CN1342304A - 音韵意识、音韵处理和阅读技能训练系统和方法 - Google Patents

音韵意识、音韵处理和阅读技能训练系统和方法 Download PDF

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Abstract

提出一种训练工具,用于训练和评估个人在一种或多种听觉处理、音韵意识、音韵处理和阅读等方面技能。该训练工具可用各种图形游戏(102)训练个人在一特定组的听觉处理、音韵意识、音韵处理和阅读等方面技能。该系统可用话语识别技术让用户与游戏交互作用。

Description

音韵意识、音韵处理和阅读技能训练系统和方法
相关申请
本申请根据35USC§120要求美国专利申请U.S.Ser.No.60/103,354的优先权，该美国专利申请于1998年10月7日提出，发明名称为“自适应听觉和音韵学装置和方法”，现在此结合作为参照。
发明背景
本发明一般涉及一种训练与评定系统和方法，用于训练与测量一个或多个不同地区的音韵学意识、音韵学处理、听觉处理与阅读技能，以便训练一个或多个不同地区的人。
众所周知，在个人的音韵学处理能力与正常获取初学的阅读和拼音技能之间有着相互关系。对于效率与能力低下的阅读者和拼写者，在感性与理性上实在难以理解诸音素。音素是说话的最小单位，对应于所说语言的声音。以音韵为基础的语言要求学生对单词的音韵结构有敏感性和明确的理解，这种对单词的音韵结构的明确理解称为音韵学意识。当个人能在单词内分离和识别出单独的声音并且能熟练地使用这些识别的声音时，就显示出他的音韵意识技能。音韵处理指运用有关口语的声音结构的信息来处理口头和书面的信息，例如包括动词短语记忆、语序与语言理解技能。
英语单词包括预定次序的发音。根据大量可能的声序，英语里的单词实际上使用相对少量的次序，而且这些次序大多数是许多单词常用的。当单词以其印刷形式呈现时(即当孩子在阅读单词时)，意识到这些常用声序的儿童一般比缺乏发音意识的儿童更善于掌握这些声序。例如，单词“mat“有三个明显的音素|m|、|ae|、|t|。单词“sat”与“bat”分别有不同的首音素|s|和|b|，但是共享着形成常用拼写形式“at”的中间音素和末音素(分别为|ae|、|t|)。对于具备正常音韵学意识的儿童，字母表表音法似乎是一种将话音用书面表示的合理系统。这样，通常类推同样字母顺序的已知单词，儿童就可设法读出词或字母顺序，如用已知单词“cat”押韵可发出生词“bat”。
音韵学意识可分为两类，包括合成与分析。音韵学合成指可以把分开的发音单位混合在一起形成整个单词的意识，而音韵学分析指把整个单词分成一组包括音节、发声韵和音素的发音单位。分析与合成这两种技能都是实现早期阅读技能熟练掌握的重要前提，而拼读能力低下的儿童一般都缺乏这些技能。听觉处理技能，包括领悟发音和区分发音的能力，是建立音韵意识技术的重要基础。
除了这些音韵意识技能，语音编码关系到有效的阅读能力。语音编码指儿童运用话语发音表示系统在加工记忆中有效地存储词语言语息的能力。有效利用语音代码表示加工记忆词语信息的能力，可用对带词语标记的项目作记忆扩展任务的效能来衡量。已发现，有阅读问题的儿童不能很好地对带词语标记的项目作记忆扩展任务。因此，语音编码对阅读者是一种重要的技能。对于初学的阅读者，他/她必须：1)对每个符号发出正确的声音，对单词的每个发音作译码；2)以短期记忆法存储正确的读音，同时发出其余符号的声音；和3)把记忆的所有发音混合成一个单词。以词语短期记忆法的有效语音表示法，让刚开始的阅读者把较少的认识能力投入对发音符号关联性的译码，从而把适当的认识资源用于领会阅读的内容。
再回到音韵处理与阅读的关系上来，音韵处理技能与音韵意识良好的人，更能学会阅读与拼写。此外，研究者发现，音韵处理缺乏是与阅读相关的学习能力低下的最可能原因。由于这种关系，许多国家开始下令把音韵意识训练作为课堂正规阅读课程的一部分。与此同时，要求学校职员对他们提供的课堂课程和改进的阅读服务负责。但问题在于，未受培训的教师很难训练用户的听觉处理、音韵意识、处理和阅读技能。因此，希望提供一种能克服上述诸问题和常规训练系统的局限性的听觉处理和音韵学意识技能训练系统和方法，而本发明的目的即在于此。
发明内容
本发明的听觉处理、音韵学意识、音韵学处理和阅读技能训练系统，可以让用户提高以上技能而成为更佳的阅读与拼写者。该系统可以包括一个或多个训练模块，每种模块训练一组不同的用户技能。每种训练模块可以包括一个或多个任务，其中每个任务可以着重训练某种具体的用户技能。训练系统的每个模块有自适应性，使各种不同技能水平的用户都能找到训练模块的挑战。具体而言，每种训练模块可根据用户过去的成绩改变任务难度，如在某些规律模块中，当用户提供某预定数量(如3)的连续正确反应时，任务难度就增大，而当用户提供某一预定数量(如2)的连续错误反应时，任务难度就减小。这样，系统就保证当前任务为某一种难度，其要求足以向用户的技能提出挑战，却并不难得使用户不想继续训练。
根据本发明，每种训练模块可以改变一个或多个不同的难度变量，以更改具体训练的难度，如发音回忆模块可以改变一个或多个语言学修正器。一个或多个训练模块可以是发音回忆模块、发音检查模块、发音混合模块、发音识别模块和发音方式识别模块。
因此，根据本发明，提供了一种训练与个人的读拼技能有关的一种或多种技能的工具。该训练工具包括一个或多个用户训练具体一组听觉处理、音韵学意识、音韵学处理和阅读技能而使用户技能处于成组技能改进的训练模块，还包括对各训练模块的用户产生激励作用的手段，这种激励包括一个或多个用来图示图像和可听的声响。训练工具还包括接收用户对各模块提供的图像与可听声响之一作出反应的装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种训练用户识别与区分发音的方法。该方法包括向用提供某种第一和第二发音，其中每种发音都有一组特定的区分这两种发音的声学分量(即一种或多种频率、能量与持续时间)，并且将将要由用户识别的第一发音的声学分量改变某一预定量，使该发音更像第二发音，使第一发音更难与第二发音区分开来。该方法还包括继续改变第一发音的声学分量，直至第一和第二发音相同。根据本发明，修改的声学分量可以包括频率变化和话音发声时间(持续的声学分量)变化。
根据本发明还有一个方面，提供了一种训练用户鉴别发音的方法，其中将将要提供给用户的发音的语音关系选择成改变该发音的感性特征，以便改变鉴别发音的难度，其中要根据发音的语音关系改变发音的次序。该方法还包括根据所选定发音的语音关系向用户提供第一和第二发音。
根据本发明再一个方面，提供了一种训练用户鉴别发音的方法，其中将将要提供给用户的发音的语音类别选择成改变该发音的感性特征，以便改变鉴别发音的难度，其中要根据该发音固有的声学和语音特点改变发音的次序。该方法还包括按发音的语音类别向用户提供第一与第二发音。
附图简要说明
图1是表示本发明基于计算机的音韵学技能训练系统的框图；
图2是表示本发明图1中训练工具的较佳实施例包括一种或多种训练一项或多项技能的测试；
图3是表示本发明训练系统的框图；
图4是表示一例本发明训练系统中所包含游戏的示意图；
图5是表示一例本发明发音检查训练模块中任务的示意图；
图6是表示一例本发明混合发音训练模块中任务的示意图；
图7是表示一例本发明发音识别训练模块中任务的示意图；
图8是表示一例本发明发音方式训练模块中任务的示意图；
图9是表示英语元音频率差的图表；
图10是声学元音连续区曲线图；
图11A是表示辅音-元音音节变化频率的示意图；
图11B是表示本发明改变话音发声时间(VOT)的示意图；
图12是表示本发明训练回忆技能方法的流程图；
图13是表示一例本发明回忆训练游戏的示意图；
图14A-14E是表示一例图13中回忆训练游戏不同视图的示意图；
图15是表示本发明发音单位识别训练游戏第一项任务的示意图；
图16是表示本发明发音单位识别训练游戏第二项任务的示意图；
图17是表示本发明发音单位识别训练游戏第三项任务的示意图；
图18是表示本发明发音单位识别训练游戏第四项任务的示意图；
图19是表示一例本发明发音单位识别训练游戏的示意图；
图20A-20E是表示诸多例图19中发音单位识别训练游戏不同视图的示意图；
图21是表示本发明混合发音训练游戏第一项任务的流程图；
图22是表示本发明混合发音训练游戏第二项任务的流程图；
图23是表示一例本发明混合发音训练游戏的示意图；
图24A-24G是表示诸多例图23中混合发音训练游戏不同视图的示意图；
图25是表示本发明发音识别训练游戏第一项任务的示意图；
图26是表示本发明发音识别训练游戏第一项任务的示意图；
图27是表示本发明发音识别训练游戏第三项任务的示意图；
图28是表示本发明发音识别训练游戏第四项任务的示意图；
图29是表示一例本发明发音识别训练游戏的示意图；
图30A-30F是表示诸多例图29中发音识别训练游戏不同视图的示意图；
图31是表示本发明发音方式识别训练游戏第一项任务的示意图；
图32是表示本发明发音方式识别训练游戏第二项任务的示意图；
图33是表示本发明发音方式识别训练游戏第三项任务的示意图；
图34是表示本发明发音方式识别训练游戏第四项任务的示意图；
图35是表示一例本发明发音方式识别训练游戏的示意图；以及
图36A-36D是表示诸多例图35中发音方式识别训练游戏不同视图的示意图。
较佳实施例详细说明
本发明尤其适合用于训练儿童的听觉处理、音韵学意识、音韵学处理和阅读技能的基于计算机的训练系统，前后文中将说明本发明。但应明白，本发明的系统和方法具用更大的实用性，因为：1)它可用于测试和教授各类其它个人，诸如文盲和弱智者，非英语母语但想学会阅读的人，阅读能力差但想提高其写作技能的青少年和成年人；和2)该系统可在其它计算机网诸如web、因特网、局域网上实施。
