TWM651414U - 師資訓練系統 - Google Patents

Abstract

提供一種師資訓練系統。師資訓練系統包含處理器，儲存媒體以及收發器。收發器通訊連接至虛擬實境顯示器。儲存媒體儲存多個模組。處理器耦接儲存媒體以及收發器，並且存取和執行多個模組，其中多個模組包含處理模組、分組教學模組以及評分模組。處理模組通過收發器為虛擬實境顯示器提供虛擬實境教室場景，其中虛擬實境教室場景包含多個虛擬學生。分組教學模組通過收發器接收分組指令以將多個虛擬學生分配至多個小組。評分模組根據多個小組的每一者中的虛擬學生的屬性產生第一分數，並且通過收發器輸出包含第一分數的評分報告。

Description

師資訓練系統

本新型創作是有關於一種訓練系統，且特別是有關於一種師資訓練系統。

目前師資培育的作法，大多是透過大學課堂上進行理論概念的教導，再安排學生至中小學進行實習的方式，培養師資生具備教學與班級經營的知能。這樣的師資培育方式，雖能協助師資生獲得教育專業知識，但無法有效培養實務能力。主要原因，在於大學修讀教育專業課程的過程中，鮮少安排學生進行教學技巧的練習，大多是透過聽講的方式進行學習。雖然有些課程會安排學生至中小學進行教學觀摩或試教，這樣的作法可能因同儕間既有的人際關係而讓角色扮演顯得不自然，或因於同儕面前表現的壓力而無法如實呈現教學能力。如果能夠解決干擾中小學教學及同儕角色扮演所產生的尷尬和不自然，應用真實情境模擬演練是培訓師資生教學與班級經營技能的有效方法之一。

隨著科技的發達，虛擬實境(virtual reality，VR)技術被廣泛應用於各個領域，目前在國外雖然研發有一些運用於教師培 育或演講訓練的虛擬實境技術，然而因為教學是高度互動性的活動，現有的師資訓練的虛擬實境技術依然缺乏互動性之效果和功能。因此，設計一種可基於互動性評價師資生之教學和班級經營能力的系統，實為一大課題。

本新型創作提供一種師資訓練系統，可基於師資生與虛擬學生之間的互動評價師資生的教學能力和班級經營能力。

本新型創作的一種師資訓練系統，包含處理器，儲存媒體以及收發器。收發器通訊連接至虛擬實境顯示器。儲存媒體儲存多個模組。處理器耦接儲存媒體以及收發器，並且存取和執行多個模組，其中多個模組包含處理模組、分組教學模組以及評分模組。處理模組通過收發器為虛擬實境顯示器提供虛擬實境教室場景，其中虛擬實境教室場景包含多個虛擬學生。分組教學模組通過收發器接收分組指令以將多個虛擬學生分配至多個小組。評分模組根據多個小組的每一者中的虛擬學生的屬性產生第一分數，並且通過收發器輸出包含第一分數的評分報告。

在本新型創作的一實施例中，上述的多個小組包含第一小組，且第一小組包含至少二虛擬學生，其中評分模組基於至少二虛擬學生的至少二屬性相異而增加第一分數。

在本新型創作的一實施例中，上述的分組教學模組通過收發器接收包含分組指令的多個語音指令，其中評分模組根據多 個語音指令的次序產生第二分數，其中評分報告包含第二分數。

在本新型創作的一實施例中，上述的處理模組更新虛擬實境教室場景以在虛擬實境教室場景顯示多個小組。

在本新型創作的一實施例中，上述的虛擬實境教室場景包含用於顯示多個虛擬學生的屬性的虛擬物件。

在本新型創作的一實施例中，上述的多個虛擬學生包含第一虛擬學生，其中處理模組通過收發器接收互動指令，並且根據互動指令更新虛擬實境教室場景中的第一虛擬學生。評分模組響應於接收到對應於互動指令的確認指令而產生第三分數，其中評分報告包含第三分數。

