專利名稱：互動式教學裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學裝置，特別是指一種在學習過程中可以與學習者產生互動的教學裝置。
讀卡機或是按鈕書的推出似乎是解決了上述學習模式的所有癥結點。但由于擴充性不佳的原因，使得使用者必須花費大把的金錢，才可達到學習的目的，況且讀卡機或是按鈕書因外型的關系，而導致攜帶不便，這也是無法推廣的主要原因之一。
近來市面上公開了一種教學筆，有關此種教學筆可見于美國專利US5,480,306號案中，此專利案所公開的教學筆是通過掃描印刷于教材內的條碼，即可讀出教材的內容，所以這種教學筆必須儲存有大量的發(fā)音檔，才能將教材內容正確的讀出。使用者可自行通過教材的更換，而達到學習的效果。此類教學筆雖因教材的替換產生多元性的變化，但是教學筆的存儲單元卻無法適時地更換，這便局限了教學筆的擴充性；再者，此教學筆是跟隨便用者的動作，才會有進一步的動作。因為無法與使用者產生互動教學的關系，所以使得教學筆的學習模式枯燥無味，大大地降低使用者繼續(xù)學習的意愿性。
因此，如何將教學裝置具有互動性與擴充性，提高學習的趣味性與學習效率，并且操作簡單，便于攜帶，實為一尚待突破的技術課題。
本實用新型所提供的互動式教學裝置包括有一數(shù)據(jù)本體，至少包含一數(shù)據(jù)頁層，該數(shù)據(jù)頁層上至少載有一包含教學數(shù)據(jù)的光學碼；一讀碼設備，包括一光學識別器、一識別運算單元、一教學資料卡、一語音轉換單元、一擴音器、一控制按鍵組、一電源裝置、一傳送運算單元及一通訊接口；該光學識別器與所述光學碼無線連接，其輸出端接至該識別運算單元，該識別運算單元與該教學資料卡之間通過數(shù)據(jù)線連接，其輸出信號至該語音轉換單元，該語音轉換單元的輸出端與該擴音器連接，該控制按鍵組可接通和斷開該電源裝置，該傳送運算單元的輸入端與所述的識別運算單元連接，其輸出端與該無線傳輸器連接；及一輸出器，包括一機殼、一顯示屏幕、一通訊接口及一圖像動態(tài)單元，該圖像動態(tài)單元可在該顯示屏幕動態(tài)顯示，所述讀碼設備上的通訊接口與該輸出器上的通訊接口以無線/有線方式通訊。
根據(jù)上述結構，該讀碼設備通過一光學識別器，將該光學碼讀入至一存儲器中，由該讀碼設備的一處理器在一教學資料卡中找出相對應該光學碼的聲音數(shù)據(jù)，并至一擴音器進行播放，使用者可經(jīng)由一控制按鍵組來操作該讀碼設備。
該讀碼設備還可通過一無線\有線傳輸器來驅動一輸出器，且該輸出器的一圖像動態(tài)單元可配合聲音來產生動作，而與使用者產生教學互動。
該數(shù)據(jù)本可以為教學資料書，且具有擴充性，使用者通過教學資料分類的方式，可自行增加或更替教學資料內容；此外，上述的教學資料卡可通過裝設于該讀碼設備中的一擴充口，徑自將教學資料卡插入以進行對比資料的更替以及補充，借此增進此教學裝置的擴充性；由上可知，本實用新型具有很強的影音交互功能，并能方便地進行數(shù)據(jù)的擴充，操作簡單，能有效地增進使用者的學習興趣，提高學習效率。


圖1所示為本實用新型所公開的一種互動式教學裝置，包含一讀碼設備120與一數(shù)據(jù)本130。讀碼設備120的外型是依據(jù)人體工學所設計而成。在讀碼設備120的底部設置有一光學識別器121，而在讀碼設備120的前端裝設有一無線傳輸器115b、一指示燈122與一控制按鍵組123，此指示燈122用以顯示讀碼設備120的電力以及標示對于數(shù)據(jù)本130中的光學碼131的識別狀態(tài)。另外在讀碼設備120的頂端則裝設有一擴音器124。由擴音器124輸出語音，供使用者進行學習。數(shù)據(jù)本130包含有一教學分類版、一題型資料版以及一影音解答版。題型資料版相對于影音解答版形成多對多的關聯(lián)性，大致可區(qū)分為字母題庫、短語題庫、填字題庫、數(shù)字題庫以及音樂題庫，例如字母題庫與短語題庫是讓使用者以跟讀的方式來學習與其相匹配的英文字母單字；填字題庫則可測驗使用者記憶英文單字的多寡，以增強使用者的識字能力；數(shù)字題庫用以提高使用者的數(shù)理能力；音樂題庫則是以仿效鋼琴鍵盤的設計樣式，使得使用者能提高其樂理能力。使用者可根據(jù)自己的學習目標，而自由地擴充或更替此數(shù)據(jù)本130。
本實用新型的第二實施例如圖2所示，此互動式教學裝置也可包括有一輸出器110、一讀碼設備120以及一數(shù)據(jù)本130。輸出器110的機殼111的中央設置有一顯示屏幕112，圖像動態(tài)元件119(如圖3所示)可產生動作與使用者產生教學互動。在機殼111的顯示屏幕112的下方裝設有一調整按鈕組113，用以啟動此輸出器110的電源以及設定此輸出器110的功能參數(shù)。機殼111則由一腳座114所支撐，腳座114與機殼111的接合處設計有一萬向接頭(圖中未示)，使用者可依據(jù)操作的習慣，自行調整輸出器111的升降高度與傾斜角度。此腳座114設置有一無線傳輸器115a，用以相對于讀碼設備120的無線傳輸器115b進行信號的傳遞。