图1的框图表示本发明基于计算机的听觉、音韵学与阅读技能训练系统50的实施例。本例中，训练系统50可由计算机52操作。计算机52可以是独立的个人机或上网的计算机或接至服务器的用户计算机。为便于说明，将描述一个应用独立计算机52的实施例。计算机52可以包括中央处理单元(CPU)58、存储器60、持久存储装置64(如硬盘驱动器、磁带驱动器与光学驱动器等)和训练工具66。在一实施例中，训练工具可以是一个或多个存储在计算机持久存储装置里的软件应用(训练不同的听觉处理、音韵学意识和处理技能或阅读技能)，它可以装入存储器60(如图1所示)，因而训练工具可由CPU58操作。计算机52可接至远端服务器或其它计算机网，允许计算机52在计算机网上为训练工具接受更新。训练工具还可结合使用美国专利申请U.S.Ser.No.09/350，791中描述的诊断系统，该专利申请于1999年7月9日提交，由与本申请相同的受让人拥有，现在此结合作为参照。
计算机52还可包括诸如键盘78、鼠标80、操作杆、话语识别系统82等输入装置76，诸如普通阴极射线管、平板显示器等显示器84以及诸如发声音的扬声器或打印输出的打印机这种输出设备86。输入和输出设备允许计算机用户与训练工具交互作用，以提高用户在各种听觉处理、音韵学意识、音韵学处理和其它阅读等方面技能。例如，如下面所说明的那样，话语识别系统允许用户根据训练工具的激励，对话语识别系统82说话。计算机52还可执行浏览器软件应用，以便与上述诊断系统交互作用，将一种或多种更新下载给训练工具。
如下面详细说明的那样，训练工具可以包括一种或多个不同工具，用于训练各种听觉处理、音韵学意识、音韵学处理和阅读技能，从而在这些技能方面提高儿童的熟练程度。训练工具66可以在各技能领域跟踪用户的得分，根据用户的当前技能自适应地改变训练工具中每种游戏的难度。例如，训练工具可以增大或减小训练难度。如下所述，训练工具可以更改一个或多个当前训练的难度变量(如激励的间隔时间、相似的两个不同单词或发音、背景噪声电平等)，以便改变训练难度。下面更详细地描述该训练工具。
图2更详细地示出计算机52，它可以成为图1训练系统的一部分。计算机52可包括CPU58、存储器60、持久存储设备64和训练工具66，该训练工具还可包括用户接口(UI)100与游戏逻辑102。用户接口可产生多幅图像和可听声音，被用户用输入装置观看、收听和作出反应，以至在各个听觉处理、音韵学意识、音韵学处理与阅读技能领域(“技能”)训练用户。游戏逻辑102可以存储构成训练工具的一种或多种游戏，其中每种游戏可以不同组的技能训练用户。由于用户可能是一个在游戏时很乐于学习的儿童，所以本发明的训练工具可用游戏训练用户。换言之，儿童游戏时不取胜也可训练提高某一特定技能。显然，对成年人而言，也可将训练工具构成以不同的用户接口应用同样的游戏。下面将更详细地描述本发明的训练工具。
图3示出训练工具66的细节，它包括用户接口100和游戏逻辑102。具体来说，游戏逻辑102可以包括游戏文件库11O、得分数据库112和游戏管理与得分模块114。游戏文件库可存储训练工具的一种或多种游戏，每种游戏训练一组不同的技能。下面参照图4-图36描述本实施例的每种游戏。如上所述，训练工具中的实际游戏可以更改。对于训练工具中的一种或多种游戏，得分库112可以存储一个或多个用户的得分。得分库112可以监视分析用户每种技能的进步状况。游戏管理与得分模块114控制玩的游戏，特定游戏的用户接口、特定游戏的得分和每种游戏的难度。这样，用户不必跟踪其得分或进步状况，因为系统会自动跟踪并报告每个使用该系统的用户的得分与进步状况。管理器还允许一个或多个不同的用户使用同一台计算机上的训练工具并分开跟踪每个用户。管理器114还可包括统计软件应用(未示出)，让管理器114产生有关应用训练工具的一个或多个用户的统计数据。下面描述一例训练工具的实施例所包含的游戏。
图4示出的一例游戏包含在本发明一实施例的训练工具66中。训练工具66可以包括发音回忆模块120(本例称为“调用所用引擎”)、发音检查模块122(本例称为“企鹅描画”)、混合发音模块124(本例称为“恼人的学舌音”)、发音识别模块126(本例称为“好运鸭”)。每种游戏可训练下述的一种或多种技能，如回忆发音模块可在听觉注意力、短期记忆、图背景鉴别与连续记忆方面训练用户的技能。某些游戏有一个或多个结束游戏必须完成的任务。在同样结合在此作参照的临时申请附录中，提供了更详尽的游戏。虽然发音回忆模块有一项任务，但其它模块有一项以上的任务，下面描述每种游戏中的一例任务。
图5示出一例本发明发音检查训练模块122中各个任务。模块122可包括识别发音次数的任务170、识别发音次数与顺序的任务132、识别单词发音次数与顺序的任务134，以及通过发音形成单词的任务136。这些任务加在一起，可训练用户在听觉短期记忆、连续记忆、临时处理(即临时排序与分辨)、方式识别、语音顺序、音韵学分割与熟练使用方面的技能。第一任务130中，如通过改变发音出现的次数而改变任务的难度，要求用户检查并识别一连串不同难度的发音的次数。第二任务132中，要求用户检查并识别一连串发音的发音次数与顺序，并使提供给用户的发音次数变化来改变任务难度。第三任务134中，要求用户检查并识别单词发音的次数和顺序。识别单词发音比识别分开的发音更难，故该任务比前两相任务更难。第四任务136中，要求用户运用一连串发音构成新词，这是最难学的技能。这样，随着用户特定领域技能的提高，任务难度便增加，直到用户掌握了该技能。下面参照图15-图20更详细地描述每项任务。现在描述与发音混合训练模块有关的任务。
图6示出一例本发明发音混合训练模块124的任务。模块124可以包括将发音混合成单词的第一任务140和识别单词省略发音的第二任务142。合在一起，这些任务可训练用在听觉短期记忆、音韵混合、听觉与语音鉴别、词闭合度与听觉随劣化信号的表现方面的技能。在第一任务140中，要求用户把按时间间隔变化分开的较小的发音单位混合成较大的发音单位，并选择该较大发音单位，其中改变时间间隔可改变任务难度。在第二任务142中，在听觉上出现一列构成单词的发音单位(除省略的发音单位)时，要求用户识别省略的发音单位和该单词。下面参照图21-图24更详细地描述这两项任务。
图7示出一例本发明发音识别训练模块126的任务。该模块可以包括检查发音变化的第一任务150、鉴别辅音-元音音节的第二任务152、识别目标语音的第三任务154和识别单词中语音位置的第四任务156。这些任务相结合，可训练用户在听觉警惕性、听觉与语音鉴别、语音识别与语序方面的技能。具体而言，第一任务150要求用户检查一连串间隔最好为1.0秒提供的发音中的发音变化。在第二任务中，当辅音-元音(CV)对最好以1秒间隔分开时，要求用户识别该对音节是相同还是不同，在第三任务中，当诸单词最好以2秒的间隔分开时，要求用户在一连串含目标语音的单词中识别某个单词。在第四任务中，要求用户在辅音语音的单词中识别该位置。下面将参照图25-图30进一步描述这些任务，先描述构成发音方式训练模块的任务。
图8示出一例本发明发音方式识别训练模块128的任务。具体来说，该模块可以包括在单词结束时识别发音的第一任务160、在单词开始时识别发音的第二任务162、把发音混合成单词的第三任务164和运用发音的第四任务166。这些任务相结合可训练用户在视觉识别、听觉顺序记忆、短期记忆、语音识别、押韵、听觉和语音鉴别、音韵混合、分割和运用以及单词闭合等方面的技能。更具体来说，第一任务160中，当听觉中有目标发音或发音方式时，要求用户从一组含单词未尾同样发音或发音方式的响应当中选择某一单词。在第二任务162中，当按听觉有目标发音或发音方式时，要求用户从一组在单词开头含有同一发音或发音方式的响应当中选择某一单词。在第三任务164中，要求用户把改变时间间隔分开的发音单位混合成一个目标单词。在第四任务166中，当按听觉有将一个或多个发音变成一单词的该单词与指令时，便要求用户选择某一与要求运用的发音相符的单词。下面参照图31-图36更详细地描述这些任务，先描述按本发明以声学方法修正发音的技术。
在各种时候，以声学方法修正发音或单词可便于用户识别该单词或发音。随着用户能更好地识别发音或单词，可以逐渐从该单词或发音里消除声学修正或增强。以此方法，本发明的声学修正可用来自适应地训练用户识别单词或发音。为了更好地理解本发明的声学修正，将描述元音间的声差。然而，该声学修正法还可用来修正辅音、元音-辅音对、单词等。具体来说，声学修正法可以包括改变声学分量，而且最好包括改变发音频率或发音的话音发声时间。
图9的表格示出英语元音的频率差。具体而言，元音之间的主要声差别在于其主要频率成分的频率。具体如图9所示，图中为元音的平均主要频率。如表格所示，各元音可以包括第一(F1)、第二(F2)、和第三(F3)主要频率，其中该元音是一段时间内这些主要频率组合而成的。图10的曲线表示英语元音的第一与第二(F1与F2)频率。表格可以称为声学元音连续区。具体来说，沿水平轴的各元音是一沿该连续区的步骤。在声学修正时，例如让用户开始识别用4个或更多沿该连续区的步骤分开的元音对(如|i-a|)，就可控制诸元音对的声学相似性。随着用户掌握了这些4+步骤元音对的鉴别，训练工具可以变得更有难度，即让用户区分用三步、两步和一步分开的元音对，诸如|i-I|。这样，训练工具可根据其固有的F1与F2值控制元音对的声学相似性。下面描述本发明对辅音-元音音节作声学修正的方法。
图11a示出辅音-元音(CV)音节变化的频率。具体地说，例如r-1、m-n和d-g之间的主要声差是第二与第三主要成分频率在辅音发声时的值。图11的曲线表示在其间有10步的完备的|v|(图中的激励1)至完备的|l|(图中的激励10)的发声处，主要成分频率(F1、F2与F3)有怎样的差异。两个辅音间的步数可作调节。因而可以使用较小或较大的步数。根据本发明，训练工具开始时可向用户提供最大间隔的两种激励，如图中的激励1和10。随着用户掌据了组合方法，可使用较小间隔的发音。根据本发明，上述声学修正法可用于ra-la CV对、ma-na CV对以及da-ga CV对。根据本发明，上述声学修正法可用于包括其它CV的其它发音及它们在各种模块与训练任务中固有的区分声学特性。
