Εφαρμογή Εικονικών Κόσμων στη Μάθηση

Κων/νος Γιαννάκης, Βασίλειος Κομιανός, Ελένη Μουστάκα, Αλέξανδρος Τσομπόλης, Γεώργιος Τσουμάνης, Σοφία Φαναριώτη

Τμήμα Πληροφορικής, Ιόνιο ΠανεπιστήμιοΠράσινο Εργαστήριο

Πολιτισμού, Περιβάλλοντος και Πληροφορικής

Βιωματικό Εργαστήριο-Σεμινάριο «Εισαγωγή στην Περιβαλλοντολογική Εκπαίδευση»

ΚΠΕ Κέρκυρας

7/12/2013

Τι θα δούμε

Χρήση Εικονικών Κόσμων για ενίσχυση της εκπαιδευτικής διαδικασίας μέσω δύο τρόπων.

1. Ο Εικονικός Κόσμος ως μέσο μάθησης: Ο μαθητής «μαθαίνει» μέσα από έναν έτοιμο, «προκατασκευασμένο» Εικονικό Κόσμο.

2. Ο Εικονικός Κόσμος ως εργαλείο μάθησης: Ο μαθητής αναπτύσσει τη δική του εφαρμογή Εικονικού Κόσμου χρησιμοποιώντας το λογισμικό Unity3d.

Εικονικοί Κόσμοι και Εκπαίδευση (1/2)

• Ήδη από το ’60 και ‘70 (flight simulators).

• Νέοι τρόποι οπτικοποίησης, με περισσότερη πληροφορία και δυνατότητες διάδρασης.

• Πολλά μουσεία και αρχαιολογικοί χώροι έχουν υλοποιηθεί σε 3D ψηφιακή αναπαράσταση.

• Παρατήρηση, εξερεύνηση και επεξεργασία αντικειμένων και χώρων που θα ήταν αδύνατο με άλλον τρόπο (π.χ. μουσεία και εκθέματα, ιδιότητες τριδιάστατων αντικειμένων, προσομοίωση χημικών διεργασιών/στοιχείων).

• Πολλές φορές σε περιβάλλοντα πολλών ταυτόχρονων χρηστών.

• Σενάρια χρήσης σε πραγματικό χρόνο.

Εικονικοί Κόσμοι και Εκπαίδευση (2/2)

• Κατέχουν τα γνωστά πλεονεκτήματα που έχει η χρήση νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση.

• Αίσθηση πραγματικής παρουσίας (μέχρι ένα βαθμό) των μαθητών.– Δυνατότητα προσομοίωσης δραστηριοτήτων που κοστίζουν σε πραγματικό

επίπεδο. Π. χ. ασκήσεις προετοιμασίας για φυσικές καταστροφές, εργαστηριακά πειράματα.

– Είναι εργαλείο και δεν αντικαθιστά την πραγματικότητα ή τα ήδη υπάρχοντα εργαλεία και μεθόδους!

• Πλέον είναι φθηνή τεχνολογία και η υπολογιστική ικανότητα είναι αρκετή.

• Πάρα πολλές έρευνες δείχνουν ότι δημιουργούν κίνητρα στους μαθητές.

Ενδεικτικές Αναφορές

• Fan, Shaojing, et al. "The Application of Virtual Reality in Environmental Education: Model Design and Course Construction." Biomedical Engineering and Computer Science (ICBECS), 2010 International Conference on. IEEE, 2010.

• Pantelidis, Veronica S. "Reasons to Use Virtual Reality in Education and Training Courses and a Model to Determine When to Use Virtual Reality."Themes in Science and Technology Education 2.1-2 (2010): pp-59.

• Youngblut, Christine. Educational Uses of Virtual Reality Technology. No. IDA-D-2128. Institute for defense analyses alexandria va, 1998.

• Mikropoulos, Tassos A., and Antonis Natsis. "Educational virtual environments: A ten-year review of empirical research (1999–2009)." Computers & Education56.3 (2011): 769-780.

• Winn, William, et al. "Student-built virtual environments." Presence: Teleoperators and virtual environments 8.3 (1999): 283-292.

Το εργαλείο του εργαστηρίου• Δημιουργία νέου Project. File->New Project. Στο Tab: Create New Project, επιλογή των πακέτων Character

Controller, Terrain Assets, Tree Creator.

