Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠAΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία «Εφαρμογή τεχνικών Υπολογιστικής Νοημοσύνης για υποστήριξη Συστημάτων Ηλεκτρονικής Μάθησης βασισμένη σε αρχιτεκτονική ευφυών πρακτόρων» Όνομα: Ελένη Επίθετο: Θερμογιάννη Α.Μ. 433 Επιβλέπων Καθηγητής : Σπύρος Λυκοθανάσης Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή: Σπύρος Λυκοθανάσης, Καθηγητής Χρήστος Μπούρας, Αναπληρωτής Καθηγητής Ιωάννης Χατζηλυγερούδης, Επίκουρος Καθηγητής Πάτρα Οκτώβριος 2006

2 Ευχαριστίες Η παρούσα εργασία αποτελεί διπλωματική εργασία στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος «Επιστήμης και Τεχνολογίας Υπολογιστών» του τμήματος Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής. Πριν την παρουσίαση των αποτελεσμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αισθάνοµαι την υποχρέωση να ευχαριστήσω ορισµένους από τους ανθρώπους που γνώρισα, συνεργάστηκα µαζί τους και έπαιξαν πολύ σηµαντικό ρόλο στην πραγµατοποίησή της. Πρώτο από όλους θέλω να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή της διπλωματικής εργασίας, Καθηγητή Σπύρο Λυκοθανάση για την πολύτιμη καθοδήγηση του και την εμπιστοσύνη και εκτίμηση που μου έδειξε. Στη συνέχεια θα ήθελα να ευχαριστήσω τον διδάκτορα Μπεληγιάννη Γρηγόριο και τους υποψήφιους διδάκτορες Γιωτόπουλο Κώστα και Αλεξάκο Χρήστο οι οποίοι με τα πλούσια πνευματικά προσόντα και το ήθος τους συνέβαλαν ουσιαστικά στην ολοκλήρωση αυτής της εργασίας. Τις ευχαριστίες μου εκφράζω και στους καθηγητές Ιωάννη Χατζηλυγερούδη και Χρήστο Μπούρα που δέχτηκαν να είναι μέλη της τριμελής επιτροπής αξιολόγησης της μεταπτυχιακής εργασίας. Ιδιαίτερες ευχαριστίες θέλω να απευθύνω στο Μεϊμέτη Κωσταντίνο για την καθοριστική του βοήθεια, ο οποίος στάθηκε σημαντικός αρωγός στην προσπάθειά μου και με υποστήριξε σε κάθε φάση της πορείας μου. Τέλος, θέλω να ευχαριστήσω τους γονείς μου Ιωάννη και Σταματίνα, καθώς και τον αδερφό μου Δημήτρη, που με υπομονή και κουράγιο πρόσφεραν την απαραίτητη ηθική συμπαράσταση για την ολοκλήρωση της μεταπτυχιακής μου εργασίας. 2

3 Πίνακας Περιεχομένων 1. Εισαγωγή Μάθηση και E-learning Εισαγωγή στη μάθηση Εισαγωγή στο e-learning Τι είναι το e-learning Τύποι e-learning Τεχνολογίες που συνθέτουν ένα περιβάλλον e-learning Παροχές e-learning Εκπαιδευτικά Εικονικά Περιβάλλοντα Πολλαπλών χρηστών διανεμημένα εικονικά περιβάλλοντα ( Μulti-Users Distributed Virtual Environments, mdves) Προηγούμενη εργασία στα mdves Συνεργατικά συστήματα εικονικών περιβαλλόντων (Collaborative VE System,CVEs) Πως μπορούν τα CVEs να υποστηρίξουν την συνεργατική εκμάθηση Σχετικές τεχνολογίες και ερευνητική εργασία επάνω στα CVEs Συνεργατικό εικονικό περιβάλλον για e-learning EVE Μαθησιακά εικονικά περιβάλλοντα (Learning Virtual Environments, LVE) Ευφυές διανεμημένο εικονικό εκπαιδευτικό πρόγραμμα περιβάλλοντος (Intelligent Distributed Virtual Training Environment project, INVITE) Τεχνολογίες Πρότυπα Εικονικά περιβάλλοντα εμβύθινσης (Immersive) Ευφυείς Πράκτορες Εισαγωγή Μοντέλα Ευφυών Πρακτόρων Προσαρμοστικές και ευφυείς τεχνολογίες για εκπαιδευτικά συστήματα βασισμένα στις τεχνολογίες διαδικτύου Bayesian Δίκτυα Εισαγωγή στα Bayesian Δίκτυα Βασικά Χαρακτηριστικά των Bayesian δικτύων Κανόνας του Bayes Δομή των Bayesian δικτύων Κόμβοι (Nodes) Πλευρές (Edges) Καταστάσεις (States) Πίνακες υπό συνθήκη πιθανοτήτων Πεποιθήσεις και Ενδείξεις Jade Εισαγωγή Σχετικές Τεχνολογίες Peer-to-peer μοντέλο Το πρότυπο των Agents Middleware Τι είναι το Jade; Μοντέλο Αρχιτεκτονικής

4 6.5 Λειτουργικό Μοντέλο Το Jade σε κινητά περιβάλλοντα Υλοποίηση στο Jade Εισαγωγικά στοιχεία Containers, πλατφόρμες, AMS και DF Το παράδειγμα του «εμπορίου βιβλίων» Δημιουργώντας έναν Agent Αναγνωριστικά των Agents Εκτέλεση και τερματισμός των Agents Εργασίες των Agents-Η κλάση Behaviour Τύποι Behaviours Επικοινωνία Agent Αποστολή και Λήψη ACL Μηνυμάτων Υλοποίηση Συστήματος Εισαγωγικά Στοιχεία Agent Πλατφόρμα Αρχιτεκτονική του Συστήματος Επικοινωνία με το Δικτυακό Περιβάλλον Μάθησης Questioner Assessment Agent Bayesian Δίκτυο για βελτιστοποίηση Ερωτηματολογίων Υλοποιώντας τον Questioner Assessment Agent Υλοποιώντας Query Info Agent και Query Retrieval Agent Πλατφόρμα Αλληλεπίδρασης με E-learning Συμπεράσματα Αναφορές

5 1. Εισαγωγή Είναι πλέον αποδεκτό από ένα μεγάλο αριθμό ερευνητών ότι οι δικτυακές τεχνολογίες και ειδικότερα το διαδίκτυο μπορούν να χρησιμοποιηθούν έτσι ώστε να υποστηρίξουν τη διδασκαλία και τη μάθηση σύμφωνα με τις σύγχρονες κοινωνικές και εποικοδομιστικές θεωρήσεις για την κατασκευή της γνώσης. Σε αντιπαράθεση με τη μάθηση σε φυσική τάξη τα δικτυακά περιβάλλοντα μάθησης προσφέρουν τη δυνατότητα υποστήριξης της μάθησης στον τόπο και στο χρόνο του μαθητή εξισώνοντας έτσι τις ευκαιρίες για μάθηση μεταξύ ατόμων διαφορετικών οικονομικών ή φυσικών δυνατοτήτων, ηλικιών, επαγγελμάτων ή γεωγραφικών περιοχών. Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατή η μείωση του κόστους των μετακινήσεων και η δια βίου εκπαίδευση. Επιπλέον τα δικτυακά περιβάλλοντα προσφέρουν δυνατότητες διεύρυνσης της επικοινωνίας μέσω της διάθεσης περισσότερου χρόνου στον κάθε μαθητή όπως και μέσω της αύξησης της συχνότητας επικοινωνίας. Η δυνατότητα χρήσης υπερσυνδέσμων και πολυμέσων σε συνδυασμό με την κατάλληλη οργάνωση του περιεχομένου δίνει στο μαθητή την ευκαιρία να ελέγχει το ρυθμό μάθησής του επιλέγοντας αυτό που τον ενδιαφέρει να μάθει, ανάλογα με το επίπεδο των γνώσεών του. Η υψηλή ποιότητα του περιεχομένου του μαθησιακού υλικού είναι δυνατόν να εξασφαλίζεται μέσα από τον προσεκτικό σχεδιασμό του στον οποίο συμβάλλει η συμμετοχή ειδικών από διαφορετικές επιστημονικές περιοχές όπως η εκπαίδευση, η περιοχή του αντικειμένου μάθησης, η τεχνολογία. Το μαθησιακό υλικό είναι δυνατόν να βελτιώνονται με βάση τις νέες εξελίξεις σε κάθε αντικείμενο μάθησης αλλά και παίρνοντας υπόψη την ανατροφοδότηση ύστερα από τη χρήση του με μαθητές. Για την παροχή υψηλής ποιότητας περιεχομένου μαθησιακού υλικού τα σύγχρονα Ηλεκτρονικά Συστήματα Μάθησης (e-learning) δανείζονται σε ολοένα και μεγαλύτερο βαθμό τεχνικές από τις σύγχρονες επιστήμες και κυρίως από τον τομές της Υπολογιστικής Νοημοσύνης. Στην εργασία αυτή γίνεται μια προσπάθεια εφαρμογής συγκεκριμένων τεχνικών της Υπολογιστικής Νοημοσύνης σε ένα υπάρχων e-learning σύστημα. Συγκεκριμένα υλοποιείται ένα έξυπνο σύστημα το 5

6 οποίο αναλαμβάνει τη διαχείριση των ερωτηματολογίων του e-learning υιοθετώντας τεχνικές των Bayesian δικτύων. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται μια καινοτόμα πλατφόρμα η οποία ενσωματώνει τη λογική των ευφυών πρακτόρων σε περιβάλλοντα δικτυακής μάθησης. Οι ευφυείς πράκτορες (agents) υλοποιούνται με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχουν υψηλές υπηρεσίες σε ευφυείς υπολογιστικές τεχνικές όπως είναι τα Bayesian δίκτυα και οι Γενετικοί Αλγόριθμοι. Η χρήση νέων τεχνολογιών (web services) επιτρέπουν την ενσωμάτωση των παρεχόμενων υπηρεσιών σε οποιοδήποτε δικτυακό περιβάλλον μάθησης. Η ευρεία αποδοχή των δικτυακών περιβαλλόντων μάθησης σε όλα τα επίπεδα της ανθρώπινης μάθησης οδήγησαν τις επιστημονικές έρευνες στον τομέα των προσαρμοστικών και έξυνπων συστημάτων δικτυακής μάθησης με σκοπό την παροχή υψηλότερης ποιότητας υπηρεσιών στους τελικούς χρήστες αυτών. Τα προσαρμοστικά και ευφυή συστήματα δικτυακής μάθησης ικανοποιούν την ανάγκη για ικανοποίηση των προσωπικών αναγκών κάθε χρήστη (personalization). Τα αποδοτικότερα συστήματα έχουν υλοποιηθεί βάση των αναγκών κάθε πελάτη. Η ίδια αρχή ισχύει και στην αγορά δικτυακής μάθησης. Οι άνθρωποι αναζητούν προιόντα μάθησης που να ταιριάζουν ακριβώς στις προσωπικές τους ανάγκες και ενδιαφέροντα. Επομένως είναι επιτακτική η ανάγκη υλοποίησης συστημάτων δικτυακής μάθησης βασισμένων σε μοντέλα χρηστών. Βάση της παραπάνω αρχής η εργασία παρρουσιάζει μια κλιμακούμενη και αλληλεπιδραστική πλατφόρμα η οποία ενσωματώνει διαφορετικού σκοπού ευφυείς πράκτορες (agents) σε δικτυακά περιβάλλοντα μάθησης. Οι agents έχουν υλοποιηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχουν ευφυείς υπηρεσίες βασισμένες σε ευφυείς υπολογιστικές τεχνικές όπως είναι οι Bayesian τεχνολογίες και οι Γενετικοί αλγόριθμοι. Σκοπός της χρήσης των Bayesian δικτύων είναι η «έξυπνη» διαχείριση των ερωτηματολογίων ενός Ηλεκτρονικού Συστήματος Μάθησης. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιείται γραφική απεικόνιση των ερωτηματολογίων σε Bayesian γράφημα όπου κάθε ερώτηση αντιστοιχεί σε ένα κόμβο του γραφήματος. Σε κάθε κόμβο εφαρμόζονται οι εξισώσεις του Bayes ώστε να υπολογιστούν οι πιθανότητες επιτυχούς απάντησης μιας ερώτησης. Στη συνέχεια οι υπολογιζόμενες πιθανότητες συγκρίνονται με κατώφλια τα οποία ορίζει ο διαχειριστής του συστήματος ώστε να 6

7 αποφευχθούν ερωτήσεις στις οποίες ο χρήστης έχει μεγάλη πιθανότητα να απαντήσει επιτυχώς. Επίτευγμα αυτής της υλοποίησης είναι η εξοικονόμηση ερωτήσεων και χρόνου εκ μέρους του χρήστη. Το δεύτερο μέρος της εργασίας αφορά στην επέκταση του παραπάνω συστήματος χρησιμοποιώντας την αρχιτεκτονική ευφυών πρακτόρων. Βασικός σκοπός της επέκτασης αυτής είναι η δυνατότητα διαχείρισης ενός μεγάλου αριθμού χρηστών και ερωτηματολογίων από απομακρυσμένα συστήματα. Για την υλοποίηση του συστήματος με χρήση της τεχνολογίας των ευφυών πρακτόρων βασιστήκαμε στο Jade middleware. 7

8 2. Μάθηση και E-learning 2.1 Εισαγωγή στη μάθηση Η µάθηση είναι η διαδικασία που αποσκοπεί στην απόκτηση γνώσης. Η γενική µαθησιακή διαδικασία, ανάλογα µε τον τρόπο διεξαγωγής της, µπορεί να διακριθεί σε επιµέρους κατηγορίες. Σε µία τέτοια διάκριση βλέπουµε ότι µία µορφή µάθησης είναι η εκπαίδευση, όπου η διαδικασία απόκτησης γνώσης δοµείται και ελέγχεται από έναν εξωτερικό παράγοντα και έχει προκαθορισµένο σκοπό, ενώ µία άλλη µορφή είναι η ανοικτή µάθηση, όπου η διαδικασία κινείται και ελέγχεται σε κάποιο βαθµό από τον εκπαιδευόµενο. Εκτός από αυτές τις διακρίσεις υπάρχουν και αρκετές διαφορετικές κατηγοριοποιήσεις των µεθόδων που σχετίζονται µε τη µορφή της διαδικασίας και µε τα µέσα που χρησιµοποιούνται για την απόκτηση της γνώσης. Μία βασική διάκριση που παρατηρείται, είναι αυτή ανάµεσα στην ατοµική µάθηση (individual learning) και στην οµαδική µάθηση (group learning). Επίσης, υπάρχει η διδασκαλία από καθέδρας (frontal teaching/learning) η οποία είναι µία διαδικασία οµαδικής µάθησης όπου εκπαιδευτικές αλληλεπιδράσεις υπάρχουν µόνο κατακόρυφα, µεταξύ του εκπαιδευτή και των εκπαιδευόµενων, καθώς και η συνεργατική µάθηση (collaborative learning) όπου υπάρχουν και οριζόντιες αλληλεπιδράσεις µε µαθησιακό περιεχόµενο και σκοπό, µεταξύ των µαθητευόµενων. Στη συνέχεια αναλύονται κάποιοι βασικοί όροι που συνδέονται με τη μάθηση. Μάθηση (learning) : Ως µάθηση ορίζεται οποιαδήποτε διαδικασία µε την οποία ένα άτοµο ή µια οµάδα ατόµων βρίσκονται σε µια διαδικασία αλλαγής σε ένα ή περισσότερα από τα παρακάτω πεδία : το πεδίο συµπεριφοράς (behavioral), το συναισθηµατικό (emotional) πεδίο, το γνωστικό (cognitive) πεδίο ή το πληροφοριακό (informational) πεδίο. Εκπαίδευση (training): Ως εκπαίδευση ορίζεται µια διαδικασία προσχεδιασµένης µάθησης προερχόµενη, ελεγχόµενη και δοµηµένη από εξωτερικούς παράγοντες σε σχέση µε τους µαθητές/εκπαιδευόµενους των οποίων τα επιθυµητά αποτελέσµατα έχουν προαποφασιστεί από τον εξωτερικό παράγοντα. Ανοικτή Μάθηση (open learning) : Ως ανοικτή µάθηση ορίζεται µια διαδικασία που προέρχεται και/ή ελέγχεται σε κάποια έκταση από τον ίδιο τον μαθητή. Ατοµική Μάθηση (individual learning) : Ως ατοµική (ή αυτόνοµη) µάθηση ορίζεται οποιαδήποτε διαδικασία (σχετική µε την εκπαίδευση ή ολόκληρη την ανοιχτή µάθηση ή οποιονδήποτε συνδυασµό τους) που ακολουθείται από ένα άτοµο. 8

9 Οµαδική Μάθηση (group learning): Ως οµαδική µάθηση ορίζεται οποιαδήποτε διαδικασία (σχετική µε την εκπαίδευση ή ολόκληρη την ανοιχτή µάθηση ή οποιονδήποτε συνδυασµό τους) που ακολουθείται από ένα ή περισσότερα άτοµα. Καθ' έδρας µάθηση/εκπαίδευση (frontal learning/training): Ως καθ' έδρας µάθηση/εκπαίδευση ορίζεται οποιαδήποτε διαδικασία οµαδικής µάθησης στην οποία οι σηµαντικές µαθησιακές αλληλεπιδράσεις λαµβάνουν χώρα µόνο µεταξύ του καθηγητή και των µαθητών ("κάθετες αλληλεπιδράσεις"). Συνεργατική µάθηση (collaborative learning): Ως συνεργατική µάθηση ορίζεται οποιαδήποτε διαδικασία οµαδικής µάθησης στην οποία λαµβάνουν χώρα τουλάχιστον κάποιες από τις σηµαντικές µαθησιακές αλληλεπιδράσεις µεταξύ των µαθητών ("οριζόντιες αλληλεπιδράσεις"). Στον τοµέα της εκπαίδευσης παρατηρείται µια σηµαντική αλλαγή στον τρόπο της διδασκαλίας. Η διδασκαλία, όπως αυτή προσδιορίζεται από την κλασσική άποψη, αποτελούσε µια διαδικασία βασισµένη στην οµιλία και την παράδοση προγραµµάτων σπουδών από τον καθηγητή/ειδικό στους µαθητές / εκπαιδευόµενους. Η άποψη αυτή, για την διδασκαλία, τείνει να µετακινηθεί προς την διδασκαλία που βασίζεται στην προώθηση µαθησιακών συζητήσεων και την µοντελοποίηση της πρακτικής των ειδικών. Βασικός γνώµονας στην νέα άποψη είναι η προώθηση αλλαγών στις αντιλήψεις των µαθητών και στις ακολουθούµενες στρατηγικές, έτσι ώστε να επιτευχθεί βαθιά κατανόηση των διδασκόµενων αντικειµένων. Βασικό αποτέλεσµα αυτής της τάσης είναι η σταδιακή µετατροπή του ρόλου του διδάσκοντα από απλό παροχέα πληροφοριών σε σύµβουλο της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Η συνεργατική μάθηση μπορεί να εφαρμοστεί μεταξύ άλλων και από απόσταση οποία λαµβάνει χώρα κυρίως σε ένα εικονικό περιβάλλον. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη ενός νέου τύπου διδασκαλίας η οποία πραγματοποιείται σε Ηλεκτρονικά Συστήματα Μάθησης (e-learning) αντικατοπτρίζοντας την αλλαγή που πραγματοποιείται στον τομέα της εκπαίδευσης. 2.2 Εισαγωγή στο e-learning Σε μια κοινωνία που εξελίσσεται με ταχύ ρυθμό, ανανεώνοντας πρακτικά την τεχνολογική της βάση, ενώ οι τεχνολογίες διαχείρισης της πληροφορίας επεκτείνονται με ακόμα μεγαλύτερους ρυθμούς, σχεδόν κάθε δεκαετία, οι επιστήμονες πρέπει συνεχώς να ενημερώνονται και οι τεχνικοί να επεκτείνουν το 9

10 πεδίο εφαρμογών με το οποίο ασχολούνται. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, το οποίο συνεχώς μεταβάλλεται, διαφαίνεται η ανάγκη μιας συνεχούς και δια βίου εκπαίδευσης. Αυτή θα πρέπει να κυμαίνεται από την κάθε είδους ενημέρωση στις νέες εξελίξεις μέχρι την επανεκπαίδευση ή και την αλλαγή της επαγγελματικής ταυτότητας του εργαζομένου με ανάλογη ειδίκευση. Η ραγδαία εξάπλωση του Internet έχει ήδη προκαλέσει σημαντικές αλλαγές σε πολλούς κλάδους της οικονομία και της κοινωνίας. Τα αμέσως επόμενα χρόνια το τοπίο αναμένεται να αλλάξει δραματικά δημιουργώντας και στην χώρα μας, αυτό που όλοι σήμερα ονομάζουμε "νέα οικονομία". Από αυτόν τον τυφώνα των αλλαγών δεν μπορούσε να μείνει απέξω η εκπαίδευση. Στις νέες αναπτυσσόμενες αγορές, οι περισσότερο επιτυχημένοι οργανισμοί και επιχειρήσεις δεν είναι μόνο αυτές που δουλεύουν πιο σκληρά, αλλά και πιο έξυπνα. Με την παγκοσμιοποίηση, τις αυξανόμενες αλυσίδες καταστημάτων, καθώς και τη σύνδεση του Internet με την οικονομία και την εξέλιξη, η άμεση μεταφορά της τεχνογνωσίας και της πληροφορίας σε υπαλλήλους, συνεργάτες και πελάτες είναι κριτήριο για την επιτυχία. Μια σύγχρονη εταιρεία εξαπλώνει τα κανάλια διανομής, αναπτύσσει νέα προϊόντα και υπηρεσίες και διαμορφώνει νέους κανονισμούς λειτουργίας ώστε μία σαφή εκπαιδευτική πολιτική είναι πλέον σημαντική ανάγκη. Οι προηγούμενοι μηχανισμοί μετάδοσης τεχνογνωσίας όπως: video conference, στατικές web pages, , δεν είναι σε θέση να υποστηρίξουν την διανομή και διαχείριση των εκπαιδευτικών προγραμμάτων. Την ανάγκη για μια πιο ευέλικτη μορφή εκπαίδευσης και μάθησης έρχεται σήμερα να καλύψουν οι τεχνολογίες της «Ηλεκτρονικής Μάθησης» η αλλιώς e-learning όπως έχει επικρατήσει σαν όρος. Λέγοντας e-learning εννοούμε τη χρήση των νέων τεχνολογιών για την επιτάχυνση της διάχυσης της γνώσης από τον εκπαιδευτή προς τους εκπαιδευόμενους, μέσα σε ένα ευέλικτο περιβάλλον όπου οι ίδιοι οι εκπαιδευόμενοι επιλέγουν τον τρόπο, τον τόπο, τον χρόνο και την ποσότητα της γνώσης που θέλουν να πάρουν. O συνδυασμός του παραδοσιακού τρόπου εκπαίδευσης στη αίθουσα με τις τεχνολογίες e-learning, δίνει σήμερα τη δυνατότητα στις επιχειρήσεις να διαμορφώσουν ευέλικτα μοντέλα κατάρτισης του ανθρώπινου δυναμικού τους ανάλογα με τις εκπαιδευτικές ανάγκες του κάθε εργαζόμενου. 10

11 2.3 Τι είναι το e-learning Η βασική αντίληψη πάνω στην οποία θεμελιώνεται η αναγκαιότητα της χρήσης ψηφιακών και δικτυακών τεχνολογιών στη μάθηση, είναι ότι ο σύγχρονος άνθρωπος πρέπει να έχει: τη δυνατότητα να μαθαίνει με πολλαπλούς τρόπους (plurimedia modalities), ίσες ευκαιρίες για μάθηση απαλλαγμένες από χωρο-χρονικές δεσμεύσεις, επιλογές στο πώς και τι μαθαίνει και την ευκαιρία να βρίσκεται στο κέντρο της μαθησιακής διαδικασίας. Στα πλαίσια αυτής της αντίληψης, διεξάγεται σήμερα σε παγκόσμιο επίπεδο, έρευνα και ανάπτυξη στον τομέα της ηλεκτρονικής μάθησης ( e-learning) καθώς και στον τομέα των προηγμένων μαθησιακών τεχνολογιών (όπως το mobile learning). Το e-learning είναι η διαδικασία μάθησης όπου η μαθησιακή διαδικασία πραγματοποιείται μέσα από σύγχρονες δικτυακές τεχνολογίες και προγράμματα υπολογιστών. Ο μαθητής έχει πλήρη έλεγχο του ρυθμού προόδου του, ενώ ταυτόχρονα υπάρχει διαθέσιμη ή κατά βούληση υποστήριξη από τον καθηγητή ή ειδικό του θέματος. Η υποστήριξη είναι απαραίτητη, αφού στην αντίθετη περίπτωση θα μιλούσαμε μόνο για αυτοεκπαίδευση, η οποία θα μπορούσε να γίνει και με άλλα μέσα όπως με ένα βιβλίο ή με ένα εκπαιδευτικό CD-ROM. Το e-learning εμπεριέχει την έννοια της συνεργατικής μάθησης και αλληλεπίδρασης μεταξύ των μαθητών. Επιπλέον δίνει την δυνατότητα διεύρυνσης της συχνότητας επικοινωνίας σε σχέση με αυτό που συμβαίνει στην κλασική εκπαίδευση, π.χ σε παραδοσιακή αίθουσα διδασκαλίας. Από την άλλη μεριά τα ηλεκτρονικά σεμινάρια και οι οποιεσδήποτε μαθησιακές δραστηριότητες γίνονται σε «τάξη». Απλά αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο εκπαιδευτικός και οι μαθητές βρίσκονται σε διαφορετικούς χώρους και η έννοια της τάξης δημιουργείται εικονικά π.χ από τον υπολογιστή. Έτσι η διδασκαλία και η μάθηση μπορεί να γίνεται με ασύγχρονη επικοινωνία, με σύγχρονη επικοινωνία ή να πραγματοποιείται σε εξατομικευμένο ρυθμό ανάλογα με το χρήστη. Η αγορά του e-learning άρχισε να αναπτύσσεται πριν από περίπου τρία χρόνια στην Ελλάδα, αλλά βρίσκεται ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο. Τα ιδρύματα και οι εταιρείες που προσφέρουν εξ αποστάσεως εκπαίδευση υιοθέτησαν αρκετά γρήγορα τη νέα τεχνολογία, η οποία γεφυρώνει σε μεγάλο βαθμό την απόσταση που χωρίζει την εκπαίδευση στην αίθουσα από αυτήν μέσω ταχυδρομείου. Στην περίπτωση του elearning, το διαδίκτυο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της υπηρεσίας που προσφέρεται 11

12 στους εκπαιδευόμενους. Χωρίς αυτό, η νέου τύπου εκπαίδευση απλώς δεν μπορεί να προσφερθεί. 2.4 Τύποι e-learning Η εξ αποστάσεως εκπαίδευση (distance learning) με τη χρήση του υπολογιστή και του διαδικτύου μπορεί να κατηγοριοποιηθεί στους εξής τρεις τύπους: Συστήματα Διαχείρισης Μάθησης (Learning Management Systems (LMS)).Τα συστήματα LMS είναι η βασική υποδομή πάνω στην οποία κινείται το e-learning. Τα LMS είναι portals που παρέχουν πληροφόρηση για ευκαιρίες μάθησης ανά εκπαιδευτική ενότητα (π.χ. σεμινάρια, παρουσιάσεις, on-line courses κ.λ.π) επιτρέπουν τον σχεδιασμό μιας εκπαίδευσης, την καταγραφή των εκπαιδευομένων και την επικοινωνία μεταξύ τους. Τα συστήματα LMS είναι σημαντικά εργαλεία για τις επιχειρήσεις που θέλουν να καταγράψουν τις εκπαιδευτικές τους ανάγκες, να προγραμματίσουν τις εκπαιδευτικές τους δραστηριότητες και να παρακολουθήσουν το επίπεδο των γνώσεων των εργαζομένων τους. Aσύγχρονη Μάθηση (Αsynchronous Learning). Ασύγχρονη μάθηση σημαίνει ότι η εκπαίδευση δεν παρέχεται και λαμβάνεται κατά την ίδια χρονική στιγμή. Ο εκπαιδευτής μπορεί να προετοιμάσει το εκπαιδευτικό υλικό και να το αποθηκεύσει σε κάποιο ηλεκτρονικό μέσο. Ο εκπαιδευόμενος μπορεί να πάρει αυτό το εκπαιδευτικό υλικό και να εκπαιδευτεί μόνος του, οπουδήποτε και αν βρίσκεται και σε όποια χρονική στιγμή επιλέξει ο ίδιος. Φαίνεται εκ πρώτης όψεως ότι η εκπαίδευση αυτού του τύπου είναι πιο ευέλικτη αλλά στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει επικοινωνία εκπαιδευτή εκπαιδευόμενου σε πραγματικό χρόνο (real-time). Τα επικοινωνιακά μέσα που χρησιμοποιούνται στον τύπο αυτό είναι η αποστολή και λήψη s (messaging), τα Discussion Groups και τα Bulletin Boards. Σύγχρονη Μάθηση (Synchronous Learning). O εκπαιδευόμενος συμμετέχει στην εκπαίδευση σε πραγματικό χρόνο μέσα από το Ιnternet. H εκπαίδευση αυτού του τύπου έχει πολλά κοινά σημεία με εκπαίδευση σε αίθουσα διδασκαλίας, με τη διαφορά ότι εδώ εκπαιδευτής και εκπαιδευόμενος βρίσκονται σε μια εικονική αίθουσα χωρίς γεωγραφικούς περιορισμούς. Με την χρήση αυτού του τύπου τεχνολογίας e-learning δίνεται η δυνατότητα στον εκπαιδευτή να παρέχει εκπαίδευση σε οποιοδήποτε σημείο του κόσμου. Αυτού του τύπου η εκπαίδευση μπορεί να καταγραφεί σε ηλεκτρονική μορφή και να επαναληφθεί αργότερα αν χρειαστεί. Τα επικοινωνιακά μέσα που χρησιμοποιούνται είναι το chat, οι εικονικές αίθουσες 12