除了上述那样修正发音以外，根据本发明，声学修正法还可由发音的语音特性来确定。具体而言，声学修正法可以从一组紧-紧元音对开始，然后续接其它元音对(如紧-松)。术语“紧”描述元音的一种语音特点(即用接合关节主要是舌头的紧张肌肉组织发出的元音)。在该类别中，最好用2步元音对(如|i-e|)，尽管可以使用不同的步数。下一元音对可以是正面紧-松元音对(即嘴正面发出的元音)并配对，使各对包含一个紧元音和一个松元音，在这种元音对的语音类别中，可以使用两种发音之间减少的步数。例如，先用|i-a|，再用|i-ae|。下一个元音类别是背面紧-松元音对后接正面松-松对，再接背面松-松对。根据其语音特点(正面与背面和紧与松)选择和训练分组元音，然后叠加步尺寸逐渐减小的方法，就产生了更复杂而有效的训练方法。下面更详细地描述按本发明改变话音发声时间(VOT)的情况。
图11b示出一例对不同的激励(沿x轴)区分语音发声时间(沿y轴为毫秒)的例子。本例中，显示在|ba|和|pa|之间九种不同的话音发声时间(步)，尽管步数可按本发明改变。话音发声时间定义成在辅音开始与话音开始(即后读元音开始)之间的时间量。本例的声学修正法中，改变时间声学分量而不是改变频率声学分量。因此，根据本发明，为了改变区分两种不同激励的难度，可以修正各种声学分量，如频率或时间。现在描述本发明各种训练工具的模块，具体来说，先描述发音回忆训练模块。
图12的流程图表示本发明对用户训练发音回忆技能的方法180。虽然把该方法描述成执行单一任务，但是本发明方法实际上可以包括多个较小的子任务，各子任务可以训练技能中一特定领域或可改变不同的难度变量(如下所述)。步骤182中，该训练模块可显示目视的一连串发音/单词或数字184(如图13所示)，对用户产生书面或口头指令，然后在每次发音之间以某一时间间隔发出一系列发音。在步骤186，让用户识别计算机依次产生的图示发音/单词/数字。在步骤188，模块分析用户的反应，以根据某种表现判据如反应花费的时间等确定例如用户的反应和表现的正确性。在步骤190，模块向用户提供有关其反应的反馈191(图13为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图13的目视反馈例中，盾牌192指示正确的反应，消防水龙带指示错误的反应。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，若用户提供了三个先前连续正确的反应，用户可进到更高的等级(如下所述)，若用户提供了两次先前连续错误的回答，则降到较低的等级(如下所述)。
因此，在步骤196，模块可以确定用户是否符合晋级的标准(如用户在规定时间里已正确答出三个先前连续的问题)。若用户符合晋级标准，模块就在步骤198增加任务难度。根据本发明，通过改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度。例如，难度变量可以包括一连串发音次数，某些发音比其它发音更难区分的发音类型(如长元音比短元音容易区分，而短元音又比辅音容易区分)、目视提示定时(如目视提示可在产生发音时出现，或延迟一定时间，让它难以依赖目视提示的帮助)、背景噪声电平(如背景噪声多就更难以区分发音)或包含在对用户指令里的语音修正符类型。语音修正符类型可包括例如and、not、or、first、last、middle、before与after。例如，任务可能要求用户在某一音序之后识别一种发音。在用一个或多个难度变量提高级别后，模块循环回到步骤182，以更难的难度等级训练用户。
若用户不符晋级标准，模块可在步骤200确定该用户是否达到降级标准(即由于用户对前两个问题答错了，任务难度应减小)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块则在步骤202通过改变上述一个或多个难度变量减小等级难度，方法循环回到步骤182，以更低的难度等级进行训练。若用户未达降级标准，则方法继续到步骤204，任务继续以当前难度等级执行，并循环回到步骤182。以此方法，训练用户的回忆技能。下面描述数例回忆训练模块的子任务。
图14A-图14E示出图13中回忆训练游戏不同子任务例子。具体来说，图14A示出回忆模块的子任务200-204，用户回忆并排序1位数至最难的5位数。图14B示出一个或多个子任务205-209，回忆并排序1个单词至比回忆数字更难的4个单词。图14C表示一个或多个子任务210-214，回忆并排序1～4个长元音，这比回忆单词更难。图14D示出一个或多个子任务215-219的例子，回忆并排序1～4个短元音，比回忆长元音更难。图14E示出一个或多个子任务220-224的例子，回忆并排序1～5个辅音发音，这是最难回忆的发音。这样，回忆训练模块的难度由图14A增大至图14E。
总之，回忆训练游戏可包括168个不同的游戏等级，训练用户的听觉连续记忆、语音与单词鉴别、听觉图背景鉴别和语言概念的运用。如上所述，改变难度变量可控制训练。下面将更详细地描述发音检查模块的第一任务。
图15示出本发明发音单位检查训练游戏的第一任务230。虽然本方法描述成单一任务，但是实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤232，训练模块以声音向用户提供一连串发音，并对用户产生特定任务的书面或口头指令。在步骤234，让用户识别听到的发音次数。在步骤236，用户利用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤238，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤240，模块向用户提供有关用户反应的反馈242(图19中为漆管的目视反馈，但也可以是听觉反馈)。图19的目视反馈例中，空漆管代表错误回答，喷漆的漆管表示正确的响应。
在步骤244，模块确定用户是否达到晋级标准(即用户在足够的时间里正确回答提出的足够部分(如80％))。若用户达到晋级标准，模块在步骤246加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可提高任务难度。例如，难度变量可包括一连串发音次数、发音之间变化的时间间隔或者提供给用户的听觉反馈的有效性。在用一个或多个难度变量提高了等级后，模块以提高的等级循环回到步骤232。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤248确定用户是否达到降级标准(即由于他/她正确回答提问不到80％，无法正确掌握当前的任务级别，应降低任务难度)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤250通过改变上述的一个或多个难度变量降低等级难度，并且该方法循环回到步骤232，作较低难度级的训练。若用户未达到降级标准，则该方法继续到步骤252，继续以当前难度等级执行任务并循环回步骤232。
图16示出本发明发音单位检查训练游戏的第二任务260。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤262，训练模块向用户提供可听的一连串发音，对用户产生特定任务的书面或口头指令。在步骤264，让用户识别听到的发音次数与顺序。在步骤266，用户利用一种输入设备如键盘、鼠标或语音识别装置的模块输入反应。在步骤268，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤270，模块向用户提供有关用户反应的反馈(图19中示为漆管的目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图19的目视反馈例中，空漆管代表错误回答，喷漆漆管表示正确响应。
在步骤272，模块确定用户是否达到晋级标准(即用户在足够的时间里正确回答提出的足够部分(如80％))。若用户达到晋级标准，模块在步骤274加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可提高任务难度。例如，难度变量可包括一连串发音次数、发音之间变化的时间间隔或者提供给用户的听觉反馈的有效性。在用一个或多个难度变量提高了等级后，模块可循环回步骤262。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤276确定用户是否达到降级标准(即由于他/她正确回答提问不到80％，无法正确掌握当前的任务级别，应降低任务难度)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤278通过改变上述的一个或多个难度变量降低等级难度，并且该方法循环回到步骤262。若用户未达到降降标准，该方法则继续到步骤280，继续以当前难度级执行任务并循环回步骤260。下面描述该模块的第三任务。
