Αξιοποίηση, σχεδιασμός και αξιολόγηση 3D διεπαφών σε συνεργατικά περιβάλλοντα μάθησης
Creators: name: Κωνσταντινίδης, Ανδρέας Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Συνεργατική μάθηση
Τρισδιάστατα περιβάλλοντα
Εικονική πραγματικότητα
Πολυμέσα
Μάθηση από απόσταση
Αξιολόγηση λογισμικού
Collaborative learning
Virtual reality
Croquet platform
Multimedia applications
Tele-learning
3D user interfaces

description: Η παρούσα εργασία ασχολείται με το θέμα των τρισδιάστατων συνεργατικών περιβαλλόντων μάθησης. Αρχικά εξετάζονται και σχολιάζονται οι επικρατέστερες μαθησιακές θεωρίες και ακολουθεί ο ορισμός της συνεργατικής μάθησης.Αποδεικνύεται μέσα από σχετικές έρευνες η ανωτερότητα της συγκεκριμένης πρακτικής στο να βοηθάει τους εκπαιδευόμενους να αναπτύξουν γνωστικά μοντέλα από αφηρημένο υλικό και να βελτιώνουν τις κοινωνικές τους δεξιότητες.Μέσα από την μελέτη των πιο πρόσφατων προτάσεων για πρότυπα συνεργατικής μάθησης προκύπτει ως συμπέρασμα πως ο σχεδιασμός ενός προτύπου για την συνεργατική μάθηση εξακολουθεί να αποτελεί μελλοντικό πεδίο έρευνας. Από την εξέταση των εργαλειών και της λειτουργικότητας που προσφέρουν αντίστοιχες εφαρμογές δύο διαστάσεων συμπεράνουμε πως σε ένα τρισδιάστατο περιβάλλον το πλαίσιο στο οποίο παρουσιάζονται οι πληροφορίες παρουσιάζει ιδιαίτερη σημασία και πως εργαλεία βασισμένα σε έγγραφα όπως το chat και το forum αναπαρίστανται αποδοτικότερα και με μεγαλύτερη ευχρηστία στην δισδιάστατη μορφή.Η κατηγοριοποίηση των πιο δημοφιλών πλατφορμών συνεργατικής μάθησης τριών διαστάσεων μπορεί να γίνει με βάση τις δυνατότητες που αποδίδονται στους χρήστες. Έτσι διακρίνουμε τις πλατφόρμες ανοιχτού κώδικα, τα εμπορικά ολοκληρωμένα συστήματα και τα υβριδικά συστήματα που αποτελούν συνδυασμό των προηγούμενων. Από την εξέταση των διαφόρων τύπων πλατφόρμων συνεργατικής μάθησης προκύπτει η επιλογή της πλατφόρμας Croquet για την ανάπτυξη ενός εικονικού χώρου. Η επιλογή αυτή στηρίχθηκε στην peer to peer δικτυακή αρχιτεκτονική που χρησιμοποιεί, στο ότι είναι λογισμικό ανοιχτού κώδικα και στις δυνατότητες μεταφερσιμότητάς της.Μελετούνται εκτενέστερα τα χαρακτηριστικά και οι τεχνολογίες της πλατφόρμας Croquet και γίνεται αναφορά στην peer to peer αρχιτεκτονική TeaTime, στην γλώσσα προγραμματισμού Squeak, στην OpenGL και στην OpenAL. Επιπλέον, περιγράφεται η διεπαφή χρήστη της πλατφόρμας, καθώς και ο τρόπος πλοήγησης σε αυτήν. Τέλος, παρουσιάζονται και κάποιες μελλοντικές προεκτάσεις της πλατφόρμας που έχουν ανακοινωθέι από τους δημιουργούς της. Από την παραπάνω μελέτη προκύπτουν οι ιδέες που αφορούν τον σχεδιασμό ενός εικονικού περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα Croquet.Οι σχεδιαστικές επιλογές περιλαμβάνουν την δημιουργία τριών εικονικών χώρων: του προσωπικού χώρου του χρήστη, της αίθουσας διδασκαλίας και της αίθουσας συνεργασίας. Η ανάπτυξη των χώρων αυτών περιγράφεται ως συνδυασμός επεξεργασίας τρισδιάστατων γραφικών και προγραμματισμού. Στην συνέχεια, περιγράφονται τα κυριοτέρα συστατικά της διεπαφής χρήστη που υλοποιήθηκε, καθώς και οι δυνατοτήτες διαμοιρασμού εφαρμογών και αρχείων. Στο τέλος της ενότητας αυτής, περιγράφεται ο τρόπος εγκατάστασης των εικονικών χώρων που δημιουργήθηκαν σε μια καινούργια εγκατάσταση του SDK του Croquet. Το εικονικό περιβάλλον που δημιουργήθηκε παρουσιάστηκε και αξιολογήθηκε από ομάδα μεταπτυχιακών φοιτητών του τμήματος. Ως ενδεικτικά συμπεράσματα της διαδικασίας της αξιολόγησης μπορούμε να αναφέρουμε την δυσκολία που αντιμετώπισε η πλειοψηφία των φοιτητών με τον τρόπο πλοήγησης στο περιβάλλον και με τον προσανατολισμό στον τρισδιάστατο χώρο. Επιπλέον, από τις απαντήσεις των φοιτητών προκύπτει πως το εργαλείο του chat κρίθηκε ως εύχρηστο και επιθυμητό, ωστόσο παρουσιάστηκε μια δυσκολία εντοπισμού του avatar που μιλούσε. Τέλος, αναφέρουμε πως σε μελλοντικές εκδόσεις της εφαρμογής οι χρήστες θα ήθελαν να μπορούν να χρησιμοποιήσουν προσομοιώσεις, να έχουν ιδιωτικούς χώρους και κατά την διάρκεια του chat να εμφανίζονται φουσκάλες ομιλίας πάνω από τα αντίστοιχα avatars. Αντίστοιχα από το ερωτηματολόγιο προσωπικότητας προκύπτουν συμπεράσματα σχετικά με τις προτιμήσεις των φοιτητών με βάση τα ποσοστά νευρικότητάς,δέσμευσης, συγκαταβατικότητας κ.α. που τους χαρακτηρίζουν.
