採用此系統進行教學的班級而言，教師還能通過管理介面查看此班級學習狀況，例如平均分數或是等級，教師還能按照學員經過評分得出的程度設計題庫，根據學員的學習回饋資料形成的記錄動態調整題目的難易度。

學員所產生的學習回饋資料可提供教師，讓教師可以根據學員程度設定對應的學習內容，或者，情境式學習系統可引入人工智能或是以軟體功能根據學員的程度自動判斷的學習內容而演算產生一虛擬實境場景的內容。

綜合以上流程，情境式學習系統的運行方法如圖6所示的實施例流程圖。

一開始，啟動虛擬實境終端裝置，初始化虛擬實境終端裝置的步驟除裝置本身硬體與作業環境啟動外，還包括與遠端情境式學習系統連線（步驟S601），學員可以使用所取得的登入序號輸入至虛擬實境終端裝置中，之後虛擬實境終端裝置將登入資料（裝置序號、學員登入序號）傳送至情境式學習系統（步驟S603）。

經系統驗證裝置、學員身份與學員所屬單位等資料後（步驟S605），系統可根據學員資料提出一場景選單，選單內容可以根據學員進度而動態決定題目的難易度（步驟S607），此場景選單可以顯示在虛擬實境終端裝置的顯示螢幕上，供學員選擇。

在此步驟中，依據學員學習回饋資料計算題目難易度的計算公式可以為：難易度＝（高分組答對率＋低分組答對率）÷2，其中「0≦難易度≦1」，其中難易度值越大，難度越低，而難易度值越小，難度越高。每次學員通過學習產生的學習回饋資料將動態地更新資料庫，也影響難易度計算，因此情境式學習系統可根據學員的學習紀錄得出學員較不熟悉的單元或情境。

更者，情境式學習系統可以根據學員的學習記錄得出程度較落後的學員，以能提供適合該學員的學習內容。舉例來說，可以利用四分位差（Q2）方法判斷學員的程度，其中，四分位差是班上平均標準，低為平均標準可視為不熟悉，因此可以根據學員的學習紀錄，以此四分位差的方式找出程度較落後的學生名單，讓教師可以依據這些資訊設定學員的題目。

當情境式學習系統提供場景選單後，學員可以操作虛擬實境終端裝置決定場景選擇，並由情境式學習系統接收到學員的選擇（步驟S609），情境式學習系統也據此產生虛擬實境場景的內容（步驟S611），提供至虛擬實境終端裝置後載入至裝置的記憶體中（步驟S613），此時，學員即可開始在選擇的虛擬實境場景內進行互動學習，產生的資料將形成提供至系統的學習互動資料（步驟S615），於是將產生的學習回饋資料記錄於情境式學習系統中，再利用軟體手段或是人工智能的方法進行評分（步驟S617），也成為下次提供給學員的學習內容或場景選單的依據。

在此一提的是，在情境式學習系統中，分析學員產生的學習回饋資料的主要目的之一是評分，藉此判斷學員的程度，以學校班級而言，可以通過統計方法得出所有學生中分數最大值、最小值、平均值與標準差，就系統而言，情境式學習系統可以根據學員的學習回饋資料執行記錄與評分，以提供教師根據學員學習狀況設定針對學員的個人化學習內容，就教師而言，還能根據學員的學習回饋資料形成的記錄動態調整題目的難易度。

以下圖式顯示情境式學習系統運行時在各模式、各階段的實施例示意圖，而實施例僅示意表示，並不用於限制實際實施的範圍。

在情境式學習系統中，資料庫儲存的虛擬實境資料涵蓋的學習模式至少包括一劇情模式、一單字模式與一對話模式，也就是形成場景選單的來源，如圖7所示的實施例示意圖。

在此圖示的實施例中，場景選單700包括有字彙701的選單，包括的選項有練習711與任務713；在劇情703的選單中，包括的選項提供不同的劇情場景，示意表示為劇情一731、劇情二733以及劇情三735；在對話705的選單中，提供有對話選單751。