13 διδασκαλίας (virtual classrooms) και η κοινή χρήση εφαρμογών (application Sharing). 2.5 Τεχνολογίες που συνθέτουν ένα περιβάλλον e-learning Computer Based Training (CBT) To CBT περιλαμβάνει όλες τις τεχνολογίες που αφορούν την εκπαίδευση με τη χρήση πολυμέσων. Το μέσο που χρησιμοποιείται εδώ είναι κυρίως το CD-ROM με το οποίο ο εκπαιδευόμενος μπορεί να πάρει ένα μάθημα η μια σειρά μαθημάτων μέσα από τον προσωπικό του υπολογιστή. Μέσα από το CBT παρέχεται η δυνατότητα στον εκπαιδευόμενο να έχει μια περιορισμένη αλληλεπίδραση με το μέσο, κυρίως με ασκήσεις και τυποποιημένες ερωτήσεις, αλλά το περιβάλλον στο οποίο μαθαίνει είναι απομονωμένο και δεν παρέχει βοήθεια σε απορίες. Το CBT χρησιμοποιήθηκε πολύ στο παρελθόν, αλλά έδειξε ότι πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τις άλλες τεχνολογίες e-learning παίζοντας κυρίως τον ρόλο του εγχειριδίου, αφού ο άνθρωπος εδώ και τρεις χιλιετίες έχει συνηθίσει να μαθαίνει σε ομάδες και όχι μόνος του. Web Based Training (WBT) Το WBT αποτελεί την επέκταση του CBT όταν άρχισε να εξαπλώνεται ραγδαία το Internet. Με την εμφάνιση του Web παρουσιάστηκαν τεχνολογίες streaming που επιτρέπουν τη συνεχή ροή πληροφοριών (εικόνες, ήχος, video, κείμενο) προς τον εκπαιδευόμενο. Έτσι υιοθετήθηκε το WBT που επιτρέπει μια συνεχή ροή εκπαιδευτικών ενοτήτων προς τον εκπαιδευόμενο πάνω από το Internet και παράλληλα πολύ μεγαλύτερο πλήθος ασκήσεων και τυποποιημένων απαντήσεων. Instructor Led Training (ILT) Το ILT επιτρέπει την επικοινωνία εκπαιδευόμενου με εκπαιδευτή, όχι όμως σε πραγματικό χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι ο εκπαιδευόμενος μπορεί να πάρει μια εκπαιδευτική ενότητα μέσα από CBT η WBT, να υποβάλλει τις ερωτήσεις του στον εκπαιδευτή μέσω η μέσω ενός Discussion Board και να λάβει τις απαντήσεις του σε κάποια άλλη χρονική στιγμή. Είναι προφανές ότι το ILT δίνει το πλεονέκτημα της περιοδικής τηλεκαθοδήγησης από τον εκπαιδευτή, και δίνει την δυνατότητα στον εκπαιδευόμενο να εκφράσει πολύ πιο ελεύθερα τις τυχόν απορίες του πάνω σε μια ενότητα πέρα από τις τυποποιημένες ερωταπαντήσεις μιας ενότητας με την μορφή CBT η WBT. 13

14 Virtual Classroom (VC) Τα Virtual Classrooms είναι το προϊόν των τελευταίων εξελίξεων της τεχνολογίας αφού επιτρέπουν την διεξαγωγή ενός ολόκληρου σεμιναρίου σε πραγματικό χρόνο με τη διαφορά ότι οι εκπαιδευόμενοι μπορούν να είναι σε πολύ μακρινή απόσταση από την πραγματική αίθουσα διδασκαλίας. Έτσι ο εκπαιδευτής παραδίδει κανονικά την ενότητα του χρησιμοποιώντας τα εργαλεία του (π.χ. πίνακας, Powerpoint) και όλη η πληροφορία που γεννιέται μέσα στην αίθουσα μεταφέρεται στον εκπαιδευόμενο σε πραγματικό χρόνο. Στην ουσία η αίθουσα μετατρέπεται σε μικρό studio όπου μια κάμερα καταγράφει την εκπαίδευση και ένα ειδικό λογισμικό αναλαμβάνει να συνθέσει όλα τα στοιχεία της εκπαίδευσης (video, οθόνη εκπαιδευτή, σημειώσεις, ασκήσεις κ.α.) και να τα αποστείλει μέσα από το Internet ή μέσα από δορυφορικές συνδέσεις στον εκπαιδευόμενο. Στην περίπτωση αυτή βέβαια απαιτείται μεγάλο bandwidth (εύρος ζώνης) γιατί ο όγκος των πληροφοριών που ρέει από την αίθουσα προς τον εκπαιδευόμενο είναι μεγάλος. Ο εκπαιδευόμενος με τη σειρά του έχει την δυνατότητα να επικοινωνεί με τον εκπαιδευτή σε πραγματικό χρόνο, μέσα από μια σύνδεση Internet και την χρήση εργαλείων όπως το chat, υποβάλλοντας ερωτήσεις και απαντώντας κατευθείαν σε ασκήσεις. Επίσης έχει τη δυνατότητα να επικοινωνεί με άλλους εκπαιδευόμενους που παρακολουθούν από μακριά την ίδια εκπαιδευτική ενότητα. 2.6 Παροχές e-learning Ένα e-learning σύστημα αποτελεί ουσιαστικά ένα αλληλεπιδραστικό μέσο μάθησης μέσω Internet και προσφέρει σημαντικά βοήθεια τόσο στους μαθητές όσο και στους διδάσκοντες. Συγκεκριμένα: Βελτιώνει την απόδοση της προμηθευτικής αλυσίδας της Μάθησης. Αυτό σημαίνει ότι o μαθητής έχει τη δυνατότητα πληροφόρησης σχετικά με όλες τις διαθέσιμες πηγές μάθησης (ηλεκτρονικής και μη) στο αντικείμενο που τον ενδιαφέρει, έχει τη δυνατότητα να δηλώσει συμμετοχή σε ένα σεμινάριο, ή να δημιουργήσει μια εικονική κοινότητα μαθητών που έχουν την ίδια μαθησιακή ανάγκη. Κάνει πιο εύκολη την σύλληψη και διανομή της γνώσης. Σε μια επιχείρηση ή έναν οργανισμό οι τεχνολογίες e-learning μπορούν ταχύτατα και αποτελεσματικά να μεταδώσουν την γνώση εξασφαλίζοντας παράλληλα το ίδιο επίπεδο αφομοίωσης μεταξύ των εργαζομένων. Σε μια εποχή που οι γνώσεις μας απαξιώνονται πολύ γρήγορα λόγω των συνεχών αλλαγών που συντελούνται στο χώρο των επιχειρήσεων, 14

15 η ταχύτητα της μετάδοσης και αφομοίωσης της γνώσης αποτελεί καθοριστικό παράγοντα της επιτυχίας της. Δίνει στη μάθηση ευελιξία και προσβασιμότητα σχετικά με τον χρόνο και τον τόπο. Ο μαθητής μέσα από τις τεχνολογίες e-learning έχει την δυνατότητα να έχει πρόσβαση στη μάθηση από οπουδήποτε και σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Η δυνατότητα αυτή αλλάζει την διαδικασία με την οποία μαθαίνουμε και δίνει το πλεονέκτημα στον μαθητή να παίρνει όση γνώση χρειάζεται, την στιγμή που την χρειάζεται (learning on demand). Επιπλέον είναι δαθέσιμο σε όλους που έχουν στη διάθεσή τους απλά μέσα όπως ένα PC, χωρίς να απαιτείται οργανωμένος χώρος εκπαίδευσης. Διευρύνει το εκπαιδευτικό υλικό και διακρίνεται από υψηλή ποιότητα. Τα αλληλεπιδραστικά μέσα μάθησης προσφέρουν πλουσιότερο εκπαιδευτικό υλικό αφού υποστηρίζουν ταυτόχρονα κείμενο, εικόνα, ήχο, animation και video. Μπορεί επομένως να είναι εξαιρετικά πλούσιο σε περιεχόμενο και μπορεί να παρέχει υλικό σχεδιασμένο από φημισμένους επιστήμονες στο μαθησιακό αντικείμενο. Μπορεί να παρέχει δυνατότητα επικοινωνίας με φημισμένους επιστήμονες και να υποστηρίζει τη συνεργατική μάθηση όπως και την ενεργητική μάθηση σε ειδικά σχεδιασμένα περιβάλλοντα διάθεσης κατάλληλων εργαλείων. Παρέχει δυνατότητες εξατομικευμένης μάθησης αφού μπορεί να πραγματοποιείται με διαφορετικούς τρόπους έτσι ώστε να ταιριάζει στις προτιμήσεις του μαθητή: αυτοδιδασκαλία, ασύγχρονη συνεργασία, σύγχρονη διδασκαλία, επικοινωνία τόσο με καθηγητές όσο και με μαθητές. Επιπλέον το μαθησιακό υλικό μπορεί να προσπελαύνεται δυναμικά από το μαθητή με τη χρήση δικτυακών συνδέσμων (hyperlinks) ώστε ο μαθητής να προσπελαύνει το υλικό πιο κοντά στον τρόπο που ταιριάζει στις ανάγκες του. Ο μαθητής μπορεί να διαχειρίζεται την πρόοδό του, να επαναλαμβάνει όσες φορές κρίνει σκόπιμο την ίδια μαθησιακή δραστηριότητα και να ανταλάσσει τις απόψεις του με καθηγητές και συμμαθητές. Εξάλλου παρέχει ευκολίες για μαθητές με ειδικές ανάγκες. Παρέχει μάθηση σύμφωνα με τις σύγχρονες γνωσιοθεωρητικές προσεγγίσεις της ενεργητικής και συνεργατικής μάθησης. Αναλυτικότερα η διαδικασία της μάθησης πραγματοποιείται μέσα από την επικοινωνία με την γνώση άλλων, με διαπραγμάτευση των απόψεων, με ενεργή συμμετοχή και δημοκρατική συμπεριφορά. Το e-learning προάγει τη συμμετοχή στη μάθηση με ευρύτερες δυνατότητες 15

16 επικοινωνίας, από πολλούς προς πολλούς και με μαθητές ενεργούς και όχι παθητικούς δέκτες. Το e-learning προσφέρει νέες ευκαιρίες για: δημιουργία νέων εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων σε ακαδημαικά ιδρύματα και φορείς εκπαίδευσης, εκπαίδευση σε προσωπικό, πολίτες και μαθητές για θέματα που δεν τους ήταν διαθέσιμα μέσω της συμβατικής εκπαίδευσης, απεριόριστο θεωρητικά αριθμό μαθητών, μείωση της ανάγκης προγραμματισμού καθηγητών σε σχέση με τις διαθέσιμες αίθουσες και τα τμήματα μαθητών, πιστοποίηση δεξιοτήτων ή γνώσεων,δημιουργία εξατομικευμένων προγραμμάτων εκπαίδευσης και δυνατότητες επιλογής από τους μαθητές μεταξύ παρόμοιων διαθέσιμων θεμάτων εκπαίδευσης παρεχομένων από διαφορετικούς φορείς. Ανεξάρτητα από γεωγραφικούς περιορισμούς ο φορέας που παρέχει την εκπαίδευση έχει την ευκαιρία να επιμορφώσει όλα τα στελέχη του προσφέροντας γνώση σε όλους του ίδιου υψηλού επιπέδου στην καλύτερη χρονική στιγμή. Το επίπεδο της εκπαίδευσης μάλιστα μπορεί να βελτιώνεται συνεχώς κατά τη διάρκεια της χρήσης του. Απαιτείται ένα αρχικό κόστος ανάπτυξης αλλά το εκπαιδευτικό υλικό παραμένει διαθέσιμο για επανάληψη χωρίς πρόσθετο κόστος κάθε φορά που θα το χρειαστεί ο φορέας και επιπλέον μπορεί να βελτιώνεται συνεχώς. Τα παραπάνω πέρα από ένα κατάλογο πλεονεκτημάτων που προσφέρει το elearning είναι ταυτόχρονα και μια σειρά από προδιαγραφές που πρέπει να πληρεί η πλατφόρμα, τα εργαλεία ανάπτυξης, διαχείρισης και παρακολούθησης της μάθησης και φυσικά το περιεχόμενό της. Γενικά θα πρέπει να αναφέρουμε ότι σήμερα οι τεχνολογίες e-learning είναι προσιτές για μια επιχείρηση και είναι χτισμένες με επίκεντρο τον εκπαιδευόμενο, για να του δώσουν τη δυνατότητα της αποτελεσματικής μάθησης στον μικρότερο δυνατό χρόνο. Οι επιχειρήσεις που θα τις χρησιμοποιήσουν θα αποκτήσουν ένα μεγάλο στρατηγικό πλεονέκτημα, όχι μόνο γιατί θα μειώσουν δραματικά το κόστος της διαρκούς εκπαίδευσης των εργαζομένων τους αλλά κυρίως γιατί θα παρατηρήσουν μεγάλη διαφορά στην απόδοση τους. 16

17 3. Εκπαιδευτικά Εικονικά Περιβάλλοντα Το e-learning είναι μια από τις αναδυόμενες ανάγκες της ηλικίας πληροφοριών. Η πρόσβαση στην εκπαίδευση πρόκειται να γίνει κρίσιμη για την επιτυχία της κοινωνίας των πληροφοριών μας, και επομένως μεγάλη δυνατότητα καταβάλεται στην εκμάθηση από απόσταση και τα διανεμημένα εικονικά περιβάλλοντα. Ο επικοινωνιακός χαρακτήρας των διανεμημένων εικονικών περιβαλλόντων θα επέτρεπε στους σπουδαστές και στο προσωπικό να συναντηθούν σε κοινωνικούς διαμοιραζόμενους χώρους και να συμμετέχουν σε απευθείας σύνδεση πραγματικού χρόνου σεμινάρια και παραδόσεις. Τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να μετριάσουν μερικά από τα προβλήματα της απομόνωσης τα οποία φέρνει η εκμάθηση από απόσταση. Σχήμα 3.1: Τύποι των δικτυωμένων VEs Απο την μία μεριά, οι τεχνολογίες e-learning στοχεύουν στην ολοκλήρωση των αναγκών της εκπαιδευτικής κοινότητας, όπου οι συμμετέχοντες (δάσκαλος, σπουδαστές και διαχειριστές) μπορούν να εκμεταλλευτούν τις δυνατότητες εκμάθησης και επικοινωνίας. Απο την άλλη πλευρά, τα εικονικά περιβάλλοντα (Virtual Environments, VEs) παρέχουν έναν τρόπο για να συνδυαστούν τα καλύτερα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της πλοήγησης του πραγματικού κόσμου πληροφοριών αναμνήσεις απο μέρη και οπτικά πρότυπα με τα καλύτερα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της απευθείας (online) πλοήγησης γρήγορο ψάξιμο και ταξινόμηση.τα δικτυωμένα εικονικά περιβάλλοντα, μπορούν να συμβάλλουν στο e17

18 learning, προσφέροντας επιπρόσθετη λειτουργία και δυνατότητες στους χρήστες. Υπάρχουν πολλοί τύποι δικτυωμένων εικονικών περιβαλλόντων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για e-learning που παρουσιάζονται στις ακόλουθες παραγράφους (Σχήμα 3.1). 3.1 Πολλαπλών χρηστών διανεμημένα εικονικά περιβάλλοντα ( Μulti-Users Distributed Virtual Environments, mdves). Τα mdves επιτρέπουν σε μία ομάδα γεωγραφικά χωρισμένων χρηστών να αλληλεπιδράσει σε πραγματικό χρόνο. Ενώ ένα απλό εικονικό περιβάλλον είναι μια προσομοίωση παραγόμενη από υπολογιστή με την οποία ο χρήστης μπορεί να αλληλεπιδράσει κατά τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνει την ανατροφοδότηση πραγματικού χρόνου, στοχεύοντας να παρέχει στους χρήστες του μια αίσθηση του ρεαλισμού, ένα mdve είναι κάτι περισσότερο. Σε ένα mdve, οι πολλαπλοί χρήστες μπορούν να αλληλεπιδράσουν ο ένας με τον άλλον σε πραγματικό χρόνο, και επιπλέον το εικονικό περιβάλλον είναι διανεμημένο, τρέχοντας σε διάφορους υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι μέσω ενός δικτύου χρησιμοποιώντας μια σειρά εφαρμογών client server. Τα mdves έχουν πολλά χαρακτηριστικά που μπορούν να αξιοποιηθούν στην εκπαιδευτική διαδικασία και ειδικά στην εκμάθηση από απόσταση. Συγκεκριμένα, τα mdves προσφέρουν έναν τρόπο επικοινωνίας και δίνουν μια κοινή αίσθηση του χώρου, της παρουσίας και του χρόνου. Επιπλέον, μια εφαρμογή mdve μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις για έναν πλήρες σύστημα Επικοινωνίας Μεσολαβημένου Υπολογιστή (Computer Mediated Communication, CMC) όπως μία εύχρηστη διεπαφή, ένδειξη της παρουσίας των συμμετεχόντων και πολύμορφη αλληλεπίδραση. Το DVE είναι ένας εξελισσόμενος τομέας εφαρμογών που διανέμονται στη φύση, όπου τα διαφορετικά συμβαλλόμενα μέρη αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα μέσα στον εικονικό κόσμο. Οι εφαρμογές DVE έχουν εξελιχθεί από τα πειράματα προσομοίωσης διανεμημένης αλληλεπίδρασης για στρατιωτικούς σκοπούς. Η βελτιωμένη γραφικά αναπαράσταση των υπολογιστών και η ανεξαρτησία των πλατφορμών των προτύπων της γλώσσας διαμόρφωσης εικονικής πραγματικότητας (Virtual Reality Modeling Language, VRML) και της Java άνοιξαν τις πόρτες για ένα νέο είδος εφαρμογών πολλών χρηστών συμπεριλαμβανομένης της σε απευθείας σύνδεση (on-line) εκπαίδευσης, της τηλεσυνεδρίασης, της τηλεϊατρικής 18 και του

19 ηλεκτρονικού εμπορίου σε ένα τρισδιάστατο εικονικό περιβάλλον. Το διαδίκτυο θα μπορούσε ενδεχομένως να επεκταθεί ως μηχανισμός επικοινωνίας και διανομής μηνυμάτων για αυτές τις εφαρμογές. Τα βασισμένα στο διαδίκτυο VEs μπορούν να φέρουν έναν μεγάλο αριθμό συμμετεχόντων μαζί σε ένα τρισδιάστατο χώρο προσομοίωσης και να αφήσει τους χρήστες να εξερευνήσουν τους εικονικούς κόσμους και να αλληλεπιδράσουν ο ένας με τον άλλον. Τα πρότυπα για τη σύσταση και την τρισδιάστατη ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ του θεατή και της εφαρμογής έχουν δημοσιευθεί ήδη, και είναι διαθέσιμα δημοσίως τα εργαλεία λογισμικού για την εξερεύνηση των πληροφοριών για τις διαφορετικές πλατφόρμες. Η VRML και η Java επιτρέπουν την απόδοση των τρισδιάστατων αντικειμένων μέσα στους ξεφυλλιστές ιστού. Ένα μεγάλης κλίμακας σχέδιο DVE αποδεικνύει την πρόκληση και απαιτεί καινοτομίες σε διάφορα στρώματα της αρχιτεκτονικής των συστημάτων. Ο σημαντικότερος μεταξύ αυτών, είναι οι αλλαγές που απαιτούνται στο στρώμα δικτύου, το οποίο καθορίζει τις υπηρεσίες που εξάγονται από ένα δίκτυο. Η αρχιτεκτονική επικοινωνίας δικτύων ενός DVE είναι σημαντική υπό την έννοια ότι ενδιαφέρεται για τις δυνατότητες της τεχνολογίας πολλών χρηστών του συστήματος για τον διαμοιρασμό των αντικειμένων και το πέρασμα των μηνυμάτων μεταξύ αυτών των αντικειμένων. Εάν δεν σχεδιαστεί προσεκτικά, το δίκτυο θα μπορούσε εύκολα να γίνει μια δυσχέρεια και να διακοπεί ο συγχρονισμός μεταξύ των χρηστών. Για την επίτευξη των μεγάλης κλίμακας εφαρμογών DVE, το διαθέσιμο εύρος ζώνης επικοινωνίας θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί όσο αποτελεσματικά γίνεται. Το σχέδιο της υποδομής του δικτύου επικοινωνίας είναι σημαντικό για την ελαχιστοποίηση της λανθάνουσας κατάστασης, τη βελτιστοποίηση των πόρων δικτύων, και την υποστήριξη των μεγάλης κλίμακας εικονικών περιβαλλόντων. Οι συμμετέχοντες σε ένα DVE στηρίζονται στο δίκτυο για την ανταλλαγή πληροφορίας. Για παράδειγμα, όπως ο χρήστης κινείται μέσα στο VE, πρέπει να διαβιβάσει τις ανανεώσεις μέσα από το δίκτυο έτσι ώστε άλλοι χρήστες θα τον απεικονίζουν στη σωστή θέση. Ομοίως, εάν ένας χρήστης πάρει ένα αντικείμενο, οι άλλοι χρήστες πρέπει να ειδοποιηθούν ότι το αντικείμενο παίρνεται τώρα. Το δίκτυο χρησιμοποιείται για να μεταφέρει αυτές τις πληροφορίες και για να συγχρονίσει τη διαμοιραζόμενη κατάσταση στο περιβάλλον. Διάφορες τεχνικές έχουν αναπτυχθεί προκειμένου να μειωθεί ο αριθμός πακέτων που στέλνονται στο δίκτυο. Μεταξύ εκείνων, οι πιο σημαντικοί χρησιμοποιούν τη συμπίεση, το dead-reckoning, που 19

20 διαιρεί τον κόσμο σε μικρότερες περιοχές, και το φιλτράρισμα πακέτων που είναι βασισμένο σε ένα επίπεδο λεπτομέρειας. Εντούτοις, δεν έχει γίνει πολύ έρευνα στη διαχείριση της ροής πληροφοριών πάνω από το δίκτυο και στην αποτελεσματική χρησιμοποίηση της. Η χωρητικότητα των δικτύων είναι ένας περιορισμένος πόρος, επομένως πρέπει να διατίθεται προσεκτικά στους διάφορους τύπους ροών που οι χρήστες του DVE ανταλλάσσουν. Απαιτήσεις Υπηρεσίας Δικτύου Τα συστήματα DVE είναι αλληλεπιδραστικές εφαρμογές, που σημαίνει ότι πρέπει να επεξεργαστούν δεδομένα εισόδου πραγματικού χρόνου από τους χρήστες. Το σύστημα, προκειμένου να είναι αποτελεσματικό, πρέπει να παρουσιάσει στον καθένα την αυταπάτη ότι το ολόκληρο περιβάλλον βρίσκεται στην τοπική μηχανή και ότι οι ενέργειές του ασκούν άμεση απήχηση στο περιβάλλον. Οι απαιτήσεις των DVEs από το στρώμα δικτύου στο επόμενο, συνοψιζονται ως εξής : Χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση: Οι γρήγοροι χρόνοι απόκρισης δικτύων είναι απαραίτητοι στα DVEs προκειμένου να παρασχεθεί ο αποδεκτός βαθμός αυταπάτης της πραγματικότητας στο χρήστη. Οι απαιτήσεις λανθάνουσας κατάστασης μεταξύ της εξόδου ενός πακέτου του επιπέδου εφαρμογής και της εισαγωγής εκείνου του πακέτου στο επίπεδο εφαρμογής ενός άλλου χρήστη πρέπει να είναι επαρκείς για να ικανοποιήσουν την ανθρώπινη αντίληψη. Ως εκ τούτου, τα κατανεμημένα πολλών χρηστών συστήματα VEs απαιτούν συχνά μια λανθάνουσα κατάσταση όχι περισσότερη απο 100msec. Αξιοπιστία: Η αξιοπιστία σημαίνει ότι το σύστημα μπορεί λογικά να υποθέσει ότι τα δεδομένα που στέλνονται παραλαμβάνονται πάντα σωστά, προλαμβάνοντας κατά συνέπεια την ανάγκη της περιοδικής αποστολής ξανά της πληροφορίας. Η απώλεια πακέτων είναι ένα κρίσιμο ζήτημα σε μερικές περιπτώσεις. Η αξιοπιστία της υπηρεσίας παράδοσης των διαγραμμάτων δεδομένων που υποστηρίζει τα διανεμημένα VE πρέπει να είναι τέτοια που το 98% όλων των διαγραμμάτων δεδομένων πρέπει να παραδίδονται σε όλες τις προοριζόμενες περιοχές. Πολλαπλή Διανομή: Τα DVEs εμπεριέχουν πολλαπλές αλληλεπιδράσεις και υπερβαίνουν το παράδειγμα πελατών-εξυπηρετητών. Τα διανεμημένα VEs απαιτούν ικανότητα για το multicasting και τη διαχείριση πολλαπλής διανομής των ιδιοτήτων μελών ομάδας σε επίπεδο δικτύων. Αυτή η multicasting ικανότητα πρέπει να είναι εξελικτική σε εκατοντάδες περιοχές, και ενδεχομένως, στις δεκάδες χιλιάδες χρήστες. Τα πολλαπλής διανομής μέλη ομάδας πρέπει να προστεθούν ή να 20

21 απομακρυθούν δυναμικά, σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, στα ποσοστά εκατοντάδων των αλλαγών των ιδιότητων μέλους ανά δευτερόλεπτο. Διαφοροποίηση υπηρεσιών: Το πρωτόκολλο δικτύου πρέπει να είναι σε θέση να συνδέει τα πακέτα με τις ιδιαίτερες κατηγορίες υπηρεσιών και να παρέχει αυτά με τις συγκεκριμένες υπηρεσίες απο αυτές τις κατηγορίες. Είναι επιθυμητό στις διανεμημένες πολλών χρηστών εφαρμογές VE, η μεταχείριση διαφορετικών πακέτων, διαφορετικά, μέσα στο δίκτυο. Ασφάλεια Δικτύου: Οι χρήστες στο διανεμημένο VE πρέπει να είναι σε θέση να υποθέσουν ότι τα μηνύματά τους είναι ασφαλή από πλαστογράφηση, την παρεκτροπή και την έκθεση σε κίνδυνο. Μηχανισμοί κρυπτογράφησης και επικύρωσης για κάθε πακέτο απαιτούνται για τις ασφαλείς συναλλαγές ηλεκτρονικού εμπορίου ή τις ταξινομημένες στρατιωτικές προσομοιώσεις. Οι πολλών χρηστών εφαρμογές VE χαρακτηρίζονται από την ανάγκη να διανεμηθεί μια πραγματικού χρόνου εφαρμογή πάνω από κοινό δίκτυο ευρείας περιοχής κατά τρόπο εξελικτικό, έτσι ώστε οι χρήστες είναι σε θέση να ανταλλάξουν δεδομένα και αναπροσαρμογές γεγονότων με ικανοποιητική αξιοπιστία και επικαιρότητα για να στηρίξουν τον τρισδιάστατο εικονικό κόσμο που περιέχει έναν μεγάλο αριθμό κινητών (κινούμενων) αντικειμένων. Απαιτούν τη μαζική μεταφορά δεδομένων του εικονικού κόσμου, τη χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση της ιδιαίτερα-αξιόπιστης παράδοσης των εντολών ελέγχου και των καταστάσεων αναπροσαρμογών και τη χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση της ημι-αξιόπιστης παράδοσης των αναπροσαρμογών των γεγονότων. Αυτές οι απαιτήσεις παράγουν την ανάγκη για την πραγματικού χρόνου πολλαπλή διανομή με την καθιερωμένη ποιότητα υπηρεσιών σε κοινό δίκτυο. Ανάλυση της αρχιτεκτονικής δικτύου που χρησιμοποιείται σε DVEs Η ροή πληροφοριών και η συνεργασία μεταξύ των χρηστών στα DVEs αντιμετωπίζονται από την παρακάτω υποδομή επικοινωνίας. Στη φάση έναρξης, δηλ., όταν ο χρήστης προσπαθεί να συνδεθεί με το σύστημα, ο εικονικός κόσμος μαζί με το περιεχόμενό του πρέπει να σταλεί στο νέο χρήστη. Μόλις ο χρήστης ενωθεί με το DVE, οι αναπροσαρμογές γεγονότων παράγονται όταν ένας χρήστης δημιουργεί /αφαιρεί ένα αντικείμενο, μεταφέρει την ιδιοκτησία του, αφήνει το σύστημα, ή κινείται μέσα στο DVE. Η αρχιτεκτονική επικοινωνίας δικτύων καθορίζει πώς τα στοιχεία θα ρεύσουν μεταξύ των συμμετεχόντων στο DVE. Σε αυτό το τμήμα, 21

22 αναλύουμε τις διαθέσιμες αρχιτεκτονικές επικοινωνίας που χρησιμοποιούν τα DVEs, μαζί με τα αντίστοιχα πλεονεκτήματά και μειονεκτήματα τους. Προσέγγιση πελάτη-κεντρικού εξυπηρετητή (Client-server approach) Σε ένα σύστημα πελατών-κεντρικών εξυπηρετητών, υπάρχει μια κεντρική βάση δεδομένων που κρατάει τα περιεχόμενα του εικονικού κόσμου και κρατάει τις μετακινήσεις και τις συμπεριφορές των αντικειμένων. Όταν ένας νέος πελάτης ενωθεί με τη σύνοδο, ο κεντρικός υπολογιστής τον προσθέτει στη βάση δεδομένων. Τα μηνύματα ελέγχου ή αναπροσαρμογής στέλνονται σε αυτόν τον κεντρικό υπολογιστή και έπειτα ο κεντρικός υπολογιστής τα διαβιβάζει στα άλλα μέλη. Το σχήμα 3.2 παρουσιάζει έναν χαρακτηριστικό σενάριο αυτής της αρχιτεκτονικής. Σχήμα 3.2: Δίκτυο VEs χρησιμοποιώντας client-server αρχιτεκτονική Οι κεντρικοί υπολογιστές μπορούν να μειώσουν την κυκλοφορία μηνυμάτων με την εφαρμογή μερικών μηχανισμών φιλτραρίσματος και συμπίεσης των πολλαπλάσιων πακέτων σε απλά μηνύματα, που αποβάλλουν την περιττή ροή μηνυμάτων. Αυτή η αρχιτεκτονική, εντούτοις, είναι μια δυσχέρεια και στη δικτύωση και στην επεξεργασία, εάν ο αριθμός των μελών και το περιεχόμενο του εικονικού κόσμου αυξηθεί. Η συμπερίληψη ενός κεντρικού υπολογιστή σε κάθε συναλλαγή, σημαίνει ότι ένα μήνυμα μπορεί να μην είναι σε θέση να πάρει το συντομότερο μονοπάτι μεταξύ των συμμετεχόντων από την πηγή στον προορισμό. Επιπλέον, τα μηνύματα πρέπει να ξοδεψουν το χρόνο μέσα στον ίδιο τον κεντρικό υπολογιστή, ο οποίος αυξάνει τον συνολικό χρόνο μετάδοσης. Ο κεντρικός υπολογιστής είναι το μοναδικό σημείο αποτυχίας. Η χρησιμοποίηση ενός συγκεντρωτικού κεντρικού υπολογιστή για 22

