专利名称：由计算机实施的语言学习方法
技术领域：
本发明涉及由计算机实施的语言学习方法，特别地但是并非排它地涉及利用计算机网络的语言学习方法。
背景技术：
学习新的语言对于多数人而言是既困难又长期的过程，特别是在他们的友人、家人和同事没有使他们受到这种语言影响时更是如此。对个人辅导的获取由于各种原因而无法总是能够为每个人所用，因此已经开发软件用以实现基于计算机的学习。然而，申请人认为用于辅助语言学习的现有软件不是最佳的并且可以有所改进，或者至少没有切合于每个人的学习风格。
因此，对于提供改进的教学工具的由计算机实施的语言学习方法存在着需要，或者至少对于替代那些现有方法的基于计算机的语言学习方法存在着需要。
发明内容
根据一个方面，本发明在于一种由计算机实施的语言学习方法，该方法包括在用户显示器上显示环境，在该环境中用户可以导航角色代表；以及用于该角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与角色的示例对话或者交互对话。
根据本发明的另一方面，本发明在于一种由计算机实施的语言学习方法，该方法包括a)在用户显示器上显示具有至少一个角色的环境，该至少一个角色在被选择时使用用户显示器和在用户显示器处的扬声器中的至少一个来进行对话；b)使用户能够选择所述至少一个角色中的一个角色；c)显示待传送到所选角色的多个词组选项，在所述选项中的至少一个选项是适当的，而所述选项中的至少一个选项是不适当的或者欠妥当的；以及允许用户选择所述选项中的一个选项；以及d)向用户提供与用户选择的选项是否为适当的或者最适当的有关的反馈。
在一个实施例中，步骤a)可以包括显示所述角色中的至少两个角色，而步骤b)可以包括允许用户在环境中导航以选择所述角色之一。
根据另一方面，本发明在于一种由计算机实施的语言学习方法，该方法包括a)在用户显示器上显示多个角色，在所述角色中的至少一个角色是第一类型的，而在所述角色中的至少一个角色是第二类型的；b)当选择第一类型的角色时，显示待传送到所选角色的多个词组选项，在所述选项中的至少一个选项是适当的，而在所述选项中的至少一个选项是不适当的或者欠妥当的；允许用户选择所述选项中的一个选项；然后向用户提供与用户选择的选项是否为适当的或者最适当的有关的反馈；以及c)当选择第二类型的角色时，显示示例对话的文本和/或播放示例对话的语音。
在一个实施例中，在步骤b)中选择的文本的语音版本在其选择之后被播放。
根据另一方面，本发明在于一种由计算机实施的语言学习方法，该方法包括在用户显示器上显示环境，在该环境中用户可以导航角色代表；以及用于该角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动示例对话或者交互对话。在一个实施例中，环境包括在其中启动交互对话的至少一个目标点。
根据另一方面，本发明在于一种由计算机实施的语言学习方法，该方法包括在用户显示器上显示环境，在该环境中用户可以导航角色代表；以及用于该角色的至少三个目标点，其中第一目标点、第二目标点和第三目标点分别地使得a)在用户显示器上显示和/或使用在用户显示器处的扬声器播放示例对话；b)启动交互对话，由此用户通过选择多个选项之一来控制对在用户显示器上显示和/或使用在用户显示器处的扬声器播放的词组的响应；以及c)启动交互对话，由此用户通过使用用户输入设备输入词组来控制对话的一侧，并且从数据库提取响应并且在用户显示器上显示和/或使用在用户显示器处的扬声器播放该响应。
在一个实施例中，由计算机实施的语言学习方法包括提供环境，在该环境中多个不同用户可以通过计算机网络相互对话，其中每个用户在环境中采用可由他们在环境中导航的角色以便控制他们用其进行对话的角色。
根据另一方面，本发明在于用于学习语言的装置，该装置包括计算机，该计算机适于向用户显示器提供输出以便显示环境，在该环境中用户可以导航角色代表；以及用于角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与该角色的示例对话或者交互对话。
根据另一方面，本发明在于用于学习语言的装置，该装置包括服务器，该服务器适于与客户机通信以便显示环境，在该环境中用户可以导航角色代表；以及用于角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与角色的示例对话或者交互对话。
