[發明專利]一種便攜式外語聽力學習輔助教具及其應用方法

在審

• 申請號: 202010869496.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111951621A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 楊麗;吳明軍;秦永麗;蔣惠;陳書錦
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G09B5/04
• 分類號: G09B5/04;A61B5/0476
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

1.一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，包括專用耳罩、難度指示燈、綜合狀態指示環、腦電波傳感模塊、耳機支架、按鈕板和核心控制板；

按鈕板通過信號線與核心控制板相連；

專用耳罩包括左耳罩和右耳罩，分別固定在耳機支架的左右兩側，腦電監測電極位于耳罩內部設置的軟圈的邊緣，以最大程度接近于耳垂位置；

腦電波傳感模塊用于接收腦電檢測電極輸出信號并進行頻率分析，腦電波傳感模塊的輸出通過串口連接至核心控制模塊；難度指示燈設置在所述耳機支架上，所述綜合狀態指示環設置在耳罩外側，所述綜合狀態指示燈設置在按鈕板上；

核心控制板用于對腦電波傳感模塊及按鈕板反饋的信息進行實時分析和記錄。

2.根據權利要求1所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，困難按鈕、正常按鈕、容易按鈕、綜合狀態指示燈、正常播放按鈕、重點播放按鈕集成在所述按鈕板上。

3.根據權利要求1所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，腦電監測電極設置在右耳罩靠近耳垂的位置。

4.根據權利要求1所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，腦電波傳感模塊采用TGAM模塊，輸出采樣率為512Hz的腦波原始波形數據和相應經過模塊處理的腦波數據。

5.根據權利要求4所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，TGAM模塊包含TGAT芯片，其直接連接兩個電極，分別為EEG電極作為腦電采集點，REF電極作為參考點；所述電極采用不銹鋼合金干式傳感器，其將微弱的腦波信號從周圍的電信號、風電波信號等干擾信號中區分開來，腦電信號被這兩個電極差分采集后送入TGAM模塊，再經過模塊內部運放、濾波、ADC處理環節后轉為數字信號，得到數字信號后，TGAT芯片內部分析出α、β、θ等腦波數據，并處理輸出對應數據，最后由串口輸出。

6.根據權利要求5所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具，其特征在于，單片機控制板通過USB對外接口B輸出狀態信息；采用JQ6500串口控制語音播報模塊，該模塊通過單片機控制板的串口TXD1和RXD1控制播放指定的語音句段，ADC_L和ADC_R分別用于連接耳機的左右輸入聲道，USB對外接口A用于接插載有語音句段的U盤；腦波傳感模塊的輸出通過串口TXD2和RXD2連接至單片機控制板；單片機控制板的通用I/O口，I/O2、I/O3、I/O7、I/O8、I/O9、I/O10、I/O11和I/O15分別連接至難度指示燈、綜合狀態指示環、困難按鈕、正常按鈕、容易按鈕、正常播放按鈕、重點播放按鈕和綜合狀態指示燈。

7.根據權利要求1至6任一項所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具的應用方法，其特征在于，在語音教學或自學過程中，該教具的電源被打開之后，工作流程如下：

（1）開始檢測是否按下播放按鈕，如果按下播放按鈕，則開始正常播放錄音材料；如果不是，則跳至第（4）步；

（2）在正常播放過程中，記錄難度輸入信息和學習者精力狀態信息，并記錄困難句段所在位置；

（3）正常播放結束后，判定是否需要重新播放，如是跳至第（2）步；如不是，進行下一步；

（4）判斷是否需要播放重點句段，如是進行下一步，如不是則跳至第（1）步；

（5）按序播放困難信息對應重點句段；

（6）在重點句段播放過程中，記錄難度輸入信息和學習者精力狀態信息，并再次新的記錄困難句段所在位置；

（7）困難信息對應重點句段按序播放結束后，跳至第（4）步。

8.根據權利要求7所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具的應用方法，其特征在于，腦電信息用于學習者的精力集中、心態輕松、疲倦狀態，反饋學習者具體的狀態，為教師和學習者提供信息。

9.根據權利要求7所述的一種便攜式外語聽力學習輔助教具的應用方法，其特征在于，如果學習者處于精力集中的狀態，當接收到困難信息時，綜合狀態指示環顯示綠色快閃，當接收到正常信息時，綜合狀態指示環顯示綠色常亮；當接收到容易信息時，綜合狀態指示環顯示綠色慢閃；

如果學習者處于精力放松的狀態，當接收到困難信息時，綜合狀態指示環顯示藍色快閃，當接收到正常信息時，綜合狀態指示環顯示藍色常亮；當接收到容易信息時，綜合狀態指示環顯示藍色慢閃；

如果學習者處于精力疲倦的狀態，當接收到困難信息時，綜合狀態指示環顯示紅色快閃，當接收到正常信息時，綜合狀態指示環顯示紅色常亮；當接收到容易信息時，綜合狀態指示環顯示紅色慢閃。