• Δημιουργία εδάφους (terrain). Terrain->CreateTerrain. Terrain->Set Resolution. Terrain Width = 500,

Terrain Length = 500.

• Περιήγηση στην καρτέλα Scene. Πατημένο δεξί κλικ και κούνημα του ποντικιού. Βελάκια, zoom-in/out με

ροδέλα ποντικιού.

• Μορφοποίηση εδάφους με χρήση Terrain Tools. – Δημιουργία ορεινών όγκων με χρήση του πρώτου εργαλείου. Ρύθμιση brush size, opacity. Με αριστερό κλικ και σύρσιμο πάνω στο έδαφος,

δημιουργούνται τα βουνά.

– Χρωματισμός εδάφους με χρήση του μεσαίου εργαλείου (πινέλο). Επιλογή εικόνας μέσω Edit Textures->Add Texture και drag n’ drop της

εικόνας StandardAssets->TerrainAssets->TerrainTextures->Grass στο πεδίο Splat και Add.

– Προσθήκη δασικών εκτάσεων. Εργαλείο δεξιά από το πινέλο. Επιλογή δέντρου μέσω Edit trees->Add Tree και drag n’ drop του τριδιάστατου

μοντέλου StandardAssets->TerrainAssets->Tree Creator->Trees->BigTree στο πεδίο Tree και Add. Ρυθμίσεις για τη μορφή των παραγόμενων

δέντρων όπως πυκνότητα, ύψος κ.α. Αριστερό κλικ και σύρσιμο για τοποθέτηση δέντρων.

• Προσθήκη dummy κτιρίου στον εικονικό κόσμο. GameObject->Create Other->Cube. Χρήση των εργαλείων

πάνω αριστερά για τοποθέτηση και αλλαγή μεγέθους. Ακριβείς τιμές σε μέτρα στο Transform component.

• Προσαρμογή της σκηνής σύμφωνα με τις οδηγίες.

Μελέτη Περίπτωσης: Προκατασταλτικά Μέτρα Αντιπυρικής Προστασίας Δασών

Προκατασταλτικά μέτρα που λαμβάνονται και έχουν ως σκοπό την μείωση της πιθανότητας εξάπλωσης κάθε πυρκαγιάς και τη διευκόλυνση των προσπαθειών κατάσβεσής της:

• Αντιπυρικές λωρίδες– Οι αντιπυρικές λωρίδες έχουν ως σκοπό τη διακοπή της συνέχειας της καύσιμης ύλης. Σε περίπτωση

πυρκαγιάς, οι αντιπυρικές λωρίδες επιβραδύνουν το ρυθμό εξάπλωσης της.• Δασικοί δρόμοι

– Στα δάση υπάρχει ένα πυκνό οδικό δίκτυο το οποίο είναι αναγκαίο τόσο για τη διαχείριση όσο και για την προστασία τους από τις πυρκαγιές.

Αν το σπίτι σας βρίσκεται μέσα ή κοντά σε δάσος ή δασική έκταση• Δημιουργήστε μια αντιπυρική ζώνη γύρω από το σπίτι σας καθαρίζοντας και απομακρύνοντας σε ακτίνα

τουλάχιστον 10 μέτρων τα ξερά χόρτα, τις πευκοβελόνες, τα ξερά φύλλα, τα κλαδιά κ.λπ.• Κλαδέψτε τα δένδρα μέχρι το ύψος των 3 μέτρων.• Μην αφήνετε τα κλαδιά των δένδρων να ακουμπούν στους τοίχους τη στέγη και τα μπαλκόνια. Κλαδέψτε

τα έτσι ώστε να υπάρχει απόσταση τουλάχιστον 5 μέτρων από το σπίτι σας.• Αραιώστε γύρω από το κτίσμα τη δενδρώδη βλάστηση έτσι ώστε τα κλαδιά του ενός δένδρου να απέχουν

τουλάχιστον 3 μέτρα από τα κλαδιά του άλλου. Όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν, απομακρύνετε τη δενδρώδη και θαμνώδη βλάστηση γύρω από το κτίσμα σε απόσταση τουλάχιστον 10 μέτρων.