在又一方面中，本发明在于一种根据任一前述方面编程的计算机。
本发明的更多方面将从仅通过示例并且参照附图给出的以下描述中变得明显。
图1示出了根据本发明一个方面的学习环境的屏幕截图；
图2示出了在图1所示的学习环境中的示例对话的例子；图3示出了在图1所示的学习环境中的交互对话的例子；图4示出了使用本发明的基于计算机的学习方法的典型学习过程的流程图；图5示出了多个学习单元的等比例透视交互映射；图6示出了本发明一个实施的图解架构；以及图7示出了在学习单元的环境以外的协同环境中的角色对话的屏幕截图。
具体实施例方式
本发明涉及基于计算机的语言学习方法。本发明可以实施于计算机网络环境中。本发明使用了渗透学习、协同学习和教育游戏的概念以在模拟的异国环境中通过由用户控制的角色的形式为用户带来学习体验。
图1示出了根据本发明可以在用户显示器上显示的屏幕截图的例子。在该例中，讲英语的用户正在学习西班牙语。用户显示器(未示出)可以是与个人计算机、个人数字助理或者其它如下计算机装置相关联的显示器，该计算机装置适合于执行用以实施本发明的软件或者适合于从远程计算机处理器接收用于显示的信息。
该屏幕截图描绘了用户可以身临其境的环境1。如图1-3中所示，该环境具有代表真实世界环境的三维外观。在图1中的例子示出了机场，但是将理解到存在许多可供选择的例子。环境1被划分成多个部分，在这一实例中划分成限定许多空间的格子2。
在图1中，示出了四个角色3-6。用户采用角色之一3并且可以将那一角色导航到未被对象或者另一角色占据的由格子2表示的任一空间。因此，用户在环境中通过角色或者具体化身(avatar)有效地承担任务。如果用户将他们的角色3导航到空间2A-2C之一，则分别启动与角色4-6之一的对话。用户可以使用点按式(point-and-click)设备将角色导航到特定格子，不过相关领域技术人员将理解到还存在着许多其它可选的方式，包括使用键盘命令和/或触屏。另外，取代了提供用于使角色移动到格子中任何空间的灵活性，用户可以被限制为将他们的角色移动到启动对话或者提供信息的空间。
在用户将他们的角色导航到空间2A-2C之一时启动的对话类型根据他们要与之交互的角色类型而变化。在当前构想的一个优选实施例中，至少有两个角色类型，指导角色和对话角色。然后，可以任选地省略一个或多个指导角色和/或也可以任选地提供随机聊天角色。出于举例的目的，在图1中示出了三个角色类型，角色4是指导角色，角色5是对话角色，而角色6是随机聊天角色。
作为指导角色的角色4让用户经过一个或多个示例对话。因而，指导角色的目的在于向用户示范对话。角色4可以具有可用于示范的大量示例对话，并且可以自动地在这些对话中循环，或者可以提示用户指示指导角色应当继续进行其主题也可以由用户选择的另一示例对话。在当前构想的优选实施例中，用户可以通过将他们的角色3从空间2A移开来终止示例对话。如果用户随后返回到空间2A，则示例对话可以从最近对话点恢复。可以提示用户指示是否从最近的点恢复对话或者再次开始对话。
如图1中所示，对话的文本可以显示在用户显示器上。这允许用户看到字词的书写形式。在图1中，字词显示在言语框7内。此外，扬声器以及关联硬件和软件(未示出)用来播放示例对话的记录。因此，用户可以从听到示例对话字词的口语形式和看到字词的书写形式中受益，其中言语框7优选地与讲出字词同时或者恰在这之前出现。虽然在本发明的优选实施例中，分别通过用户显示器和扬声器向用户提供字词的书写形式和口语形式，但是可以单独地提供书写形式或者口语形式。
言语框7可以各自包括语言选择图标7A。在图1所示的例子中，用户可以在EN(英语)与SP(西班牙语)之间切换。当前已经选择EN并且已经在屏幕上显示了英语的示例对话。如果用户选择SP，则言语框7中的字词以西班牙语显示。将使用西班牙语讲话者生成口语对话，这正是用户正在学习的语言。由角色4讲出的字词在言语框7中相对于包含由角色3讲出的字词的言语框7是向右移位的，这提供了一种在由每个角色讲出的字词之间进行区分的简单而有效的方式。
在图2中，用户已经将角色3移到空间2B、面向角色5。角色5是对话角色，因此在这一例子中通过说出“Buenos Tardes”(下午好)来启动对话。字词可以在屏幕上显示于言语框8中和/或使用扬声器来生成，优选地二者兼有。言语框8与言语框7一样可以包括语言选择图标8A。
在角色3启动对话的同时或者紧接在这之后，言语选择框9显示多个答复选项，在这一例子中是五个选项。用户然后可以选择选项之一以便说话进行响应。可选的对话角色可以要求用户通过选择多个选项来启动对话。