在本新型創作的一實施例中，上述的師資訓練系統更包含影像擷取裝置。影像擷取裝置通訊連接至收發器，並且對工作人員執行動作擷取以產生互動指令。

在本新型創作的一實施例中，上述的多個模組更包含關注度訓練模組。關注度訓練模組基於對應於虛擬實境顯示器的視線焦點與多個虛擬學生中的第一虛擬學生匹配而增加對應於第一虛擬學生的第一關注度訊號。評分模組根據第一關注度訊號產生第四分數，其中評分報告包含第四分數。

在本新型創作的一實施例中，上述的處理模組基於視線焦點與第一虛擬學生匹配而在虛擬實境教室場景中突出顯示第一虛擬學生。

在本新型創作的一實施例中，上述的評分模組通過收發 器接收評分指令，並且根據評分指令產生第五分數，其中評分報告包含第五分數。

基於上述，本新型創作的師資訓練系統可為師資生提供良好且便利的試教環境。師資訓練系統除了可對師資生的教學過程進行評價外，還可協助改善師資生的教學能力和班級經營能力。

100:師資訓練系統

110:處理器

120:儲存媒體

121:處理模組

122:分組教學模組

123:評分模組

124:關注度訓練模組

130:收發器

140:虛擬實境顯示器

150:終端裝置

160:影像擷取裝置

200:虛擬學生

300:圖形介面

40:座位表

400:標記

圖1根據本新型創作的一實施例繪示一種師資訓練系統的示意圖。

圖2根據本新型創作的一實施例繪示虛擬實境教室場景的示意圖。

圖3根據本新型創作的一實施例繪示虛擬實境教室場景中的分組結果的示意圖。

圖4根據本新型創作的一實施例繪示座位表的示意圖。

圖5根據本新型創作的一實施例繪示虛擬實境教室場景中的關注度訊號的示意圖。

圖1根據本新型創作的一實施例繪示一種師資訓練系統100的示意圖。師資訓練系統100可包含處理器110、儲存媒體120以及收發器130。在一實施例中，師資訓練系統100可進一步包含 虛擬實境顯示器140(及其遙控裝置(例如：麥克風或遊戲搖桿等))、終端裝置150或影像擷取裝置160。

處理器110例如是中央處理單元(central processing unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元(micro control unit，MCU)、微處理器(microprocessor)、數位信號處理器(digital signal processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、圖形處理器(graphics processing unit，GPU)、影像訊號處理器(image signal processor，ISP)、影像處理單元(image processing unit，IPU)、算數邏輯單元(arithmetic logic unit，ALU)、複雜可程式邏輯裝置(complex programmable logic device，CPLD)、現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)或其他類似元件或上述元件的組合。處理器110可耦接至儲存媒體120以及收發器130，並且存取和執行儲存於儲存媒體120中的多個模組和各種應用程式。處理器110還可通過收發器130通訊連接至虛擬實境顯示器140、終端裝置150或影像擷取裝置160。

儲存媒體120例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體(random access memory，RAM)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟(hard disk drive，HDD)、固態硬碟(solid state drive，SSD)或類似元件或上述元件的組合，而用於儲存可由處理器110執行的多個模組或各種應用程式。在本實施例中，儲存媒體120可儲存包含處理模組 121、分組教學模組122、評分模組123以及關注度訓練模組124等多個模組，其功能將於後續說明。

收發器130以無線或有線的方式傳送或接收訊號。收發器130還可以執行例如低噪聲放大、阻抗匹配、混頻、向上或向下頻率轉換、濾波、放大以及類似的操作。在一實施例中，處理模組121可通過收發器130接收指令(例如：來自虛擬實境顯示器140的遙控裝置的指令、來自虛擬實境顯示器140的麥克風的語音指令或來自終端裝置150的指令)，並且根據指令更新虛擬實境場景。師資訓練系統100的使用者可根據指令來與虛擬實境場景進行互動。