23 το πέρασμα μηνυμάτων μέσα στους εικονικούς κόσμους, περιορίζεται προφανώς από τις δεκάδες των συμμετεχόντων λόγω του ανταγωνισμού εισόδου και εξόδου. Εάν όλοι οι Ν χρήστες στο DVE, ενημερώνουν τη θέση τους και εκθέτουν την αλλαγή στον κεντρικό υπολογιστή, τότε θα στελνόταν συνολικά Ν*(Ν-1) μηνύματα ανά αναπροσαρμογή από τον κεντρικό υπολογιστή. Ως εκ τούτου, η πολυπλοκότητα του συστήματος είναι της τάκης Ο(Ν2). Μεταξύ των εφαρμογών DVE, το RING και το VNET χρησιμοποιούν αποτελεσματικά την αρχιτεκτονική πελατών-κεντρικών εξυπηρετητών. Επικοινωνία Peer-to-Peer Οι αρχιτεκτονικές επικοινωνίας peer-to-peer χρησιμοποιούν την IP πολλαπλής διανομής για να βελτιώσουν την αποδοτικότητα του συστήματος, με την αποφυγή των περιττών διπλών πακέτων. Τα πακέτα με αυτή τη μεθόδο διανέμονται αμέσως σε όλα τα μέλη και η λανθάνουσα κατάσταση μειώνεται σχεδόν κατά το ήμισυ συγκρινόμενη με την προσέγγιση πελατών-κεντρικών εξυπηρετητών όπου τα μηνύματα πρέπει πρώτα να ταξιδεψουν στον κεντρικό υπολογιστή που τα ανακατανέμει στα άλλα μέλη. Στην peer-to-peer επικοινωνία, οι χρήστες προσχωρούν αρχικά σε μια ομάδα πολλαπλής διανομής για να γίνουν μέλοι του συστήματος και έπειτα όλα τα δεδομένα στέλνονται σε αυτήν την πολλαπλής διανομής διεύθυνση. Αυτή η αρχιτεκτονική χρησιμοποιείται από το DIS και το NPSNET, χρησιμοποιώντας το DIS ως πρωτόκολλο επικοινωνίας. Το Σχήμα 3.3 επιδεικνύει πόσο εύκολα μπορεί να καθιερωθεί η συνεργασία, χρησιμοποιώντας την επικοινωνία πολλαπλής διανομής. Σχήμα 3.3: Συνεργασία χρησιμοποιώντας επικοινωνία πολλαπλής διανομής 23

24 Η αρχιτεκτονική αυτή διαβαθμίζει έναν μεγάλο αριθμό χρηστών αφού η πολυπλοκότητα του συστήματος είναι της τάξης Ο(Ν), που σημαίνει ότι χρησιμοποιεί το διαθέσιμο εύρος ζώνης αποτελεσματικά. Εντούτοις, πρέπει να εξεταστεί το ζήτημα "των αργοπορημένων" κατά χρησιμοποίηση αυτής της αρχιτεκτονικής. Κατ' αρχάς, πώς οι αργοπορημένοι θα είχαν γνώση για τους χρήστες που ενώθηκαν ήδη με το DVE. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει καμία κεντρική αποθήκη, ένας νέος χρήστης μπορεί να μην είναι σε θέση να πάρει γνώση των συμμετεχόντων στο DVE. Έχοντας όλους τους χρήστες περιοδικά παραγώμενους, τα περιοδικά μηνύματα "keep-alive", όπως γίνονται στο DIS, λύνουν αυτό το ζήτημα. Επικοινωνία Peer-to-Peer με κεντρική αποθήκη Η καθαρή πολλαπλή διανομή δεν είναι αρκετή για να καταστήσει το διανεμημένο πολλών χρηστών VEs συνεπές, για δύο λόγους. Κατ' αρχάς, τα μέλη που αποσυνδέονται λόγω αποτυχίας του δικτύου, θα εμφανίζονταν ακόμα στους εικονικούς κόσμους, με την εικόνα για αυτούς στο σύστημα ώς παρατηρητές που δεν εκτελούν οποιαδήποτε δράση αλλά προσέχουν άλλους χρήστες και αντικείμενα. Δεύτερον, όταν προσχωρεί ένα μέλος στην πολλαπλής διανομής ομάδα, μπορεί να μην έχει γνώση για μερικά μέλη και αντικείμενα στο σύστημα, έως ότου στείλουν ένα "keep-alive" μήνυμα ή εκτελέσουν κάποια δράση και παράγουν μια αναπροσαρμογή του γεγονότος. Τα περιοδικά keep-alive μηνύματα καταναλώνουν μια σημαντική μερίδα του εύρους ζώνης και επομένως δεν είναι προτιμητέα.οι αρχιτεκτονικές DIVE, SPLINE και MASSIVE-2 χρησιμοποιούν μια κεντρική αποθήκη προκειμένου να παρακολουθούν τους χρήστες στο DVE, να τους παρέχουν μια συνεπή άποψη του περιβάλλοντος και να τους ενισχύσουν να ενώθουν με το σύστημα ή να ανακάμψουν γρήγορα από την προσωρινή αποσύνδεση. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν μια κεντρική αποθήκη εκμεταλλόμενοι την αποδοτικότητα που παρέχεται από το στρώμα δικτύου πολλαπλής διανομής. Προκύπτει γρήγορα ότι η πολλαπλή διανομή αποτελεί συνιστώμενο τρόπο για να χτιστεί μεγάλης κλίμακας DVE. Παρέχει το επιθυμητό αποδοτικό δίκτυο, ενώ επιτρέπει στο DVE να κατατείμνει διαφορετικούς τύπους δεδομένων με τη χρησιμοποίηση των πολλαπλάσιων διευθύνσεων πολλαπλής διανομής. Χρησιμοποιώντας μια γνωστή πολλαπλής διανομής διεύθυνση, οι συμμετέχοντες στο DVE μπορούν να αναγγείλουν την παρουσία τους και να μάθουν για την παρουσία άλλων συμμετεχόντων. Το Σχήμα 3.4 δείχνει την αρχιτεκτονική επικοινωνίας peer-to-peer με μία κεντρική αποθήκη. 24

25 Σχήμα 3.4: Αρχιτεκτονική επικοινωνίας peer-to-peer με μία κεντρική αποθήκη Προηγούμενη εργασία στα mdves Υπάρχουν πολλά ερευνητικά προγράμματα (εργασίες) και συστήματα στον τομέα των mdves όπως τα : DIVE, SmallTool, SPLINE και VLNET. Σχετικά συστήματα Διανεμημένο Εικονικό Περιβάλλον Αλληλεπίδρασης (Distributed Ιinteractive Virtual Environment, DIVE): Το Διανεμημένο Εικονικό Περιβάλλον Αλληλεπίδρασης (Distributed Ιinteractive Virtual Environment, DIVE) είναι ένα βασισμένο στο διαδίκτυο πολλών χρηστών σύστημα VR όπου οι συμμετέχοντες πλοηγούν σε ένα τρισδιάστατο χώρο και βλέπουν, συναντούν και αλληλεπιδρούν με άλλους χρήστες και εφαρμογές. ανάπτυξη Το DIVE υποστηρίζει την εικονικών περιβαλλόντων, διεπαφών χρήστη και εφαρμογών βασισμένα σ ένα διαμοιραζόμενο τρισδιάστατο συνθετικό περιβάλλον. Το DIVE είναι ιδιαίτερα συντονισμένο σε εφαρμογές πολλών χρηστών, όπου διάφοροι δικτυωμένοι συμμετέχοντες αλληλεπιδρούν πάνω από ένα δίκτυο. SmallTool: Το SmallTool έχει αναπτυχθεί από το GMD Γερμανικό Εθνικό Ερευνητικό Κέντρο Τεχνολογίας Πληροφοριών, German National Research Centre for Information Technology που είναι ίδρυμα για 25

26 εφαρμοσμένη τεχνολογία πληροφορίων (Institute for Applied Information Technology, FIT). Το Smalltool είναι ένα κουτί εργαλείων για την πραγματοποίηση των διαμοιραζόμενων εικονικών περιβαλλόντων στο διαδίκτυο και είναι βασισμένο σε έναν αριθμό απο βιβλιοθήκες που χτίζουν (VRML-based) δικτυωμένες εφαρμογές VR. Ο ξεφυλλιστής SmallView VRML και η εφαρμογή κεντρικού εξυπηρετητή (server) SmallServ, είναι τέτοιες εφαρμογές, που επιτρέπουν στους χρήστες να συμμετέχουν στους διαμοιραζόμενους κόσμους VRML. Κλιμακωτή πλατφόρμα για μεγάλα αλληλεπιδραστικά δικτυωμένα περιβάλλοντα (Scalable platform for large interactive networked environments -SPLINE): Το SPLINE σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε από τους ερευνητές της Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL), και παρέχει δυνατότητες όπως οι πολλαπλοί χρήστες, φωνητική αλληλεπίδραση, προσομοιώσεις υπολογιστών, αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή και τρισδιάστατη γραφική παράσταση Ιδεατό δίκτυο ζωής (Virtual Life Network, VLNET): Το ιδεατό δίκτυο ζωής υποστηρίζει Συνεργάσιμα Δικτυακά Εικονικά Περιβάλλοντα ( Network Collaborative Virtual Environments ) και δίνει έμφαση στην αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών. Αναπτύχθηκε από το MIRALabUniversity της Γενεύης. Το σύστημα VLNET χρησιμοποιεί ρεαλιστικά είδωλα (εικονικοί άνθρωποι) για την αντιπροσώπευση των χρηστών προκειμένου να βελτιωθούν η επικοινωνία και η αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών. Το VLNET είναι μια απλή αρχιτεκτονική client/server και μπορεί να δουλέψει με ένα τυπικό HTTP κεντρικό υπολογιστή (server). Το σύστημα παρέχει διαχείριση των εικονικών ανθρώπων. Ο σχεδιασμός του συστήματος διευκολύνει τη χρήση του με αλλάζοντας διάφορους τρόπους, τις ενότητων του συστήματος. Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα καθιστά το σύστημα VLNET ευπροσάρμοστο. Σχετικά προγράμματα Επιπλέον, υπάρχουν πολλά προγράμματα που προσπαθούν να εισαγάγουν την τεχνολογία VR μέσα στην εκπαίδευση όπως το BREVIE, COVEN, LIVE, και VRLEARNERS. 26

27 Γεφυρώνοντας την πραγματικότητα και την εικονικότητα με μία κατανοητή διεπαφή χρήστη (Bridging reality and virtuality with a graspable user interface, BREVIE): Οι κύριοι στόχοι του προγράμματος BREVIE είναι: να καταδείξει τη δυνατότητα πραγματοποίησης και τα πλεονεκτήματα ενός νέου είδους μαθησιακού περιβάλλοντος για την επαγγελματική κατάρτιση στην εφαρμοσμένη μηχανική παραγωγής και να καθιερώσει μια βασική γραμμή για το δίκτυο που υποστηρίζει τη συνεργασία μεταξύ των υπεύθυνων για την ανάπτυξη μέσων, των ερευνητικών ιδρυμάτων και των χρηστών των μέσων (δάσκαλοι και μαθητές). Συνεργασία σε ένα εικονικό περιβάλλον (Collaborating in a virtual environment, COVEN): Το COVEN ήταν ένα τετραετές πρόγραμμα ACTS-EU (European Union Advanced Communications Technologies and Services Programme). Ο κύριος στόχος του προγράμματος ήταν ερευνήσει διεξοδικά τα ζητήματα του σχεδίου, της υλοποίησης και της χρήσης πολλών συμμετεχόντων των διαμοιραζόμενων εικονικών περιβαλλόντων, σε επιστημονικά, μεθοδολογικά και τεχνικά επίπεδα. Μαθαίνοντας στα εικονικά περιβάλλοντα (Learning in virtual environments, LIVE): είναι ένα από τα πιό μακροχρόνια Το πρόγραμμα LIVE καθιερωμένα προγράμματα στο Μικτό Εργαστήριο Πραγματικότητας (Mixed Reality Laboratory, MRL) στο Πανεπιστήμιο του Νόττιγχαμ. Η τρέχουσα εργασία στο πρόγραμμα περιλαμβάνεται με μία κοινοπραξία σχολείων προκειμένου να καθιερωθεί η πιθανή εκπαιδευτική χρήση των εικονικών περιβάλλόντων στα ιδιαίτερα βασικά στάδια, και τη χρησιμοποίηση των εργαστηριακών συνεργατών στα σχολεία για να βοηθήσει στο καθορισμό ενός εφικτού εικονικού περιβαλλόντος. Μαθησιακό περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας για το δίκτυο προηγμένων εκπαιδευτικών κέντρων πολυμέσων πόρων, μουσείων και σχολείων (VRLEARNERS): Το VRLEARNERS πρόγραμμα έχει το σημαντικότερο στόχο της πρόσβασης πολυμέσων στην πολιτιστική κληρονομιά της Ευρώπης. Ένα από τα κύρια αποτελέσματα του VRLEARNERS προγράμματος [45] είναι η ανάπτυξη ενός συνεργατικού 27

28 εικονικού μαθησιακού περιβάλλοντος παρέχοντας πρόσβαση στα ψηφιακά αρχεία των ευρωπαϊκών μουσείων. Ο παρακάτω πίνακας περιέχει μία σύνοψη των τεχνολογιών και των σκοπών των παραπάνω εργασιών. 3.2 Συνεργατικά συστήματα εικονικών περιβαλλόντων (Collaborative VE System,CVEs). Μια επέκταση ενός mdve θα ήταν ένα CVE, που είναι ένα mdve που στοχεύει σε ένα συνεργάσιμο στόχο. Τα CVEs στοχεύουν να παρέχουν ένα ολοκληρωμένο, λεπτομερή και επίμονο πλαίσιο για συνεργασία, που συνδυάζει μαζί τους συμμετέχοντες και τις πληροφορίες τους σε ένα κοινό χώρο επίδειξης. Αυτές οι επιδιώξεις δημιουργούν τη δυνατότητα να υποστηριχθεί μια ευρεία σειρά συνεργατικών εφαρμογών όπως η εκπαίδευση. Η χρήση των συνεργατικών εικονικών περιβαλλόντων στην εκμάθηση είναι μια από τις πιο ελπιδοφόρες χρήσεις της τεχνολογίας της εικονικής πραγματικότητας. Ενώ πολλή έρευνα έχει γίνει στον τομέα των δικτυωμένων εικονικών περιβαλλόντων που αντιστοιχούν στη διανομή των γεγονότων, πολύ λίγη έρευνα έχει γίνει για συγκεκριμένες υπηρεσίες και τη λειτουργικότητα. Εντούτοις, οι απαιτήσεις και το είδος των προσφερόμενων υπηρεσιών έχουν εμφανείς επιπτώσεις στο σχέδιο ενός συστήματος. Πρίν λίγα χρόνια, είχαν αναπτυχθεί ένας αριθμός αλληλεπιδραστικών συστημάτων εικονικής πραγματικότητας (VR). Ένα εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον (EVE) είναι μια ειδική περίπτωση ενός συστήματος VR, όπου η έμφαση είναι περισσότερο στην εκπαίδευση και τη συνεργασία παρά στην προσομοίωση. Τα EVEs είναι στην πραγματικότητα συνεργατικά εικονικά περιβάλλοντα (CVEs) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εκπαιδευτικές εφαρμογές όπως η συνεργατική 28

29 εκμάθηση. Τα CVEs είναι ισχυρά και συνεργατικά περιβάλλοντα δέσμευσης για την ε-εκμάθηση, επειδή είναι ικανά να υποστηρίξουν διάφορους σημαντικούς αντικειμενικούς στόχους εκμάθησης. Αυτοί οι στόχοι περιλαμβάνουν την εμπειρική εκμάθηση, την εκμάθηση βασισμένη στην προσομοίωση, την εκμάθηση βασισμένη στην έρευνα, την καθοδηγημένη διερευνητική εκμάθηση, την εκμάθηση βασισμένη σε κοινοτικό επίπεδο και τη συνεργάσιμη εκμάθηση Πως μπορούν τα CVEs να υποστηρίξουν την συνεργατική εκμάθηση Πολλά εργαλεία και τεχνολογίες έχουν δημιουργηθεί ή και χρησιμοποιηθεί προκειμένου να παρασχεθούν υπηρεσίες εκμάθησης στους χρήστες. Τα τρέχοντα συστατικά, τα εργαλεία και τα συστήματα που είναι διαθέσιμα μπορούν να διαιρεθούν σε τρεις διαφορετικές βασικές έννοιες: α) εργαλεία εκπαίδευσης βασισμένα σε έγγραφα του ιστού, β) εργαλεία συνεδρίασης γ) τρισδιάστατα - κεντροθετημένα εργαλεία. Τα εργαλεία εκπαίδευσης βασισμένα σε έγγραφα του ιστού (π.χ Hyperwave eknowledge Suite και WebCT) εστιάζονται στη διαχείριση των εγγράφων και των αντικειμένων αντίστοιχα. Το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι η επικεντρωμένη διδασκαλία και η εστίασή τους στη μεμονωμένη εκμάθηση. Είναι πολύ κατάλληλα για κατανεμημένο περιεχόμενο και επίσης εν μέρει για την έκδοση του περιεχομένου. Προσφέρουν καλή υποστήριξη στην ασύγχρονη επικοινωνία, εντούτοις, η επικοινωνία μεταξύ του δασκάλου και του μαθητή είναι συνήθως στο προσκήνιο και όχι η επικοινωνία μεταξύ των μαθητών. Κατά συνέπεια, αυτός ο τύπος εργαλείων προσφέρει μόνο λίγη υποστήριξη για τη συνεργατική εκμάθηση. Τα εργαλεία συνεδρίασης επικεντρώνονται στην υποστήριξη της σύγχρονης επικοινωνίας μιας ομάδας χρηστών ανεξαρτήτου της θέσης τους. Αυτά τα εργαλεία, που μπορούν να χωριστούν στα τηλεοπτικά εργαλεία σύσκεψης (π.χ. Microsoft s NetMeeting και Conference Server) και στα σύγχρονα εργαλεία εκπαίδευσης (π.χ. Centra Symposium), προσφέρουν τη βασισμένη στον ιστό υποστήριξη επικοινωνίας, όπου οι συμμετέχοντες αντιπροσωπεύονται με το όνομά τους και τη ζωντανή τηλεοπτική εικόνα. Μερικά από τα τηλεοπτικά εργαλεία σύσκεψης σχεδιάστηκαν ειδικά με σκοπό τις εκπαιδευτικές καταστάσεις. Η προσέγγιση αυτών των εργαλείων είναι να αντιπροσωπευθεί ουσιαστικά η έννοια της μετωπικής εκμάθησης. Κατά συνέπεια, είναι αρκετά ανάρμοστα για τη συνεργατική εκμάθηση. Ένα γενικό πρόβλημα αυτών των εργαλείων, σχετικά με τη συνεργατική εκμάθηση, είναι η 29

30 μειωμένη κοινωνική παρουσία των συμμετεχόντων που αντιπροσωπεύονται στα παράθυρα με τη βοήθεια των ζωντανών εικόνων. Κατά συνέπεια, στους συμμετέχοντες δίνεται μάλλον ένα συναίσθημα της απόστασης από ένα συναίσθημα της χρονικής αμεσότητας και της συνειδητοποίησης της ομάδας. Η συνεδρίαση μέσω video είναι επίσης αδύνατη από την άποψη της συνειδητοποιημένης κοινής δραστηριότητας και δεν είναι κατάλληλη για την ιδιαίτερα διανεμημένη επέκταση. Τα τρισδιάστατα-κεντροθετημένα εργαλεία εστιάζουν στο να αφήνουν κάθε συμμετέχων να αποκτήσει την εμπειρία της ύπαρξης και της αλληλεπίδρασης με άλλους συμμετέχοντες. Στα τρισδιάστατα-κεντροθετημένα εργαλεία οι συμμετέχοντες μιας εικονικής συνόδου αντιπροσωπεύονται ως είδωλα, που μπορούν να επιλεχτούν είτε από τις βιβλιοθήκες ειδώλων ή μπορούν να δημιουργηθούν χωριστά με τη βοήθεια ειδικών χαρακτηριστικών γνωρισμάτων. Τα είδωλα μπορούν να πλοηγήσουν μέσα στα τρισδιάστατα περιβάλλοντα και όλοι οι άλλοι συμμετέχοντες επίσης μπορούν να δουν τα γεγονότα όλων των συμμετεχόντων. Χρησιμοποιώντας τα CVEs ως μέσα επικοινωνίας, μπορούμε να προσφέρουμε το πλεονέκτημα της δημιουργίας εγγύτητας και της κοινωνικής παρουσίας, καθιστώντας τους συμμετέχοντες ενήμερους για τις διαδικασίες επικοινωνίας και αλληλεπίδρασης με τους άλλους. Εκτός από τον ήχο, τη γραπτή συνομιλία ή τη χρησιμοποίηση ενός κοινού συστήματος εφαρμογής μπορούν πρόσθετα να επικοινωνήσουν με τις χειρονομίες, τις μιμιτικές ικανότητες και με τη θέση τους μέσα σε αυτόν τον εικονικό χώρο. Οι μαθητές μπορούν να ενεργήσουν διαισθητικά σε ένα τέτοιο περιβάλλον. Τα είδωλα είναι μια μοναδική λύση που προσφέρουν τα CVEs να την επικοινωνία και την εκμάθηση ομάδας. Είναι γεγονός ότι τα πρόσωπα των συμμετεχόντων στην εικονική εμπειρία εκμάθησης με τα ανθρώπινα είδωλα (πλήρους σώματος) κάνουν πιο άνετη αίσθηση απ'ό,τι η συνομιλία ή η ακουστική επικοινωνία. Συγκεκριμένα, η υψηλή αξία αποδίδεται στην αντιπροσώπευση συγχρόνως όλων των συμμετεχόντων εκμάθησης, ακόμα κι αν υπάρχουν μέχρι δέκα συμμετέχοντες, ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα το οποίο είναι μη εφικτό στα περιβάλλοντα συνεδρίασης μέσω video. Το κύριο όφελος των ειδώλων είναι το ψυχολογικό συναίσθημα μιας αίσθησης παρουσίας. Η αίσθηση της παρουσίας έχει ως αποτέλεσμα την αναστολή της δυσπιστίας και μιας αύξησης του κινήτρου και της παραγωγικότητας. Υπάρχουν διάφορες σημαντικές ιδιότητες σε αυτήν την εμπειρία. Η δυνατότητα να γίνουν οι βασικές χειρονομίες μαζί με μια φωνή ή με ένα γραπτό μήνυμα ενισχύει την κατανόηση του πλαισίου επικοινωνίας. Η 30

31 συνειδητοποίηση ενός χρήστη του χώρου εγγύτητας και του προσανατολισμού των άλλων ασκεί ισχυρή επίδραση στη δυναμική της επικοινωνίας ομάδας. Επιπλέον, αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα μπορούν να χαρακτηρίσουν ένα απλό εικονικό χώρο ως χώρο επικοινωνίας. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον οι χρήστες αισθάνονται σαν να εργάζονται μαζί ως ομάδα και τείνουν να ξεχάσουν ότι εργάζονται ανεξάρτητα. Η τεχνική πραγματοποίηση επιτρέπει την επικοινωνία πάνω από χαμηλότερα εύρη ζώνης και δεν απαιτείται κανένας ειδικός εξοπλισμός ή συνδέσεις. Εντούτοις, οι τρέχουσες εφαρμογές CVE δεν εκμεταλλεύονται πραγματικά αυτές τις (θεωρητικές) δυνατότητες Σχετικές τεχνολογίες και ερευνητική εργασία επάνω στα CVEs Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν πολλές εμπορικές πλατφόρμες που υποστηρίζουν τα CVEs. Οι σημαντικότεροι είναι το Active Worlds, το Sense8, το ParallelGraphics solution, το Rose, το SmartVerse και το worlds. Γενικά, o στόχος των εμπορικών προϊόντων στις μεγάλες ομάδες χρηστών συνοψίζεται ώς εξής : "όσο περισσότεροι άνθρωποι, τόσο το καλύτερο". Αυτό οδηγεί τις εμπορικές πλατφόρμες να είναι αξιόπιστες, ελκυστικές και εύκολες στην χρησιμοποίηση καθώς επίσης και να λειτουργούν στα διαθέσιμα δίκτυα, στοχεύοντας κυρίως στην άνεση ή την τρισδιάστατη συνομιλία. Η γενικότητα που χαρακτηρίζει τα εμπορικά συστήματα κάνει τη χρήση τους πρώιμη για εκπαιδευτικούς σκοπούς, δεδομένου ότι οι περισσότεροι από αυτά δεν υποστηρίζουν την ακουστική/τηλεοπτική και πολύμορφη επικοινωνία χρηστών. Επιπλέον, μια προσπάθεια να τροποποιηθούν αυτά με την ενσωμάτωση πρόσθετων συστατικών μπορεί να μην είναι οικονομικώς αποδοτική, επειδή τα περισσότερα από αυτά δεν είναι βασισμένα σε ανοικτά πρότυπα, και εκτός από αυτό, τα εργαλεία ανάπτυξής τους είναι πολύ ακριβά. Στον τομέα των δικτυωμένων εικονικών περιβαλλόντων έχει γίνει πολλή ερευνητική εργασία. Αυτό οδήγησε στα συστήματα, τα εργαλεία, τα πρωτόκολλα ή ακόμα και περισσότερες πλατφόρμες για τα δικτυωμένα εικονικά περιβάλλοντα. Τα σημαντικότερα πρότυπα και η ερευνητική εργασία για τον τομέα των δικτυωμένων εικονικών περιβαλλόντων είναι: DIVE (Distributed Interactive Virtual Environments), SPLINE (Scalable Platform for Large Ineractive Environments), VLNET (Virtual Life Network) και το SmallTool. Οι ερευνητικές πλατφόρμες δίνουν έμφαση σε συγκεκριμένα ερευνητικά ζητήματα, όπως η επικοινωνία προσώπου, η 31

32 υποστήριξη ή η αξιοπιστία των ετερογενών δικτύων και τείνουν να περιοριστούν σε εύρος. Επιπλέον, εστιάζουν σε ιδιαίτερες εφαρμογές και είναι περιορισμένη η ικανότητα επαναχρησιμοποίησής τους. Αυτό προκαλεί τον πολλαπλασιασμό των ανεξάρτητων, συχνά τμηματικών συστημάτων, που τα καθιστούν ακατάλληλα για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Η λύση της ενσωμάτωσης ή του συνδυασμού της εργασίας από διαφορετικές ομάδες μπορεί να είναι πολύ δύσκολη να γίνει λόγω των διαφορετικών φιλοσοφιών και υποθέσεων. Συνοψίζοντας, υπάρχουν διάφορες πλατφόρμες για να υποστηρίξουν τις σε απευθείας σύνδεση εικονικές κοινότητες. Εντούτοις, οι τρέχουσες πλατφόρμες σπάνια υποστηρίζουν και τις εκπαιδευτικές κοινότητες και τους ανωτέρω στόχους. Οι τρέχουσες τρισδιάστατες πολλών χρηστών πλατφόρμες επικοινωνίας δεν εκμεταλλεύονται πραγματικά (τις θεωρητικές) δυνατότητές τους για την υποστήριξη της συνεργάσιμης εκμάθησης. Αφιερώνονται κυρίως στη μετακίνηση των ειδώλων και τη συνεργασία μέσω συνομιλίας κειμένων. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα, που στοχεύουν στη μεταφορά του περιεχομένου ή της υποστήριξης της συλλογικής εργασίας, δεν είναι ενσωματωμένα ούτε αντιπροσωπεύονται από πρόσθετα παράθυρα ή σε χωριστά πλαίσια.κατά συνέπεια, η αύξηση της κοινωνικής παρουσίας δεν ολοκληρώνεται Συνεργατικό εικονικό περιβάλλον για e-learning Προκειμένου να υλοποιηθεί ένα λειτουργικό και αποτελεσματικό εικονικό περιβάλλον εκμάθησης, το πρώτο βήμα είναι να ερευνηθούν τα κύρια λειτουργικά χαρακτηριστικά του γνωρίσματά. Αυτά τα λειτουργικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα πρέπει να διαφοροποιούν ένα περιβάλλον εκμάθησης από άλλα εικονικά περιβάλλοντα (τρισδιάστατα ή όχι), τα οποία σχεδιάζονται και εφαρμόζονται για γενική χρήση. Κάθε εικονικό περιβάλλον που ενσωματώνει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά γνωρίσματα μπορεί να χαρακτηριστεί ως ένα συνεργατικό περιβάλλον ε-εκμάθησης: Χρήστες που έχουν διαφορετικούς ρόλους και δικαιώματα μπορούν να επισκεφτούν το περιβάλλον. Οι εκπαιδευτικές αλληλεπιδράσεις μέσα στο περιβάλλον πρέπει να αλλάξουν τον απλό εικονικό χώρο σε χώρο επικοινωνίας. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να 32

33 παρέχονται στους χρήστες τα πολλαπλάσια κανάλια επικοινωνίας, τα οποία τους επιτρέπουν να αλληλεπιδρούν ο ένας με τον άλλον, στον εικονικό χώρο. Το περιβάλλον πρέπει να αναπαρασταθεί από διάφορες μορφές αναπαράστασης, οι οποίες μπορούν να κυμανθούν από το απλό κείμενο ως τους τρισδιάστατους κόσμους. Οι μαθητές στο περιβάλλον δεν πρέπει να είναι παθητικοί, αλλά πρέπει να είναι σε θέση να αλληλεπιδράσουν. Το σύστημα που υποστηρίζει το περιβάλλον εκμάθησης πρέπει να είναι σε θέση να ενσωματώσει τις διάφορες τεχνολογίες. Το περιβάλλον πρέπει να υποστηρίζει διάφορα σενάρια εκμάθησης. Το περιβάλλον πρέπει να έχει κοινά χαρακτηριστικά γνωρίσματα με ένα φυσικό χώρο. Τα κύρια σχεδιαστικά στοιχεία ενός τρισδιάστατου CVE που στοχεύει στη συνεργάσιμη εκμάθηση παρουσιάζονται παρακάτω : Eπικοινωνία μακρινής κατάστασης. Πραγματοποίηση ενός πολλών-χρηστών τρισδιάστατου περιβάλλοντος όπου η αλληλεπίδραση και η αναπαράσταση είναι όσο το δυνατόν πιό κοντά σε πραγματικές εκπαιδευτικές καταστάσεις και παρέχουν μια αίσθηση του χώρου που μοιράζεται μεταξύ των χρηστών. Υποστήριξη της αναπαράστασης των χρηστών : Το περιβάλλον θα μπορούσε να εποικηθεί από ταυτόχρονους χρήστες, οι οποίοι θα μπορούσαν να αναπαρασταθούν στο περιβάλλον. Η χρήση του τρισδιάστατου ανθρώπου, όπως τα είδωλα, για την αναπαράσταση χρηστών στο εικονικό περιβάλλον είναι ένα κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα για την υποστήριξη της συνεργάσιμης εκμάθησης. Επομένως, είναι χρήσιμο να αναπαρασταθούν οι χρήστες από τους τρισδιάστατους ανθρώπους όπως τα είδωλα, που μπορούν να υποστηρίζουν τις μιμητικές ικανότητες και τις χειρονομίες, προκειμένου να υποστηριχθεί η εικονική και κοινωνική παρουσία, καθώς επίσης και να ενισχυθούν οι τρόποι επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών με τη μη-λεκτική επικοινωνία. Υποστήριξη των πολλαπλάσιων καναλιών επικοινωνίας όπως οι χειρονομίες ειδώλων, η συνομιλία φωνής, και η συνομιλία κειμένου. Κλειστό έργο. Τα κατανεμημένα περιβάλλοντα επιτρέπουν στους χρήστες να συνεργάζονται σε έργα. 33