在另一实施例中，用户可以使用输入设备如键盘以便例如通过键入多个字词而不是使用言语选择框9来提供响应。也可以使用语音识别，允许用户提供听觉响应。
如果用户选择或者以别的方式提供最适当的响应，则使用扬声器回放那一响应的语音版本和/或在又一言语框8中显示该响应，优选地二者兼有。对话角色5然后做出另一评论并且可以向用户显示另一言语选择框9。如果选择或者以别的方式提供适当的响应，则在屏幕上显示告警框10。图3示出了如下例子用户选择了对于对话前两个部分的适当的响应，然后选择了对于评论“Adiós”的不适当(或者欠妥当)的响应“igualmente”。告警框10解释了用户选择的是什么以及最适当的响应是什么。告警框10在这一例子中也赋予用户用以选择是否再次尝试对话或者继续进行的选项。
在环境中提供的任何其它对话角色都将向角色5提供不同对话。角色5也可以在多个不同对话中循环，每当用户将角色3移到空间2B时就选择不同对话。该选择可以在次序上是随机的或者以预定的次序。
角色6是随机聊天角色。此类角色可以向用户提供在交互和学习上的下一较高阶段。当用户将他们的角色3导航到空间2C时，提示他们输入词组。通常，该词组将通过使用键盘键入一个或多个字词来输入，不过也存在着可以取代或者附加于这一方式使用的其它可选的方式，包括允许用户在可能的字词和词组的菜单结构中导航。还可以提供听觉响应，该响应通过使用语音识别的机器来检测。
在已经输入词组之后，关系数据库等用来找到对于那一词组的适当响应。如果输入的词组在数据库中并且有与其相关的响应，那么该响应显示在用户显示器上和/或使用扬声器来生成，优选地二者兼有，这与由对话角色5执行的对话在方式上是相似的，不同之处在于用户控制着对话。如果输入的词组不在数据库中，则可以向用户提供最接近的匹配选项的查询，询问他们是否要输入那些选项之一，或者可以给予他们标准的错误响应。该标准的错误响应可以说明他们无法做出响应并且任选地提供有关原因，例如词组是未知的或者没有与之相关联的响应。
在优选实施例中，角色的类型在环境1中是视觉上可辨认的。在优选实施例中，由用户采用的角色是自构建的具体化身，即一种具有用户所希望的视觉外表的图像，例如用户的相似形象或者用户视之为一体的虚构角色。
除角色之外，环境1还包括对象。当用户通过将他们的角色3移到该对象或者通过另一方法——如果本发明的具体实施提供了这一方法的话——来选择对象时，则向用户提供信息。对象可以用来例如解释与该对象、情境和/或所示环境有关的文化、传统等方方面面。
环境可以根据在那一环境中的角色所进行的对话来分类。这里提供的例子向用户教授了如何会见他人。不言而喻，也可以提供高级得多的对话。通常，用户将始于简单级的环境并且一路进展到更复杂的环境，并且任选地，可以防止用户在他们已经进入所有或者选定的复杂度较低的环境之前进入更复杂的环境。如果他们尚未在较低级的环境中成功地完成与对话角色的对话，则用户是否可以进入更复杂的环境对于每个具体实施都是一个决策。在优选实施例中，环境代表真实世界的位置，比如机场或者咖啡馆，而用户所遭遇的情境代表了真实世界的情境和问题。申请人认为这促进了对所学语言的加速理解。
图4示出了使用本发明的系统的可能学习过程的流程图。在步骤100，通过向用户显示环境如环境1来开始一个单元。通常，用户将先移到指导角色以求示范(步骤101)。任选地，可以防止用户在他们已经移到一个或多个指导角色之前移动到对话角色。用户然后可以继续移到对话角色(步骤102a-102c)。在图4中，虽然图示了用于三个不同对话角色的选项，但是可以在环境中使用多于或者少于三个的对话角色。
如果用户成功地完成与角色的对话，则他们继续进行步骤103并且被询问他们是否希望接受测验。如果他们选择“是”，则通常使用问答方式来测试他们的知识。如果他们选择“否”，则他们继续进行下一学习单元，这可以是在同一环境或者不同环境中的不同对话。在一个实施例中，每个单元通过先前的或者最后的(posthumous)剪切场景(例如这样的场景，该场景示出了在相关环境中用户的角色与另一角色对话的更具体示图)来界定，这些剪切场景充当一种为用户体验带来连续性和真实性的额外信息的传达手段。