图17示出本发明发音单位检查训练游戏的第三任务。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一确定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤292，训练模块向用户提出一可听的单词，并产生特定任务的书面或口头指令。在步骤294，让用户识别所听到的单词中发音的次数与顺序(可能包含音节或语音，而音节比语音更容易检查)，如Cat有三个发音单位。在步骤296，用户利用一种输入装置如键盘、鼠标或话语识别装置对模块输入反应。在步骤298，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤300，模块向用户提供有关用户反应的反馈242(图19中示为漆管的目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图19的目视反馈例子中，空漆管代表错误的回答，喷漆管表示正确的回答。
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在步骤302，模块确定用户是否达到晋级标准(即用户在足够的时间里正确回答提出的足够部分(如80％))。若用户达到晋级标准，模块在步骤246加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可提高任务难度。例如，难度变量可包括一连串发音次数、发音之间变化的时间间隔或者提供给用户的听觉反馈的有效性。在用一个或多个难度变量提高了等级后304加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可提高任务难度。例如，难度变量可包括单词的发音次数、供给用户的听觉反馈的有效性和单词音节结构。单词的音节结构是单词中元音(v)与辅音(c)的次数与顺序。例如，单词on的音节结构为vc，单词cat的音节结构为cvc，而stop的音节结构为ccvc。一般而言，最容易的音节结构是vc，最难的cccvcc。在训练工具一较佳实施例中，音节结构的范围从vc到ccvc或cvcc。在用一个或多个难度变量提高等级后，模块循环回步骤292。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤306确定用户是否达到降级标准(即由于他/她正确回答提问不到80％，无法正确掌握当前的任务级别，应降低任务难度)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤308通过改变上述的一个或多个难度变量降低等级难度，并且该方法循环回到步骤292。若用户未达到降级标准，则该方法继续到步骤310，继续以当前难度等级执行任务并循环回步骤292。下面描述该模块的第四任务。
图18示出本发明发音单位检查训练游戏的第四任务。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一确定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤322，训练模块向用户提供一连串可听的发音，并产生特定任务的书面或口头指令。在步骤324，让用户运用发音形成新词，如要求用户用一个或多个语音构成新词。在步骤326，用户利用一种输入装置如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤328，模块分析用户反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤330，模块向用户提供有关用户反应的反馈(图19中示此外漆管的目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图19的目视反馈例中，空漆管代表错误回答，喷漆漆管表示正确响应。
在步骤332，模块确定用户是否达到晋级标准(即用户在足够的时间里正确回答提出的足够部分(如80％))。若用户达到晋级标准，模块在步骤246加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可提高任务难度。例如，难度变量可包括一连串发音次数、发音之间变化的时间间隔或者提供给用户的听觉反馈的有效性。在用一个或多个难度变量提高了等级后334加大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度。例如，难度变量可包括一连串发音次数、供给用户的听觉反馈的有效性和请求运用的类型。例如，可以要求用户通过重排不同难度级的语音、删除语音、置换语音或加插语音来熟练运用单词。在用一个或多个难度变量增大了等级后，模块循环回步骤322。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤336确定用户是否达到降级标准(即由于他/她正确回答提问不到80％，无法正确掌握当前的任务级别，应降低任务难度)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤338通过改变上述的一个或多个难度变量降低等级难度，并且该方法循环回到步骤322，若用户未达到降级标准，则该方法继续到步骤340，继续以当前难度等级执行任务并循环回步骤322。下面描述发音单元识别训练模块用户接口的例子。
图19示出一例本发明发音单位检查训练游戏用户接口350。该用户接口可以包括上述目视反馈242、暂停游戏的暂停钮352，用户可以请求重放发音的扬声器图标354、一个或多个不同色彩的海绵状打印件356(每只代表用户点击一次按钮)以及一个或多个不同颜色的漆罐358。游戏中，用户听到一单词，如dog，并点击三个不同色彩的漆罐，表示该单词有三种不同的发音。用户点击漆罐时，会出现一个或多个海绵状打印件，向用户提供有关用户点击次数的反馈。下面描述几列发音单位检查模块的任务。
图20A-图20E示出几例图19中发音单位检查训练游戏的不同视图。具体而言，图20A示出的屏360中，用户在统计话语发音的次数与顺序，而图20B示出的屏362中，用户在分割单词的发音。如图所示，每个子任务均可改变激励而使用同一个用户接口。这样，在图20C中，示出了用户对话语发音作统计和排序的屏364，图20D示出用户在单词中对发音作分割和排序的屏366，而图20E则示出用户用话语发音产生新词的屏368。
总之，发音单位检查模块可以有68个不同级别(在一较佳实施例中)，用于教会用户对一连串发音或单词中的发音作统计和排序，并通过删除、添加、替代和重排发音来创造新词。如上所述，可根据每种训练级别的难度变量来控制与调节游戏的任务。下面描述结合在本发明混合发音训练游戏一实施例中的诸任务。
图21的流程图示出本发明混合发音训练游戏的第一任务380。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)在步骤382，训练模块向用户以可听方式提供目标单词分割的发音单位，并产生确定任务的书面或口头指令。在步骤384，让用户根据分割的发音单位识别听到的单词，如通过改变时间间隔，用户可听到相互分开的di、no和saur，正确的反应是dinosaur。在步骤386，用户用一种输入装置如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤388，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤390，模块向用户提供有关用户反应的反馈392(图23中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图23的目视反馈例中，宝石394表示正确回答，椰子396表示错误回答。
在步骤398，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户正确回答了一行内的三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋到下一级就必须在一行中作出三次正确的反应，若在一行中作出二次错误的反应，则降低用户的级别。若用户达到晋级标准，模块可在步骤400增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度。例如，难度变量可以包括发音单位的大小，因为较小的发音单位(如话语发音)比较大的发音单位(如音节)更难放在一起，还可包括发音单位之间的时间、感性上相似的反应选择次数、发音单位数或目标单词的音节结构(如上所述)。在用一个或多个难度变量提高级别后，模块可循环回步骤382。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤402确定用户是否达到降级标准(即在一行中提出二次错误回答)。若用户达到降级标准而要求减小难度，模块可以在步骤404改变一个或多个上述难度变量而减小级别难度，且方法循环回步骤382。若用户未达到降级标准，则该方法继续到步骤406，继续以当前难度级别执行任务并循环回步骤382。下面描述混合发音训练游戏的第二任务。
图22的流程图表示本发明混合发音训练游戏的第二任务410。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤412，训练模块向用户可听地提出某单词省略一个单位的发音单位(如对cat提出|c|与|t|)，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤414，让用户根据听到的发音单位并结合省略的发音单位识别听到的单词，如用户可能听到|c|与|a|，正确的反应是cat。在步骤416，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤418，模块分析用户的反应以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤420，模块向用户提供有关用户反应的反馈(图23中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图23的目视反馈例中，宝石394表示正确回答，椰子396表示错误反应。