關于輸出器110的圖像動態(tài)元件119產生動作的方式，如圖2至圖4所示，使用者通過調整按鈕組113啟動此輸出器110的電源。此時，位于顯示屏幕112兩端的卷軸118，因驅動器116b的啟動即會輸出一動力，此動力會經(jīng)由驅動器116b的動力輸出端所銜接的一傳動元件117b(如齒輪組)，并使其借以帶動卷軸118進行緩慢的旋轉，然後將其卷存的圖像緩慢的帶出并展開；同時，另一驅動器116a也會通過一傳動元件117a(如齒輪組)，使得圖像動態(tài)元件119(可為一卡通形象物，如貓頭)由收藏位置擺動至顯示位置。接著，經(jīng)由輸出器110的腳座114上的無線傳輸器115a接收到由讀碼設備120所傳遞的信號后，即會立刻驅動此驅動器116a，驅動器116a所輸出的動力便會經(jīng)由傳動元件117a以連結帶動此圖像動態(tài)元件119，使得此圖像動態(tài)元件119產生動作(如貓嘴開合有如說話般)，進而達到吸引使用者，而與使用者產生教學互動的目的。
另外，本實用新型的第三實施例，如圖5所示。讀碼設備120可在其尾端處設計一擴充口125，使用者可通過裝設于讀碼設備120中的一擴充口125，逕自將教學資料卡127插入以進行對比資料的更替以及補充，如此則可使讀碼設備120具有可擴充性。
本實用新型第四實施例的輸出器110與讀碼設備120的側面設計有一插孔，使用者可自行外接聲源設備(如耳機或喇叭等)來進行個人學習或是團體學習(圖中未示)。
以下將利用一使用例來說明本實用新型的具體可行性，如圖6所示。當使用者握持著讀碼設備120刷過一數(shù)據(jù)本130中的光學碼131，此讀碼設備120即經(jīng)由一光學識別器121，將數(shù)據(jù)本130中載有教學數(shù)據(jù)的光學碼131讀入至存儲器中，由此讀碼設備120的一處理器在一教學資料卡127中找出相對應此光學碼131的聲音數(shù)據(jù)，并至一擴音器124進行播放；在此同時，讀碼設備120即會通過無線傳輸器115b與輸出器110的無線傳輸器115a進行信號的傳輸，借以驅動輸出器110的圖像動態(tài)組件119。輸出器110的圖像動態(tài)組件119隨即會配合讀碼設備120所播放的語音產生同步的動作。最后，使用者可經(jīng)由讀碼設備120的控制按鍵組123的操作，而借以調整擴音器124播放的音量大小以及啟動或關閉此互動式教學裝置。
接下來就本實用新型的讀碼設備作進一步的詳細說明，如圖7所示，為本實用新型讀碼設備實施例的電路圖。
當使用者握持著讀碼設備120刷過一數(shù)據(jù)本130中的光學碼131時，其光學識別器121的光學傳感器1211發(fā)射部位發(fā)出一檢測光束，經(jīng)由一鏡面照射在光學碼131之后，再將其反射的光束經(jīng)由鏡面集中后，由光學傳感器1211的接收部位接收為一光電流信號，再經(jīng)過第一放大組件1212及第二放大組件1213將此光電流信號加以放大，同時作光學碼131的邊界(edge)檢查，并轉換為一電壓信號。
然后再將此電壓信號傳送至識別運算單元1201，作此電壓信號的識別，同時此識別運算單元1201可將此電壓信號于運算識別后轉換(A/D)為一邏輯信號，再由輸出端將邏輯信號輸出至傳送運算單元1202及語音轉換單元1203，傳送運算單元1202在接收邏輯信號后，將邏輯信號加以運算并傳送至無線傳輸器115b及指示燈122，指示燈122中更包含有一發(fā)光組件(LED)，可于接收到信號時顯示讀碼設備120對于數(shù)據(jù)本130中的光學碼131的辨識狀態(tài)，而無線傳輸器115b中更包含有一近紅外線發(fā)光二極管(IR-LED)，可發(fā)出紅外線與輸出器110的無線傳輸器115a進行信號的傳輸。
同時語音轉換單元1203在接收邏輯信號后，即將邏輯信號轉換(D/A)為一音頻信號，并透過控制按鍵組123傳送至擴音器124，此控制按鍵組123可為一可調式電阻組件，使用者可改變其阻值，借以調整擴音器124撥放的音量大小。
由上可知，應用本實用新型互動式教學裝置時，使用者借由此教學裝置，可適時地與使用者產生互動，進而讓使用者對學習產生興趣，以完成學習的目標，所以本實用新型具有下列優(yōu)點1.本實用新型設計了一具有擴充功能的讀碼設備，使用者可通過裝設于讀碼設備中的一擴充口，逕自將教學資料卡插入以進行資料的更替以及補充。