圖8顯示情境式學習系統中多學習模式的實施例示意圖，圖示的情境式學習系統80提供多種學習模式包括有劇情模式801、單字模式803以及對話模式805。

在劇情模式801中，運作的流程包括先設定學習互動場景（步驟S811），較佳地，這是一種三維擬真劇情，通過虛擬實境技術能創造出沉浸式的學習互動環境，通過操作虛擬實境終端裝置運行基於虛擬實境的互動程序，以語言學習為例，即可藉由對話內容進行場域探索與對話互動（步驟S813），包括系統會引導學員進行情境對話達到口說練習的機會，之後系統接收自虛擬實境終端裝置產生的學習資料（步驟S815），系統執行語音辨識技術（步驟S817），形成學習記錄（步驟S819）。

在單字模式803中，運作的流程如圖所示，同樣先設定學習場景（步驟S831），如決定三維擬真場景，在學習單字的模式下，系統指派學習單字（步驟S833），例如可指派任務學習單字，經學員操作虛擬實境終端裝置進行單字學習互動後，系統接收學習資料（步驟S835），系統端同樣執行語音識別（步驟S837），並形成記錄（步驟S839）。

在對話模式805下，運作的流程先設定對話任務（步驟S851），再設定互動場景（步驟S853），包括與設定對象進行對話練習，學員即通過虛擬實境終端裝置反覆練習，訓練發音及口說能力，系統端接收學習資料（步驟S855），並執行語音識別（步驟S857），形成記錄（步驟S859）。

圖9以示意圖表示呈現於虛擬實境終端裝置中的劇情模式的虛擬實境場景，如圖中所示的虛擬實境場景900，顯示有虛擬實境背景901，以及與學員互動的虛擬實境人物903。學員可以操作虛擬實境終端裝置在系統設定的劇情中互動，由裝置中的麥克風錄製學員的聲音，產生學習回饋資料，提供給系統。

學習單字時，如圖10所示單字模式下設定單字的頁面實施例示意圖，教師可以通過系統提出的設定頁面設定單字任務1000，在其中類別選單1001選擇其中之一類別，下方欄位即出現所選擇類別的單字庫1003，另一邊即顯示出教師決定可列為學習單字的已選單字列表1005。完成設定並經儲存後，可以演算為針對一或多個學員學習單字的虛擬實境場景的內容。

圖11顯示情境式學習系統中對話模式下設定場景的頁面實施例示意圖，所示頁面顯示對話任務1100的設定頁面，設定的項目包括有場景選擇1101、名稱1103、場景1105、對象1107、評分1109以及其他1111，可以提供給教師設定提供給學員進行虛擬實境互動學習的內容。

綜上所述，根據上述基於虛擬實境的情境式學習系統與運作方法實施例內容，可知，所提出的情境式學習系統在提供學習者內容時，並非以教學者的觀點提供，而是以學習者的過去經驗來做為基礎，讓教學者可以彈性改變學習內容，提供合適的內容給學習者，如此達成提供多人使用並個人化的情境式學習的目的。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

10:網路 100:情境式學習系統 101:處理單元 103:資料庫 105:虛擬實境引擎 107:管理模組 108:教學管理模組 109:學習數據處理模組 110:數據介面單元 111,113,115:虛擬實境終端裝置 12:管理電腦 20:網路 21:情境式學習系統 22:虛擬實境終端裝置 201:控制單元 203:顯示單元 209:感測器單元 205:網路單元 207:記憶單元 202:輸入單元 31:系統管理員 32:情境式學習系統 33:虛擬實境終端裝置 41:教師 42:管理介面 43:情境式學習系統 51:學員 52:虛擬實境終端裝置 53:情境式學習系統 700:場景選單 701:字彙 711:練習 713:任務 703:劇情 731:劇情一 733:劇情二 735:劇情三 705:對話 751:對話選單 80:情境式學習系統 801:劇情模式 803:單字模式 805:對話模式 900:虛擬實境場景 901:虛擬實境背景 903:虛擬實境人物 1000:單字任務 1001:類別選單 1003:單字庫 1005:已選單字列表 1100:對話任務 1101:場景選擇 1103:名稱 1105:場景 1107:對象 1109:評分 1111:其他 步驟S301～S309:系統綁定虛擬實境終端裝置的流程 步驟S401～S412:系統提供學員登入序號的流程 步驟S501～S508:學員登入系統的流程 步驟S601～S617:情境式學習系統的運行方法流程 步驟S811～S819:劇情模式設定流程 步驟S831～S839:單字模式設定流程 步驟S851～S859:對話模式設定流程