在步骤422，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户正确回答了一行内的三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋到下一级就必须在一行中作出三次正确的反应，若在一行中作出二次错误的反应，则降低用户的级别。若用户达到晋级标准，模块可在步骤424增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度。例如，难度变量可以包括发音单位的大小，因为较小的发音单位比较大的发音单位更难放在一起，还可包括单词的发音单位数、目标单词的音节结构(如上所述)或省略发音在单词中的位置(若省略的发音在单词开头而不是未尾，就更难猜中)。省略发音在单词中的位置可以是开始、中间或结束的发音。在用一个或多个难度变量增大级别后，模块可以循环回步骤412。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤426确定用户是否达到降级标准(即在一行中提出二次错误回答)。若用户达到降级标准而要求减小难度，模块可在步骤428改变一个或多个上述难度变量而减小级别难度，且方法循环回步骤412。若用户未达到降级标准，则该方法继续到步骤430，继续以当前难度级别执行任务并循环回步骤412。下面描述一例混合发音训练模块的用户接口。
图23示出一例本发明发音混合训练游戏的用户接口438，它可以包括反馈392和单词的一种或多种图示法440。操作时，用户会分开听到发音|t|、|r|和|ee|(或省略一个发音单位)，然后将发音混成单词tree，再点击树的有关图片440。图24A-图24G示出几例图23中混合发音训练游戏子任务不同的视图。具体地说，各子任务可使用同一个用户接口，但训练上述的不同技能。这样，按难度的递增次序描述，子任务442(图24A)训练用户将两个音节混成单词的技能，子任务444(图24B)训练用户将三个音节混成单词的技能，子任务446(图24C)训练用户将四个音节混成单词的技能，子任务448训练用户将两个语音混成单词的技能，子任务450训练用户将三个语音混成单词的技能，子任务452训练用户将四个语音混成单词的技能，子任务454训练用户将单词闭合的技能(如用户在单词中填充省略的音节或语音)。
总之，混合发音训练游戏可包括60种不同的等级，训练用户将音节与语音混成单词。一旦掌握了混合，就训练用户通过填充省略的音节或语音来构成单词。如上所述，改变一个或多个难度变量可适当地调节训练难度。下面详细描述一较佳发音识别训练模块实施例的任务。
图25示出本发明发音识别训练游戏的第一任务460。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤462，训练模块向用户反复提供可听的发音，并产生特定任务的书面或口头指令。在步骤464，让用户识别发音变化的时间，如模块可产生一个或多个声学修改的上述发音，如频率变化与语音开始时间变化。在步骤466，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤468，模块分析用户的反应，以根据某种表标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤470，模块向用户提供有关用户反应的反馈472(图29示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图29的目视反馈例中，河马得分474表示答对，犀牛得分476表示答错。
在步骤478，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户答对一行中三个问题)。在该任务中，可用3/2自适应训练系统，用户要晋级就必须提供三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，用户的等级就减小。若用户达到晋级标准，模块可在步骤480增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度。例如，难度变量可包括发音类型(元音、辅音等)、发音间的声学与感性差异(可用上述声学修正器如频率分量与话音发声时间持续期差别来修正)、语音关系和感性的发音特色。
语音关系指目标发音前后相邻接的话语发音。由于发音方法在连接的话语中是其联的，所以相邻的发音会影响目标发音的声学特点，由此影响其感性特色与感性难度等级。有些语音关系比其它语音关系的影响更大，如|r|与|l|对前元音有明显影响。在该关系内，元音的声学特点其实畸变了，使这一关系更难感觉到隔开的或在不同语音关系内的元音，如它后面接|t|时。声学与感性特色指发音固有的声学特点。有些发音原来就具有粗声特点(能量、频率与持续时间)，不容易感觉到。另一些发音则具有弱声提示，更难感觉到，如长元音比短元音有更大的声能，因而更明显。另举一例，辅音r-l(称为清浦音)比辅音d-g(称为浊辅音)有更长的持续时间，更容易感觉到。再举一例，相比而言，清辅音r-l的声能分布的频率范围很宽，而辅音m-n(称为鼻辅音)的声能集中在低频范围，使m-n感觉上不明显。在用一个或多个难度变量增大等级后，模块可循环回步骤462。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤482确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤484可改变一个或多个上述难度变量而减小等级难度，该方法循环回步骤462。若用户未达到降级标准，则方法继续到步骤486，继续按当前难度级别执行任务并循环回步骤462。下面描述发音识别模块的第二任务。
图26示出本发明发音识别训练游戏的第二任务490。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤492，训练模块向用户提出可听的两种发音激励，并产生特定任务的书面或口头指令。在步骤494，让用户识别发音是否一样或不同。在步骤496，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤498，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应和表现的正确性。在步骤500，模块向用户提供有关用户反应的反馈472(图29示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图29的目视反馈例中，河马得分474表示答对，犀牛得分476表示答错。
在步骤502，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤504可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括发音之间的声学与感性差异(可用上述声学修正器修正)以及上述发音固有的声学与感性特色。在用一个或多个难度变量增大等级后，模块可循环回步骤492。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤506确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤508改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤492。若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤510，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤492。下面描述发音识别模块的第三任务。
图27示出本发明发音识别训练游戏的第三任务520。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤522，训练模块向用户提供可听的目标发音和一连串单词，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤524，让用户识别含目标发音的该单词，如目标发音可能是|b|，正确反应为ball。在试验526，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤528，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤530，模块可向用户提供有关用户反应的反馈472(图29示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图29的目视反馈例中，河马得分474表示答对，犀牛得分476表示答错。
在步骤532，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤534可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括目标发音的声学与感性特色。在用一个或多个难度变量增大等级后，模块可循环回步骤522。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤536确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤538改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤522。若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤540，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤522。下面描述发音识别模块的第四任务。