34 Συνεργασία. Αυτό το στοιχείο σχεδιασμού μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω: διαμοιραζόμενων αντικειμένων, εφαρμογών διαμοίρασης, εργαλεία πινάκων προβληματισμού, κλείδωμα / ξεκλείδωμα διαμοιραζόμενων αντικειμένων, χειρισμό χρηστών. Υποστήριξη κλειστού έργου. Υποστήριξη απο άλλους μαθητές, καθηγητές, μεσολαβητές. Αυτό το στοιχείο σχεδιασμού μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω φόρτωσης του διδακτικού υλικού στα τρισδιάστατα περιβάλλοντα και διαμοίρασης εφαρμογών και δεδομένων. Εργαλεία σκαλωσιάς (scaffolding tools). Εργαλεία που μπορούν να υποστηρίξουν τεχνικές συνεργατικής εκμάθησης όπως επίσης και να υποστηρίξουν τους μαθητές να αναλάβουν έργα μέσα στο εικονικό περιβάλλον. Αυτό το στοιχείο σχεδιασμού μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω του ασπροπίνακα και των εργαλείων προβληματισμού μαζί. Για παράδειγμα, το εργαλείο του ασπροπίνακα θα μπορούσε να υποστηρίξει τους μαθητές να φτιάξουν μία παρουσίαση ενός έργου που έχουν αναλάβει. Όμοια τα εργαλεία προβληματισμού θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τους μαθητές να ανταλλάξουν και να συλλέξουν ιδέες για ένα έργο που τους έχει ανατεθεί από τον διδάσκαλο EVE Σύμφωνα με τα παραπάνω, ακόμα κι αν η χρήση της τεχνολογίας VR δεν είναι ένα απαραίτητο χαρακτηριστικό γνώρισμα από τους χρήστες, φαίνεται ότι η χρήση των CVEs και των ειδώλων μαζί με τα κανάλια υποστήριξης επικοινωνίας δουλεύουν καλά ως λύση. Εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον θεωρούμε ένα CVE που στοχεύει στη συνεργάσιμη εκμάθηση. Αυτό το περιβάλλον ενσωματώνει (ή υποστηρίζει) τα στοιχεία σχεδίου που περιγράφτηκαν παραπάνω. Το EVE είναι ένα εικονικό περιβάλλον πρωτοτύπων για τη συνεργάσιμη εκμάθηση ως ενσωματωμένο περιβάλλον, το οποίο είναι βασισμένο σε ένα σύνολο εικονικών κόσμων. Αυτό το σύνολο εικονικών κόσμων στοχεύει να προσφέρει στους χρήστες τη δυνατότητα να πλοηγήσει και να αλληλεπιδράσει στον τρισδιάστατο κοινό χώρο. Με βάση την ανωτέρω θεωρητική ανάλυση, φαίνεται ότι ένα εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον περιλαμβάνει τα μέσα πέρα από τα οποία οι εκπαιδευτικές διαδικασίες και η διαπροσωπική επικοινωνία θα μπορούσαν να εκτελεσθούν με έναν τρόπο πιό κοντά στις ανάγκες των τελικών χρηστών. Το πρωτότυπο EVE στοχεύει στην 34

35 παρουσίαση εξεζητημένων υπηρεσιών στον άπειρο χρήστη. Σχεδιάστηκε ένα τέτοιο περιβάλλον με τη προσομοίωση γνωστών καθημερινών διαδικασιών και των ενεργειών ζωής. Επιπλέον, αυτό το περιβάλλον θα μπορούσε να εξηπηρετήσει ως ένα σημείο συνεδρίασης μεταξύ των μελών μιας εκπαιδευτικής κοινότητας (π.χ. πανεπιστημιακοί δάσκαλοι και σπουδαστές). Παρέχουν τα μέσα για την ανταλλαγή ιδέών, για την πρόσβαση των πληροφοριών και τη συνεργασία σε εκπαιδευτικές δραστηριοτήτες Λειτουργικά Χαρακτηριστικά της EVE Λειτουργική περιγραφή Είναι ένα εκπαιδευτικό εικονικό πρωτότυπο περιβάλλοντος που θα ικανοποιήσει τις εκπαιδευτικές ανάγκες μιας ομάδας με τις κοινές εκπαιδευτικές ανάγκες. Η γενική διεπαφή χρήστη του πρωτοτύπου απεικονίζεται στo Σχήμα 3.5. Η διεπαφή διαιρείται σε δύο κύριες περιοχές : (α) το τρισδιάστατο δωμάτιο εκπαίδευσης και (β) το κανάλι και τα εργαλεία επικοινωνίας. Διαμοίραση Χώρου Ένα εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον στοχεύει στην παροχή ενός μέρους όπου διαφορετικοί χρήστες μπορούν να επικοινωνήσουν ο ένας με τον άλλον και με το περιβάλλον σαν ήταν σε μια πραγματική τάξη. Ικανοποιείται η ανάγκη της δημιουργίας της παραίσθησης ότι όλοι οι χρήστες μοιράζονται το ίδιο διάστημα με τη διαβίβαση όλων των γεγονότων που εμφανίζονται, με την σειρά που εμφανίζονται, σε όλους τους χρήστες. Επιπλέον, η ύπαρξη των αντικειμένων στον κόσμο που μπορούν οι χρήστες να τροποποιήσουν, τα διαμοιραζόμενα αντικείμενα, που συνδέονται με το χαρακτηριστικό γνώρισμα της εισαγωγής ενός νέου αντικειμένου στον κόσμο, δίνει στο πρωτότυπό αυτό έναν δυναμικό χαρακτήρα, που εκπληρώνει τη μη-στατική φύση της EVE. Αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα ενισχύει τη συνειδητοποίηση άλλων συμμετεχόντων και την εικονική παρουσία των χρηστών. Σχήμα 3.5 Διεπαφή Χρήστη 35

36 Κανάλια επικοινωνίας Η απλή και αποδοτική αλληλεπίδραση των χρηστών είναι ένας από τους κύριους στόχους στα εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα. Το πρωτότυπο EVE υποστηρίζει τους ακόλουθους τύπους αλληλεπιδράσης μεταξύ των χρηστών: Ακουστική επικοινωνία: Το κύριο κανάλι αλληλεπίδρασης είναι το ακουστικό κανάλι επικοινωνίας. Οι χρήστες που συμμετέχουν στο ίδιο εικονικό περιβάλλον, συμμετέχουν επίσης και σε μια ακουστική σύνοδο. Οι χρήστες μπορούν να μιλήσουν ένας σε κάθε χρόνο. Ο δάσκαλος / μεσολαβητής έχει τα πλήρη δικαιώματα του ακουστικού καναλιού και μπορεί να διαχειριστεί την ακουστική επικοινωνία με το δόσιμο και τη λήψη του ελέγχου του ακουστικού καναλιού. Συνομιλία κειμένων : Οι χρήστες που συμμετέχουν στο ίδιο εικονικό περιβάλλον, συμμετέχουν επίσης σε μια σύνοδο συνομιλίας για την ανταλλαγή γραπτών μηνυμάτων. Η επικοινωνία συνομιλίας κειμένων ενισχύεται χρησιμοποιώντας τη λειτουργία συνομιλίας φυσαλίδων, προκειμένου να βοηθηθεί ο χρήστης για να δει ποιος συνομιλεί. Η λειτουργία γραπτής συνομιλίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν η ακουστική λειτουργία δεν είναι χρησιμοποιήσιμη για έναν πελάτη (π.χ., όχι αρκετό εύρος ζώνης, κανένας ακουστικός εξοπλισμός διαθέσιμος). Το χαρακτηριστικό γνώρισμα της συνομιλίας φυσαλίδων έχει υλοποιηθεί προκειμένου να κρατηθεί η προσοχή των χρηστών στην εικονική τάξη. Επιπλέον, αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα ενισχύει τη συνειδητοποίηση της δραστηριότητας στον τρισδιάστατο χώρο. Μη λεκτική επικοινωνία : Εκτός από το κείμενο και τα ακουστικά κανάλια επικοινωνίας η αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών υποστηρίζεται από τη μη 36

37 λεκτική επικοινωνία χρησιμοποιώντας τις χειρονομίες των ειδώλων. Οι χειρονομίες των ειδώλων παρέχουν μια ρεαλιστικότερη αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών, που εκφράζουν όταν απαιτείται τη συγκίνηση του καθένα γιατους άλλους. Επιπλέον, οι κοινές ενέργειες στα έγγραφα (που χρησιμοποιούν την διαμοιραζόμενη εφαρμογή) και τα κοινά τρισδιάστατα αντικείμενα μαζί υποστηρίζουν τη μη λεκτική επικοινωνία. Η μη λεκτική επικοινωνία είναι ένα καινοτόμο χαρακτηριστικό γνώρισμα των εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων και συεισφέρει στις διαδικασίες εκμάθησης στα σενάρια που απαιτούν τη σιωπηλή συμμετοχή χρηστών (όπως το σε απευθείας σύνδεση σενάριο διάλεξης). Επιπλέον προσωμειώνει τις πραγματικά καταστάσεις και τα συναισθήματα των χρηστών που ενισχύει την κοινωνική παρουσία των χρηστών. Αναπαράσταση χρήστη Οι χρήστες αναπαριστόνται από τον ανθρωποειδή αρθρωμένα είδωλα. Τα είδωλα μπορούν να υποστηρίξουν animations (όπως το περπάτημα και το κάθισμα) και χειρονομίες προκειμένου να υποστηριχθεί η μη λεκτική αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών. Δεν έχει εστιασθεί μόνο σε λειτουργίες αντιπροσώπευσης αλλά και στην απεικόνιση των ενεργειών σε άλλους συμμετέχοντες στο μάθημα. Οι διαθέσιμες λειτουργίες στο πρωτότυπο είναι: Αντίληψη: η δυνατότητα ενός συμμετέχοντος να δει εάν κάποιος είναι τριγύρω. Εντοπισμός: η δυνατότητα ενός συμμετέχοντος να δει που είναι τα άλλα πρόσωπα. Χειρονομίες: Αναπαράσταση και απεικόνιση των ενεργειών και των συναισθημάτων των άλλων. Τα παραδείγματα είναι: "Γεια", "αντίο", "συμφωνώ", "διαφωνώ" και "επιδοκιμασία". Συνομιλία φυσαλίδων: Όταν ένας χρήστης στέλνει ένα γραπτό μήνυμα, μια φυσαλίδα που περιέχει το μήνυμα εμφανίζεται πάνω από το είδωλό του. Ποιος μιλά: Όταν ένας χρήστης μιλά χρησιμοποιώντας το ακουστικό κανάλι, μια συγκεκριμένη εικόνα εμφανίζεται στο είδωλό του. 37

38 Αρχιτεκτονική O σχεδιασμός της αρχιτεκτονικής στοχεύει να ικανοποιήσει τις ακόλουθες απαιτήσεις προκειμένου να προσφερθεί η ανωτέρω περιγραφόμενη λειτουργία : (α) Εξελιξιμότητα: Η δυνατότητα να υποστηριχθεί ένας μέγιστος αριθμός ταυτόχρονων χρηστών, ο οποίος θα μπορούσε να ποικίλει σύμφωνα με τις συγκεκριμένες ρυθμίσεις κάθε εικονικού κόσμου. (β) Συνέπεια: Η συνέπεια πραγματοποιείται με το να κατανείμει και να συγχρονίσει την εισαγωγή των χρηστών καθώς επίσης και την ανεξάρτητη συμπεριφορά του χρήστη προκειμένου να επιτευχθεί η εντύπωση ενός ενιαίου κοινού κόσμου. (γ) Ειλικρίνεια: Πρέπει να είναι δυνατό να διασυνδεθεί ένα VE με εξωτερικές εφαρμογές. Το EVE έχει σχεδιαστεί ως σύστημα βασισμένο στα διεθνής αποδεκτά πρότυπα και τεχνολογίες. Πιό συγκεκριμένα, η EVE είναι μια βασισμένη στο web εφαρμογή που υποστηρίζει και ενσωματώνει διάφορους τύπους δεδομένων. Επιπλέον, εκμεταλλεύεται τα ευρέως αποδεκτά πρότυπα διασκέψεων (όπως T.120) για την επικοινωνία του χρήστη καθώς επίσης και το H-anim για την συμβατότητα των ειδώλων, που υποστηρίζουν το animation και τις χειρονομίες, για την αντιπροσώπευση των χρηστών. Επιπλέον, η εφαρμογή της EVE είναι βασισμένη σε ανοικτά πρότυπα και τεχνολογίες (HTTP, VRML και JAVA). Η βασική ιδέα της αρχιτεκτονικής είναι να διαιρέσει το φορτίο επεξεργασίας των απαραίτητων υπηρεσιών ενός εκπαιδευτικού εικονικού περιβάλλοντος (όπως η διανομή εφαρμογής, η συνομιλία και η ακουστική επικοινωνία, το περιεχόμενο εκμάθησης, κ.λπ..) σε ένα σύνολο κεντρικών υπολογιστών χωριστά από την επικοινωνία των χρηστών ή τη διαχείριση των εικονικών κόσμων. Προκειμένου να διαιρεθεί το φορτίο επεξεργασίας των συγκεκριμένων υπηρεσιών χρησιμοποιούμε διαφορετικές εφαρμογές κεντρικών υπολογιστών όπως ο κεντρικός υπολογιστής διασκέψεων και ο κεντρικός υπολογιστής συνομιλίας. Επιπλέον, ένας χωριστός κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων (που αποτελείται από έναν ConnectionServer, έναν InitServer και έναν VrmlServer) χρησιμοποιούνται για να εξυπηρετήσουν ένα σύνολο τρισδιάστατων κόσμων της κοινότητας. Οι χωριστοί υποκεντρικοί υπολογιστές (sub-servers) χρησιμοποιούνται για να διενεργήσουν κάθε μια από τις συγκεκριμένες λειτοργίες ενός κεντρικού υπολογιστή μηνυμάτων. Αυτά τα συστατικά περιγράφονται ως εξής: 38

39 Κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων : Ο κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων έχει τρια κύρια έργα : (α) να μεταφέρει το περιεχόμενο του εικονικού κόσμου, (β) να προσφέρει εξελιξιμότητα και σταθερότητα στο σύστημα (γ) να κρατήσει τον τρισδιάστατο κόσμο συνεπή με την απεικόνιση κάθε κοινού γεγονότος σε όλους τους συμμετέχοντες στον εικονικό κόσμο. Η δομή ενός εκπαιδευτικού περιβάλλοντος υπονοεί ένα VE που μπορεί να χωριστεί σε μικρότερα μέρη, τα οποία είναι VEs αφιερωμένα σε μια συγκεκριμένη σειρά μαθημάτων εκμάθησης. Αυτό παρέχει μια "κατάτμηση" της εικονικής κοινότητας που επιτρέπει το σχεδιασμό ένος προτύπου επικοινωνίας, το οποίο αποτελείται από ένα σύνολο κεντρικών υπολογιστών μηνυμάτων. Τα μαθήματα στην εκπαιδευτική κοινότητα διεξάγωνται στα πολλών-χρηστών τρισδιάστατα δωμάτια (που λέγονται δωμάτια σειράς μαθημάτων). Οι κεντρικοί υπολογιστές μηνυμάτων φιλοξενούν αυτά τα τρισδιάστατα δωμάτια. Κάθε κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων είναι αρμόδιος για ένα μέρος των δωματίων σειράς μαθημάτων, και παράλληλα μπορεί να ενεργήσει ως συνοδευτικός (back-up) κεντρικός υπολογιστής για τα υπόλοιπα (Σχήμα 3.6). Στο σχήμα 3.6 το κάθε μικρό τετράγωνο CI αντιπροσωπεύει ένα δωμάτιο σειράς μαθημάτων. Τα σκιερά δωμάτια σειράς μαθημάτων σε κάθε κεντρικό υπολογιστή μηνυμάτων αναφέρονται στα δωμάτια σειράς μαθημάτων για τα οποία κάθε κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων είναι αρμόδιος. Παραδείγματος χάριν, ο κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων 1 είναι αρμόδιος για τα δωμάτια C1, C2 και C3 και συνοδευτικός κεντρικός υπολογιστής για τα υπόλοιπα (C4 έως C9). Ομοίως, ο κεντρικός υπολογιστής μηνυμάτων 2 είναι αρμόδιος για τα δωμάτια C4, C5 και C6 και συνοδευτικός κεντρικός υπολογιστής για τα υπόλοιπα (C1 έως C3 και C7 έως C9). Επομένως, εάν ένας πελάτης pi θέλει να επισκεφτεί το δωμάτιο σειράς μαθημάτων C1, συνδέεται με τον κεντρικό υπολογιστή μηνυμάτων 1. Το σύνολο κεντρικών υπολογιστών μηνυμάτων αποτελεί έναν γεωμετρικό τόπο του ελέγχου ολόκληρου του συστήματος. Σχήμα 3.6: Κατάτμηση των τρισδιάστατων δωματίων σειράς μαθημάτων. 39

40 Όπως αναφέρθηκε προηγούμενα, ο κεντρικός υπολογιστής αποτελείται από τον ConnectionServer, τον InitServer και τον VrmlServer. Ο ConnectionServer χειρίζεται τα αιτήματα σύνδεσης των συμμετεχόντων. Ο InitServer κρατά την τρέχουσα κατάσταση της εικονικής κοινότητας. Μόλις φθάσει ένας νέος συμμετέχοντας (πελάτης) στο VE, ο InitServer διαβιβάζει ολόκληρο τον κατάλογο των κοινών κόμβων που διατηρεί, στον πρόσφατα προστιθέμενο πελάτη. Ο VrmlServer είναι αρμόδιος για την αποστολή των μηνυμάτων αναπροσαρμογών στους συμμετέχοντες. Κεντρικοί υπολογιστές εφαρμογής : Οι αφιερωμένοι κεντρικοί υπολογιστές εφαρμογής χρησιμοποιούνται προκειμένου να παρέχουν συγκεκριμένη λειτουργία. Σύμφωνα με τις προηγούμενες περιγεγραμμένες απαιτήσεις, οι πιο χρήσιμες εφαρμογές, προκειμένου να υποστηριχθεί η εκπαιδευτική διαδικασία και για να παρουσιαστεί το εκπαιδευτικό υλικό, είναι η συνομιλία και η ακουστική επικοινωνία, καθώς επίσης και διανομή εφαρμογής. Για αυτούς τους λόγους χρησιμοποιούνται τριών ειδών κεντρικοί υπολογιστές εφαρμογής : (α) Κεντρικός υπολογιστής διασκέψεων, ο οποίος είναι αρμόδιος για την παροχή της εφαρμογής διαμοιράζοντας τη λειτουργία. (β) Κεντρικός υπολογιστής συνομιλίας, ο οποίος είναι αρμόδιος για την ικανότητα συνομιλίας (γ) Ακουστικός κεντρικός υπολογιστής, ο οποίος υποστηρίζει την ακουστική επικοινωνία. 40

41 Πελάτης : Συστήματα πελατών, τα οποία αλληλεπιδρούν κυρίως με τον κεντρικό υπολογιστή μηνυμάτων. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των συστατικών της αρχιτεκτονικής παρουσιάζεται στο Σχήμα 3.7. Σχήμα 3.7 Αρχιτεκτονική 3.3 Μαθησιακά εικονικά περιβάλλοντα (Learning Virtual Environments, LVE). Ένας απλός καθορισμός της έννοιας μαθησιακά εικονικά περιβάλλοντα (LVE), είναι ένα CVE που στοχεύει όχι μόνο σε έναν συνεργάσιμο στόχο αλλά και σε πρόσθετους εκπαιδευτικούς στόχους όπως η σύγχρονη και η ασύγχρονη εκμάθηση. Ένα LVE είναι ένα σύνολο εικονικών κόσμων ή ένας εικονικός κόσμος, ο οποίος προσφέρει εκπαιδευτική λειτουργία στους χρήστες του. Τα είδωλα (η γραφική αναπαράσταση) των χρηστών εποικούν το LVE και τους παρέχεται πρόσθετη συμπεριφορά όπως οι χειρονομίες, η αλληλεπίδραση, οι μετακινήσεις και ο ήχος. Η υλοποίηση ενός ελκυστικού, φιλικού προς το χρήστη και αποτελεσματικού προσανατολισμένου προς την ομαδική εργασία μαθησιακού περιβάλλοντος, για να προσφέρει τις σύγχρονες και ασύγχρονες εκπαιδευτικές υπηρεσίες, περιλαμβάνει πολλά τεχνολογικά και παιδαγωγικά ζητήματα. Σε αυτό το τμήμα παρουσιάζεται μια σύντομη περιγραφή των βασικών συστατικών, των ζητημάτων και των απαιτήσεων των δικτυωμένων και εικονικών περιβαλλόντων εκμάθησης (LVEs). Ένα απλό εικονικό περιβάλλον (VE) είναι ένα σύστημα υπολογιστών, το οποίο παράγει ένα τρισδιάστατο εικονικό περιβάλλον, με το οποίο ο χρήστης μπορεί να αλληλεπιδράσει και να λάβει ανατροφοδότηση πραγματικού χρόνου (Normand et.al. 41

42 1999). Εάν πολλαπλοί χρήστες είναι συνδεδεμένοι και αλληλεπιδρούν ο ένας με τον άλλο, ο παραπάνω καθορισμός επεκτείνεται σε ένα πολλών χρηστών ή κοινό VE (SVE). Ένα συνεργάσιμο σύστημα του VE (CVE) είναι ένα SVE που στοχεύει σε έναν συνεργάσιμο στόχο. Ένα εικονικό περιβάλλον εκμάθησης είναι ένα CVE που είναι σχεδιασμένο για να προσφέρει πρόσθετα εκπαιδευτικά καθήκοντα, όπως η σύγχρονη και ασύγχρονη εκμάθηση (Bouras &Philopoulos & Tsiatsos 2000) και (Bouras & Tsiatsos 2000). Ένα LVE είναι ένα σύνολο εικονικών κόσμων ή ένας εικονικός κόσμος, που ενισχύεται με την εκπαιδευτική λειτουργία. Οι χρήστες αντιπροσωπεύονται από τα είδωλα (avatars) που εποικούν το LVE και μπορούν να παρασχεθούν με πρόσθετη συμπεριφορά όπως οι χειρονομίες, η αλληλεπίδραση, οι μετακινήσεις και ο ήχος. Κάθε LVE πρέπει να συμμορφωθεί με ένα σύνολο απαιτήσεων προκειμένου να χρησιμοποιηθεί ευρέως. Στους χρήστες προσφέρεται ένα υψηλό επίπεδο παρουσίας μέσω της αντιπροσώπευσής τους από ένα είδωλο της επιλογής τους, η οποία προσομοιώνει μερικές βασικές ρεαλιστικές ενέργειες, όπως οι χειρονομίες και οι μετακινήσεις, που τους δίνουν μια κοινή αίσθηση του χώρου, της παρουσίας και του χρόνου (Singhal & Zyda 1999). Οι χρήστες είναι επίσης ικανοί να πλοηγήσουν σε ένα τρισδιάστατο διαμοιραζόμενο χώρο προκειμένου να προσεγγίσουν το περιεχόμενο που παρέχεται, για να εξετάσουν τη γνώση τους, για να αλληλεπιδράσουν ο ένας με τον άλλον, για να ασκήσουν τις δεξιότητές τους και να λάβουν τις παρεχόμενες πληροφορίες. Επιπλέον ο χρήστης ενημερώνεται για την παρουσία χρηστών (είδωλα), της άφιξής τους στο LVE και της αναχώρησης τους. Ένα LVE πρέπει επίσης να παρέχει στους χρήστες του πολλούς ειδών αλληλεπιδράσεις, προκειμένου αυτόνομους ενεργούς μαθητές να βελτιώσει την ανάπτυξη των χρηστών ως και στο άμεσο πλαίσιο εκμάθησης και μακροπρόθεσμα. Δύο τύποι αλληλεπιδράσεων καθορίζονται σε ένα LVE: Πολύμορφη αλληλεπίδραση χρήστη-προς-χρήστη : συνομιλία, μετάδοση φωνής και χειρονομίες. Αυτός ο τύπος αλληλεπίδρασης υποστηρίζεται από το χειρισμό των κοινών τρισδιάστατων αντικειμένων. Σημαντικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα είναι οι εφαρμογές πραγματικού χρόνου όπως η ακουστική επικοινωνία, ο διαμοιρασμός της εφαρμογής και η λειτουργία whiteboard (ασπροπίνακας). 42

43 Η αλληλεπίδραση χρήστη-σύστημα, η οποία είναι βασισμένη στην βοήθεια της πλοήγησης και διατάζει ότι το σύστημα παρέχεται στο χρήστη για μια συγκεκριμένη λειτουργία όπως επίσης και ο χειρισμός των τρισδιάστατων αντικειμένων. Επιπλέον, οι χρήστες πρέπει να είναι σε θέση να παρεμβάλουν και να αλλάξουν τα αντικείμενα στον τρισδιάστατο κόσμο, διαμοιράζοντας αυτές τις δραστηριότητες με τους άλλους χρήστες. Αυτός ο τύπος αλληλεπίδρασης προσφέρει στο χρήστη την ικανότητα να προσαρμόσει ολόκληρο το σχεδιασμό και το προσφερόμενο θέαμα του VEs σύμφωνα με τις ανάγκες των συγκεκριμένων θεμάτων τους. Επομένως ο τύπος αλληλεπίδρασης χρήστη-σύστημα ικανοποιεί την ανάγκη για προσαρμογή. Αν και οι εφαρμογές εμβύθινσης είναι αποτελεσματικότερες στη χρήση της τεχνολογίας VR, το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα των εκπαιδευτικών εφαρμογών VR είναι η αλληλεπίδραση και όχι η βύθιση (Youngblut 1998, Sutherland 1968). Επιπλέον, μια εφαρμογή VR, που σχεδιάζεται για εκπαιδευτική χρήση πρέπει να είναι κατάλληλη για διαδεδομένη χρήση και να ωριμάσει στο μέρος της τεχνολογίας. Εξετάζοντας αυτές τις απαιτήσεις, η τεχνολογία εμβύθινσης VR δεν είναι ώριμη και είναι ακριβή. Αφ' ετέρου η desktop VR είναι καταλληλότερη για τη διαδεδομένη χρήση σχετικά με τις απαιτήσεις υλικού και λογισμικού (Youngblut 1998). Ένα LVE πρέπει να είναι εξελικτικό σε έναν μεγάλο αριθμό χρηστών προκειμένου να υποστηριχθούν οι μεγάλες εικονικές εκπαιδευτικές κοινότητες. Αυτό το σύνολο των χρηστών μπορεί να διαιρεθεί σε κάθε εικονικό κόσμο που είναι ένα μέρος μιας εικονικής εκπαιδευτικής κοινότητας, η οποία είναι σε θέση να υποστηρίξει έναν μέγιστο αριθμό ταυτόχρονων χρηστών. Το LVE πρέπει να είναι σε θέση να ενσωματώνει οποιοδήποτε ψηφιακό διδακτικό υλικό στην πλατφόρμα. Δύο άλλα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των LVEs είναι η συνέπεια και συνοχή. Η συνέπεια πραγματοποιείται με τη διανομή και το συγχρονισμό του χρήστη που εισάγεται καθώς επίσης και με την ανεξάρτητη συμπεριφορά του χρήστη προκειμένου να επιτευχθεί η εντύπωση ενός ενιαίου κοινού κόσμου. Η συνοχή χρησιμοποιείται με την αίσθηση μιας ομοιόμορφης δομής των παρεχόμενων υπηρεσιών, που αφορούν κυρίως τα πρακτικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά παρά την οπτική αντιπροσώπευσή της στα VΕs. Εκτός από τα προηγμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που ένα LVE πρέπει να υποστηρίζει, πρέπει επίσης να είναι σε θέση να τρέχει κάτω από ποικίλες πλατφόρμες 43

44 υλικού και λογισμικού, να υποστηρίζει τα διαφορετικά σχήματα/πρωτόκολλα και να παρέχει τους επαρκείς μηχανισμούς ασφάλειας. Το σύστημα πρέπει να προσφέρει έναν εύκολο και πλήρη μηχανισμό διοίκησης που επιτρέπει την εύκολη διαχείριση του διδακτικού υλικού και των χρηστών Ευφυές διανεμημένο εικονικό εκπαιδευτικό πρόγραμμα περιβάλλοντος (Intelligent Distributed Virtual Training Environment project, INVITE). Το INVITE είναι μία εργασία στα πλαίσια του προγράμματος τεχνολογίας της κοινωνίας της πληροφορίας (Information Society Technology) της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Άρχισε τον Φεβρουάριο του 2000, και θα τρέξει για σχεδόν 3 έτη. Ο κύριος στόχος του προγράμματος είναι να χτιστεί μια πλατφόρμα για τη σύγχρονη τηλε-εκμάθηση που μπορεί να διασυνδεθεί με την τυποποιημένη διαχείριση περιεχομένου ή/και τα εκπαιδευτικά συστήματα διαχείρισης. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτό το πράγμα έχουν τεθεί οι ακόλουθοι στόχοι : Προσδιορισμός των σχετικών, γνωστικών και κοινωνικών διαδικασιών στη συνεργάσιμη εκπαιδευτική κατάσταση και εξαγωγή εκείνων των συντελεστών στις απαιτήσεις του χρήστη. Η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος βασισμένου στις διανεμημένες εικονικές τεχνολογίες περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένων σε πραγματικό χρόνο των εγκαταστάσεων μετάφρασης των ευφυών πρακτόρων, της ρεαλιστικής αντιπροσώπευσης του ειδώλου και της ενίσχυσης της συμμετοχής των ειδώλων. Αξιολόγηση του προτύπου μέσα στα διαφορετικά πλαίσια εκμάθησης. Ερευνητικά αποτελέσματα για τις κοινωνικές διαδικασίες εκμάθησης μέσα στα εικονικά περιβάλλοντα. Το INVITE παρέχει στο χρήστη την εμπειρία VR έτσι ώστε να χτιστεί πέρα από ένα τρισδιάστατο πολλών χρηστών περιβάλλον VRML, με τις ομαλές μετακινήσεις, τις εκτενείς συστάσεις, τις τρισδιάστατες εικόνες για το χειρισμό και την αλληλεπίδραση μέσα στο περιβάλλον και τις στερεοσκοπικές επιλογές απεικόνισης. Ένα εικονικό πρότυπο θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή των κόσμων. Η διεπαφή του χρήστη θα ενισχυθεί μέσω της ενσωμάτωσης των δισδιάστατων video και των τρισδιάστατων κόσμων. 44

