Customising open source LMSs in order to meet localization and synchronous communication requirements

Learning Management Systems (LMSs) are applications that facilitate the management, observation and delivery of educational material through the Internet. Nowadays several of these systems are of such high quality that despite their free distribution and open source nature they are gaining popularity among distinct academic institutions. This paper addresses the issue of installing and adopting the open source LMS Dokeos to deliver SCORM lessons in the Greek language. Additionally, the authors demonstrate the extension of the system with direct support for new services such as videoconferencing and streaming video. The proposed methodology is applicable to any LMSs and therefore can function as the basis for coping with similar localization problems in discrete e-learning platforms

Customizing Open Source LMSs in order to Meet Localization and Synchronous Communication Requirements

Learning Management Systems (LMSs) are applications that facilitate the management, observation and delivery of educational material through the Internet. Nowadays several of these systems are of such high quality that despite their free distribution and open source nature they are gaining popularity among distinct academic institutions. This paper addresses the issue of installing and adopting the open source LMS Dokeos to deliver SCORM lessons in the Greek language. Additionally, the authors demonstrate the extension of the system with direct support for new services such as videoconferencing and streaming video. The proposed methodology is applicable to any LMSs and therefore can function as the basis for coping with similar localization problems in discrete e-learning platforms

A web-based learning environment exploiting 3D virtual worlds

There is no doubt that during the last few years the learning process has been greatly affected by the rapidly evolving era of information and technological development. The continuously increasing pace in computer power advancement in conjunction with new Internet technologies have led to the extensive usage of multimedia and 3D graphics, resulting to new forms of visualization, distribution and presentation of training material. The objectives of this work are to present an integrated view of interactive 3D virtual worlds used in the implementation of learning activities through the web and to analyze and design an e-learning system based on the exploitation of multimedia technologies, the Internet and 3D virtual worlds. The proposed system provides learners with an interactive 3D virtual learning environment thus enabling them to participate virtually in studying and performing simulated lab experiments for a course in Computer Graphics. Some of the aforementioned system’s highlights include the increased management and security capabilities of the virtual environment along with additional features offering simulation of various laboratory exercises

VRLAB: an interactive 3D learning environment

The recent information and networks explosion has greatly affected the fields of education and distance learning, leading to the development of educational material that provides support for interactive communication between trainers and learners. Web technology in particular stands as a medium with great educational value, mainly due to its ability to grant access to training material without any spatial or temporal constraints, thus motivating and attracting new users to experience this novel form of learning. As the Internet constantly evolves, new technologies tend to influence the domains of e-learning. The combination of the Web, multimedia and 3D graphics has resulted to the implementation of new training tools bearing advanced navigational and interactive functionalities along with appealing user interfaces that encourage learners to actively participate in the learning process. Moreover, 3D Virtual Worlds have surfaced making available new forms of visualization, distribution and presentation of training material. The objectives of the present paper are to discuss the educational value of 3D virtual worlds and the emerging challenges regarding the analysis, design and development of these innovative user interfaces. VRLAB is an e-learning system created solely to address the aforementioned issues. It offers a three dimensional multimedia user interface with extended interactivity, permitting learners to participate virtually in studying and performing simulated lab experiments for a course in Computer Graphics

Supporting synchronous communication services and delivering SCORM lessons in the Greek language through open source LMSs

Nowadays, open source e-learning applications are complete and reliable solutions that are in no case inferior to the commercial ones. Though gratis, they offer unique advantages such as support of various operating systems and the chance to experiment with their source code. Additionally, there is a vast community of developers willing to aid users in installing or using these systems. Besides the fact that they are of excellent quality, open source Learning Management Systems (LMSs) such as Dokeos, Moodle, ILIAS and ATutor can be easily adapted to new demands and challenges thus gaining popularity. This paper initially presents an authoring methodology of SCORM lessons in the Greek language which can be applicable to any of the aforementioned systems. Moreover, it focuses on Dokeos and proposes a new extension of this system in order to meet synchronous communication requirements such as videoconferencing and streaming video

Ανάπτυξη συστημάτων εκπαίδευσης από απόσταση, με αξιοποίηση της τεχνολογίας των πολυμέσων και της εικονικής πραγματικότητας