图28示出本发明发音识别训练游戏的第四任务550。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤552，训练模块向用户提供可听的目标发音与单词，产生该特定任务的书面或口头指令，在步骤554，让用户识别发音在单词中的位置，如模块可以产生发音|c|和单词cat，正确的反应是将发音识别为该单词的开头。在步骤556，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤558，模块分析用户的反应，以某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应和表现的正确性。在步骤560，模块向用户提供有关用户反应的反馈472(图29示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图29的目视反馈例中，河马得分474表示答对，犀牛得分476表示答错。
在步骤562模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤564可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括发音的声学与感性特色。在用一个或多个难度变量提高等级后。模块可循环回步骤552。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤566确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤568改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤552。若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤570，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤552。下面描述一例用户接口和一例子任务。
图29示出一例本发明发音识别训练游戏的用户接口580。除了反馈472，用户接口还可包括河马(用户)与犀牛(计算机)投签的图片。游戏中，用户一面按下鼠标钮，一面倾听目标发音(如e)和一连串单词，当听到含该发音的单词时，就松开鼠标钮。图30A-图30F表示几例图29中发音识别训练游戏子任务不同的视图。各子任务可使用图29中的同一个基本用户接口，发音激励不同。例如，图30A表示训练用户鉴别元音的子任务582，图30B表示以最小对CV音节鉴别辅音的子任务584，图30C表示训练用户识别单词中双元音的子任务586，图30D表示训练用户识别单词中紧元音的子任务588，图30E表示训练用户识别单词中松元音的子任务590，而图30F表示训练用户识别辅音发音在单词中位置的子任务592。
总之，发音变化识别模块可以包括155个等级，用自然与计算机产生的话语训练用户鉴别元音与辅音发音，还可训练用户识别发音并识别发音在单词中的位置。此外，可向用户提供元音、元音单音、双元音辅音和辅音混合的发音-符号关系。如上所述，可以用难度变量自适应地改变训练难度。下面描述一较佳实施例的发音方式识别训练模块。
图31示出本发明发音方式识别训练游戏的第一任务600。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤602，训练模块向用户提供可听的目标发音或目标发音方式和一连串单词，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤604，在用户听到含目标发音的单词时，让他识别，如目标发音为|b|，正确反应是cab。在步骤606，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤608，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应和表现的正确性。在步骤610，模块向用户提供有关用户反应的反馈612(图35中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图35的目视反馈例中，灯泡613发光表示答对，不发光表示答错。
在步骤614，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤616可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括发音方式的复杂性、发音方式的感性特色或目标发音在单词中的位置。在用一个或多个难度变量提高等级后，模块循环回步骤602。
若用户未达晋级标准，模块在步骤618确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤620改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤602。若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤622，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤602。
图32示出本发明发音方式识别训练游戏的第二任务630。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。步骤632，训练模块向用户提供可听的目标发音或目标发音方式和一连串单词，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤634，当用户听到含目标发音的发音/单词时，让他识别，如目标发音可以是|b|，正确回答为ball。在步骤636，用户用一种输入装置如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤638，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应和表现的正确性。在步骤640，模块向用户提供有关用户反应的反馈612(图35中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图35的目视反馈例中，灯泡613发光表示答对，不发光表示答错。
在步骤642，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤644可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括发音方式的复杂性、发音方式的感性特色或目标发音在单词中的位置。在用一个或多个难度变量提高等级后，模块循环回步骤632。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤646确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤648改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤632。若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤650，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤632。下面描述发音方式识别模块的第三任务。
图33示出本发明发音方式识别训练游戏的第三任务660。虽然本方法描绘成单一任务，但是本发明的第一任务实际上可包括多个较小的子任务，各子任务可在技能中训练某一特定领域或改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤662，训练模块向用户提供可听的目标单词的一个或多个或多个发音单位，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤664，让用户识别听到的单词。在步骤666，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤668，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如输入信号用户反应和表现的正确性。在步骤670，模块向用户提供有关用户反应的反馈612(图35中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图35的目视反馈例中，灯泡613发光表示答对，不发光表示答错。
在步骤672，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤674可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括发音单位的结构复杂性、发音单位之间的时间间隔和有无背景噪声/听觉干扰(即发音单位之间额外的听觉激励)。发音单位的结构复杂性指辅音与元音的数量与顺序。在该模块中，整个单词的元辅音数量不变，只变发声时间，如模块最好从极简单的发音结构c(如s)开始，然后为cc(如st)，最后为ccc(如str)。在用一个或多个难度变量提高等级后。模块可循环回步骤662。