45 Τα πλήρη ρεαλιστικά είδωλα θα χρησιμοποιηθούν για την αντιπροσώπευση του χρήστη δεδομένου ότι φαίνονται να είναι αποτελεσματικότερα όταν χρησιμοποιείται σε ένα συνεργάσιμο περιβάλλον που προσφέρει τις χειρονομίες όπως την παλινδρομική κίνηση χεριού, τον χαιρετισμό με ελαφριά κλίση του κεφαλιού, την υποταγή, την διαφωνία και άλλα. Η δυνατότητα για να χρησιμοποιήσουν ομιλία τα είδωλα (text-to-speech χειλικός συγχρονισμός, που οδηγείται στον πραγματικό χρόνο από τη φωνή) με τις ικανότητες μετακίνησης και προσανατολισμένες προς τις την φωνή κινήσεις θα ερευνηθούν κατά τη διάρκεια του προγράμματος. Προκειμένου να προσφερθούν οι ασύγχρονες υπηρεσίες μάθησης, το INVITE θα ενσωματώσει τα διαθέσιμα ασύγχρονα συστήματα εκμάθησης και θα υποστηρίξει την ακουστική/τηλεοπτική ροή του διαθέσιμου περιεχομένου. Επιπλέον, προκειμένου να διαχειριστούν τα έγγραφα και το άλλο εκπαιδευτικό υλικό, μια αποθήκη εγγράφου θα υλοποιηθεί, για την διευκόλυνση των οπτικών δεδομένων και την υλοποίηση των δομημένων μηχανών αναζήτησης. Μια κοινή συνήθεια στις περιόδους εκπαίδευσης είναι ότι όλοι οι συμμετέχοντες παίρνουν σημειώσεις σε αντίγραφα χαρτιών του διδακτικού υλικού και συνήθως ο εκπαιδευτής παρουσιάζει το διδακτικό υλικό του σε φωτογραφικές διαφάνειες (slides) και επιτρέπει την πρόσβαση σε αυτά. Η αλληλεπίδραση χρηστών θα πραγματοποιηθεί από τη φωνή/τη συνομιλία κειμένων, και τη σε απευθείας σύνδεση μετάφραση. Οι χρήστες θα υποστηριχθούν μέσω της εφαρμογής των ευφυών πρακτόρων βασισμένων στη γνώση που παρέχουν εργαλεία για εξατομικευμένη έρευνα και θα διευκολύνουν την οργάνωση των βασικών πληροφοριών. Στο Σχήμα 3.8 παρουσιάζονται τα κύρια συστατικά ενός εικονικού συνεργάσιμου περιβάλλοντος εκμάθησης (Triantafillou & Tsiatsos 2000). Σχήμα 3.8 Βασικά συστατικά ενός εικονικού συνεργατικού περιβάλλοντος μάθησης. 45

46 3.3.2 Τεχνολογίες Το εύρος των διαθέσιμων τεχνολογιών για την ανάπτυξη των συνεργάσιμων εικονικών μαθησιακών περιβαλλόντων είναι περισσότερο ποικίλο όσο ποτέ. Η ανταλλαγή και η παρουσίαση του βασισμένου στον ιστό διδακτικού υλικού, το τρισδιάστατο περιεχόμενο και η μετάδοση των ακουστικών/τηλεοπτικών ρευμάτων υψηλής ποιότητας, υποστηρίζεται τώρα από ποικίλες τεχνολογίες και εργαλεία. Οι ολοκληρωμένες πλατφόρμες που αποτελούνται από έναν κεντρικό υπολογιστή για το εικονικό περιβάλλον και έναν πελάτη για την παρουσίαση της τρισδιάστατης γραφικής αναπαράστασης είναι τώρα διαθέσιμες. Η αποδοτική αλληλεπίδραση χρήστη-σύστημα υποστηρίζεται από ποικίλους ευφυείς πράκτορες. Τα σε απευθείας σύνδεση εργαλεία μετάφρασης για την επικοινωνία κειμένων και την text-to-speech μετάφραση επιτρέπουν την πολύγλωσση αλληλεπίδραση χρηστών. Η VRML97 (γλώσσα διαμόρφωσης εικονικής πραγματικότητας) και το X3D θα χρησιμοποιηθούν για το χειρισμό των πολυμέσων, των τρισδιάστατων αντικειμένων και των κοινών εικονικών κόσμων μέσω του διαδικτύου λόγω της ανεξαρτησίας των πλατφορμών τους και της ικανότητάς τους να επιτρέπουν χειρόγραφα να ενσωματωθούν προσθέτοντας περισσότερη λειτουργικότητα στην τρισδιάστατη σκηνή. Η εξωτερική αλληλεπίδραση χρηστών και της τρισδιάστατης σκηνής θα υποστηριχθεί από την VRML -EAI (εξωτερική διεπαφή δημιουργίας). Προκειμένου να εξασφαλιστεί μέγιστη απόδοση μια εμπορική πλατφόρμα πρέπει να χρησιμοποιηθεί. Μια τέτοια πλατφόρμα πρέπει να είναι ανοικτή, επιτρέποντας την εύκολη ολοκλήρωση με άλλες πλατφόρμες και τεχνολογίες, ώριμη (δεδομένου ότι ολόκληρο το πρόγραμμα θα βασιστεί στην πλατφόρμα), να προσφέρει την πλήρη 46

47 υποστήριξη της VRML και άλλες σχετικές τεχνολογίες (Html, Java) και να τρέξει σε μια ποικιλία συστημάτων/κεντρικών υπολογιστών χωρίς σημαντικές τροποποιήσεις στον κώδικα. Η πιο πολλά υποσχόμενη πλατφόρμα φαίνεται να είναι η κοινοτική πλατφόρμα blaxxun που συμμορφώνεται με τα κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα όπως: πλήρης συμβατότητα με την VRML, την οπτικοακουστική αλληλεπίδραση, τις εγκαταστάσεις συνομιλίας, την Java, την JavaScript και την EAI, την τρισδιάστατη απόδοση και την υποστήριξη SDK. Η γρήγορη ανάπτυξη προτύπων των εικονικών περιβαλλόντων μπορεί να υποστηριχθεί από τα Parallel Graphics ISB και ISA που φαίνονται να είναι τα καταλληλότερα εργαλεία εφαρμογής που χρησιμοποιούνται δεδομένου ότι υποστηρίζουν τα πρότυπα VRML 97. Το X3D-Edit μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συντάκτης αρχείων γραφικής παράστασης για την έκδοση, τη δημιουργία και την επικύρωση των X3D αρχείων. Η τεχνολογία AvatarMe θα χρησιμοποιηθεί για τη σύλληψη και τη δημιουργία των ρεαλιστικών φωτογραφιών των ειδώλων. Το εκπαιδευτικό υλικό (εκτός από τα έγγραφα) περιλαμβάνει ηχογραφημένο εκ των προτέρων ακουστικό και τηλεοπτικό υλικό. Τα περισσότερα από τα εργαλεία που διευκολύνουν την υποστήριξη πραγματικού χρόνου και την ηλεκτρονική σύσκεψη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να υποστηρίξουν την επικοινωνία μεταξύ συμμετεχόντων σε μια περίοδο εκμάθησης που καλύπτει έτσι την απαίτηση των χρηστών για τη σύγχρονη υποστήριξη εκμάθησης. Το Microsoft Exchange 2000 Conferencing Server και το Meeting Point από τότε που είναι ανοικτά, προσφέρουν ποικίλα χαρακτηριστικά γνωρίσματα, προσαρμόζονται στα πρότυπα σύσκεψης και μπορούν να τρέξουν πάνω σε διάφορες πλατφόρμες. Η πλατφόρμα OnLive υποστηρίζει μόνο ακουστική σύσκεψη αλλά ο πελάτης της μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετος σε μία ιστοσελίδα. Η λύση RealNetworks μπορεί να διευκολύνει τα ηχογραφημένα εκ των προτέρων πολυμέσα παράδοσης και συγχρονισμού. Η αλληλεπίδραση χρήστη-σύστημα στα βασισμένα σε υπολογιστή συστήματα εκμάθησης παρέχεται μέσω των ευφυών πρακτόρων. Στο INVITE ένα σύνολο λειτουργιών, όπως το είδωλο και ο χειρισμός αντικειμένων, η αλληλεπίδραση κινητής επικοινωνίας και η συνεργασία θα προγραμματιστούν μέσω των ευφυών πρακτόρων. Επίσης οι πράκτορες μπορούν να είναι υπενθυμίσεις, οδηγοί, φρουρές και μεταφραστές των χρηστών. Η χρήση των δηλωτικών γλωσσικών εφαρμογών παρέχει περισσότερα πλεονεκτήματα από διαδικαστικά και για εκείνο τον λόγο το εργαλείο που χρησιμοποιείται πρέπει να υποστηρίζει την KQML (ερώτηση γνώσης και 47

48 γλώσσα χειρισμού) για την επικοινωνία μεταξύ των διαφορετικών πρακτόρων. Τα βασισμένα στην Java εργαλεία (JAFMAS, IBM, Aglets και AgentBuilder) έχουν ένα πλεονέκτημα πέρα από τα άλλα εργαλεία δεδομένου ότι έχουν τη δυνατότητα να τρέχουν πάνω σε διαφορετικές πλατφόρμες. Η HTML και η XML θα χρησιμοποιηθούν για την ικανότητά τους να διευκολύνουν την αποδοτική ανταλλαγή εγγράφων πάνω στον ιστό. Η XML προσφέρει περισσότερες ικανότητες από την HTML και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρέχει τα μεταδεδομένα και διάφορους τύπους δεδομένων πάνω στον ιστό. Ένα αποδοτικό σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων θα χρησιμοποιηθεί στο INVITE για την διαχείριση των εγγράφων, το προφίλ του χρήστη και το εκπαιδευτικό υλικό. Δεδομένου ότι ένας από τους κύριους στόχους του INVITE είναι να παρέχει ένα εργαλείο που μπορεί να τρέξει πάνω σε έναν αριθμό διαφορετικών πλατφόρμων, αυτή η εκτίμηση περιορίζει τις επιλογές μας σχετικά με το DBMS (σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων) που χρησιμοποιείται στο INVITE. Η λύση της Oracle τρέχει κάτω από διαφορετικές πλατφόρμες και παρέχει έναν αριθμό από σημαντικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα όπως η ασφάλεια, η XML υποστήριξη δυνατότητες της παραγωγής δυναμικών XML ή HTML εγγράφων από τις ερωτήσεις SQL μέσω του διαδικτύου. Μια από τις πιο ελκυστικές λειτουργίες, που πρέπει να παρασχεθεί, είναι η δυνατότητα για πολύγλωσσική επικοινωνία κειμένου και την text-to-speech μετάφραση. Προκειμένου να παρασχεθεί τέτοια λειτουργία, το σύστημα θα αλληλεπιδράσει με text-to-text και text-to-speech μηχανές. Το πιο προηγμένο text-tospeech εργαλείο μετάφρασης φαίνεται να είναι το Speech Cube, με την ικανότητα του τρεξίματος κάτω από διαφορετικές πλατφόρμες επιτρέποντας μια ευρεία ποικιλία γλωσσών, αλλά η πραγματική επιλογή του εργαλείου για να εφαρμοστεί, θα εξαρτηθεί από την ευθύτητα του και το κόστος του. Το πιο κοινά χρησιμοποιημένο σύστημα για text-to-text μετάφραση κειμένου είναι το SYSTRAN, το οποίο μπορεί επίσης να τρέξει κάτω από μια ποικιλία πλατφόρμων και να μεταφράσει από μια μέχρι και ορισμένες γλώσσες. Το Linguatec προσφέρει μια ευέλικτη λύση για την text-to-text μετάφραση κειμένου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί πέρα από τον ιστό Πρότυπα Η αποδοτική ολοκλήρωση των συστημάτων στηρίζεται στην εφαρμογή των παγκόσμιων αποδεκτών προτύπων. Διάφορες οργανώσεις (δημόσιες, ιδιωτικές) είναι 48

49 ενεργές σε αυτόν τον τομέα των τεχνικών προτύπων, όπως οι υποεπιτροπές της Joint Technical Committee of ISO (SC24, SC29, SC34), IETF WebDAV group, και το World Wide Web Consortium (W3C). Στην τεχνολογία εκμάθησης, τα πρότυπα διαλειτουργικότητας και τα μοντέλα για τις συγκεκριμένες συστάσεις συστημάτων εκμάθησης, έχουν προταθεί τα τελευταία έτη και διάφορες επιτροπές και προγράμματα έχουν λειτουργήσει προς εκείνη την κατεύθυνση (IEEE LTSC LOM, CEN/ISSS, CENELEC, ETSI, PROMETEUS). Η XML θα χρησιμοποιηθεί για να διευκολύνει την αποδοτική ανταλλαγή εγγράφων πάνω στον ιστό και η XSL θα υποστηρίξει τη δημιουργία των εικονικών εγγράφων XML και την παρουσίαση αυτών των εγγράφων σε μέσα διαφορετικών τύπων. Η διανομή των αλληλεπιδραστικών εφαρμογών αρχιτεκτονική πελατών/κεντρικών υπολογιστών πολυμέσων/υπερμεσών (client/server) πέρα στην από διαφορετικές πλατφόρμες των διαφορετικών τύπων και των μέσων θα βασιστούν στο πρότυπο MPEG-7. Το MPEG-7 θα χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει τους διάφορους τύπους πληροφοριών πολυμέσων και τις σχέσεις τους χρησιμοποιώντας μια γλώσσα περιγραφής. Η ανάκτηση πληροφοριών θα βασιστεί στην εφαρμογή των μεταδεδομένων για να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που διαμοιράζονται σε διαφορετικά έγγραφα. Τα μεταδεδομένα για το υλικό εκμάθησης έχουν διευκρινιστεί επίσης όπως: το LOM, το Dublin Core και το ARIADNE.Η προσέγγιση XMI, που διευκρινίζει ένα ανοικτό πρότυπο ανταλλαγής, θα υποστηρίξει τη δυνατότητα της ανταλλαγής δεδομένων προγραμματισμού μεταξύ των εργαλείων, των εφαρμογών και των αποθηκών. Τα πρότυπα της τεχνολογίας εκμάθησης θα χρησιμοποιηθούν για την οργάνωση και την παρουσίαση του διδακτικού υλικού καθώς επίσης και για μια βάση για τις προδιαγραφές αλληλεπίδρασης χρηστών. Σε αυτό το πλαίσιο οι προδιαγραφές IMS καθορίστηκαν για την εύκολη ανακάλυψη των δεδομένων, τη διαμοίραση δεδομένων πάνω από διαφορετικές πλατφόρμες, λειτουργικά συστήματα και εργαλεία και εξασφαλίζουν ότι η ικανότητα επαναχρησιμοποίησης θα εξεταστεί. Η αλληλεπίδραση χρήστη-σύστημα θα βασιστεί στη χρήση των ευφυών πρακτόρων. Το KQML υποστηρίζει την επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών πρακτόρων και η υλοποίηση της απόδοσης καθορίζεται από το KQML.Το KIF (Knowledge Interchange Format) (Ginsberg 1991) υποστηρίζει την ανταλλαγή της γνώσης μεταξύ ανόμοιων προγραμμάτων. 49

50 Η user-to-user αλληλεπίδραση σε ένα LVE σύστημα θα υποστηριχθεί κυρίως από τα είδωλα και την επικοινωνία συνομιλίας (chat). Η ενσωμάτωση των ειδώλων στο VE θα λάβει υπόψη τις προδιαγραφές για ένα τυποποιημένο H-anim Group. Σε περίπτωση που αυτές οι ικανότητες δεν είναι διαθέσιμες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ηλεκτρονική σύσκεψη. Το T120 και το H.323 της ITU θα χρησιμοποιηθούν για την ακουστική, τηλεοπτική και δεδομένων σύσκεψη μέσω του διαδικτύου. Οι ασύγχρονες υπηρεσίες μάθησης προς στους χρήστες θα υποστηριχθούν από την παράδοση του ηχογραφημένου εκ των προτέρων εκπαιδευτικού υλικού (ακουστικού & τηλεοπτικού) μέσω της εφαρμογής πρωτοκόλλων πραγματικού χρόνου (RSVP, RTP RTSP). Η ενότητα του πυρήνα στο INVITE είναι το εικονικό περιβάλλον, δεδομένου ότι παρέχει την κύρια λειτουργικότητα και όλες οι ενότητες θα χρησιμοποιήσουν το περιβάλλον για να αλληλεπιδράσουν μέσω απο αυτό. Τα πρότυπα VRML για την ενσωμάτωση των τεχνολογιών MPEG-4 ( animation προσώπου και σώματος, ροή εικόνας και ήχου κ.λπ.) και οι συστάσεις για την πρόσβαση στις βάσεις δεδομένων SQL μέσα από τη VRML θα εξεταστούν στην πρακτική ανάπτυξη του προγράμματος. Η επικοινωνία μεταξύ των διαφορετικών συστατικών του INVITE εναπόκειται στα πρωτόκολλα που υποστηρίζουν τον πελάτη, τον κεντρικό υπολογιστή, την πολλαπλής διανομής ροή και τις ικανότητες δικτύων (VRTP) (Brutzman et Al 1997), την αλληλεπίδραση πραγματικού χρόνου (ISTP) Waters et. al. 1997) και την πολλώνχρηστών συμμετοχή στους εικονικούς κόσμους (VIP). Ο πίνακας 1 συνοψίζει τα συστατικά ενός LVE, τις χρήσιμες τεχνολογίες και τα εργαλεία για την εφαρμογή του, καθώς επίσης και τα πρότυπα, τα πρωτόκολλα και τις προδιαγραφές για να εξασφαλίσει την ευθύτητα και τη διαλειτουργικότητα. Πίνακας 1: Συστατικά ενός LVEs, χρήσιμες τεχνολογίες, εργαλεία και πρότυπα. 50

51 3.4 Εικονικά περιβάλλοντα εμβύθινσης (Immersive) Τα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα εμβύθινσης υποστηρίζονται από ένα υψηλού επιπέδου (high-end) εξοπλισμό όπως τα datagloves, τα Head Mounted Displays (HMD), ImmersaDesk and CAVE για να βυθίσει οπτικά έναν χρήστη στον εικονικό κόσμο. Αυτά τα περιβάλλοντα επιτρέπουν στους χρήστες να αλληλεπιδράσουν σε ένα κοινό περιβάλλον και να έχουν μια ρεαλιστικότερη εμπειρία αντίθετα με την εικονική πραγματικότητα της επιφάνειας εργασίας. Επιπλέον, υπάρχουν συστήματα που χρησιμοποιούν την τεχνολογία εμβύθινσης μαζί με την επίδειξη ζωντανού βίντεο στην HMD αντί της τρισδιάστατης γραφικής παράστασης. Αυτά τα συστήματα αποτελούν ένα σύστημα τηλεπαρουσίασης, το οποίο επιτρέπει στους συμμετέχοντες να δοκιμάσουν έναν κλειστό φυσικό χώρο μέσω των τεχνολογιών των υπολογιστών και επικοινωνιών. Σύμφωνα με μια εκτεταμένη ανασκόπηση στις εκπαιδευτικές χρήσεις της τεχνολογίας εικονικής πραγματικότητας, οι περισσότερες από τις εκπαιδευτικές εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας δεν υποστηρίζουν πολλαπλούς χρήστες ή δεν παρέχουν οποιοδήποτε τύπο αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών τους. Πιό συγκεκριμένα, σχεδόν 2% των τρεχουσών εφαρμογών υποστηρίζουν πολλαπλάσιους χρήστες με πολύ περιορισμένους τύπους αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών. Γενικότερα, οι εφαρμογές εμβύθινσης είναι αποτελεσματικότερες στη χρήση της τεχνολογίας της εικονικής πραγματικότητας. Εντούτοις, το κύριο χαρακτηριστικό 51

52 γνώρισμα των εκπαιδευτικών εφαρμογών εικονικής πραγματικότητας είναι η αλληλεπίδραση και όχι η εμβύθινση. Επιπλέον, μια εφαρμογή εικονικής πραγματικότητας, η οποία σχεδιάστηκε για εκπαιδευτική χρήση πρέπει να είναι κατάλληλη για ευρύτερη διαδεδομένη χρήση και να έχει ωριμάσει στο μέρος της τεχνολογίας. Εξετάζοντας αυτές τις απαιτήσεις, η τεχνολογία εμβύθινσης της εικονικής πραγματικότητας δεν είναι ώριμη και αυτό είναι ακριβό. Αφ' ετέρου, η εικονική πραγματικότητα επιφάνειας εργασίας είναι καταλληλότερη για ευρύτατη διαδεδομένη χρήση σχετικά με τις απαιτήσεις υλικού και λογισμικού. 52

53 4. Ευφυείς Πράκτορες 4.1 Εισαγωγή Στον τοµέα της εκπαίδευσης παρατηρείται µια σηµαντική αλλαγή στον τρόπο της διδασκαλίας. Η διδασκαλία, όπως αυτή προσδιορίζεται από την κλασσική άποψη, αποτελούσε µια διαδικασία βασισμένη στην ομιλία και την παράδοση προγραμμάτων σπουδών από τον καθηγητή/ειδικό στους µμαθητές / εκπαιδευόμενους. Η άποψη αυτή, για την διδασκαλία, τείνει να μετακινηθεί προς την διδασκαλία που βασίζεται στην προώθηση μαθησιακών συζητήσεων και την μοντελοποίηση της πρακτικής των ειδικών. Βασικός γνώµονας στην νέα άποψη είναι η προώθηση αλλαγών στις αντιλήψεις των μαθητών και στις ακολουθούμενες στρατηγικές, έτσι ώστε να επιτευχθεί βαθιά κατανόηση των διδασκόμενων αντικειμένων. Βασικό αποτέλεσμα αυτής της τάσης είναι η σταδιακή μετατροπή του ρόλου του διδάσκοντα από απλό παροχέα πληροφοριών σε σύµβουλο της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Η συνεργατική µάθηση µπορεί να εφαρμοστεί μεταξύ άλλων (σχολική, εκπαίδευση, ανώτερη εκπαίδευση, οργανισμοί και επιχειρήσεις) µε την χρήση ΤΠΕ (Τεχνολογίες Πληροφορικής Επικοινωνίας). Στην περίπτωση εφαρμογής συνεργατικής µάθησης µε την χρήση ΤΠΕ µιλάµε συνήθως για Συνεργατική Μάθηση από Απόσταση. Η εφαρμογή συνεργατικής µάθησης από απόσταση αποτελεί ένα πολύ σηµαντικό ζήτηµα καθώς υπάρχουν αρκετά στοιχεία που υποδηλώνουν ότι η συνεργατική µάθηση µέσω του Παγκόσμιου Ιστού Πληροφοριών έχει σηµαντικά πλεονεκτήματα συγκρινόμενη µε την ατοµική εκδοχή της εκπαίδευσης µέσω του Παγκόσμιου Ιστού Πληροφοριών, αλλά και µε την κλασική προσέγγιση της εκπαίδευσης. Σε αυτά περιλαμβάνονται: Μία σηµαντική αύξηση στη συµµετοχή φοιτητών ανώτατης εκπαίδευσης, Ικανοποίηση των συγκατεχόντων από τη διαδικασία και υψηλότερη υποκίνηση, Καλύτερος συνδυασμός παρουσίασης προσωπικών χαρακτηριστικών και αλληλεπίδρασης μεταξύ των εκπαιδευόμενων. Επίσης σχετικές έρευνες δείχνουν ότι η συνεργατική µάθηση µέσω του Παγκόσμιου Ιστού Πληροφοριών αυξάνει τις ακαδημαϊκές επιδόσεις σε αρκετές περιπτώσεις, ενώ συμβάλλει επίσης στην ανάπτυξη µιας αίσθησης κοινότητας µεταξύ των συγκατεχόντων στη διαδικασία, κάτι που δεν υπάρχει στις on-line ατοµικές εκπαιδευτικές µμεθόδους. Αυτό συχνά πραγματοποιείται µε τη µμεταφορά καταστάσεων που συμβαίνουν σε φυσικές τάξεις διδασκαλίας, στα on-line περιβάλλοντα. 53

54 Τα προσαρμοστικά και ευφυή βασισμένα στο WEB εκπαιδευτικά συστήματα (AIWBES) παρέχουν μια εναλλακτική λύση στην παραδοσιακή προσέγγιση "just put it on the web" στην ανάπτυξη βασισμένου στο WEB εκπαιδευτικού διδακτικό υλικό. Τα AIWBES προσπαθούν να είναι πιο προσαρμοστικά με την οικοδόμηση ενός προτύπου των στόχων, των προτιμήσεων και των γνώσεων κάθε μεμονωμένου σπουδαστή και χρησιμοποίησης αυτού του προτύπου σε όλη την αλληλεπίδραση με το σπουδαστή προκειμένου να προσαρμοστεί στις ανάγκες εκείνου του σπουδαστή. 4.2 Μοντέλα Ευφυών Πρακτόρων Τα προσαρμοστικά και ευφυή βασισμένα στο WEB εκπαιδευτικά συστήματα (AIWBES) όπως αναφέρθηκε και παραπάνω παρέχουν μια εναλλακτική λύση στην παραδοσιακή προσέγγιση "just put it on the web" στην ανάπτυξη βασισμένου στο WEB εκπαιδευτικού διδακτικό υλικό. Τα AIWBES προσπαθούν να είναι ευφυέστερα με το να ενσωματώνουν και να εκτελούν μερικές δραστηριότητες που παραδοσιακά εκτελούνται από έναν άνθρωπο-δάσκαλο - όπως η εκγύμναση των σπουδαστών ή η διάγνωση των παρερμηνειών τους. Τα πρώτα ευφυή και προσαρμοστικά βασισμένα στο WEB εκπαιδευτικά συστήματα αναπτύχθηκαν το Από τότε πολλά ενδιαφέροντα συστήματα έχουν αναπτυχθεί και έχουν αναφερθεί. Το ενδιαφέρον να παρασχεθεί η εξ αποστάσεως εκπαίδευση μέσα από τον Ιστό ήταν μια ισχυρή κατευθυντήρια δύναμη πίσω από αυτές τις ερευνητικές προσπάθειες. Η ερευνητική κοινότητα ενισχύθηκε από την παροχή μιας ακολουθίας εργαστηρίων που συγκέντρωσαν ερευνητές που εργάζονται σε AIWBES, τους αφήνουν να μάθουν ο ένας από τον άλλον, και υποστηρίζουν έπειτα τις ιδέες αυτής της ερευνητικής κατεύθυνσης μέσω των σε απευθείας σύνδεση πρακτικών εργαστηρίων. 4.3 Προσαρμοστικές και ευφυείς τεχνολογίες για εκπαιδευτικά συστήματα βασισμένα στις τεχνολογίες διαδικτύου Το είδος προηγμένων βασισμένων στο WEB εκπαιδευτικών συστημάτων συχνότερα αναφέρονται ως προσαρμοστικά βασισμένα στο WEB εκπαιδευτικά συστήματα ή ευφυή βασισμένα στο WEB εκπαιδευτικά συστήματα. Αυτοί οι όροι δεν είναι πραγματικά συνώνυμα. Μιλώντας για προσαρμοστικά συστήματα τονίζουμε ότι αυτά τα συστήματα προσπαθούν να είναι διαφορετικά για διαφορετικούς σπουδαστές 54

55 και ομάδες σπουδαστών με το να λαμβάνουν υπόψη τις πληροφορίες που συσσώρευσαν τα ατομικά ή ομαδικά σπουδαστικά πρότυπα. Μιλώντας για τα intelligent systems τονίζουμε ότι αυτά τα συστήματα εφαρμόζουν τεχνικές από τον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης (AI) για να παράσχουν ευρύτερη και καλύτερη υποστήριξη για τους χρήστες των βασισμένων στο WEB εκπαιδευτικών συστημάτων. Ενώ η πλειοψηφία των συστημάτων που αναφέρονται εδώ μπορεί να ταξινομηθεί και ως ευφυής και ως προσαρμοστικός, ένας σταθερός αριθμός συστημάτων εμπίπτει ακριβώς σε μια από αυτές τις κατηγορίες (σχήμα 4.1). Παραδείγματος χάριν, πολλά ευφυή συστήματα διαγνώσεων συμπεριλαμβανομένου των German Tutor και SQLTutor είναι μη-προσαρμοστικοί, δηλ., αυτοί θα παρέχουν την ίδια διάγνωση σε απάντηση στην ίδια λύση σε ένα πρόβλημα ανεξάρτητα από προηγούμενη εμπειρία του σπουδαστή με το σύστημα. Από μια άλλη πλευρά, διάφορα προσαρμοστικά hypermedia και προσαρμοστικά συστήματα φιλτραρίσματος πληροφοριών όπως AHA ή WebCOBALT χρησιμοποιούν αποδοτικές, αλλά πολύ απλές τεχνικές που μπορούν μετά βίας να θεωρηθούν ως "ευφυής". Ο λόγος για την εστίαση και στα ευφυή και στα προσαρμοστικά συστήματα σε αυτό το ζήτημα είναι ότι αυτή η διατομή είναι ακόμα μεγάλη, τα σύνορα μεταξύ "ευφυής" και "μη-ευφυής" δεν είναι ευδιάκριτα, και οι δύο ομάδες είναι ενδιαφέρουσες για AI στην κοινότητα εκπαίδευσης (AI-ED). Σχήμα 4.1: Σχέση μεταξύ προσαρμοστικών και ευφυών εκπαιδευτικών συστημάτων Ευφυή Εκπαιδευτικά Συστήματα Προσαρμοστικά Εκπαιδευτικά Συστήματα Τα υπάρχοντα AIWBES είναι πολύ διφορούμενα. Προσφέρουν διάφορα είδη υποστήριξης και για τους σπουδαστές και για τους δασκάλους που εμπλέκονται στο στάδιο της web-based εκπαίδευσης. Για να βοηθήσει στην κατανόηση αυτής της ποικιλίας των συστημάτων και ιδεών, η προηγούμενη αναθεώρηση του συντάκτη των 55

56 προσαρμοστικών υπερμεσών πρότεινε εστίαση στις προσαρμοστικές και ευφυείς τεχνολογίες. Με τον όρο προσαρμοστική και ευφυής τεχνολογία εννοούμε ουσιαστικά τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους προσθέτουμε την προσαρμοστική ή ευφυή λειτουργία σε ένα εκπαιδευτικό σύστημα. Μια προηγούμενη αναθεώρηση προσδιόρισε πέντε σημαντικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σε AIWBES (Σχήμα 4.2). Αυτές οι τεχνολογίες έχουν τις ρίζες τους σε δύο ερευνητικούς τομείς που ήταν καθιερωμένοι πριν από την εποχή του Διαδικτύου - Adaptive Hypermedia and Intelligent Tutoring Systems (ITS). Αυτές οι τεχνολογίες ήταν οι πρώτες που εμφανίστηκαν σε AIWBES και μπορούν να θεωρηθούν ως "κλασικές" AIWBES τεχνολογίες. Σύμφωνα με την προέλευσή τους, η παραπάνω αναθεώρηση ομαδοποίησε τις κλασικές πέντε τεχνολογίες σε Adaptive Hypermedia technologies και σε Intelligent Tutoring Technologies Σχήμα 4.2). Η αναθεώρηση επίσης προσδιόρισε και ομαδοποίησε στις "Web-inspired τεχνολογίες AIWBES, μερικές νέες τεχνολογίες που εμφανίστηκαν στον Ιστό πιο πρόσφατα και δεν είχαν σχεδόν καμία άμεση ρίζα με τα εκπαιδευτικά συστήματα της προ-διαδικτύου εποχής. Σχήμα 4.2: Κλασσικές AIWBES τεχνολογίες και οι καταβολές τους Προσαρμοστικά Υπερμεσικά Συστήματα Ευφυή Εκπαιδευτικά Συστήματα Προσαρμο στικό Υπερμέσο Προσαρμοστική Παρουσίαση Ευφυής Εκπαίδευσ η Ακολουθία Σειράς Μαθημάτων Προσαρμοστική Υποστήριξη Καθοδήγησης 56 Υποστήριξη Λύσης Προβλημάτων Ανάλυση Ευφυούς Λύσης