虛擬實境顯示器140(及其遙控裝置)例如是由接受培訓的師資生所配戴的頭戴式顯示器(head-mounted display，HMD)。

終端裝置150例如是個人電腦、筆記型電腦、平板電腦或智慧型手機等。終端裝置150可由為師資生的能力進行評分的工作人員所操作。

影像擷取裝置160例如是用以擷取影像的攝影機或照相裝置。影像擷取裝置160可包含諸如互補性金屬氧化半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)或電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)的影像感測器。

處理模組121可通過收發器130為虛擬實境顯示器140提供虛擬實境場景，其中虛擬實境場景例如包含虛擬實境辦公室場景、虛擬實境走廊場景或虛擬實境教室場景等用以模擬校園的 場景。虛擬實境顯示器140可為接受培訓的師資生顯示虛擬實境場景。舉例來說，虛擬實境顯示器140可為師資生提供虛擬實境教室場景，以讓師資生在虛擬實境教室場景中進行試教。圖2根據本新型創作的一實施例繪示虛擬實境教室場景的示意圖，其中虛擬實境教室場景可包含一或多個虛擬學生200。舉另一例來說，虛擬實境顯示器140可為師資生提供虛擬實境辦公室場景，以讓師資生在虛擬實境辦公室場景進行教學前的準備工作(例如：為虛擬學生進行分組)。

師資生或工作人員可為多個虛擬學生200進行分組。具體來說，分組教學模組122可通過收發器130接收分組指令(例如：來自虛擬實境顯示器140的遙控裝置的指令、來自虛擬實境顯示器140的麥克風的語音指令或來自終端裝置150的指令)。分組教學模組122可根據分組指令將多個虛擬學生200分配至多個小組。舉例來說，假設虛擬實境教室場景中的虛擬學生200的原始座位如圖2所示。分組教學模組122可根據分組指令更新虛擬實境教室場景以使虛擬實境教室場景中的虛擬學生200座位轉變為如圖3所示的分組結果。

在進行基於「小組討論法」或「合作學習拼圖法」的教學時，教師需要根據學生的屬性(例如：成績或擅長科目)來為學生進行分組，以強化教學效果。為了測試師資生是否具備為學生適當分組的能力，在一實施例中，處理模組121可在虛擬實境場景中為師資生提供顯示多個虛擬學生200的屬性的虛擬物件，其中虛 擬物件例如是座位表。圖4根據本新型創作的一實施例繪示座位表40的示意圖。處理模組121可通過虛擬實境辦公室場景中的虛擬電腦或虛擬實境教室場景中的虛擬手持裝置來為師資生顯示各個虛擬學生200在虛擬實境教室場景中的座位以及各個虛擬學生200的屬性。例如，圖4的座位表40顯示了各個虛擬學生200的成績。在一實施例中，虛擬物件上提供了「同質性分組」、「異質性分組」或「隨機分組」的選項供師資生選擇。分組教學模組122可基於師資生的選擇為多個虛擬學生200進行分組。舉例來說，「同質性分組」可將屬性相同或相似的多個虛擬學生200分配至同個小組中，「異質性分組」可將屬性相異的多個虛擬學生200分配至同個小組中，且「隨機分組」可多個隨機的虛擬學生200分配至同個小組中。

在一實施例中，若師資生決定手動為虛擬學生200進行分組，則師資生可操作虛擬實境顯示器140或其遙控裝置以將分組指令傳送給分組教學模組122以進行分組。在完成分組後，評分模組123可根據各個小組中的虛擬學生200的屬性產生關聯於師資生的分組能力的分數，並且將分數記錄在評分報告中。舉例來說，為了判斷師資生是否有根據「異質性分組」的原則進行分組，評分模組123可基於小組中包含屬性相異的虛擬學生200(例如：擅長科目不同的虛擬學生)而增加師資生的分數。舉另一例來說，為了判斷師資生是否有根據「同質性分組」的原則進行分組，評分模組123可基於小組中包含屬性相同或相似的虛擬學生200(例 如：考試成績相似的虛擬學生)而增加師資生的分數。