为了继续进行测验或者下一单元，用户可能必须完成与一个或多个对话角色的最小对话集。因而，步骤102a-102c可以各自涉及到许多对话，或者可以串行地而不是并行地设置这些步骤。用户可以具有在他们成功地完成对话和/或成功地完成测验时递增的电子账户。可以将电子账户中的数额兑换获得奖励。这特别是在如学校这样的环境中可以鼓励学习。在一个实施例中，电子账户可以允许用户获取具体软件，例如为游戏提供信用。用户能够在非线性地导航到选择单元或者以受到他们的进度制约的顺序方式来导航之间进行选择。主要的导航方法是借助比如在用20标示不同单元的图5中所示这样的等比例透视交互映射。
因此，用户存在于三维环境中的虚拟世界内但是受到自然生活的限制的制约。学习里程标和顺应性基准可以通过单元内基于情境的自查模块来度量。交互因此可以致力于引导用户理解那一单元的学习成果。
本发明可以使用联网的客户机-服务器技术来实施。一个实施的图解架构的例子在图6中示出，该图示出了与主机62通信的XML数据库61。客户机63经由网络64与主机通信。每个客户机使用服务器侧和客户机侧应用逻辑的混合以便通过计算机图形、音频文件和通信信息来代表学习单元。可以通过插件来添加更多可扩展性以便允许使用XML套接服务器来实现实时协同(下文进一步讨论)和语音识别以及使用比如在商标ActiveX名下已知的技术这样的适当技术来实现组件交互。
客户机63将通常是个人计算机，而网络64将通常是LAN或者WAN。客户机软件建立通向主机服务器62的连接，该服务器可以是本地服务器(LAN)或者提供商服务器(WAN)。视客户机的当前功能而定，客户机有时可以经由XML RPC、HTTP、借助PHP的AMF或者借助持久型套接的XML连接到它们的相应服务器。
在另一例子中，本发明可以使用基于Web的客户机来运作。可以提供Flash通信服务器65以允许使用Flash技术。另外，可以使用AMFPHP Remoting、PHP、XML和MySQL技术。
在实例化时客户机进行远程过程调用以取回适当的数据，在这一实例中是包含构建环境所必需的信息的XML文件。在运行期将资产动态地加载或者生成到用于临时部署的序列容器中。客户机基于所定义的XML数据结构在这一点构建导航映射。客户机取回从应用主机获得的用户参数并且创建包括历史跟踪的用户简档。如果需要实时协同(下文有更多信息)，则在这一点将基础结构实例化。构造虚拟单元；将角色(具体化身)实例化。每个非用户的角色(机器人具体化身)对于用户而言就是交互点，并且存储它自己的独特行为模式、学习成果和响应信息或者链接到响应信息资源。构造事件序列、然后通过定时的事件或者触发的事件来实施该事件序列。
在用户看来，用户访问适当的客户机机器、登录到提供商、并且导航到适当的主题。系统记住用户的简档，并且向用户示出他的或者她的角色以及活动和表现纲要。给予用户用以改变用户的简档、修改选项或者开始/恢复的选择。
然后可以向用户呈现导航映射，指示最新进度。然后可以使用该映射来选择和加载单元。指导角色可以用文本和音频向用户给予在这一情境中适当地进行交互所需要的语言构造的概况。指导角色然后可以继续在环境中引导用户。使用书写或者口语词组和从词组选择框中选择的选项的组合，用户在交互中进行下去。针对单元中的关键元素反复这一过程。一旦完成，指导者询问用户是否想要接受与用户已经学习的新词组有关的提问。如果用户做出响应“是”，则指导者提出在用户的进度历史中做出标记并进行存储的一系列由课程定义的问题。现在向用户呈现选择离开单元、自由漫游(协同模式)或者在没有指导者的情况下探究单元。在后的选项令用户在环境中自由地“漫步”，在没有指导者的辅助的情况下再次尝试交互。
该系统可以扩展成包括借助持久型XML套接的实时客户机协同。该扩展将环境扩大或者拓展成包括非基于单元的活动，在该活动中客户机可以自由地漫游，与其它客户机进行交互。这通过添加如在图7中可以看到的虚拟‘街道’来实现，该‘街道’允许用户在背景内的单元与协同环境之间延续下去。例如，如果在自助餐厅单元中代表用户，则用户能够漫步“出去”走到不存在该单元的街道中，并且自由地与其它用户实时交互。这将导航结构拓展成通过用户角色的“漫步”来允许在单元之间的虚拟“漫游”。在漫游模式中，指导角色可以跟随用户并且充当朝着兴趣区域的提示者。
相关领域技术人员将理解到，环境1可以由用户通过局域或者广域计算机网络来访问，在这一情况下学习软件可以存储于连接到该网络的服务器上。这实现了远程和自定步速的学习。在本发明的一个实施例中，可以显示如下环境，在该环境中显示了各自受相应用户控制的多个用户角色。不同用户然后可以移动他们的角色并且启动相互之间的对话。可以任选地在环境中提供一些自动地角色如角色4-6，而这些自动地角色可以在用户等候另一用户角色进入环境时用于学习目的。