[…] Η παρούσα διατριβή εστιάζεται στον γενικότερο χώρο της εκπαιδευτικής εικονικής πραγματικότητας και ειδικότερα στα δικτυακά εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα, στον τρόπο σχεδιασμού τους και κατ' επέκταση στον τρόπο υλοποίησης τους. Ο γενικός σκοπός της διατριβής είναι η παρουσίαση μιας μεθοδολογίας σχεδιασμού ενός εύχρηστου εκπαιδευτικού εικονικού περιβάλλοντος, λαμβάνοντας υπόψη τους τεχνικούς περιορισμούς. Ο Nielsen, αναφέρει ότι «με τον όρο ευχρηστία γενικά στα υπολογιστικά συστήματα, προσδιορίζεται το πόσο κατανοητό, αποδοτικό και ευχάριστο είναι το σύστημα κατά την επικοινωνία με τον χρήστη». Μια επιτυχής επικοινωνία σχετίζεται άρρηκτα με το πόσο καλά ο χρήστης μπορεί να επιτελέσει μια σειρά από διεργασίες, ή κατά πόσο μπορεί να επιτύχει τους στόχους του κατά την διάρκεια χρησιμοποίησης του συστήματος [Nielsen, 1993]. Επιπρόσθετα, σκοπός της διατριβής είναι να αποτελέσει ένα εγχειρίδιο μελέτης και βοήθειας προς τους υπεύθυνους ανάπτυξης εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων, συμβάλλοντας στην αντιμετώπιση ενδεχόμενων προβλημάτων και στην μείωση του χρόνου που απαιτείται για την υλοποίηση ενός λειτουργικού, αποτελεσματικού και εύχρηστου εικονικού περιβάλλοντος. Σήμερα υπάρχουν στην βιβλιογραφία αρκετές κατευθυντήριες οδηγίες, σχετικά με τον σχεδιασμό εύχρηστων διδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής, οι οποίες έχουν προκύψει από ένα μεγάλο αριθμό ερευνών [Hix, 1993]. Όμως, με την ραγδαία εξέλιξη των τρισδιάστατων γραφικών, δημιουργήθηκε η ανάγκη για αντίστοιχη έρευνα σχετικά με τον σχεδιασμό των τρισδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής για εικονικά περιβάλλοντα, καθώς η χρήση των εικονικών περιβαλλόντων είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο, με αποτέλεσμα να υπάρχει ελλιπής γνώση για το σχεδιασμό εύχρηστων εικονικών περιβαλλόντων και ειδικότερα ελλιπής γνώση σχετικά με το ποια ζητήματα πρέπει να εξεταστούν, προκειμένου να επιτευχθεί η ευχρηστία [Kaur, 1998] [Herndon, 1994], [Boyd, 1996], [Dahlback,1992], Αρχικά σαν βάση για τον καθορισμό των νέων κατευθυντήριων οδηγιών σχεδίασης εικονικών περιβαλλόντων, χρησιμοποιήθηκαν μερικές από τις κατευθυντήριες οδηγίες σχεδιασμού των διδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής, οι οποίες είχαν γενικό χαρακτήρα και ήταν εύκολο να προσαρμοστούν σε οποιοδήποτε τύπο περιβάλλοντος. Ο Nielsen (1993), υποστηρίζει ότι οι γενικές κατευθυντήριες οδηγίες ευχρηστίας, εφαρμόζονται σε οποιοδήποτε περιβάλλον διεπαφής, δεδομένου ότι μια ομάδα ειδικών θα μελετήσει το σύστημα και θα εντοπίσει τα ενδεχόμενα προβλήματα [Nielsen, 1993]. Επίσης οι Wann και Mon-Williams [Wann, 1996], θεωρούν ότι πολλές από τις βασικές αρχές σχεδιασμού των συμβατικών διδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής, μπορούν να μετατραπούν κατάλληλα για εφαρμογή και στα τρισδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής. Ο Forhlich [Forhlich, 1993] θεωρεί ότι τα εικονικά περιβάλλοντα αποτελούν μια συνέχεια και επέκταση των διδιάστατων περιβαλλόντων. Μετά από έρευνα και πρακτική εφαρμογή, διαπιστώθηκε ότι ο υπεύθυνος ανάπτυξης ενός εικονικού περιβάλλοντος έχει να αντιμετωπίσει μια σειρά από δυσκολίες, οι οποίες βασικά στηρίζονται στην αρχή, ότι τα περιβάλλοντα διεπαφής των εικονικών περιβαλλόντων, είναι διαφορετικά από τα παραδοσιακά διδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής σε πάρα πολλά σημεία. Τα εικονικά περιβάλλοντα, λόγω της τρισδιάστατης απεικόνισης των πληροφοριών, διαφέρουν από ταδιδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής, τόσο ως προς τον τρόπο παρατήρησης των οπτικοποιημένων πληροφοριών, όσο και ως προς τον τρόπο αλληλεπίδρασης με αυτές τις πληροφορίες, την πλοήγηση και τα δεδομένα του περιβάλλοντος [Mercurio, 1990]. Επιπρόσθετα στα εικονικά περιβάλλοντα, ο σχεδιαστής πρέπει να αντιμετωπίσει προβλήματα σχετικά με το επίπεδο λεπτομέρειας (πιστότητα τρισδιάστατων αντικειμένων, υφές, φωτισμός, ήχος) και κατά συνέπεια τον ρεαλισμό του περιβάλλοντος, χαρακτηριστικό το οποίο δεν συναντάται στα διδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής. Επίσης, ο υπεύθυνος ανάπτυξης πρέπει να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο που να είναι ρεαλιστικό και φυσικό, λαμβάνοντας υπόψη τους τεχνολογικούς περιορισμούς (όπως π.