在進行基於「小組討論法」或「合作學習拼圖法」的教學時，教師需要遵守特定的流程。舉例來說，在進行「合作學習拼圖法」教學時，教師需要依序執行「分組」、「從各組中選出組員組成專家小組」、「組員回到原小組」、「為各組組員進行測驗」以及「獎勵進步學生」等步驟。為了測試師資生是否具備針對特定教學方法的執行能力，在一實施例中，分組教學模組122可通過收發器130接收多個指令(例如：多個語音指令)，其中所述多個指令可包含如上所述的分組指令。接著，評分模組123可根據多個指令的次序產生關聯於師資生對特定教學方法之執行能力的分數，並且將分數記錄在評分報告中。

在課堂上，時常有學生發生突發狀況而影響到教師的教學。因此，教師需要有解決突發狀況的能力。在一實施例中，處理模組121可通過收發器130接收用於操縱虛擬學生200的互動指令。處理模組121可根據互動指令更新虛擬實境教室場景中的虛擬學生200以使虛擬學生200與師資生產生互動。舉例來說，工作人員可通過互動指令來操縱虛擬學生200發生突發狀況(例如：大聲喧嘩或玩鬧)。師資生可與虛擬學生200進行互動以嘗試解決突發狀況。基於師資生處理突發狀況的表現，工作人員可操作終端裝置150傳送確認指令給評分模組123，其中確認指令可包含工作人員對師資生的評分。評分模組123可根據確認指令產生關聯於師資生對處理突發狀況或班級經營之能力的分數，並且將分數記 錄在評分報告中。

互動指令的來源可包含終端裝置150或影像擷取裝置160。在一實施例中，工作人員可操作終端裝置150以傳送互動指令給處理模組121。在一實施例中，處理模組121可通過影像擷取裝置160對工作人員執行動作擷取以產生互動指令。基於互動指令行動的虛擬學生200可表現出與工作人員相同的動作(例如：行走、站立或坐下)或行為(例如：展現帶有情緒的臉部表情)，進而與師資生進行互動。

為了關注每位學生的學習狀況，教師需要盡可能地將注意力平均分配給每位學生。在一實施例中，關注度訓練模組124可通過收發器130取得對應於虛擬實境顯示器140的視線焦點(gaze point)。圖5根據本新型創作的一實施例繪示虛擬實境教室場景中的關注度訊號的示意圖。關注度訓練模組124可判斷視線焦點是否與虛擬學生200匹配(即：視線焦點是否落在虛擬學生200上或虛擬學生200附近)。若視線焦點與虛擬學生200匹配，代表師資生正在關注虛擬學生200。據此，關注度訓練模組124可增加對應於虛擬學生200的關注度訊號，並可通過如圖5所示的圖形介面300來呈現對應於虛擬學生200的關注度訊號。評分模組123可根據每個虛擬學生200的關注度訊號產生關聯於師資生的互動能力的分數，並且將分數記錄在評分報告中。舉例來說，若各個虛擬學生200的關注度訊號較為平均，則評分模組123可為師資生打上較高的分數。若各個虛擬學生200的關注度訊號較不平均， 則評分模組123可為師資生打上較低的分數。

為了提示師資生平均地分配注意力到每位虛擬學生200，在一實施例中，處理模組121可基於視線焦點與虛擬學生200匹配而在虛擬實境教室場景中突出顯示(highlight)虛擬學生200。以圖5為例，當視線焦點與虛擬學生200匹配時，處理模組121可在虛擬學生200附近產生標記400，藉以突出顯示虛擬學生200。

在一實施例中，工作人員可直接將自身對師資生的評價記錄到評分報告中。具體來說，工作人員可操作終端裝置150傳送評分指令給評分模組123。評分模組123可根據評分指令產生分數，並且將分數記錄在評分報告中。