相关领域技术人员将认识到有大量选项可用于向用户显示信息、角色、对象和环境。例如，角色、对象和/或环境可以更抽象，这允许了加快响应时间的更简单显示。可以用任何适宜的形式在显示器上的任何地方显示文本，并且可以定义用某些方式与用户进行交互的其它角色。也可以从显示器中完全地省略用户角色，由此用户不是通过移动他们的角色的代表而是通过选择他们希望与之交互的角色来启动与其它角色的对话。
在以上描述中已经对本发明的具体组成或者整体进行了参照，如果具有已知的等效物，则将这样的等效物结合于此，就如同单独地阐述过它们一样。
虽然已经通过例子和参照其可能的实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围情况下可以对这些实施例做出修改或者改进。
权利要求
1.一种由计算机实施的语言学习方法，所述方法包括在用户显示器上显示环境，在所述环境中用户可以导航角色代表；以及用于所述角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与所述角色的示例对话或者交互对话。
2.如权利要求1所述的方法，其中在每个目标点提供更多角色代表或者对象，并且发生与所述更多角色或者对象的对话。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述用户可以修改所述角色代表的外观。
4.如任一前述权利要求所述的方法，其中使用所述用户显示器、在所述用户显示器处的扬声器、在所述用户显示器处的麦克风中的至少一个来进行所述对话。
5.如任一前述权利要求所述的方法，其中交互对话包括提供待传送到所述角色的多个词组选项，所述选项之中至少一个选项是适当的，而所述选项中的至少一个选项是不适当的或者欠妥当的；以及允许用户选择所述选项中的一个选项。
6.如权利要求5所述的方法，包括向所述用户提供与所述用户选择的选项是否为适当的或者最适当的有关的反馈。
7.如任一前述权利要求所述的方法，包括为所述角色提供至少三个目标点，其中第一目标点、第二目标点和第三目标点分别地使得a)在所述用户显示器上显示和/或使用在所述用户显示器处的扬声器播放示例对话；b)启动交互对话，由此所述用户通过选择多个选项之一来控制对在所述用户显示器上显示和/或使用在所述用户显示器处的扬声器播放的词组的响应；以及c)启动交互对话，由此所述用户通过使用用户输入设备输入词组来控制所述对话的一侧，并且从数据库提取响应并且在所述用户显示器上显示和/或使用在所述用户显示器处的扬声器来播放所述响应。
8.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述环境包括指导角色，所述指导角色进行与所述更多角色或者对象的示例对话或者向用户提供指导。
9.一种被编程用以执行根据任一前述权利要求所述的方法的计算机。
10.一种用于学习语言的装置，所述装置包括计算机，所述计算机适于向用户显示器提供输出以便显示环境，在所述环境中用户可以导航角色代表；以及用于所述角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与所述角色的示例对话或者交互对话。
11.一种用于学习语言的装置，所述装置包括服务器，所述服务器适于与客户机通信以便显示环境，在所述环境中用户可以导航角色代表；以及用于所述角色的多个目标点，其中至少在选定的目标点启动与所述角色的示例对话或者交互对话。
12.一种装置，与参照在附图中图示的任一实施例描述于此的装置基本上相同。
13.一种方法，与参照在附图中图示的任一实施例描述于此的方法基本上相同。
全文摘要
一种在用户显示器上显示三维环境的由计算机实施的语言学习方法。用户可以在该环境中导航角色代表(3)。在环境中为角色(3)提供多个目标点(2A，2B，2C)，其中至少在选定的目标点启动与角色(3)的示例对话或者交互对话(7，8)。
文档编号G09B5/00GK101031942SQ200580029335
公开日2007年9月5日 申请日期2005年7月12日 优先权日2004年7月12日
发明者S·J·哈丁, J·D·温莫斯, P·D·史密斯, J·R·鲍威尔 申请人:国王中学托管人