χ. επεξεργαστική ισχύ) προκειμένου το εικονικό περιβάλλον να είναι αποτελεσματικό και εύχρηστο. Ο προσδιορισμός των παραπάνω διαφορών μεταξύ διδιάστατων και τρισδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής, συγκλίνουν στην άποψη ότι η εξέλιξη των εικονικών περιβαλλόντων αποτελεί συνέχεια των διδιάστατων περιβαλλόντων διεπαφής και αφορά κυρίως την αξιοποίηση χαρακτηριστικών της τρίτης διάστασης. Λόγω αυτών των επιπρόσθετων χαρακτηριστικών πολλοί ερευνητές έχουν καταλήξει ότι τα τρισδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής είναι πιο δύσκολα στον σχεδιασμό από τα διδιάστατα [Herndon, 1994]. Η γενική έλλειψη κατανόησης των απαιτήσεων σχεδιασμού και υλοποίησης των εικονικών περιβαλλόντων, καθώς και οι νέες έννοιες και η τεχνολογία που περιλαμβάνεται στα εικονικά περιβάλλοντα, δημιουργούν δυσκολίες στο σχεδιασμό, στην εφαρμογή και την χρήση των περιβαλλόντων διεπαφής των εικονικών περιβαλλόντων, σε σύγκριση με τα συμβατικά διδιάστατα περιβάλλοντα διεπαφής [Herndon, 1994]. Η τρέχουσα κατανόηση σχετικά με τα περιβάλλοντα διεπαφής των εικονικών περιβαλλόντων είναι ανεπαρκής, με αποτέλεσμα να υπάρχει ανάγκη για καλύτερα-σχεδιασμένα συστήματα Εικονικής Πραγματικότητας [Bolas, 1994]. Υπάρχει λίγη γνώση για το πώς σχεδιάζονται τα εικονικά περιβάλλοντα, ποια ζητήματα απαιτείται να εξεταστούν και ελλιπής καθοδήγηση σχετικά με το πώς ο σχεδιασμός μπορεί να επιτευχθεί. Πιο συγκεκριμένα, από την μελέτη της βιβλιογραφίας καταλήξαμε ότι ελάχιστες εργασίες εξετάζουν την διαδικασία σχεδιασμού των εικονικών περιβαλλόντων στο σύνολο της, ελέγχοντας παράλληλα την πρακτική εφαρμογή των κατευθυντήριων οδηγιών που απορρέουν από τις προσεγγίσεις αυτές. Επίσης οι κατευθυντήριες οδηγίες που έχουν προκύψει από τις προηγούμενες εργασίες, δεν έχουν ταξινομηθεί έτσι ώστε να διευκολύνουν τους υπεύθυνους ανάπτυξης στην πλήρης κατανόηση του σχεδιαστικού μοντέλου, με αποτέλεσμα συχνά η καθοδήγηση να έχει ως αποτέλεσμα εικονικά περιβάλλοντα μη εύχρηστα και αναποτελεσματικά. Αξιοσημείωτο είναι επίσης, ότι η έρευνα δεν ασχολείται με τους τεχνολογικούς περιορισμούς που επιδρούν αρνητικά στην επίτευξη ισορροπίας μεταξύ ικανοποιητικής οπτικής αναπαράστασης, αλληλεπίδρασης και αποτελεσματικής απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο (Real time rendering). Οι σκοποί της έρευνας και μελέτης που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αφορούν: • Έρευνα για την διαμόρφωση, μέσα από την ταξινόμηση των κατευθυντήριων οδηγιών ευχρηστίας που προέκυψαν από την έρευνα, μιας μεθοδολογίας σχεδιασμού. • Μελέτη για τον εντοπισμό των τεχνολογικών περιορισμών, που δημιουργούν προβλήματα στην ευχρηστία των εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων και την παροχή λύσεων. • Την διαμόρφωση μιας σαφούς δομής, η οποία θα αποτελέσει εγχειρίδιο - οδηγό για την ανάπτυξη εικονικών περιβαλλόντων. • Σχεδίαση και ανάπτυξη του συστήματος VRLAB, ενός δικτυακού εικονικού περιβάλλοντος για εκπαίδευση από απόσταση στο μάθημα «Γραφικά Η/Υ», στο οποίο εφαρμόστηκαν οι κατευθυντήριες οδηγίες και οι αρχές ευχρηστίας που προέκυψαν κατά την διάρκεια της έρευνας. Εκτός από αυτά τα βασικά ερωτήματα, κατά τη διάρκεια της εργασίας ανέκυψαν και πολλά άλλα επιμέρους, τα οποία θα αναφερθούν στα αντίστοιχα σημεία στην συνέχεια. […