圖1顯示基於虛擬實境的情境式學習系統的系統架構實施例示意圖；

圖2顯示連接情境式學習系統的虛擬實境終端裝置電路模組實施例圖；

圖3顯示在情境式學習系統中綁定虛擬實境終端裝置的實施例流程圖；

圖4顯示情境式學習系統提供學員隨機序號的實施例流程圖；

圖5顯示情境式學習系統中學員登入系統的實施例流程圖；

圖6顯示為情境式學習系統的運行方法的實施例流程圖；

圖7顯示情境式學習系統提供學習選單的實施例示意圖；

圖8顯示情境式學習系統中多學習模式的實施例示意圖；

圖9顯示情境式學習系統呈現劇情模式的虛擬實境場景示意圖；

圖10顯示情境式學習系統中單字模式下設定單字的頁面實施例示意圖；以及

圖11顯示情境式學習系統中對話模式下設定場景的頁面實施例示意圖。

10:網路

100:情境式學習系統

101:處理單元

103:資料庫

105:虛擬實境引擎

107:管理模組

108:教學管理模組

109:學習數據處理模組

110:數據介面單元

111,113,115:虛擬實境終端裝置

12:管理電腦

Claims (9)

1. 一種基於虛擬實境的情境式學習系統，包括：一處理單元，用於處理該情境式學習系統中各元件運作產生的信息，包括處理該情境式學習系統產生的信息，以及所連線的一或多個虛擬實境終端裝置產生的信息；一數據介面單元，用以連線該一或多個虛擬實境終端裝置，並藉此接收各該虛擬實境終端裝置產生的信息；一資料庫，用於儲存該情境式學習系統提供多種學習模式下的虛擬實境資料、學員資料、教師資料、各該虛擬實境終端裝置的註冊資料以及管理者資料；一虛擬實境引擎，用於根據各學員選擇、教師設定或該情境式學習系統自動判斷的學習內容而演算產生一虛擬實境場景的內容；一管理模組，通過一管理介面提供一管理者管理該情境式學習系統的運作以及管理註冊於該情境式學習系統的該一或多個虛擬實境終端裝置；一教學管理模組，根據一序號請求提供各學員隨機產生的一登入序號，該登入序號連結該學員身份，該教學管理模組提供一教師介面讓一教師設定提供一或多個該學員的學習內容；以及一學習數據處理模組，用以處理自該一或多個虛擬實境終端裝置產生的信息，取得其中有關各該學員的學習回饋資料；其中，於各該虛擬實境終端裝置其中之一啟動後，以該學員的該登入序號登入該情境式學習系統，同時傳送該虛擬實境終端裝置的一裝置序號，該情境式學習系統根據該登入序號驗證該學員身份，並根據該裝置序號驗證該虛擬實境 終端裝置；於該情境式學習系統中，根據該學員身份提供一場景選單，並以虛擬實境影像顯示於該虛擬實境終端裝置中，之後接收該學員操作該虛擬實境終端裝置產生的一場景選擇；通過該虛擬實境引擎根據該場景選擇，與提供該學員的學習內容演算產生該虛擬實境場景的內容；其中，於載入該虛擬實境場景的內容至該虛擬實境終端裝置，該情境式學習系統開始接收該學員的學習回饋資料；其中，該資料庫儲存的該虛擬實境資料涵蓋的學習模式至少包括一劇情模式、一單字模式與一對話模式；其中，該情境式學習系統用於學員人數超過該虛擬實境終端裝置的數量的場域中時，通過該管理介面產生該序號請求，該教學管理模組隨機產生對應某學員的該登入序號並將該登入序號連結學員身份；該情境式學習系統根據連結學員身份的該登入序號記錄每個學員操作該虛擬實境終端裝置進行互動時個別產生的該學習回饋資料；該情境式學習系統通過該學習回饋資料，並通過該虛擬實境引擎產生該虛擬實境場景的內容以針對個別學員產生個人化的該學習內容；其中，通過該管理介面設定學員隨機的該登入序號時可設定有效期限，該情境式學習系統在有效期限內辨別個別學員產生的該學習回饋資料，否則將失效；該教學管理模組針對學員產生學員的該登入序號並綁定學員之後，該情境式學習系統回傳學員的該登入序號並通過該管理介面顯示學員的該登入序號；藉此該情境式學習系統即於該資料庫中記錄學員資料、所屬單位、該登入序號的連結關係，且當有該虛擬實境終端裝置產生對應某學員的該登入序號的信息產生時，該情境式學習系統即判斷出學員身份。