description: The main theme of this thesis centers on the issue of 3D collaborative learning environments. What follows is an examination and comments on the most prominent learning theories and the definition of collaborative learning. Relevant research has often concluded,the superiority of this practice in aiding students develop cognitive models of abstract material and augmenting their social skills.Through the study of the most recent proposals for standards concerning collaborative learning we conclude that the design of a standard for collaborative learning still constitutes a future field of research. From the examination of the tools and functionality that corresponding 2D applications offer we can conclude that in a 3D environment the context in which information is presented is of particular importance and that document based tools such as a chat room and a forum are represented more efficiently and are more user friendly in 2D. A categorisation of the most popular 3D platforms for collaborative learning can be achieved based on the possibilities that are attributed to the users. Thus we distinguish open source platforms, commercial systems and hybrid systems that constitute a combination of the previous two. Through the examination of various types of platforms of collaborative learning we concluded to choose the Croquet platform for the development of a virtual space. This choice was made due to the peer to peer nature of the network architecture that it uses, in that it is an open source software application and because of its cross platform capabilities.The characteristics and technologies of the Croquet platform where extensively examined. What followed was a study of its peer to peer architecture (TeaTime), of the Squeak programming language and of the OpenGL and OpenAL libraries it uses. Moreover,the user interface and the navigation system of the platform are commented on. Finally,certain future extensions of the platform that its developers have announced are discussed. After stydying all of the above, the ideas regarding the design and development of an environment using the Croquet platform were formulated.The design choices concern the development of three virtual spaces: the user’s personal space, the lecture hall room and the collaboration room. The design of these spaces is described as a combination of 3d graphics processing and Squeak programming. Then, the main components of the user interface that was materialised are described, as well as the possibilities of sharing applications and files. Following that we describe the way of installing the virtual spaces that were created in a fresh installation of Croquet’s SDK.The virtual environment that was created was presented to and evaluated by a team of postgraduate students from the department of Computer Science. As indicative conclusions of the process of evaluation we can report the difficulty that the majority of students faced with the navigation system of the environment and with orientating in the 3D space. Moreover, from the answers of the students we can conclude that the chat tool was judged as functionnal and desirable, however a difficulty was presented regarding the localisation of the avatar that spoke.Finally, we report that in future versions of the application the users would prefer they could use simulations, have virtual private spaces and that during chat sessions that speech bubbles would appear above the speaking avatar. Respectively the personality questionnaires result in conclusions with regard to the preferences of the students based on their rates of nervousness, engagement, agency etc.