在產生評分報告後，評分模組123可通過收發器130輸出評分報告供工作人員或師資生參考。在一實施例中，評分模組123可通過虛擬實境場景中的虛擬物件來顯示評分報告。舉例來說，評分模組123可通過虛擬實境教室場景中的虛擬黑板或虛擬平板電腦等來顯示評分報告給師資生參考。

綜上所述，本新型創作的師資訓練系統可根據師資生為虛擬學生進行分組的結果評價師資生的分組方式是否適當。針對特定的教學方法，師資訓練系統可判斷師資生執行該教學方法的流程是否正確，藉以評價師資生之教學能力。師資訓練系統可記錄師資生對各個虛擬學生的關注程度，並可輔助師資生嘗試將注意力平均分散給各個虛擬學生，藉以改善師資生的班級經營能力。工作人員可操作虛擬學生製造突發狀況以考驗師資生的應變能力， 並進一步為師資生的應變能力進行評分。基於上述，本新型創作的師資訓練系統除了可為師資生的教學過程進行評價外，還可有效提升師資生的教學能力和班級經營能力。

100:師資訓練系統

110:處理器

120:儲存媒體

121:處理模組

122:分組教學模組

123:評分模組

124:關注度訓練模組

130:收發器

140:虛擬實境顯示器

150:終端裝置

160:影像擷取裝置

Claims (10)

1. 一種師資訓練系統，包括： 收發器，通訊連接至虛擬實境顯示器； 儲存媒體，儲存多個模組；以及 處理器，耦接所述儲存媒體以及所述收發器，並且存取和執行所述多個模組，其中所述多個模組包括： 處理模組，通過所述收發器為所述虛擬實境顯示器提供虛擬實境教室場景，其中所述虛擬實境教室場景包括多個虛擬學生； 分組教學模組，通過所述收發器接收分組指令以將所述多個虛擬學生分配至多個小組；以及 評分模組，根據所述多個小組的每一者中的虛擬學生的屬性產生第一分數，並且通過所述收發器輸出包括所述第一分數的評分報告。
2. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中所述多個小組包括第一小組，且所述第一小組包括至少二虛擬學生，其中 所述評分模組基於所述至少二虛擬學生的至少二屬性相異而增加所述第一分數。
3. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中 所述分組教學模組通過所述收發器接收包括所述分組指令的多個語音指令，其中 所述評分模組根據所述多個語音指令的次序產生第二分數，其中所述評分報告包括所述第二分數。
4. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中 所述處理模組更新所述虛擬實境教室場景以在所述虛擬實境教室場景顯示所述多個小組。
5. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中所述虛擬實境教室場景包括用於顯示所述多個虛擬學生的屬性的虛擬物件。
6. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中所述多個虛擬學生包括第一虛擬學生，其中 所述處理模組通過所述收發器接收互動指令，並且根據所述互動指令更新所述虛擬實境教室場景中的所述第一虛擬學生，其中 所述評分模組響應於接收到對應於所述互動指令的確認指令而產生第三分數，其中所述評分報告包括所述第三分數。
7. 如請求項6所述的師資訓練系統，更包括： 影像擷取裝置，通訊連接至所述收發器，並且對工作人員執行動作擷取以產生所述互動指令。
8. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中所述多個模組更包括： 關注度訓練模組，基於對應於所述虛擬實境顯示器的視線焦點與所述多個虛擬學生中的第一虛擬學生匹配而增加對應於所述第一虛擬學生的第一關注度訊號，其中 所述評分模組根據所述第一關注度訊號產生第四分數，其中所述評分報告包括所述第四分數。
9. 如請求項8所述的師資訓練系統，其中 所述處理模組基於所述視線焦點與所述第一虛擬學生匹配而在所述虛擬實境教室場景中突出顯示所述第一虛擬學生。
10. 如請求項1所述的師資訓練系統，其中 所述評分模組通過所述收發器接收評分指令，並且根據所述評分指令產生第五分數，其中所述評分報告包括所述第五分數。