57 Οι κυριότερες Intelligent Tutoring τεχνολογίες είναι: curriculum sequencing, intelligent solution analysis και problem solving support. Όλες αυτές οι τεχνολογίες έχουν εξερευνηθεί καλά στον τομέα του ITS. Ο στόχος της curriculum sequencing τεχνολογίας είναι να παρασχεθεί στον σπουδαστή η καταλληλότερη ατομικά προγραμματισμένη ακολουθία θεμάτων για να μάθει και εργασίες εκμάθησης (παραδείγματα, ερωτήσεις, προβλήματα, κλπ...) για να ασχοληθεί. Βοηθά τον σπουδαστή να βρει μια "βέλτιστη πορεία" μέσω του υλικού εκμάθησης. Στα πλαίσια της βασισμένης στο WEB εκπαίδευσης (WBE), η curriculum sequencing τεχνολογία γίνεται πολύ σημαντική εξαιτίας της δυνατότητάς της να καθοδηγήσει το σπουδαστή μέσω του κυκεώνα από τις διαθέσιμες πληροφορίες. Η curriculum sequencing τεχνολογία ήταν μια από τις πρώτες που εφαρμόστηκε σε τέτοια πρόωρα AIWBES όπως ELM-ART και CALAT. Μεταξύ των συστημάτων που περιλαμβάνονται στην ειδική έκδοση το ELM-ART και το KBS-Hyperbook παρέχουν δύο καλά παραδείγματα curriculum sequencing.στην ELM-ART η ακολουθία υλοποιείται με τη μορφή μιας συνιστώμενης σύνδεσης και ενός προσαρμοστικού "next" κουμπιού. Στην KBSHyperbook υλοποιείται σαν μια προτεινόμενη πορεία εκμάθησης. Σχήμα 4.3: Πέντε ομάδες σύγχρονων AIWBES τεχνολογιών 57

58 Η Intelligent solution analysis ασχολείται με τις λύσεις των σπουδαστών στα εκπαιδευτικά προβλήματα (που μπορεί να κυμαίνονται από μια απλή ερώτηση ως ένα σύνθετο πρόβλημα προγραμματισμού). Αντίθετα με τους μη-ευφυής ελεγκτές που μπορούν μόνο να πουν εάν η λύση είναι σωστή ή όχι, οι ευφυείς αναλυτές μπορούν να πουν ποιο είναι αυτό που είναι λανθασμένο ή ελλιπές και ποια να ελλιπή ή ανακριβή κομμάτια γνώσης μπορεί να είναι αρμόδια για το λάθος. Οι ευφυείς αναλυτές μπορούν να παρέχουν στο σπουδαστή εκτενή ανατροφοδότηση λάθους και να ενημερώσουν το εκπαιδευτικό μοντέλο. Λόγω της χαμηλής αλληλεπίδρασης και της φυσικής ομοιότητας με το περιβάλλον form submission του web, αυτή η τεχνολογία ήταν μια από της πρώτες που εφαρμόστηκαν στο web σε τέτοια πρόωρα AIWBES όπως ELM-ART και WITS.Τα συστήματα SQL-Tutor, German Tutor και η πιο πρόσφατη έκδοση του ELM-ART που παρουσιάζεται σε αυτήν την ειδική έκδοση δείχνουν διάφορους τρόπους υλοποίησης της λύσης ευφυούς ανάλυσης στο WWW. Ο στόχος του interactive problem solving support είναι να παρασχεθεί στον σπουδαστή ευφυή βοήθεια σε κάθε βήμα της επίλυσης προβλήματος δίνοντας έναν υπαινιγμό στην εκτέλεση του επόμενου βήματος για το σπουδαστή. Η interactive problem solving support δεν είναι τόσο δημοφιλής στα βασισμένα στο WEB συστήματα όσο στα αυτόνομα ευφυή συστήματα tutoring - κυρίως λόγω προβλημάτων υλοποίησης. Όπως έδειξαν τα πρωτοπόρα συστήματα, καθαρές serverside υλοποιήσεις όπως η PAT-Online δεν μπορεί να προσέξει ενεργά τις ενέργειες του σπουδαστή και μπορεί μόνο να παρέχει βοήθεια ύστερα από αίτημα. Καθαρές client-side υλοποιήσεις όπως η ADIS έχουν ένα όριο πολυπλοκότητας. Επιπλέον, η ELM-ART παρέχει ένα μοναδικό παράδειγμα example-based problem solving support - μια διαφορετική χαμηλής-αλληλεπίδρασης τεχνολογία υποστήριξης που έγινε αρκετά ελπιδοφόρα στο πλαίσιο του web. Πίνακας 1: AIWBES τεχνολογίες, οι καταβολές τους και αντιπροσωπευτικά συστήματα Πηγές των AIWBES Τεχνολογίες Συστήματα Προσαρμοστική AHA τεχνολογιών με χρήση ευφυών πρακτόρων Πρασαρμοστικά Υπερμέσα υποστήριξη καθοδήγησης Προσαρμοστική 58 KBS-Hyperbook MetaLinks

59 Παρουσίαση ActiveMath ELM-ART Προσαρμοστικό φιλτράρισμα Πληροφορίας Φιλτράρισμα με βάση το περιεχόμενο INSPIRE MLTutor WebCOBALT Συνεργατικό φιλτράρισμα Ευφυής Παρακολούθηση Τάξης Ευφυής Συνεργατική Μάθηση Hyperclassroom Προσαρμοστική PhelpS δημιουργία ομάδων και COLER βοήθεια κόμβων EPSILON Προσαρμοστική συνεργατική υποστήριξη Ευφυής Διδασκαλία Εικονικοί φοιτητές Αλληλουχία Μαθημάτων SQL-Tutor Ευφυής Ανάλυση Λύσης German Tutor Υποστήριξη Λύσης ELM-ART Προβλημάτων ActiveMath Η προσαρμοσμένη παρουσίαση και η προσαρμοσμένη υποστήριξη navigation είναι δύο σημαντικές τεχνολογίες που εξερευνούνται από τα προσαρμοστικά συστήματα υπερκειμένων και υπερμεσών. Ο στόχος της προσαρμοστικής τεχνολογίας παρουσίασης είναι να προσαρμόσει το περιεχόμενο που παρουσιάζεται σε κάθε κόμβο υπερμεσών (σελίδα) στους στόχους των σπουδαστών, στο επίπεδο γνώσης τους, και σε άλλες πληροφορίες που αποθηκεύονται στο εκπαιδευτικό μοντέλο. Σε ένα σύστημα με προσαρμοσμένη παρουσίαση, οι σελίδες δεν είναι στατικές αλλά προσαρμοστικά δημιουργημένες για κάθε χρήστη. Το ActiveMath παρέχει ένα από τα πιο προηγμένα υπάρχοντα παραδείγματα προσαρμοσμένης παρουσίασης. Επιπλέον, το ELM-ART καταδεικνύει μια ειδική μορφή της προσαρμοσμένης παρουσίασης προσαρμοσμένες προειδοποιήσεις για την εκπαιδευτική θέση της τρέχουσας σελίδας. Ο στόχος της adaptive navigation support technology είναι να βοηθηθεί ο σπουδαστής στο hyperspace προσανατολισμός και navigation με την αλλαγή της εμφάνισης των ορατών συνδέσεων. Παραδείγματος χάριν, ένας προσαρμοσμένο σύστημα υπερμεσών μπορεί να ταξινομήσει, να σχολιάσουν, ή να κρύψει εν μέρει τις 59

60 συνδέσεις της τρέχουσας σελίδας ώστε να καταστήσει ευκολότερη την επιλογή για το πού να πάει έπειτα. Η adaptive navigation υποστήριξη μοιράζεται τον ίδιο στόχο με την curriculum sequencing - να βοηθήσει τους σπουδαστές να βρουν μια "βέλτιστη πορεία" μέσω του υλικού εκμάθησης. Στον ίδιο χρόνο, η adaptive navigation support είναι λιγότερη καθοδηγητική και περισσότερο συνεταιριστική από την παραδοσιακή αλληλουχία: καθοδηγεί τους σπουδαστές αφήνοντας τους την επιλογή του επόμενου γνωστικού αντικειμένου που θα μάθουν και του επόμενου προβλήματος που θα λύσουν. Στο πλαίσιο του WWW όπου τα υπερμέσα είναι ένα βασικό οργανωτικό παράδειγμα, η προσαρμοσμένη υποστήριξη πλοήγησης γίνεται και φυσική και αποδοτική. Αυτό ήταν μεταξύ των τριών πρώτων τεχνολογιών AIWBES, που εξερευνήθηκαν σε τέτοια συστήματα όπως τα ELM-ART, InterBook, και De Bra's adaptive hypertext course και έγινε η δημοφιλέστερη τεχνολογία σε AIWBES. Τα μισά από τα συστήματα που παρουσιάζονται εδώ χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία. Τα KBSHyperbook, ActiveMath και ELM-ART δείχνουν διάφορες παραλλαγές του προσαρμοσμένου σχολιασμού συνδέσεων. Το MLTutor χρησιμοποιεί ταξινόμηση και παραγωγή συνδέσμων. Το προσαρμοσμένο φιλτράρισμα πληροφοριών (Adaptive information filtering -AIF) είναι μια κλασική τεχνολογία από τον τομέα της ανάκτησης πληροφορίας. Ο στόχος του είναι να βρίσκει μερικά στοιχεία που είναι σχετικά με τα ενδιαφέροντα των χρηστών σε μια μεγάλη λίμνη από (text based) έγγραφα. Στο web αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί και στην αναζήτηση και στην πλοήγηση. Έχει εφαρμοστεί για να προσαρμοστούν τα αποτελέσματα της αναζήτησης στο web χρησιμοποιώντας φιλτράρισμα και παραγγελία και ώστε να συσταθούν τα πιο σχετικά έγγραφα στη λίμνη χρησιμοποιώντας παραγωγή συνδέσμων. Ενώ οι μηχανές που χρησιμοποιούνται από τα AIF συστήματα είναι πολύ διαφορετικές από τις μηχανές που χρησιμοποιούνται στα προσαρμοσμένα υπερμέσα, στο επίπεδο του interface οι βασισμένες στο WEB ΑΙF πολύ συχνά χρησιμοποιούν adaptive navigation support techniques. Υπάρχουν δύο ουσιαστικά διαφορετικά είδη μηχανών AIF που μπορούν να θεωρηθούν ως δύο διαφορετικές τεχνολογίες AIF - φιλτράρισμα βασισμένο στο περιεχόμενο και συνεργάσιμο φιλτράρισμα. Το πρώτο στηρίζεται στο περιεχόμενο των εγγράφων ενώ το τελευταίο αγνοεί το περιεχόμενο εντελώς και προσπαθεί αντ' αυτού να ταιριάξει τους χρήστες που ενδιαφέρονται για τα ίδια έγγραφα. Τα σύγχρονα AIF χρησιμοποιούν εκτενώς τις τεχνικές εκμάθησης μηχανών, ειδικά για φιλτράρισμα βασισμένο στο περιεχόμενο. Ενώ ήταν πολύ δημοφιλές στον τομέα των 60

61 πληροφοριακών συστημάτων, το AIF δεν ήταν πολύ χρησιμοποιημένο στον εκπαιδευτικό τομέα στο παρελθόν. Το ποσό του μαθησιακού περιεχομένου ήταν σχετικά μικρό και η ανάγκη να καθοδηγηθεί ο χρήστης στο πιο σχετικό υλικό υποστηρίζονταν καλά από την adaptive sequencing και τα προσαρμοσμένα υπερμέσα. Εντούτοις, το web με την αφθονία μη-συνταγμένων open corpus εκπαιδευτικών πόρων κατέστησαν τα AIF πολύ ελκυστικά για τους εκπαιδευτικούς. Το MLTutor παρουσιάζει ένα από τα πρώτα ενδιαφέροντα παραδείγματα εφαρμογής βασισμένου στο περιεχόμενο AIF στην εκπαίδευση. Ένα εκπαιδευτικό παράδειγμα συνεργάσιμου AIF μπορεί να βρεθεί στο WebCOBALT. Η ευφυής συνεργατική εκμάθηση είναι μια ενδιαφέρουσα ομάδα τεχνολογιών που αναπτύσσονται στο σταυροδρόμι δύο τομέων που αρχικά είναι αρκετά απομακρυσμένος ο ένας από τον άλλον: συνεργάσιμη εκμάθηση που υποστηρίζεται από υπολογιστή (CSCL) και ITS. Το πρόσφατο ρεύμα της εργασίας για τη χρησιμοποίηση των τεχνικών AI για την υποστήριξη collaborative learning έχει οδηγήσει σε ένα αυξημένο επίπεδο αλληλεπίδρασης μεταξύ αυτών των τομέων. Στο WBE η ανάγκη για εργαλεία υποστήριξης συνεργασίας είναι μεγάλη επειδή οι σπουδαστές σπάνια (ή ποτέ) συναντιούνται προσωπικά. Οι ευφυείς τεχνολογίες μπορούν να επεκτείνουν εντυπωσιακά τη δύναμη των απλών εργαλείων υποστήριξης συνεργασίας (όπως οι ομάδες συζητήσεων και κοινά whiteboards) που παρέχονται από τα διάφορα συστήματα διαχείρισης μαθημάτων. Αυτήν την περίοδο μπορούμε να απαριθμήσουμε τουλάχιστον τρεις ευδιάκριτες τεχνολογίες μέσα στην ευφυή συνεργάσιμη εκπαιδευτική ομάδα: adaptive group formation και peer help, προσαρμοσμένη υποστήριξη συνεργασίας, και εικονικοί σπουδαστές. Ένα καλό παράδειγμα της προσαρμοσμένης υποστήριξης συνεργασίας παρέχεται από το COLER. Οι τεχνολογίες για το adaptive group formation και peer help προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν τις γνώσεις για τα collaborating peers (που είναι τα συχνότερα αντιπροσωπευόμενα στα μοντέλα σπουδαστών τους) για να διαμορφώσουν μια ομάδα για διαφορετικά είδη συνεργάσιμων εργασιών. Τα πρώτα παραδείγματα περιλαμβάνουν τη διαμόρφωση μιας ομάδας για συνεργάσιμη επίλυση προβλήματος και εύρεση του ικανότερου peer για να απαντήσει σε μια ερώτηση. Και τα δύο ρεύματα της εργασίας επεκτείνονται τώρα. Οι ομάδες των πρωτοπόρων έχουν γενικεύσει και επεκτείνει την εργασία τους και διάφορες νέες ομάδες άρχισαν την έρευνα σε αυτήν την κατεύθυνση. 61

62 Οι τεχνολογίες για την adaptive collaboration support προσπαθούν να παρέχουν μια interactive υποστήριξη μια διαδικασίας συνεργασίας ακριβώς όπως τα interactive συστήματα υποστήριξης προβλήματος βοηθούν έναν μεμονωμένο σπουδαστή στην επίλυση ενός προβλήματος. Χρησιμοποιώντας κάποια γνώση για τα καλά και κακά σχέδια συνεργασίας τα collaboration support συστήματα όπως τα COLER ή το EPSILON μπορούν να προπονήσουν ή να συμβουλέψουν τους συνεργαζόμενους peers. Αυτό είναι μια νέα αλλά γρήγορα επεκτεινόμενη κατεύθυνση εργασίας που ανασύρει τις ιδέες της από τα κλασικά ITS, CSCL και τα πεδία των μηχανών εκμάθησης. Αντίθετα, η τεχνολογία των εικονικών σπουδαστών είναι συγκριτικά παλαιά. Αντί της υποστήριξης της εκμάθησης ή της συνεργασίας από μια θέση κάποιου ανώτερου από τους σπουδαστές (ένας δάσκαλος ή ένας σύμβουλος), αυτή η τεχνολογία προσπαθεί να εισαγάγει διαφορετικά είδη εικονικών peers σε ένα μαθησιακό περιβάλλον: ένα μαθησιακό σύντροφο, έναν tutee, ή ακόμα και έναν troublemaker. Στο πλαίσιο του WBE όπου οι σπουδαστές επικοινωνούν κυρίως μέσω χαμηλούεύρους ζώνης καναλιών (ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, συνομιλίες, φόρουμ) ο εικονικός σπουδαστής γίνεται ένα πολύ ελκυστικό αντικείμενο για την εφαρμογή διαφορετικών στρατηγικών υποστήριξης. Αναμένουμε περισσότερη έρευνα σε αυτήν την κατεύθυνση και την περαιτέρω ολοκλήρωσή του με animated agents και intelligent collaboration support streams. Ο ευφυής έλεγχος της αίθουσας είναι μια άλλη τεχνολογία AIWBES που παρακινείται από το WBE. Στο WBE πλαίσιο ένας "απομακρυσμένος δάσκαλος" δεν μπορεί να δει τα σημάδια της κατανόησης και της σύγχυσης στα πρόσωπα των σπουδαστών. Με αυτήν την παντελή έλλειψη feedback γίνεται δύσκολο να προσδιορίσει τους προβληματικούς σπουδαστές που χρειάζονται πρόσθετη προσοχή, τους έξυπνους σπουδαστές που πρέπει να προκληθούν, καθώς επίσης και τα μέρη του υλικού εκμάθησης που είναι πάρα πολύ εύκολα, πάρα πολύ δύσκολα ή μπερδεμένα. Τα συστήματα WBE μπορούν να παρακολουθήσουν κάθε δράση του σπουδαστή, αλλά είναι σχεδόν αδύνατο για έναν ανθρώπινο δάσκαλο να κατανοήσει τον μεγάλο όγκο των στοιχείων που συλλέγουν. Τα ευφυή συστήματα ελέγχου της αίθουσας προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν AI για να βοηθήσουν τον δάσκαλο σε αυτό το πρόβλημα. Αυτή η μέθοδος εργασίας πρωτοχρησιμοποιήθηκε από το HyperClassroom που χρησιμοποίησε fuzzy τεχνολογία για να προσδιορίσει τους 62

63 μπερδεμένους σπουδαστές WBE. Μέχρι πρόσφατα, το HyperClassroom ήταν το μόνο παράδειγμα σε αυτήν την κατηγορία. 63

64 5. Bayesian Δίκτυα 5.1 Εισαγωγή στα Bayesian Δίκτυα Ένα Bayesian δίκτυο είναι ένα γραφικό μοντέλο που κωδικοποιεί πιθανοτικές σχέσεις ανάμεσα σε ένα σύνολο μεταβλητών. Τις προηγούμενες δεκαετίες το Bayesian δίκτυο έχει εξελιχθεί σε μια δημοφιλή αναπαράσταση για την κωδικοποίηση αβέβαιης ειδικής γνώσης σε έμπειρα συστήματα. Τα τελευταία χρόνια ερευνητές ανέπτυξαν μεθόδους για την εκμάθηση Bayesian δικτύων από δεδομένα. Οι τεχνικές που αναπτύχθηκαν είναι σχετικά καινούριες και εξελίσσονται ακόμα, αλλά έχει αποδειχθεί ότι είναι αξιοσημείωτα αποδοτικές σε μερικά προβλήματα ανάλυσης δεδομένων. Επομένως τι προσφέρουν τα Bayesian δίκτυα και οι Bayesian μέθοδοι; Αρχικά τα Bayesian δίκτυα μπορούν να διαχειριστούν εύκολα ελλιπή σύνολα δεδομένων. Για παράδειγμα ας θεωρήσουμε ένα πρόβλημα ταξινόμησης όπου δύο από τις μεταβλητές εισόδου είναι αυστηρώς αντί-συσχετιζόμενες. Ο συσχετισμός αυτών των μεταβλητών δεν αποτελεί δύσκολο πρόβλημα αφού υπάρχουν πρότυπες επιβλεπόμενες τεχνικές μάθησης κατά τις οποίες εκτιμώνται όλες οι είσοδοι. Ωστόσο σε περιπτώσεις όπου δεν μπορεί να εκφραστεί μία από τις μεταβλητές εισόδου τα περισσότερα μοντέλα παράγουν ελλιπείς προβλέψεις αφού δεν μπορούν να κωδικοποιήσουν τις συσχετίσεις ανάμεσα στις μεταβλητές εισόδου. Τα Bayesian δίκτυα παρέχουν φυσικές μεθόδους για την κωδικοποίηση τέτοιων εξαρτήσεων. Κατά δεύτερον τα Bayesian δίκτυα επιτρέπουν στην εκμάθηση των τυχαίων σχέσεων των μεταβλητών γεγονός που θεωρείται σημαντικό για δύο λόγους. Αρχικά η διαδικασία είναι χρήσιμη κατά την προσπάθεια κατανόησης μιας προβληματικής περιοχής, για παράδειγμα κατά την επεξηγηματική ανάλυση δεδομένων. Επιπρόσθετα η γνώση τυχαίων σχέσεων επιτρέπει την πρόβλεψη παρεμβάσεων. Για παράδειγμα ένας αναλυτής εμπορίου χρειάζεται να ξέρει εάν αξίζει ή όχι η έκθεση μιας συγκεκριμένης διαφήμισης με σκοπό την αύξηση των πωλήσεων ενός προϊόντος. Για την απάντηση της ερώτησης ο αναλυτής μπορεί να προσδιορίσει εάν η διαφήμιση οδηγεί στην αύξηση των πωλήσεων και σε ποιό βαθμό. Η χρήση των Bayesian δικτύων βοηθά στο να απαντηθούν τέτοια ερωτήματα ακόμα και αν δεν υπάρχουν έρευνες και πειράματα σχετικά με τις συνέπειες της αύξησης της έκθεσης των προϊόντων μέσω διαφήμισης. 64

65 Τα Bayesian δίκτυα μαζί με τις Bayesian στατιστικές τεχνικές προωθούν τον συνδυασμό της πρότερης γνώσης και των δεδομένων. Είναι γενικά αποδεκτή η αξία της πρότερης γνώσης ειδικά όταν τα δεδομένα είναι σπάνια και ακριβά. Το γεγονός ότι μερικά εμπορικά συστήματα (έμπειρα συστήματα) μπορούν να δομηθούν βασισμένα αποκλειστικά σε πρότερη γνώση αποτελεί διαθήκη της αξίας της γνώσης αυτής. Τα Bayesian δίκτυα υποστηρίζουν την τυχαία σημασιολογία με αποτέλεσμα να επιτρέπουν την άμεση κωδικοποίηση της τυχαίας πρότερης γνώσης. Επιπλέον κωδικοποιούν τις τυχαίες σχέσεις με πιθανότητες. Επομένως η πρότερη γνώση και τα δεδομένα μπορούν να συνδυαστούν με τεχνικές της Bayesian στατιστικής. 5.2 Βασικά Χαρακτηριστικά των Bayesian δικτύων Τα Bayesian δίκτυα αποτελούν ισχυρά εργαλεία για τη μοντελοποίηση αιτιών και συνεπειών σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών. Αποτελούν συμπαγή δίκτυα πιθανοτήτων που υιοθετούν πιθανοτικές σχέσεις μεταξύ των μεταβλητών όπως επίσης και ιστορικές πληροφορίες των σχέσεων αυτών. Τα Bayesian δίκτυα όπως είδαμε είναι πολύ αποδοτικά για τη μοντελοποίηση καταστάσεων όπου κάποια πληροφορία είναι ήδη γνωστή και τα εισερχόμενα δεδομένα δεν είναι συγκεκριμένα ή δεν είναι διαθέσιμα. Αυτά τα δίκτυα παρέχουν επίσης λογικές σημασιολογίες για την αναπαράσταση των αιτιών και συνεπειών (και πιθανοτήτων) μέσω μιας διαισθητικής γραφικής αναπαράστασης. Σχήμα 5.1: Παραδείγματα Bayesian δικτύων 65

66 Με απλούς όρους το Bayesian δίκτυο είναι ένα μοντέλο που μπορεί να μοντελοποιήσει οποιαδήποτε κατάσταση: τον καιρό, μία ασθένεια και τα συμπτώματά της, ένα στρατιωτικό τάγμα. Επιπλέον είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν η πληροφορία σχετικά με το παρελθόν και την τρέχουσα κατάσταση είναι αόριστη, ατελής και ασαφής. Κάθε μεταβλητή σε ένα Bayesian δίκτυο αναπαριστάται με κόμβους (nodes) (Σχήμα 5.1). Μια μεταβλητή μπορεί να αναπαριστά ένα διακόπτη φωτός ο οποίος μπορεί να είναι ανοιχτός, την εγγύτητα ενός εχθρικού τάγματος ή τον καιρό μιας περιοχής. Κάθε κόμβος διαθέτει καταστάσεις (states) ή διαφορετικά ένα σύνολο από πιθανές τιμές που αντιστοιχούν σε κάθε μεταβλητή. Για παράδειγμα ο καιρός μπορεί να είναι συννεφιασμένος ή ηλιόλουστος, ένα εχθρικό τάγμα μπορεί να είναι κοντά ή μακριά, τα συμπτώματα μιας ασθένειας μπορούν είτε να εμφανιστούν είτε όχι. Οι κόμβοι συνδέονται μεταξύ τους με κατευθυνόμενα βέλη (πλευρές-edges) τα οποία φανερώνουν την αλληλεξάρτηση των μεταβλητών υποδεικνύοντας και την κατεύθυνση της επιρροής. Σχήμα 5.2: Κόμβοι, πλευρές και καταστάσεις σε ένα Bayesian δίκτυο. 66

67 Στο απλό μοντέλο του σχήματος 5.2 ο καιρός μπορεί να είναι είτε συννεφιασμένος είτε ηλιόλουστος. Το γεγονός ότι βρέχει ή όχι εξαρτάται από τη συννεφιά. Επιπλέον το γρασίδι μπορεί να είναι βρεγμένο ή στεγνό και ο αυτόματος ποτισμός μπορεί να είναι ανοιχτός ή κλειστός. Υπάρχει επιπλέον ακόμα μία αλληλεξάρτηση. Εάν ο καιρός είναι βροχερός τότε το γρασίδι θα βρεχτεί αμέσως. Ωστόσο και σε ηλιόλουστο καιρό μπορεί να παρατηρηθεί βρεγμένο γρασίδι σε περίπτωση που ο ιδιοκτήτης ανοίξει το μηχάνημα του αυτόματου ποτίσματος. Ένα Bayesian δίκτυο είναι ένα μοντέλο που αναπαριστά τις πιθανές καταστάσεις μιας δοθείσας θεματικής περιοχής. Περιέχει επιπλέον πιθανοτικές σχέσεις ανάμεσα σε ορισμένες καταστάσεις της περιοχής αυτής. Για παράδειγμα όταν εισάγονται πιθανότητες στο Bayesian δίκτυο το οποίο αναπαριστά τον καιρό και τη χρήση του αυτόματου ποτισμού τότε αυτό το δίκτυο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να απαντηθούν ερωτήσεις όπως οι παρακάτω: Εάν το γρασίδι είναι βρεγμένο αυτό προήλθε από τη βροχή ή από τον αυτόματο ποτισμό; Πόσο πιθανό είναι να πρέπει να ποτίσουμε το γρασίδι μια συννεφιασμένη μέρα; Η πιθανότητα οποιουδήποτε κόμβου του δικτύου να βρίσκεται σε μια κατάσταση χωρίς να υπάρχει κάποια τρέχουσα ένδειξη περιγράφεται χρησιμοποιώντας έναν πίνακα υπό συνθήκη πιθανοτήτων. Οι πιθανότητες σε κάποιους κόμβους επηρεάζονται από την κατάσταση κάποιων άλλων κόμβων ανάλογα με τις αλληλεξαρτήσεις που υπάρχουν. Η πρότερη πληροφορία σχετικά με τις σχέσεις ανάμεσα στους κόμβους υποδεικνύει σε ορισμένες περιπτώσεις την πιθανότητα του να βρίσκεται ένας κόμβος σε μία κατάσταση ανάλογα με την κατάσταση ενός άλλου κόμβου. Για παράδειγμα πρότερη πληροφορία μπορεί να φανερώνει ότι εάν ο καιρός είναι συννεφιασμένος τότε η πιθανότητα να βρέξει είναι υψηλότερη. Ένα παράδειγμα των υπό συνθήκη πιθανοτήτων ενός Bayesian δικτύου φαίνεται στο σχήμα 5.3. Με την πρότερη πληροφορία αποθηκευμένη στον πίνακα των υπό συνθήκη πιθανοτήτων, τα Bayesian δίκτυα μπορούν να βοηθήσουν στο να πάρουμε κάποια απόφαση, ή ως ένας τρόπος αυτοματοποίησης μιας διαδικασίας διαμόρφωσης απόφασης. Επιπλέον μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εκτέλεση επαγωγικού 67

68 (διάγνωση αιτίας δοθέντων κάποιων συνεπειών) και παραγωγικού συλλογισμού (πρόβλεψη συνεπειών δοθείσας της αιτίας). Σχήμα 5.3 Πίνακες υπό συνθήκη πιθανοτήτων για κάποιο Bayesian δίκτυο 5.3 Κανόνας του Bayes Τα Bayesian δίκτυα βασίζονται στην εργασία του μαθηματικού Thomas Bayes, ο οποίος ασχολήθηκε με την υπό συνθήκη πιθανοτική θεωρία στα τέλη του 1700 και ανακάλυψε ένα βασικό νόμο πιθανοτήτων ο οποίος αργότερα ονομάστηκε κανόνας του Bayes. Με απλό τρόπο ο κανόνας του Bayes μπορεί να εκφραστεί ως εξής: Όπου Ρ(a) είναι η πιθανότητα του a και P(a b) είναι η πιθανότητα του a δοθέντος ότι το b έχει συμβεί. Για παράδειγμα ας υποθέσουμε ότι η μηνιγγίτιδα μπορεί να προκαλέσει δύσκαμπτο λαιμό σε ποσοστό 50%. Επιπλέον υποθέτουμε ότι γνωρίζουμε από πληθυσμιακές μελέτες ότι ένας στους ανθρώπους έχουν μηνιγγίτιδα και ένας στους 20 έχει δύσκαμπτο λαιμό. Θέλουμε να βρούμε την πιθανότητα ένας ασθενής που παραπονιέται για δύσκαμπτο να έχει μηνιγγίτιδα. Αναλυτικότερα πόσο πιθανή είναι η μηνιγγίτιδα δοθέντος δύσκαμπτου λαιμού. Για να απεικονίσουμε το παραπάνω υπολογίζουμε: 68