若用户未达到晋极标准，模块在步骤676确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤678改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤662，若用户未达到降级标准，该方法继续到步骤680，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤662。下面描述发音方式识别模块的第四任务。
图34示出本发明发音方式识别训练游戏的第四任务。虽然把该方法描述成执行单一的任务，但是本发明方法实际上可以包括多个较小的子任务，各子任务可以训练技能中的一特定领域或可改变不同的难度变量(如下所述)。在步骤692，训练模块向用户提供可听的单词，并产生该特定任务的书面或口头指令。在步骤694，让用户改变提供给他的单词的发音而生成新单词。在步骤696，用户用一种输入设备如键盘、鼠标或话语识别装置向模块输入反应。在步骤698，模块分析用户的反应，以根据某种表现标准(如反应时间)确定例如用户反应与表现的正确性。在步骤700，模块向用户提供有关用户反应的反馈612(图35中示为目视反馈，但也可以是听觉反馈)。在图35的目视反馈例中，灯泡613发光表示答对，不发光表示答错。
在步骤702，模块确定用户是否达到晋级标准(如用户在一行中答对三个问题)。在该任务中，可应用3/2自适应训练系统，用户要晋级必须作出三次正确的反应，若用户在一行中作出二次错误的反应，就降低用户的等级。若用户达到晋级标准，模块在步骤704可增大任务难度。按本发明改变一组或多组不同的难度变量，可增大任务难度，如难度变量可包括单词的音节结构和正在运用的发音在该单词中的位置，如正在运用的发音可能在单词的开头、结尾或中间。在用一个或多个难度变量提高等级后，模块循环回步骤692。
若用户未达到晋级标准，模块在步骤706确定用户是否达到降级标准(即用户在一行中答错二次)。若用户达到降级标准而要求减小任务难度，模块在步骤708改变一个或多个上述难度变量可减小等级难度，方法循环回步骤692。若用户未达到降极标准，该方法继续到步骤710，继续按当前难度等级执行任务并循环回步骤692。下面描述发音方式识别模块的若干例子。
图35示出一例本发明发音方式识别训练游戏的用户接口720。除了反馈612，用户接口还可包括一只或多只母鸭722，会说一种或多种不同的单词结尾。具体而言，用户听到“哪只鸭子说sip时不带s？”，而且每只鸭子都令说单词结尾。然后用户点击说正确结尾的那只鸭子。图36A-图36D示出的不同视图是图35中发音方式识别训练游戏的诸多子任务。例如，图36A示出的识别单词结尾的子任务730中，要求用户识别含r控制元音的韵脚、含后元音|1|的韵脚、闭音节韵脚和开音节韵脚。图中示出了各类单词的例子。在图36B示出的识别单词开头子任务732中，要求用户识别单辅音混合与辅音双字母单音(图中举例)、双辅音混合与三辅音混合。图36C以韵脚子任务734示出发声的混合，而在图36D示出的分割子任务736中，用户分割和/或删除语音、发声与韵脚。
发音方式识别训练模块可包括142个不同等级，可训练用户押韵、识别公共发音与拼写方式，以及混合和分割发声和韵脚。此外，还向用户提出元音、元音双字母单音和辅音混合的发音一符号关系。如上所述，可用难度变量自适应地改变训练难度。
总之，本发明让用户在一种或多种听觉处理、音韵意识、音韵处理与阅读技能方面得到训练，从而变为优秀的阅读者。各种技能都可利用一个或多个包括在本发明较佳实施例中系统里的训练模块进行训练。根据本发明一较佳实施例，各训练模块可以包括一个或多个任务(游戏形式)，让用户作游戏，而为了掌握游戏，就要学会某些技能。这些技能可以包括如听力、短期记忆，图像-背景鉴别、连续记忆、临时处理、方式识别、语音顺序、音韵分割与运用、音韵混合、听觉与语音鉴别、单词闭合、对劣化信号的听觉表现、听力警觉性、语音识别、语音排序、视觉识别和押韵。每种技能都有助于用户更好地读写，因为具有听觉、音韵学与阅读技能的人更具读写能力。
虽然以上描述参照了本发明的一具体实施例，但是本领域的技术人员应明白，该实施例的种种变化并不背离本发明的原理和实质，本发明的范围由所附的权利要求限定。

Claims (76)

1.一种训练与个人阅读技能相关的一项或多项技能的工具，其特征在于，包括：
一项或多项训练模块，可训练一特定组的听觉处理、音韵意识、音韵处理和阅读等技能，使用户在该组技能中技能提高；
对用户就每项训练模块产生激励的装置，所述激励包括一幅或多幅图形图像和可听的发音；及
接收用户对每一项模块所提供的图形图像和可听发音其中之一所作反应的装置。
2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，接收装置还包括一话语识别装置，用于接收用户对一个或多个模块的词语反应。
3.如权利要求2所述的工具，其特征在于，一项或多项训练模块各自包括一项或多项任务，用于训练不同的听觉处理、音韵意识、音韵处理和阅读等技能。
4.如权利要求3所述的工具，其特征在于，每项训练模块还包括：改变模块中每项任务的难度变量以改变任务难度的装置。
5.如权利要求4所述的工具，其特征在于，难度训练装置还包括：当用户第一预定反应次数正确时提高任务难度的装置，以及当第二预定反应次数错误时降低任务难度的装置。
6.如权利要求4所述的工具，其特征在于，难度训练装置还包括：当用户第一预定连续反应次数正确时提高任务难度的装置；以及当第二预定连续反应次数错误时降低任务难度的装置，第二预定次数少于第一预定次数。
7.如权利要求1所述的工具，其特征在于，该训练模块还包括发音回忆训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置和接收用户对所提供的发音和次序所表示反应的装置。
8.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括发音回忆训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置，接收用户对所提供的发音和次序所表示反应的装置，以及改变一个或多个任务难度变量以更改任务难度的装置。
9.如权利要求8所述的工具，其特征在于，难度变量包括一语言修正器，改变提供给用户的指令，使用户反应不同于发音原来的次序和顺序。
10.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音检查训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置，接收用户对所提供的发音和次序所表示反应的装置。
11.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音检查训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置，接收用户对所提供的发音和次序所表示反应的装置，以及改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
12.如权利要求11所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括若干个提供给用户的发音。
13.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音检查训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置和接收用户对发音次数所表示反应的装置。
14.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音检查训练模块，它包括向用户提供一连串发音的装置，接收用户对发音次数所表示反应的装置，以及改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
15.如权利要求14所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括提供给用户的发音次数。
16.如权利要求11所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的单词音节结构的装置，该音节结构包括一个或多个预定次序的元辅音。
17.如权利要求11所述的工具，其特征在于，发音检查训练模块还包括一项要求用户在单词中识别发音次数和顺序的任务，包括向用户提供一个或多个发音的装置以及接收用户对单词中发音次数和顺序所表示反应的装置。
18.如权利要求17所述的工具，其特征在于，该任务还包括通过改变一个或多个难度变量以改变任务难度的装置。
19.如权利要求18所述的工具，其特征在于，难度变量包括提供给用户的发音次数。
20.如权利要求18所述的工具，其特征在于，难度变量包括反馈给用户的听觉有效性。
21.如权利要求18所述的工具，其特征在于，难度变量包括单词的音节结构。
22.如权利要求11所述的工具，其特征在于，发音检查训练模块还包括：一项要求用户根据一个或多个发音运用一个或多个发音形成新词的任务，包括提供一个或多个发音的装置以及接收用户对一个或多个发音所构成的新词所表示反应的装置。
23.如权利要求11所述的工具，其特征在于，发音检查训练模块还包括：一项要求用户根据一个或多个发音运用一个或多个发音形成新词的任务，包括提供一个或多个发音的装置，接收用户对一个或多个发音所构成的新词所表示反应的装置，以及改变任务难度的装置。