2. 如請求項1所述的基於虛擬實境的情境式學習系統，其中該教學管理模組根據該學員的學習回饋資料執行記錄與評分， 以提供該教師根據各該學員學習狀況設定針對該學員的個人化學習內容。
3. 如請求項2所述的基於虛擬實境的情境式學習系統，其中該教師按照該學員的程度設計題庫，根據該學員的學習回饋資料形成的記錄動態調整題目的難易度。
4. 如請求項1至3中任一項所述的基於虛擬實境的情境式學習系統，其中於驗證該學員身份時，還根據該情境式學習系統的該資料庫儲存的資料取得該學員所屬單位，根據該裝置序號確認是否該虛擬實境終端裝置綁定該學員所屬單位。
5. 一種基於虛擬實境的情境式學習系統的運作方法，包括：於一虛擬實境終端裝置啟動後，以一學員的一登入序號登入一情境式學習系統，同時傳送該虛擬實境終端裝置的一裝置序號，該情境式學習系統根據該登入序號驗證該學員身份，並根據該裝置序號驗證該虛擬實境終端裝置；根據該學員身份提供一場景選單，並以虛擬實境影像顯示於該虛擬實境終端裝置中；接收該學員操作該虛擬實境終端裝置產生的一場景選擇；通過該情境式學習系統中一虛擬實境引擎根據該場景選擇，與提供該學員的一學習內容演算產生一虛擬實境場景的內容；載入該虛擬實境場景的內容至該虛擬實境終端裝置；接收該學員於該虛擬實境場景的內容中操作產生的學習回饋資料；以及以一資料庫儲存該情境式學習系統提供多種學習模式下的虛擬實境資料、學員資料、教師資料、該虛擬實境終端裝置的註冊資料以及管理者資料；其中，該資料庫儲存的虛擬實境資料涵蓋的學習模式至少包括一劇情模式、一單字模式與一對話模式； 其中，該情境式學習系統用於學員人數超過該虛擬實境終端裝置的數量的場域中時，通過該情境式學習系統產生一序號請求，該情境式學習系統隨機產生對應某學員的該登入序號並將該登入序號連結學員身份；該情境式學習系統根據連結學員身份的該登入序號記錄每個學員操作該虛擬實境終端裝置進行互動時個別產生的該學習回饋資料；該情境式學習系統通過該學習回饋資料，並通過該虛擬實境引擎產生該虛擬實境場景的內容以針對個別學員產生個人化的該學習內容；其中，通過該情境式學習系統設定學員隨機的該登入序號時可設定有效期限，該情境式學習系統在有效期限內辨別個別學員產生的該學習回饋資料，否則將失效；該情境式學習系統針對學員產生學員的該登入序號並綁定學員之後，該情境式學習系統顯示學員的該登入序號；藉此該情境式學習系統即於該資料庫中記錄學員資料、所屬單位、該登入序號的連結關係，且當有該虛擬實境終端裝置產生對應某學員的該登入序號的信息產生時，該情境式學習系統即判斷出學員身份。
6. 如請求項5所述的運作方法，其中於驗證該學員身份時，還根據該情境式學習系統的該資料庫儲存的資料取得該學員所屬單位，根據該裝置序號確認是否該虛擬實境終端裝置綁定該學員所屬單位。
7. 如請求項5所述的運作方法，其中該情境式學習系統根據該學員的學習回饋資料執行記錄與評分，以提供一教師根據該學員學習狀況設定針對該學員的個人化學習內容。
8. 如請求項7所述的運作方法，其中該教師按照該學員的程度設計題庫，根據該學員的學習回饋資料形成的記錄動態調整題目的難易度。
9. 如請求項5至8中任一項所述的運作方法，其中該學員的該登入序號為該情境式學習系統的一教學管理模組根據該序 號請求而隨機產生，該教學管理模組將該登入序號連結該學員身份。

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