2.本實用新型采用無線傳輸技術來進行輸出器與讀碼設備之間的信號傳輸，使得讀碼設備在讀入數(shù)據(jù)本中的光學碼且對比產生語音的同時，輸出器也能即時地由圖像動態(tài)元件產生動作，借此與使用者產生互動。
3.本實用新型提供了簡易的控制接口，免除操作學習上繁瑣的執(zhí)行程序，即使是學齡前的幼童，在無家長的指導情形下，亦可輕易地進行學習。
4.本實用新型是以輕薄化的設計，可便于攜帶。
雖然本實用新型的較佳實施例已公開如上，然其并非用以限定本實用新型，例如，本實用新型的輸出器與讀碼設備間也可采用有線方式進行通訊；而輸出器也可采用計算機、筆記本電腦、個人數(shù)字助理、移動通訊裝置等具有顯示功能的智能電器，通過一控制單元，即根據(jù)讀碼設備的指令而在屏幕上顯示對應的圖案或動畫。
任何熟悉相關技術的人士，在不脫離本實用新型的精神和范圍內所作的等同變換，應在權利要求書的保護范圍之內。
權利要求1.一種互動式教學裝置，其特征在于包括有一數(shù)據(jù)本體，至少包含一數(shù)據(jù)頁層，該數(shù)據(jù)頁層上至少載有一包含教學數(shù)據(jù)的光學碼；一讀碼設備，包括一光學識別器、一識別運算單元、一教學資料卡、一語音轉換單元、一擴音器、一控制按鍵組、一電源裝置、一傳送運算單元及一通訊接口；該光學識別器與所述光學碼無線連接，其輸出端接至該識別運算單元，該識別運算單元與該教學資料卡之間通過數(shù)據(jù)線連接，其輸出信號至該語音轉換單元，該語音轉換單元的輸出端與該擴音器連接，該控制按鍵組可接通和斷開該電源裝置，該傳送運算單元的輸入端與所述的識別運算單元連接，其輸出端與該無線傳輸器連接；及一輸出器，包括一機殼、一顯示屏幕、一通訊接口及一圖像動態(tài)單元，該圖像動態(tài)單元可在該顯示屏幕動態(tài)顯示，所述讀碼設備上的通訊接口與該輸出器上的通訊接口以無線/有線方式通訊。
2.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)本體包括教學分類版數(shù)據(jù)本體、題型資料版數(shù)據(jù)本體及影音解答版數(shù)據(jù)本體。
3.如權利要求2所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的題型資料版數(shù)據(jù)本體可為字母題庫數(shù)據(jù)本體、短語題庫數(shù)據(jù)本體、填字題庫數(shù)據(jù)本體、數(shù)字題庫數(shù)據(jù)本體或音樂題庫數(shù)據(jù)本體。
4.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的光學碼為一條碼層或一鐳射標簽層。
5.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的讀碼設備的外殼上有一擴充口，可在其中放入及取出所述的教學資料卡。
6.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的讀碼裝置還包括一指示燈，該指示燈與所述傳送運算單元及所述電源裝置連接。
7.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的讀碼設備及輸出器分別具有一外接聲源設備的插孔。
8.如權利要求7所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的聲源設備為一喇叭。
9.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的控制按鍵組包括一可調式電阻元件，其兩端分別與語音轉換單元及擴音器相連。
10.如權利要求1所述的互動式教學裝置，其特征在于所述的輸出器還包括一驅動器、一傳動元件及一控制單元，該驅動器與該傳動元件間及該傳動元件與所述圖像動態(tài)單元間相互連接，該控制單元分別與所述輸出器上的無線傳輸器和該驅動器電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種互動式教學裝置，它將教學資料通過光學識別方式加以辨認來實現(xiàn)互動式教學的目的。本實用新型設計了一具有擴充功能的讀碼設備，用以將數(shù)據(jù)本中標示數(shù)個載有教學資料的光學碼讀入且找出對應于此光學碼的聲音數(shù)據(jù)，并利用一擴音器進行播放，也能即時地由圖像動態(tài)元件產生動作，使得使用者能以看字聽音的實時互動的教學模式來增進學習的趣味性與學習效率。
文檔編號G09B5/06GK2524295SQ0220663
公開日2002年12月4日 申請日期2002年2月21日 優(yōu)先權日2002年2月21日
發(fā)明者沈顯泰 申請人:沈顯泰