69 P(μηνιγγίτιδα δύσκαμπτος λαιμός) = P(δύσκαμπτος λαιμός μηνιγγίτιδα) Ρ(μηνιγγίτιδα) / Ρ(δύσκαμπτος λαιμός)= Επομένως εάν ένας ασθενής παραπονιέται ότι έχει δύσκαμπτο λαιμό τότε η πιθανότητα αυτό να οφείλεται από μηνιγγίτιδα είναι μόνο Ένας περισσότερο πολύπλοκος τρόπος έκφρασης του κανόνα του Bayes ο οποίος περιλαμβάνει υπόθεση, πρότερη εμπειρία και ένδειξη είναι ο εξής: Με την παραπάνω σχέση μπορούμε να ανανεώσουμε την πεποίθησή μας για την υπόθεση Η δοθείσας της πρόσθετης ένδειξης Ε και της πρότερης εμπειρίας c. Ο αριστερός όρος P(H E,c) ονομάζεται μεταγενέστερη (posterior) πιθανότητα ή αλλιώς πιθανότητα της υπόθεσης Η αφού λάβουμε υπόψη τη συνέπεια της ένδειξης Ε στην πρότερη εμπειρία c. Ο όρος P(H c) καλείται εκ των προτέρων (a-priori) πιθανότητα της Η δοθείσας μόνο της c. Ο όρος Ρ(Ε Η,c) καλείται πιθανότητα (likelihood) και δίνει την πιθανότητα της ένδειξης αν δεχτούμε ότι η υπόθεση Η και η πρότερη πληροφορία c είναι αληθείς (true). Τέλος ο όρος Ρ(Ε c) είναι ανεξάρτητος του H και μπορεί να θεωρηθεί ως παράγοντας κανονικοποίησης ή κλιμάκωσης. Τα Bayesian δίκτυα υιοθετούν τον κανόνα του Bayes σε ένα γραφικό μοντέλο. 5.4 Δομή των Bayesian δικτύων Στη συγκεκριμένη παράγραφο θα δούμε αναλυτικότερα τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά των Bayesian δικτύων. Όπως είδαμε παραπάνω τα Bayesian δίκτυα γραφικά, είναι μοντέλα όπου κάθε μεταβλητή αναπαριστάται με ένα κόμβο, και οι σχέσεις αλληλεξάρτησης σημειώνονται με πλευρές Κόμβοι (Nodes) Ένας κόμβος αναπαριστά μια μεταβλητή στην κατάσταση στην οποία έχει μοντελοποιηθεί. Ένας κόμβος αναπαρίσταται γραφικά με ένα οβάλ το οποίο φέρει κάποια ετικέτα. Το απλό παράδειγμα στο σχήμα 5.4 δείχνει δύο κόμβους «Απερισκεψία» και «Συνθήκες Δρόμου». 69

70 Σχήμα 5.4: Δύο κόμβοι και μία πλευρά σε ένα απλό Bayesian δίκτυο Πλευρές (Edges) Μια πλευρά αναπαριστά μια σχέση αλληλεξάρτησης ανάμεσα σε δύο κόμβους. Απεικονίζεται γραφικά με ένα κατευθυνόμενο βέλος ανάμεσα στους κόμβους και η κατεύθυνση αυτού υποδεικνύει την κατεύθυνση της αλληλεξάρτησης. Η διαισθητική σημασία μιας πλευράς που σχεδιάζεται από τον κόμβο Χ στον κόμβο Υ είναι ότι ο κόμβος Χ έχει μία άμεση επιρροή στον κόμβο Υ. Για παράδειγμα στο σχήμα 5.4 η πλευρά φανερώνει ότι το επίπεδο της απερισκεψίας επηρεάζει άμεσα τις συνθήκες του δρόμου. Ο τρόπος που ένας κόμβος επηρεάζει κάποιον άλλο καθορίζεται από τον πίνακα των υπό συνθήκη πιθανοτήτων. Οι πλευρές καθορίζουν επίσης κάποιους χαρακτηριστικούς όρους για τους κόμβους. Όταν δύο κόμβοι συνδέονται με μια πλευρά, ο κόμβος από τον οποίο ξεκινάει το βέλος ονομάζεται πατέρας (parent) αυτού στον οποίο καταλήγει. Στο παράδειγμά μας ο κόμβος «Απερισκεψία» αποτελεί πατέρα του «Συνθήκες Δρόμου». Κατά συνέπεια ο κόμβος παιδί εξαρτάται από τον πατέρα του Καταστάσεις (States) Οι τιμές που μπορούν να πάρουν οι μεταβλητές ονομάζονται καταστάσεις. Για παράδειγμα οι σημαντικές καταστάσεις της μεταβλητής «Απερισκεψία» είναι Καθόλου (None), Μικρή (Light) και Μεγάλη (Heavy). Επιπλέον είναι γνωστό ότι η απερισκεψία μπορεί να οδηγήσει στην διαβατότητα (passable) ή όχι του δρόμου. Μπορούμε να δούμε τις καταστάσεις κάθε κόμβου στο σχήμα 5.5. Σχήμα 5.5 Καταστάσεις και τιμές που μπορεί να πάρει ένας κόμβος 70

71 5.4.4 Πίνακες υπό συνθήκη πιθανοτήτων Σε κάθε κόμβο αντιστοιχεί και ένας πίνακας υπό συνθήκη πιθανοτήτων (conditional probability table). Οι υπό συνθήκη πιθανότητες εκφράζουν πιθανότητες που βασίζονται σε πρότερη πληροφορία και παρελθοντική εμπειρία. Η υπό συνθήκη πιθανότητα καθορίζεται μαθηματικά με τη σχέση Ρ(x p1,p2,..pn), και εκφράζει την πιθανότητα του να βρίσκεται η μεταβλητή Χ σε μια κατάσταση x εάν ο πατέρας Ρ1 βρίσκεται στην κατάσταση ρ1, ο πατέρας Ρ2 στην κατάσταση ρ2,..., και ο πατέρας Ρn στην κατάσταση ρn. Βασιζόμενοι στον παραπάνω ορισμό συμπεραίνουμε ότι για κάθε πατέρα και κάθε πιθανή κατάσταση του πατέρα αυτού υπάρχει μία γραμμή στον πίνακα πιθανοτήτων η οποία περιγράφει την πιθανότητα του να είναι ο κόμβος παιδί σε κάποια συγκεκριμένη κατάσταση. Για παράδειγμα το πρώτο κελί του πίνακα πιθανοτήτων στο Σχήμα 5.6 το οποίο αναφέρεται στον κόμβο «Συνθήκες Δρόμου» μπορεί να ερμηνευτεί ως εξής: Εάν ο κόμβος πατέρας «Απερισκεψία» είναι στην κατάσταση «Καθόλου» τότε η πιθανότητα του να είναι ο κόμβος «Συνθήκες Δρόμου» στην κατάσταση αδιάβατος είναι 5%. Με όμοιο τρόπο μπορεί να ερμηνευτεί κάθε κελί του πίνακα πιθανοτήτων. 71

72 Το παράδειγμα του Σχήματος 5.6 είναι ενδεικτικό του τρόπου που κατασκευάζεται ο πίνακας των υπό συνθήκη πιθανοτήτων. Συγκεκριμένα ο τίτλος της αριστερής στήλης έχει πάντα την ετικέτα «Πατέρας» και ακριβώς από κάτω τοποθετούνται όλα τα ονόματα των κόμβων που επηρεάζουν άμεσα τον κόμβο της ερώτησης. Σε αυτή την περίπτωση ο κόμβος της ερώτησης έχει μόνο ένα πατέρα, με αποτέλεσμα να υπάρχει μία μόνο στήλη σε αυτή την πλευρά του πίνακα. Στη δεξιά πλευρά του πίνακα η δεξιά στήλη φέρει ετικέτα το όνομα του κόμβου με τον οποίο συσχετίζεται ο πίνακας πιθανοτήτων δηλαδή του κόμβου που ερωτάται. Ακριβώς από κάτω εμφανίζονται οι καταστάσεις που μπορεί να έχει ο κόμβος αυτός. Στο υπόλοιπο τμήμα του πίνακα αποθηκεύονται πιθανότητες. Σχήμα 5.6 Πίνακας υπό συνθήκη πιθανοτήτων για ένα κόμβο παιδί Οι κόμβοι που δεν έχουν πατέρα έχουν κι αυτοί πίνακα υπό συνθήκη πιθανοτήτων για κάθε κατάσταση του κόμβου (Σχήμα 5.7). Σχήμα 5.7 Πίνακας υπό συνθήκη πιθανοτήτων για κόμβο-πατέρα Πεποιθήσεις και Ενδείξεις Ο όρος πεποιθήσεις (beliefs) αναφέρεται στην πιθανότητα του να είναι μια μεταβλητή σε μία συγκεκριμένη κατάσταση. Οι εκ των προτέρων πεποιθήσεις (apriori beliefs) αποτελούν ειδική περίπτωση πεποιθήσεων που βασίζονται αποκλειστικά σε πρότερη πληροφορία. Καθορίζονται επιπλέον μόνο από την 72

73 πληροφορία που έχει αποθηκευτεί στον πίνακα των υπό συνθήκη πιθανοτήτων των Bayesian δικτύων. Η ένδειξη (evidence) είναι πληροφορία σχετικά με μία τρέχουσα κατάσταση. Για παράδειγμα στο απλό Bayesian δίκτυο του Σχήματος 5.8 έχουμε ένδειξη ότι δεν έχει παρατηρηθεί πρόσφατα καμία απερισκεψία. Τα αποτελέσματα της ένδειξης στην τρέχουσα πεποίθηση απεικονίζονται στη στήλη «Πεποιθήσεις» του κόμβου «Απερισκεψία». Είμαστε πλέον 100% σίγουροι ότι δεν υπάρχει καμία «Απερισκεψία». Τα Bayesian δίκτυα υποστηρίζουν αόριστες και ατελής ενδείξεις επιτρέποντας στους χρήστες τους να εισάγουν δικές τους πιθανότητες ένδειξης για κάθε μεταβλητή που μπορεί να βρίσκεται σε διάφορες καταστάσεις. Σχήμα 5.8 Bayesian δίκτυο που δείχνει τα αποτελέσματα της απερισκεψία στις συνθήκες του δρόμου Υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη ενδείξεων: Ισχυρές ενδείξεις (hard evidence): Ενδείξεις όπου ένας κόμβος βρίσκεται 100% σε μία κατάσταση και 0% σε κάθε άλλη κατάσταση (Παράδειγμα στο σχήμα 5.8) Ασθενείς ενδείξεις (soft evidence): Οποιαδήποτε άλλη ένδειξη που δεν είναι ισχυρή. Διαφορετικά ενδείξεις όπου ένας κόμβος είναι λιγότερο του 100% σε μία κατάσταση και περισσότερο του 0% στις υπόλοιπες. Οι ασθενείς ενδείξεις χρησιμοποιούνται σε πληροφορία για την οποία υπάρχει αβεβαιότητα. 73

74 6. Jade 6.1 Εισαγωγή Το Jade είναι μια εξουσιοδοτημένη τεχνολογία, ένα middleware για την ανάπτυξη και εκτέλεση peer-to-peer εφαρμογών. Οι εφαρμογές αυτές βασίζονται στην αρχιτεκτονική των ευφυών πρακτόρων (agents) και μπορούν να τρέξουν και να ανταλλάξουν πληροφορία σε ενσύρματα και ασύρματα περιβάλλοντα. Για την κατανόηση του παραπάνω ορισμού παρουσιάζονται στη συνέχεια κάποιες σχετικές τεχνολογίες. Συγκεκριμένα παρουσιάζονται δύο σημαντικά μοντέλα: σύστημα κατανεμημένης τοπολογίας με peer-to-peer δικτύωση, και software συνιστώσα αρχιτεκτονική με το πρότυπο των agent. Η τοπολογία του δικτύου επηρεάζει τον τρόπο που συνδέονται τα επιμέρους τμήματά(συστατικά) του, ενώ η συνιστώσα αρχιτεκτονική καθορίζει τι να περιμένει το κάθε τμήμα του δικτύου από το άλλο. 6.2 Σχετικές Τεχνολογίες Peer-to-peer μοντέλο Το μοντέλο client-server είναι το πιο ευρέως γνωστό και διαδεδομένο μοντέλο για κατανεμημένες εφαρμογές. Το μοντέλο αυτό βασίζεται σε ένα αυστηρό διαχωρισμό ρόλων ανάμεσα στους κόμβους των client (αιτούντες για πόρους) και στους κόμβους των server (παροχείς πόρων). Οι κόμβοι των server προσφέρουν όλες τις υπηρεσίες, και γενικότερα τις δυνατότητες του κατανεμημένου συστήματος, αλλά δεν είναι υπεύθυνοι να παίρνουν πρωτοβουλίες αφού είναι πλήρως διαδραστικοί και απλώς περιμένουν να κληθούν από του κόμβους των client. Εν αντιθέσει οι κόμβοι των client αναλαμβάνουν όλες τις πρωτοβουλίες του συστήματος. Αναλυτικότερα έχουν πρόσβαση και χρησιμοποιούν όλες τις υπηρεσίες βάση των αιτήσεων των χρηστών αλλά δεν παρέχουν καμία δυνατότητα. Οι clients μπορούν να γεννιούνται και να καταστρέφονται συνεχώς. Γενικότερα έχουν δυναμικές διευθύνσεις, ενώ οι servers πρέπει τυπικά να παρέχουν εγγυήσεις σταθερότητας και να ανταποκρίνονται σε γνωστές και στατικές διευθύνσεις. Οι clients μπορούν να επικοινωνούν με τους servers αλλά δεν μπορούν να επικοινωνούν με άλλους clients. Από την άλλη πλευρά οι servers δεν μπορούν να επικοινωνούν με 74

75 τους clients παρά μόνο εφόσον οι clients πάρουν την πρωτοβουλία και ενεργοποιήσουν μια σύνοδο επικοινωνίας με αυτούς. Παράδειγμα εφαρμογής που βασίζεται στο μοντέλο client-server είναι το διαδίκτυο. Το ρόλο των servers αναλαμβάνουν οι ιστοσελίδες/πύλες (sites/portals) οι οποίες έχουν υπό την ιδιοκτησία τους όλη την λογική των εφαρμογών και τους πληροφοριακούς πόρους. Το ρόλο των clients παίζουν οι φυλλομετρητές (browsers), οι οποίοι αποτελούν απλά εργαλείο για τη διαχείριση του περιβάλλοντος διεπαφής με το χρήστη. Η μοναδική εργασία τους είναι η ανάκτηση πληροφορίας που βρίσκεται στους δικτυακούς τόπους, ύστερα από συγκεκριμένες αιτήσεις των χρηστών και η παρουσίασή της σε αυτούς. Ωστόσο το παραπάνω μοντέλο δεν προσαρμόζεται εύκολα σε μια μεγάλη οικογένεια κατανεμημένων εφαρμογών που υπάρχουν σήμερα. Για παράδειγμα σε μία εφαρμογή συζήτησης (chat), σε ένα κατανεμημένο σύστημα διαμοίρασης αρχείων (Napster, Gnutella) ή σε ένα δικτυακό παιχνίδι πολλαπλών χρηστών απαιτείται οι ενεργοί κόμβοι στα τερματικά των χρηστών να μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους. Ακόμα και αν είναι δυνατό να υλοποιηθούν οι παραπάνω εφαρμογές με το μοντέλο client-server θα χαθούν τα οφέλη καλύτερων software αρχιτεκτονικών. Στην περίπτωση της εφαρμογής συζήτησης για παράδειγμα, ένας χρήστης (client) θα πρέπει να στέλνει μηνύματα σε ένα κεντρικό server και στη συνέχεια να ανακτώνται από τον client ενός άλλου χρήστη. Όμως ο server δεν θα είναι απαραίτητος εφόσον χρησιμοποιηθεί το peer-to-peer μοντέλο. Στο peer-to-peer μοντέλο δεν υπάρχει πλέον διάκριση ρόλων και κάθε κόμβος παίρνει πρωτοβουλίες και έχει δυνατότητες. Αναλυτικότερα κάθε κόμβος μπορεί να αρχικοποιεί μια επικοινωνία, να είναι το υποκείμενο ή το αντικείμενο μια αίτησης, να είναι υπερδραστήριος, να παρέχει δυνατότητες. Η λογική των εφαρμογών δε συγκεντρώνεται πλέον στο server αλλά κατανέμεται σε όλους τους ισότιμους κόμβους του δικτύου. Κάθε κόμβος μπορεί να ανακαλύψει την ύπαρξη του άλλου, να εγγραφεί, να συνδεθεί και να εγκαταλείψει το δίκτυο οποιαδήποτε στιγμή. Επομένως το σύστημα είναι πλήρως κατανεμημένο. Μια σημαντική διαφορά των δύο μοντέλων βρίσκεται στον τρόπο που οι κόμβοι μπορούν να ανακαλυφθούν. Στο client-server σύστημα οι clients πρέπει να γνωρίζουν τους servers που τους αντιστοιχούν αλλά δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τους άλλους clients. Στα peer-to-peer συστήματα πρέπει να παρέχονται κατάλληλες υπηρεσίες που να επιτρέπουν στους κόμβους να εγγράφονται, να συνδέονται και να εγκαταλείπουν 75

76 το δίκτυο οποιαδήποτε στιγμή, όπως επίσης και να ψάχνουν και να ανακαλύπτουν άλλους κόμβους. Οι μηχανισμοί αυτοί που επιτρέπουν την κοινοποίηση και ανακάλυψη των χαρακτηριστικών και των υπηρεσιών που παρέχονται από κάθε κόμβο ονομάζονται white and yellow page μηχανισμοί. Βάση της υλοποίησης αυτών των μηχανισμών μπορούν να προσδιοριστούν δύο βασικά P2P δικτυακά μοντέλα (Σχήμα 6.1): αγνό P2P δίκτυο και υβριδικό P2P δίκτυο. Σχήμα 6.1 Δικτυακά Μοντέλα Το αγνό P2P δίκτυο είναι πλήρως αποκεντρικοποιημένο και οι κόμβοι είναι πλήρως αυτόνομοι. Η απουσία ενός κεντρικού κόμβου δημιουργεί προβλήματα στη διατήρηση της συνοχής του δικτύου και στην ανακάλυψη των νέων κόμβων με αποτέλεσμα η πολυπλοκότητα και το εύρος ζώνης (bandwidth) να τείνει να αυξάνεται εκθετικά ως προς τον αριθμό των κόμβων. Επιπλέον απαιτούνται μηχανισμοί ασφαλείας καθώς κάθε κόμβος έχει το δικαίωμα να συνδεθεί στο δίκτυο χωρίς κάποιον μηχανισμό ελέγχου. Η υβριδική αρχιτεκτονική ωστόσο βασίζεται σε έναν κόμβο ειδικού σκοπού ο οποίος παρέχει υπηρεσίες που απλοποιούν τη διαδικασία της αναζήτησης και ανακάλυψης ενός ενεργού κόμβου, του καταλόγου των δυνατοτήτων του και των παρεχόμενων υπηρεσιών του. Αυτοί οι τύποι δικτύων συνήθως παράγουν λιγότερο φόρτο ως προς την κίνηση και είναι περισσότερο ασφαλείς καθώς παρέχουν υπηρεσίες εγγραφής και επικύρωσης των κόμβων. Από την άλλη πλευρά η λειτουργικότητά τους εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα των ευρετηρίων των κόμβων καθώς μπορεί να γίνει αιτία αποτυχίας. 76

77 6.2.2 Το πρότυπο των Agents Το πρότυπο των agents εφαρμόζει έννοιες της τεχνητής νοημοσύνης στην κατανεμημένη τεχνολογία. Το πρότυπο βασίζεται στην αφηρημένη έννοια των πρακτόρων (agents), οι οποίοι είναι ένα πρόγραμμα λογισμικού που είναι αυτόνομο, δραστήριο και κοινωνικό: Αυτόνομοι: Οι agents μπορούν ως ένα βαθμό να ελέγχουν τις ενέργειές τους και κάτω από ορισμένες συνθήκες να παίρνουν αποφάσεις. Δραστήριοι: Οι agents δεν αντιδρούν μόνο ως απόκριση σε εξωτερικά γεγονότα (remote method call) αλλά επίσης παρουσιάζουν στόχο-κατευθυνόμενη συμπεριφορά και όποτε απαιτείται μπορούν να παίρνουν πρωτοβουλίες. Κοινωνικοί: Οι agents μπορούν να αλληλεπιδρούν με άλλους agents με σκοπό τη διεκπεραίωση των εργασιών τους και την επίτευξη του στόχου του συστήματος. Τα συστήματα που βασίζονται σε agents είναι ενδογενώς peer-to-peer μοντέλα. Κάθε agent είναι ένας κόμβος που πιθανώς χρειάζεται να αρχικοποιήσει μια επικοινωνία με κάθε άλλο agent όπως επίσης είναι ικανός να παρέχει δυνατότητες στους υπόλοιπους agents. Ο ρόλος της επικοινωνίας είναι πολύ σημαντικός σε ένα σύστημα βασισμένο σε agent, και το μοντέλο του στηρίζεται σε τρία κύρια χαρακτηριστικά. 1. Οι agents είναι ενεργές οντότητες, μπορούν να αποκριθούν με όχι και είναι ασαφώς συσχετισμένοι. Αυτό το σύνολο των ιδιοτήτων είναι η βάση για την επιλογή ασύγχρονης επικοινωνίας η οποία βασίζεται σε ανταλλαγή μηνυμάτων ανάμεσα στους agents, αντί για απομακρυσμένη κλήση διαδικασιών. Ένας agent ο οποίος επιθυμεί να επικοινωνήσει αρκεί να στείλει μήνυμα σε συγκεκριμένο προορισμό. Αυτή η προσαρμοστικότητα στην επικοινωνία, στην πραγματικότητα, επιτρέπει στον αποδέκτη να επιλέγει ποια μηνύματα θα εξυπηρετήσει και ποια θα απορρίψει όπως επίσης και να καθορίζει την προτεραιότητα εξυπηρέτησης. Επιτρέπει επίσης στον αποστολέα να ελέγχει το thread του που εκτελείται προστατεύοντας το από διακοπή έως ότου ο αποδέκτης διαβάσει και εξυπηρετήσει το μήνυμα. Τέλος εξαλείφει οποιαδήποτε προσωρινή εξάρτηση ανάμεσα στον αποστολέα και στον αποδέκτη. Ο αποδέκτης μπορεί να μην είναι διαθέσιμος τη στιγμή που ο αποστολέας στέλνει το μήνυμα ή μπορεί να μην υπάρχει καν εκείνη τη στιγμή. 2. Η μετάδοση πληροφορίας ανάμεσα στους agents (επικοινωνία) είναι απλά ένας τύπος εφαρμογής. Η πραγματοποίηση μιας επικοινωνίας στο ίδιο επίπεδο εφαρμογής 77

78 επιτρέπει στον agent να βγάζει συμπεράσματα για ένα σχέδιο που περιέχει και φυσικές υπηρεσίες και υπηρεσίες μετάδοσης πληροφορίας. Για να μπορεί να σχεδιαστεί η συνολική μετάδοση πληροφορίας πρέπει να είναι αυστηρώς καθορισμένες όλες οι επιδράσεις και προϋποθέσεις κάθε πιθανής επιμέρους μετάδοσης. 3. Η μετάδοση πληροφορίας φέρει μια σημασιολογική (semantics) έννοια. Όταν ένας agent είναι ο αποδέκτης ενός μηνύματος πρέπει να είναι σε θέση να καταλαβαίνει πλήρως τη σημασία αυτής της υπηρεσίας και συγκεκριμένα το λόγο για τον οποίο έχει πραγματοποιηθεί (σκοπός μετάδοσης μηνύματος από αποστολέα). Η ιδιότητα αυτή οδηγεί στην ανάγκη για καθορισμό μιας ενιαίας σημασιολογίας και για ενός προτύπου. Σχήμα 6.2 Πρότυπο FIPA: Οι υπηρεσίες που προσφέρονται από μία πλατφόρμα Εμπνευσμένη από το γεγονός ότι οι agents θα παραμείνουν απλά μια ουτοπία εφόσον δεν διαφυλαχθεί μια end-to-end συμβατότητα ανάμεσα σε διαφορετικούς κατασκευαστές και χειριστές, το 1996 η TILAB προώθησε την δημιουργία του FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents), ενός διεθνούς μη κερδοσκοπικού συνεταιρισμού εταιρειών και οργανισμών. Ο FIPA είχε σαν σκοπό την παραγωγή ενός συγκεκριμένου προτύπου για την τεχνολογία των agents. Η TILAB και πιο 78

79 συγκεκριμένα η JADE ομάδα υποστήριξε και καθοδήγησε σε πολλαπλά επίπεδα αυτή την πρωτοβουλία. Στο τέλος του 2002 ο FIPA κυκλοφόρησε τελικά το πρότυπο. Το πρότυπο (Σχήμα 6.2) στοχεύει σε συμβατότητα και κατά συνέπεια εστιάζει στην εξωτερική συμπεριφορά των επιμέρους τμημάτων του συστήματος, αφήνοντας ανοιχτές τις λεπτομέρειες της υλοποίησης και τις εσωτερικές αρχιτεκτονικές. Στην πραγματικότητα η εσωτερική αρχιτεκτονική του Jade είναι μοναδική παρόλο που υπακούει πλήρως στο FIPA πρότυπο. Το FIPA πρότυπο εμπεριέχει το το μοντέλο των agents και συγκεκριμένα καθορίζει το σχετικό μοντέλο μιας agent πλατφόρμας και παρέχει ένα σύνολο απαιτούμενων υπηρεσιών. Η συλλογή αυτών των υπηρεσιών και οι διεπαφές τους, απεικονίζουν τους κανόνες που επιτρέπουν την ύπαρξη, λειτουργία και διαχείριση των agents. Για την επικοινωνία των agents υιοθετήθηκε από την FIPA η Agent Communication Language (ACL). Η FIPA ACL βασίζεται στη θεωρία επικοινωνιακών ενεργειών και στις υποθέσεις και απαιτήσεις του agent προτύπου που περιγράφηκε παραπάνω. Η FIPA τυποποίησε μία επεκτάσιμη βιβλιοθήκη με 22 ενέργειες επικοινωνίας που επιτρέπουν την αναπαράσταση ποικίλων επικοινωνιακών προθέσεων (αιτήσεις, ενημερώσεις, προτάσεις, ερωτήσεις, αρνήσεις). Ο FIPA επιπλέον καθόρισε τη δομή ενός μηνύματος το οποίο επιτρέπει την αναπαράσταση και μεταφορά πληροφορίας χρήσιμης για την αναγνώριση του αποστολέα και του παραλήπτη. Επιπλέον καθόρισε το περιεχόμενο του μηνύματος και τις ιδιότητές του (π.χ. κωδικοποιήσεις και γλώσσα αναπαράστασης) και προσδιόρισε χρήσιμη πληροφορία για την παρακολούθηση της επικοινωνίας ανάμεσα στους agents και για την αναπαράσταση των timeouts. Ο FIPA περιέγραψε επίσης κοινά πρωτόκολλα επικοινωνίας (πρωτόκολλα αλληλεπίδρασης) τα οποία παρέχουν στους agents βιβλιοθήκες προτύπων για την υλοποίηση απλών εργασιών όπως μεταβίβαση μιας ενέργειας. Στο Σχήμα 6.3 αναπαριστάται το μοντέλο επικοινωνίας όπως καθορίστηκε από τον FIPA και οι αλληλεξαρτήσεις των στοιχείων από τα οποία αποτελείται. 79

80 Σχήμα 6.3 FIPA πρότυπο: Βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται το μοντέλο επικοινωνίας Middleware Ο όρος middleware υιοθετήθηκε για να περιγράψει όλες τις βιβλιοθήκες υψηλού επιπέδου που επιτρέπουν την ευκολότερη και πιο αποτελεσματική ανάπτυξη εφαρμογών παρέχοντας γενικές υπηρεσίες χρήσιμες όχι μόνο για μία απλή εφαρμογή αλλά για μια ποικιλία εφαρμογών όπως για παράδειγμα επικοινωνία συστημάτων, πρόσβαση δεδομένων, κωδικοποιήσεις, έλεγχος πόρων. Οι ίδιες υπηρεσίες παρέχονται από το λειτουργικό σύστημα, αλλά η βασική ιδέα σχετικά με το middleware είναι να παρέχει αρτιότερες και ανεξάρτητες διεπαφές στο λειτουργικό σύστημα συμπεριλαμβάνοντας εσωτερικές δυνατότητες για εύκολη επαναχρησιμοποίηση των blocks που υλοποιούνται. Από την άλλη πλευρά η υλοποίηση αυτών των υπηρεσιών απαιτεί σημαντικό χρόνο, αν όχι τον ίδιο, σε σχέση με την ανάπτυξη της λογικής της εφαρμογής. Η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης σε διάφορες περιοχές εφαρμογών υποδεικνύουν τη χρήση της οριζόντιας προσέγγισης σε αντίθεση με την κατακόρυφη προσέγγιση η οποία χρησιμοποιείται σε ad-hoc εφαρμογές. (Σχήμα 6.4) Οι προσεγγίσεις που βασίζονται στο middleware επιτρέπουν στη μείωση του χρόνου ανάπτυξης των εφαρμογών. Σχήμα 6.4 Ο ρόλος του middleware: οριζόντια (δεξιά) και κατακόρυφη προσέγγιση (αριστερά). 80

81 6.3 Τι είναι το Jade; Το Jade είναι το middleware που δημιουργήθηκε από την TILAB με σκοπό την ανάπτυξη κατανεμημένων multi-agent εφαρμογών οι οποίες βασίζονται στην peer-topeer αρχιτεκτονική επικοινωνίας. Η νοημοσύνη, η πρωτοβουλία, η πληροφορία, οι πόροι και ο έλεγχος μπορούν να κατανεμηθούν πλήρως σε κινητά τερματικά όπως επίσης και σε υπολογιστές σταθερού δικτύου. Το περιβάλλον μπορεί να αναπτύσσεται δυναμικά με οντότητες (peers), οι οποίες καλούνται στο Jade ως ευφυείς πράκτορες (agents). Οι agents μπορούν να δημιουργούνται και να καταστρέφονται στο σύστημα ανάλογα με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες του περιβάλλοντος της εφαρμογής. Η επικοινωνία ανάμεσα στις οντότητες, ανεξάρτητα αν τρέχουν σε ασύρματα ή ενσύρματα δίκτυα, είναι πλήρως συμμετρική και κάθε οντότητα μπορεί να παίζει το ρόλο και του δημιουργού ενός αιτήματος αλλά και αυτού που ανταποκρίνεται σε αυτό. Το Jade έχει υλοποιηθεί εξολοκλήρου σε Java και βασίζεται στις παρακάτω κατευθυντήριες αρχές: Αλληλεπίδραση: Το Jade είναι συμβατό με τις FIPA προδιαγραφές. Κατά συνέπεια οι agents του Jade μπορούν να αλληλεπιδρούν με άλλους agents με την προϋπόθεση ότι ακολουθούν το ίδιο πρότυπο. Ομοιομορφία και μεταφερσιμότητα: Το Jade παρέχει ένα ομοιογενές σύνολο διεπαφών οι οποίες είναι ανεξάρτητες του υποκείμενου δικτύου και της Java έκδοσης (Σχήμα 6.5). Αναλυτικότερα παρέχει τις ίδιες διεπαφές για τα J2EE, J2SE και J2ME περιβάλλοντα. Θεωρητικά οι προγραμματιστές μιας εφαρμογής μπορούν να αποφασίσουν σχετικά με το Java περιβάλλον εκτέλεσης κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της εφαρμογής. 81