24.如权利要求23所述的工具，其特征在于，难度改变装置包括改变提供给用户的听觉反馈量的装置。
25.如权利要求23所述的工具，其特征在于，难度改变装置包括改变用户所要进行的发音运用类型的装置，发音运用包括重排语音、删除语音、替代语音和插入语音其中之一。
26.如权利要求23所述的工具，其特征在于，难度改变装置包括改变提供给用户的发音次数的装置。
27.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音混合训练模块，它包括向用户提供一连串发音单位的装置以及接收用户对所述发音单位形成的单词所表示反应的装置。
28.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音混合训练模块，它包括向用户提供一连串发音单位的装置，接收用户对所述发音单位形成的单词所表示反应的装置，以及改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
29.如权利要求28所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的单词音节结构的装置，音节结构包括一个或多个预定次序的元辅音。
30.如权利要求28所述的工具，其特征在于，发音混合训练模块还包括：省略单词当中某一发音单位的装置，其中用户必须识别未省略该发音单位的所述单词。
31.如权利要求30所述的工具，其特征在于，发音混合模块还包括：改变一项或多项难度变量以改变任务难度的装置。
32.如权利要求31所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括：改变该省略的发音单位在单词中位置的装置。
33.如权利要求31所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的发音单位大小的装置。
34.如权利要求31所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的发音单位数量的装置。
35.如权利要求31所述的工具，其特征在于，难度更改装置还包括改变单词音节结构的装置。
36.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音识别训练模块，它包括向用户反复提供一连串发音且发音按预定时间变化的装置，以及接收用户在发音变化时所表示反应的装置。
37.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音识别训练模块，它包括反复提供同一发音的装置，提供不同发音的装置，以及接用户听到不同发音时所表示反应的装置。
38.如权利要求37所述的工具，其特征在于，发音识别训练模块还包括改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
39.如权利要求38所述的工具，其特征在于，难度改变装置包括：根据发音固有的声学和语音特点，对它们排序以改变其感性特色的装置。
40.如权利要求38所述的工具，其特征在于，难度改变装置包括：改变发音其语音关系的装置。
41.如权利要求38所述的工具，其特征在于，其中难度更改装置还包括改变提供给用户的发音类别的装置，所述发音类别包括元辅音。
42.如权利要求38所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括：通过按声学方式修正发音以改变发音之间声学和感性差别的装置。
43.如权利要求37所述的工具，其特征在于，发音识别训练模块还包括：一项要求用户识别单词中目标发音的任务，还包括向用户提供目标发音的装置，向用户提供一连串单词的装置，以及接收用户听到含目标发音单词时反应的装置。
44.如权利要求43所述的工具，其特征在于，该项任务还包括改变一项或多项难度变量以改变任务难度的装置。
45.如权利要求44所述的工具，其特征在于，改变装置包括改变单词声学和感性特色的装置。
46.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音方式识别训练模块，它包括向用户提供目标发音的装置，以及接收用户对该用户听到带目标发音单词所表示反应的装置。
47.如权利要求1所述的工具，其特征在于，训练模块还包括一发音方式识别训练模块，它包括向用户提供目标发音的装置，接收用户对该用户听到带目标发音单词所表示反应的装置，以及改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
48.如权利要求1所述的工具，其特征在于，一项或多项训练模块还包括一发音方式识别训练模块，还包括向用户提供一个或多个目标发音的装置以及接收用户将一个或多个发音混合成单词的反应的装置。
49.如权利要求48所述的工具，其特征在于，发音方式识别训练还包括改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
50.如权利要求49所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的目标发音其复杂性的装置。
51.如权利要求49所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变单词中目标发音位置的装置。
52.如权利要求49所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括根据目标发音固有的声学和语音学特点，通过对发音排序来改变目标发音感性特色的装置。
53.如权利要求1所述的工具，其特征在于，一项或多项训练模块还包括一发音方式识别训练模块，还包括向用户提供一个或多个目标发音的装置以及接收用户对运用一个或多个发音混合成新单词的反应的装置。
54.如权利要求53所述的工具，其特征在于，发音方式识别训练还包括改变一项或多项任务难度变量以改变任务难度的装置。
55.如权利要求54所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的目标发音其复杂性的装置。
56.如权利要求54所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变单词中目标发音位置的装置。
57.如权利要求54所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括根据目标发音固有的声学和语音学特点，通过对发音排序来改变目标发音感性特色的装置。
58.如权利要求54所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变单词音节结构的装置。
59.如权利要求47所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变提供给用户的目标发音其复杂性的装置。
60.如权利要求47所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变单词中目标发音位置的装置。
61.如权利要求47所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括根据目标发音固有的声学和语音学特点，通过对发音排序来改变目标发音感性特色的装置。
62.如权利要求48所述的工具，其特征在于，难度改变装置还包括改变发音单位之间给定的背景噪声量的装置。
63.一种训练用户鉴别发音的方法，其特征在于，包括：
提供给用户第一和第二发音，各发音所具有的一特定组声学分量可区分这两种发音：
使用户所要识别的第一发音的声学分量改变某一预定量，来使所述发音更类似于第二发音，这样第一发音与第二发音更难区分；以及
继续改变第一发音的声学分量，直到第一和第二发音相同。
64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，声学分量包括发音的频率分量。
65.如权利要求64所述的方法，其特征在于，频率分量包括第一主要频率。
66.如权利要求64所述的方法，其特征在于，频率分量包括第二主要频率。
67.如权利要求63所述的方法，其特征在于，声学分量包括发音的持续时间。
68.如权利要求67所述的方法，其特征在于，发音的持续时间包括发音的语音发声时间。
69.如权利要求63所述的方法，其特征在于，声学分量包括发音能量。
70.一种训练用户鉴别发音的方法，其特征在于，包括：
选择所要提供给用户的语音类发音，改变所述发音的感性特色以改变鉴别所述发音的难度，其中根据所述发音固有的声学和语音学特点改变发音的排序；以及
按语音类发音向用户提供第一和第二发音。
71.如权利要求70所述的方法，其特征在于，语音类发音包括元音和辅音其中之一。
72.如权利要求71所述的方法，其特征在于，语音类发音还包括短元音和长元音，长元音比短元音更具特色。
73.如权利要求71所述的方法，其特征在于，语音类发音还包括清辅音、浊辅音和鼻辅音，而清辅音比浊辅音更有特色，浊辅音比鼻辅音更有特色。
74.一种训练用户鉴别发音的方法，其特征在于，包括：
选择所要提供给用户的发音的语音关系，改变所述发音的感性特色以改变鉴别发音的难度，其中根据发音的语音关系改变发音排序；以及
根据选定发音的语音关系向用户提供第一和第二发音。
75.如权利要求74所述的方法，其特征在于，语音关系包括提供与其它发音隔离的发音。
76.如权利要求74所述的方法，其特征在于，语音关系包括结合另一种发音提供发音，使它更难以感受到该发音。
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