82 Ευκολία στη χρήση: Η πολυπλοκότητα του middleware κρύβεται πίσω από ένα απλό και διαισθητικό σύνολο διεπαφών. Φιλοσοφία «πληρωμής βάση χρήσης»: Οι προγραμματιστές δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούν όλες τις υπηρεσίες που παρέχονται από το middleware. Επιπλέον δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τα πάντα σχετικά με υπηρεσίες που δεν χρησιμοποιούν. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι να γλιτώνουμε σε υπολογιστικό φόρτο. Σχήμα 6.5 Τεχνολογία Java 6.4 Μοντέλο Αρχιτεκτονικής Το Jade περιλαμβάνει εκτός από τις βιβλιοθήκες (π.χ. Java κλάσεις) που απαιτούνται για την ανάπτυξη εφαρμογών agents και το περιβάλλον εκτέλεσης το οποίο παρέχει τις βασικές υπηρεσίες και πρέπει να είναι ενεργό στη συσκευή πριν την εκτέλεση των agents. Κάθε στιγμιότυπο του Jade περιβάλλοντος εκτέλεσης ονομάζεται container (αφού περιέχει agents). Το σύνολο όλων των containers καλείται πλατφόρμα και προσφέρει ένα ομοιογενές επίπεδο το οποίο αποκρύπτει από 82

83 τους agents την πολυπλοκότητα και ανομοιομορφία του υποκείμενου κυκλώματος (υλικό, λειτουργικά συστήματα, είδη δικτύων, Java Virtual Machine). Σχήμα 6.6 Αρχιτεκτονική Jade Όπως απεικονίζεται και στο σχήμα 6.6 το Jade είναι συμβατό με το J2ME CLDC/MIDP1.0 περιβάλλον. Επιπλέον έχουν ήδη δοκιμαστεί σε GPRS δίκτυο με διαφορετικά κινητά τερματικά (π.χ. Nokia 3650 Siemens SX45, Compaq ipaq). Το Jade είναι εξαιρετικά ευπροσάρμοστο και ως εκ τούτου δεν ταιριάζει μόνο σε περιβάλλοντα περιορισμένων πόρων αλλά έχει ήδη ενσωματωθεί σε πολύπλοκες αρχιτεκτονικές όπως.net και J2EE όπου αποτελεί υπηρεσία για εκτέλεση πολύπλευρων εφαρμογών. 6.5 Λειτουργικό Μοντέλο Από λειτουργικής πλευράς το Jade παρέχει τις βασικές υπηρεσίες που είναι απαραίτητες για κατανεμημένες peer-to-peer εφαρμογές σε σταθερό και κινητό περιβάλλον. Το Jade επιτρέπει σε κάθε agent να ανιχνεύει δυναμικά άλλους agents και να επικοινωνεί μαζί τους σύμφωνα με το peer-to-peer πρότυπο. Από πλευράς 83

84 εφαρμογών κάθε agent ταυτοποιείται από ένα μοναδικό όνομα και προσφέρει ένα σύνολο υπηρεσιών. Ο agent μπορεί να καταγράψει και να τροποποιήσει τις υπηρεσίες του, να ψάξει για άλλους agents που παρέχουν συγκεκριμένες υπηρεσίες, να ελέγξει τον κύκλο ζωής του και συγκεκριμένα να επικοινωνήσει με άλλες οντότητες. Οι agents επικοινωνούν ανταλλάσσοντας ασύγχρονα μηνύματα, τα οποία αποτελούν μοντέλο επικοινωνίας το οποίο είναι παγκοσμίως αποδεκτό για κατανεμημένη επικοινωνία (π.χ. ανάμεσα σε ετερογενείς οντότητες που δεν γνωρίζουν τίποτε η μία για την άλλη). Για την επίτευξη επικοινωνίας ο agent στέλνει ένα μήνυμα σε κάποιο προορισμό. Οι agents ταυτοποιούνται από ένα όνομα (ο προορισμός δεν χρειάζεται να στείλει μήνυμα) και κατά συνέπεια δεν υπάρχει εξάρτηση ανάμεσα στους agents που επικοινωνούν. Ο αποστολέας και ο παραλήπτης μπορεί να μην είναι διαθέσιμοι την ίδια στιγμή. Ο παραλήπτης μπορεί να μην υπάρχει καν (ή να μην υπάρχει ακόμα) ή μπορεί να μην είναι άμεσα γνωστό από τον αποστολέα ότι μπορεί να καθορίσει κάποια ιδιότητα σαν προορισμό (π.χ. όλους τους agents που ενδιαφέρονται για ποδόσφαιρο). Παρόλο που πραγματοποιείται ο παραπάνω τύπος επικοινωνίας, διατηρείται η ασφάλεια, αφού για εφαρμογές που την απαιτούν το Jade παρέχει κατάλληλους μηχανισμούς για πιστοποίηση και επαλήθευση των δικαιωμάτων των agents. Ως εκ τούτου, όποτε απαιτείται, μια εφαρμογή μπορεί να πιστοποιήσει την ταυτότητα του αποστολέα ενός μηνύματος και να προστατεύσει ενέργειες που δεν επιτρέπονται (για παράδειγμα ένας agent μπορεί να επιτρέπεται να λαμβάνει μηνύματα από έναν άλλο agent που αντιπροσωπεύει το αφεντικό αλλά να μην επιτρέπεται να στείλει μηνύματα σε αυτόν). Όλα τα μηνύματα που ανταλλάσσονται ανάμεσα στους agents μεταφέρονται μέσα σε ένα «φάκελο» στον οποίο συμπεριλαμβάνεται μόνο η πληροφορία που απαιτείται από το επίπεδο μεταφοράς. Το γεγονός αυτό επιτρέπει την κρυπτογράφηση του περιεχομένου του μηνύματος ξεχωριστά από το «φάκελο». Η δομή του μηνύματος ακολουθεί το συντακτικό της ACL γλώσσας το οποίο καθορίζεται απο τον FIPA και περιλαμβάνει πεδία όπως μεταβλητές που υποδεικνύουν το περιεχόμενο στο οποίο αναφέρεται το μήνυμα, και χρόνους αναμονής μέχρι να ληφθεί μια απάντηση. Τα πεδία αυτά έχουν σα σκοπό την υποστήριξη πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων και πολλαπλών παράλληλων επικοινωνιών. Για την περαιτέρω υποστήριξη υλοποίησης πολύπλοκων επικοινωνιών, το Jade προσφέρει ένα σύνολο προσχεδίων τα οποία αναφέρονται σε τυπικά πρότυπα επικοινωνίας για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών όπως διαπραγματεύσεις, 84

85 δημοπρασίες και εξουσιοδότηση εργασιών. Χρησιμοποιώντας αυτά τα προσχέδια (υλοποιημένα σε Java abstract κλάσεις), οι προγραμματιστές μπορούν να αποφύγουν χρονοβόρες διαδικασίες όπως θέματα συγχρονισμού, χρόνους αναμονής, συνθήκες λαθών και γενικότερα διαδικασίες που δεν συνδέονται αυστηρά με τη λογική της εφαρμογής. Για τη διευκόλυνση της δημιουργίας και διαχείρισης του περιεχομένου των μηνυμάτων, το Jade υποστηρίζει αυτόματη μετατροπή και προς τις δύο κατευθύνσεις μεταξύ του σχήματος που είναι κατάλληλο για την ανταλλαγή του περιεχομένου (π.χ. RDF και XML), και του σχήματος που είναι κατάλληλο για τη διαχείριση του περιεχομένου (αντικείμενα Java) των μηνυμάτων. Η παραπάνω υπηρεσία ενσωματώνει ορισμένα εργαλεία δημιουργίας οντολογιών, όπως το Protégé, επιτρέποντας στους προγραμματιστές τη γραφική δημιουργία της οντολογίας τους. Το Jade είναι αδιαφανές στο υποκείμενο σύστημα εξαγωγής συμπερασμάτων, εάν απαιτείται εξαγωγή συμπερασμάτων σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή, και επιτρέπει στους προγραμματιστές να επαναχρησιμοποιήσουν το σύστημα αυτό. Έχει επιπλέον ενσωματωθεί και δοκιμαστεί με Jess και Prolog. Για την αύξηση της κλιμάκωσης και για τη χρήση του σε περιβάλλοντα περιορισμένων πόρων, το Jade παρέχει τη δυνατότητα εκτέλεσης πολλαπλών παράλληλων εργασιών στο ίδιο Java thread. Επιπλέον μπορούν να συνδυαστούν ξεχωριστές στοιχειώδεις εργασίες (π.χ. επικοινωνία), για τη διαμόρφωση πολύπλοκων εργασιών. Στο J2SE και σε προσωπικά περιβάλλοντα Java, το Jade υποστηρίζει ευκολία διακίνησης του κώδικα και της κατάστασης εκτέλεσής του. Αναλυτικότερα ένας agent μπορεί να σταματήσει να τρέχει σε ένα σύστημα και να μετακινηθεί σε διαφορετικό απομακρυσμένο σύστημα (χωρίς να απαιτείται εγκατάσταση του agent κώδικα στο νέο σύστημα, και να επανεκκινήσει από το σημείο στο οποίο είχε διακοπεί. Αυτή η λειτουργικότητα επιτρέπει, για παράδειγμα, την κατανομή του υπολογιστικού φόρτου κατά την εκτέλεση μετακινώντας τους agents σε μηχανές λιγότερου φόρτου χωρίς καμία επίδραση στην εφαρμογή. Η πλατφόρμα περιέχει επίσης υπηρεσία ονοματολογίας (εξασφάλιση μοναδικότητας ονόματος κάθε agent) και υπηρεσίες yellow paging οι οποίες μπορούν να κατανεμηθούν σε πολλαπλά συστήματα. Μπορούν να δημιουργηθούν γραφήματα για τον καθορισμό δομημένων περιοχών των υπηρεσιών των agents. Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό έγκειται στη διαθεσιμότητα ενός μεγάλου αριθμού γραφικών 85

86 εργαλείων που υποστηρίζουν φάσεις debugging και management/monitoring του κύκλου ζωής των εφαρμογών. Λόγω αυτών των εργαλείων μπορεί να πραγματοποιηθεί απομακρυσμένος έλεγχος των agents, ακόμα και αν έχουν ήδη αναπτυχθεί και εκτελούνται. Οι περιγραφόμενες υπηρεσίες λειτουργικότητας και ιδιαίτερα η πιθανότητα απομακρυσμένης ενεργοποίησης (και από τον κώδικα και από την κονσόλα) ακόμα και σε κινητά τερματικά, επικοινωνίες και νέες οντότητες, καθιστούν το Jade κατάλληλο για την ανάπτυξη και εκτέλεση κατανεμημένων, πολλαπλών μερών, και ευφυών εφαρμογών. 6.6 Το Jade σε κινητά περιβάλλοντα Όπως έχει ήδη αναφερθεί το Jade περιβάλλον εκτέλεσης μπορεί να εκτελεστεί σε μια ευρεία κλάση συσκευών ποικίλλοντας από εξυπηρετητές μέχρι και κινητά τηλέφωνα. Στην περίπτωση των κινητών τηλεφώνων οι μοναδικές απαιτήσεις είναι η Java MIDP1.0 (ή νεότερη έκδοση). Για την αποδοτική διαχείριση της μνήμης, για την επεξεργασία σε περιορισμένης ισχύος κινητές συσκευές, και σε συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ασύρματων δικτύων όπως εύρος ζώνης, καθυστέρηση, IP διευθύνσεις, και για την αποδοτική εκτέλεση σε σταθερά δικτυακά συστήματα, το Jade μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να προσαρμόζεται στα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος ανάπτυξης. Η Jade αρχιτεκτονική είναι πλήρως modular και με την ενεργοποίηση συγκεκριμένων αρχιτεκτονικών μονάδων έναντι άλλων είναι δυνατό να ικανοποιούνται διαφορετικές απαιτήσεις σε όρους συνδεσιμότητας, μνήμης και επεξεργαστικής ισχύος. Αναλυτικότερα μία μονάδα που καλείται LEAP επιτρέπει τη βελτιστοποίηση των μηχανισμών επικοινωνίας συσκευών περιορισμένων πόρων, οι οποίες συνδέονται με ασύρματο δίκτυο. Ενεργοποιώντας αυτή τη μονάδα το Jade container διαχωρίζεται, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 6.7, στο front-end το οποίο τρέχει στο κινητό τερματικό και στο back-end, το οποίο τρέχει στο σταθερό δίκτυο. Υπάρχει επιπλέον ένα άλλο αρχιτεκτονικό στοιχείο ειδικού σκοπού που ονομάζεται «μεσολαβητής» (mediator), το οποίο πρέπει να έχει ήδη ενεργοποιηθεί. Ο mediator ασχολείται με την αρχικοποίηση και διαχείριση του back-end container. Για την αντιμετώπιση προβλημάτων φόρτου διεργασιών είναι δυνατή η ανάπτυξη διαφορετικών mediator καθένας από τους οποίους διαχειρίζεται ένα σύνολο από back-ends. Κάθε front-end συνδέεται με το αντίστοιχο back-end μέσω μιας σταθερής σύνδεσης διπλής 86

87 κατεύθυνσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει καμία διαφορά για τους προγραμματιστές εφαρμογών είτε ο agent αναπτύσσεται σε απλό container είτε σε front-end container αφού η διαθέσιμη λειτουργικότητα και οι διεπαφές πρόσβασης είναι ακριβώς οι ίδιες και στα δύο συστήματα. Σχήμα 6.7 Αρχιτεκτονική Jade σε κινητά περιβάλλοντα Η παραπάνω προσέγγιση έχει τα εξής πλεονεκτήματα: Μέρος της λειτουργικότητας του container ενσωματώνεται στο back-end με αποτέλεσμα να αποφορτίζεται ο front-end ως προς μνήμη και επεξεργαστική ισχύ. Ο front-end container είναι σε θέση να ανιχνεύει μία απώλεια στη σύνδεση με τον back-end (για παράδειγμα λόγω έλλειψης δυνατότητας κάλυψης) και να την επανεγκαθιστά το συντομότερο δυνατό. Ο front-end και back-end αποθήκευσε-και-προώθησε. container υλοποιούν ένα μηχανισμό Τα μηνύματα που δεν μπορούν να μεταδοθούν λόγω κάποιας προσωρινής διακοπής σύνδεσης αποθηκεύονται και διανέμονται όταν επανεγκατασταθεί η σύνδεση. Διάφορες πληροφορίες που ανταλλάσσουν οι containers (π.χ. ανάκτηση container στον οποίο τρέχει ένας agent) διαχειρίζονται μόνο από τον back- 87

88 end. Αυτή η προσέγγιση μαζί με μία αποδοτική κωδικοποίηση σε bit της επικοινωνίας μεταξύ front-end και back-end επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της χρήσης του ασύρματου συνδέσμου. 88

89 7. Υλοποίηση στο Jade 7.1 Εισαγωγικά στοιχεία Το Jade είναι ένα middleware που διευκολύνει την ανάπτυξη συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων και συνίσταται από τις παρακάτω οντότητες: Ένα περιβάλλον εκτέλεσης όπου μπορούν να γεννηθούν Jade agents. Το περιβάλλον αυτό πρέπει να είναι πάντα ενεργό σε ένα συγκεκριμένο σύστημα πριν την εκτέλεση ενός ή περισσοτέρων agents. Μια βιβλιοθήκη κλάσεων τις οποίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι προγραμματιστές για την ανάπτυξη δικών τους agents. Ένα σύνολο γραφικών εργαλείων που επιτρέπει τη διαχείριση και τον έλεγχο της δραστηριότητας των ενεργών ευφυών πρακτόρων Containers, πλατφόρμες, AMS και DF Κάθε στιγμιότυπο που τρέχει στο Jade περιβάλλον εκτέλεσης ονομάζεται όπως έχουμε πει container και το σύνολο των ενεργών containers καλείται πλατφόρμα. Ένα μοναδικό Βασικό Container πρέπει να είναι πάντα ενεργό σε μία πλατφόρμα και τα υπόλοιπα containers εγγράφονται σε αυτό όταν γεννιούνται. Κατά συνέπεια το πρώτο container που ξεκινά σε μία πλατφόρμα πρέπει να είναι το βασικό container ενώ όλα τα υπόλοιπα πρέπει να είναι τα «κανονικά» container στα οποία πρέπει να είναι γνωστή η διεύθυνση του βασικού container. Εάν ξεκινήσει ένα διαφορετικό βασικό container κάπου στο δίκτυο τότε συγκροτείται μια καινούρια πλατφόρμα. Σε αυτό το βασικό container μπορούν να εγγραφούν νέα κανονικά containers. Στο σχήμα 7.1 παρουσιάζεται η παραπάνω ιδέα μέσω ενός σεναρίου όπου υπάρχουν δύο πλατφόρμες του Jade και κάθε μία φέρει 3 και 1 containers αντίστοιχα. Οι agents στο Jade ταυτοποιούνται από ένα μοναδικό όνομα και γνωρίζοντας κάθε ένας τα ονόματα του άλλου μπορούν να επικοινωνούν με διαφάνεια ασχέτως της πραγματικής τους τοποθεσίας. Μπορούν επομένως να επικοινωνούν είτε βρίσκονται στο ίδιο container (agents A2 και Α3 στο σχήμα 7.1), είτε σε διαφορετικά containers στην ίδια πλατφόρμα (Α1 και Α2) είτε σε διαφορετικές πλατφόρμες (Α4 και Α5). 89

90 Το βασικό πλεονέκτημα της υλοποίησης στο Jade είναι ότι δεν χρειάζεται να γνωρίζει ο προγραμματιστής πώς δουλεύει το Jade περιβάλλον εκτέλεσης απλά πρέπει να ξεκινήσει την εκτέλεσή του πριν την γέννηση των agents. Σχήμα 7.1 Containers και Πλατφόρμες Το βασικό container εκτός του ότι έχει τη δυνατότητα να δέχεται εγγραφές άλλων containers διαφέρει επιπλέον από τα κανονικά containers καθώς περιέχει δύο ειδικού σκοπού agents: τον AMS (Agent Management System) και τον DF (Directory Facilitator). Οι agents αυτοί ενεργοποιούνται ταυτόχρονα με την έναρξη του βασικού container. Ο AMS παρέχει υπηρεσίες απόδοσης ονομάτων (διασφαλίζει τη μοναδικότητα του ονόματος κάθε agent σε μία πλατφόρμα) και αναπαριστά τις υπηρεσίες που μπορούν να υλοποιηθούν στην πλατφόρμα (π.χ. μπορεί να παρέχεται η δυνατότητα της γέννησης/θανάτωσης agents σε απομακρυσμένους containers υλοποιώντας μια αίτηση στον AMS). Ο DF παρέχει υπηρεσίες Yellow Pages δηλαδή προσφέρει τη δυνατότητα σε έναν agent να βρει τους κατάλληλους agents που μπορούν να φέρουν εις πέρας τις υπηρεσίες που αυτός επιθυμεί. 90

91 7.2 Το παράδειγμα του «εμπορίου βιβλίων» Στην παράγραφο αυτή παρουσιάζεται ένα απλό παράδειγμα το οποίο χρησιμοποιείται σε όλα τα βήματα που απαιτούνται για την ανάπτυξη agent-based εφαρμογών με το Jade. Το σενάριο που μελετάται σε αυτό το παράδειγμα περιλαμβάνει κάποιους agents που πουλούν βιβλία και κάποιους άλλους που αγοράζουν βιβλία εκ μέρους των χρηστών τους. Κάθε agent-αγοραστής λαμβάνει τον τίτλο του βιβλίου που πρέπει να αγοράσει σαν command line όρισμα και περιοδικά στέλνει αιτήσεις σε όλους τους γνωστούς agentπωλητές ώστε να του παρέχουν μια προσφορά. Μόλις λάβει μία προσφορά ο agentαγοραστής την αποδέχεται και εκδίδει μια διαταγή αγοράς. Στην περίπτωση που περισσότεροι του ενός agent-πωλητές παρέχουν προσφορά τότε ο agent-αγοραστής επιλέγει την καλύτερη (φθηνότερη τιμή). Αφού αγοράσει το κατάλληλο βιβλίο ο agent-αγοραστής τερματίζει. Κάθε agent-πωλητής έχει ένα γραφικό περιβάλλον διεπαφής (GUI) μέσω του οποίου κάθε χρήστης μπορεί να εισάγει νέους τίτλους και τιμές στον τοπικό κατάλογο βιβλίων προς πώληση. Οι agent-πωλητές περιμένουν τις αιτήσεις των αγοραστών. Όταν τους ζητείται να παρέχουν μία προσφορά για ένα βιβλίο τότε ελέγχουν εάν το ζητούμενο βιβλίο βρίσκεται στον κατάλογό τους και στην περίπτωση αυτή απαντούν με την τιμή. Όταν λάβουν μία εντολή αγοράς την εξυπηρετούν και αφαιρούν το ζητούμενο βιβλίο από τον κατάλογο. Ο ολοκληρωμένος κώδικας του παραδείγματος αυτού είναι διαθέσιμος μέσα στα παραδείγματα που παρέχει το Jade στην examples.booktrading βιβλιοθήκη. 7.3 Δημιουργώντας έναν Agent Η δημιουργία ενός agent πραγματοποιείται με τον καθορισμό μιας κλάσης η οποία κληρονομεί την jade.core.agent κλάση και υλοποιεί τη setup() μέθοδο όπως φαίνεται και στον παρακάτω κώδικα. Η setup() μέθοδος έχει σχεδιαστεί ώστε να εμπεριέχει την αρχικοποίηση ενός agent. 91

92 7.3.1 Αναγνωριστικά των Agents Κάθε agent ταυτοποιείται από ένα «αναγνωριστικό» το οποίο αναπαρίσταται σαν στιγμιότυπο της jade.core.aid κλάσης. Η getaid() μέθοδος της κλάσης Agent επιτρέπει την ανάκτηση του αναγνωριστικού ενός agent. Κάθε AID αντικείμενο περιλαμβάνει ένα καθολικά μοναδικό όνομα και έναν αριθμό διευθύνσεων. Το όνομα στο Jade έχει τη μορφή πλατφόρμας>. Επομένως ένας agent με συνθηματικό Peter ο οποίος βρίσκεται στην πλατφόρμα Ρ1 θα έχει καθολικά μοναδικό όνομα Ρ1. Οι διευθύνσεις που περιέχονται στο AID είναι οι διευθύνσεις της πλατφόρμας όπου βρίσκεται ο agent. Οι διευθύνσεις αυτές χρησιμοποιούνται μόνο όταν ένας agent θέλει να επικοινωνήσει με έναν άλλο agent που βρίσκεται σε διαφορετική πλατφόρμα. Γνωρίζοντας επομένως το συνθηματικό ενός agent μπορούμε να βρούμε το AID του ως εξής: Η σταθερά ISLOCALNAME υποδεικνύει ότι η πρώτη παράμετρος αναπαριστά το συνθηματικό (τοπικά στην πλατφόρμα) και όχι το καθολικά μοναδικό όνομα του agent Εκτέλεση και τερματισμός των Agents Ο agent που δημιουργούμε μπορεί να μεταγλωττιστεί με την παρακάτω εντολή: Για την εκτέλεση του μεταγλωττισμένου agent το Jade περιβάλλον εκτέλεσης πρέπει να ξεκινήσει και επιπλέον πρέπει να επιλεχθεί ένα συνθηματικό για να τρέξει ο agent. Για τον τερματισμό ενός agent πρέπει να καλέσουμε την dodelete() μέθοδο. Παρομοίως με την setup() μέθοδο η οποία καλείται από το Jade περιβάλλον εκτέλεσης όταν ένας agent ξεκινά και έχει σα σκοπό την αρχικοποίηση αυτού, η takedown() συνάρτηση καλείται ακριβώς πριν τον τερματισμό ενός agent και έχει σα σκοπό την εκτέλεση λειτουργιών καθαρισμού. 92

93 7.4 Εργασίες των Agents-Η κλάση Behaviour Η ακριβής εργασία που πρέπει να εκτελέσει ένας agent πραγματοποιείται μέσα σε «behaviours». Ένα behaviour αναπαριστά μια εργασία που μπορεί να εκτελέσει ένας agent και υλοποιείται σαν αντικείμενο μιας κλάσης που κληρονομεί την jade.core.behaviours.behaviour. Για να μπορεί ένας agent να εκτελεί τις εργασίες που υλοποιούνται από ένα αντικείμενο behaviour αρκεί να προστεθεί το behaviour στον agent μέσω της μεθόδου addbehaviour() της κλάσης Agent. Τα behaviours μπορούν να προστεθούν οποιαδήποτε στιγμή: όταν ξεκινά ένας agent (στη setup() μέθοδο) ή μέσα από άλλα behaviours. Κάθε κλάση που κληρονομεί την Behaviour πρέπει να υλοποιεί την action() μέθοδο, η οποία καθορίζει τις λειτουργίες που πρέπει να εκτελεστούν όταν το behaviour είναι υπό εκτέλεση, και την done() μέθοδο (επιστρέφει μία λογική τιμή) η οποία προσδιορίζει εάν έχει ολοκληρωθεί το behaviour και πρέπει να αφαιρεθεί από το σύνολο των behaviours που φέρει ο agent. Κάθε agent μπορεί να εκτελεί διάφορα behaviours ταυτόχρονα. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι η δρομολόγηση των behaviours σε έναν agent είναι συνεργατική (σε αντίθεση με τα Java threads). Αυτό συνεπάγεται ότι όταν ένα behaviour δρομολογείται για εκτέλεση τότε καλείται η μέθοδος action() κα συνεχίζει να τρέχει μέχρι να επιστρέψει μια τιμή. Ως εκ τούτου ο προγραμματιστής μπορεί να καθορίσει πότε ένας agent θα περάσει από την εκτέλεση ενός behaviour στην εκτέλεση του επόμενου. Η παραπάνω προσέγγιση αν και προσθέτει επιπλέον φόρτο στους προγραμματιστές έχει πολλά πλεονεκτήματα. Επιτρέπει να τρέχει σε κάθε agent ένα μοναδικό Java thread, γεγονός σημαντικό ειδικά σε περιβάλλοντα περιορισμένων πόρων όπως στην κινητή τηλεφωνία. Παρέχει καλύτερη απόδοση καθώς η μεταγωγή των behaviours είναι κατά πολύ ταχύτερη από την μεταγωγή των Java threads. Εξαλείφει θέματα συγχρονισμού ανάμεσα σε ταυτόχρονα behaviours που απαιτούν πρόσβαση στον ίδιο πόρο αφού όλα τα behaviours εκτελούνται από το ίδιο Java thread. Κατά την μεταγωγή ενός behaviour η κατάσταση του agent δεν περιέχει πληροφορίες σωρού με αποτέλεσμα να μπορεί να παρθεί στιγμιότυπο του 93

94 agent. Κατά συνέπεια μπορούν να υλοποιηθούν βασικά εξελιγμένα συστήματα, τα οποία αποθηκεύουν την κατάσταση του agent για εξαγωγή συμπερασμάτων ή μεταφέρουν την κατάσταση αυτή σε άλλο container για απομακρυσμένη εκτέλεση. Τα βήματα που ακολουθούνται κατά την εκτέλεση ενός agent thread απεικονίζονται στο Σχήμα 7.2. Σχήμα 7.2 Βήματα εκτέλεσης ενός agent thread Τύποι Behaviours Μπορούμε να διακρίνουμε τρεις βασικούς τύπους από behaviours. One-shot behaviours: Ολοκληρώνονται αμέσως και η action() μέθοδός τους εκτελείται μόνο μία φορά. Η jade.core.behaviours.oneshotbehaviour κλάση υλοποιεί ήδη την done() μέθοδο επιστρέφοντας true και μπορεί να κληρονομεί κλάσεις ώστε να υλοποιεί one-shot behaviours. Στο παρακάτω παράδειγμα η λειτουργία Χ εκτελείται μόνο μία φορά. 94

95 Κυκλικά Behaviours: Δεν ολοκληρώνονται ποτέ και η action() μέθοδός τους εκτελεί τις ίδιες λειτουργίες κάθε φορά που καλείται. Η jade.core.behaviours.cyclicbehaviour κλάση υλοποιεί ήδη την done() μέθοδο επιστρέφοντας false και μπορεί να κληρονομεί κλάσεις ώστε να υλοποιεί κυκλικά behaviours. Στο παρακάτω παράδειγμα η λειτουργία Υ εκτελείται επαναληπτικά για πάντα. Γενετικά Behaviours: Ενσωματώνουν μία κατάσταση και εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες ανάλογα με την κατάσταση. Ολοκληρώνονται όταν ικανοποιηθεί μία συνθήκη. Το Jade παρέχει τη δυνατότητα συνδυασμού απλών behaviours για τη δημιουργία πιο πολύπλοκων. Παρέχει επιπλέον δύο έτοιμες κλάσεις (στη βιβλιοθήκη jade.core.behaviours) με τις οποίες είναι ευκολότερη η υλοποίηση behaviours που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες σε συγκεκριμένες στιγμές. Η WakerBehaviour κλάση στην οποία έχουν ήδη υλοποιηθεί οι action() και done() μέθοδοι με τέτοιο τρόπο ώστε να εκτελείται η handleelapsedtimeout() αφηρημένη μέθοδος μετά τη λήξη ενός συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος (καθορίζεται στον constructor). Αφού εκτελεστεί η handleelapsedtimeout() μέθοδος το behaviour ολοκληρώνεται. Στο παρακάτω παράδειγμα η λειτουργία Χ εκτελείται 10 δευτερόλεπτα μετά την εκτύπωση του μηνύματος. Η TicketBehaviour κλάση στην οποία έχουν ήδη υλοποιηθεί οι action() και done() μέθοδοι με τέτοιο τρόπο ώστε να εκτελείται η ontick() 95

96 αφηρημένη μέθοδος επαναληπτικά περιμένοντας ένα χρονικό διάστημα (καθορίζεται στον constructor) μετά από κάθε εκτέλεση. Στο παρακάτω παράδειγμα η λειτουργία Υ εκτελείται περιοδικά κάθε 10 δευτερόλεπτα. 7.5 Επικοινωνία Agent Μία από τις βασικότερες λειτουργίες που παρέχουν οι Jade agents είναι η δυνατότητα επικοινωνίας. Το επικοινωνιακό πρότυπο που ακολουθείται είναι η ασύγχρονη αποστολή μηνυμάτων (Σχήμα 7.3). Κάθε agent έχει μια ουρά μηνυμάτων στην οποία το Jade περιβάλλον εκτέλεσης παραδίδει μηνύματα τα οποία έχουν σταλεί από άλλους agents. Όποτε παραδίδεται μήνυμα στην ουρά ενημερώνεται και ο agentπαραλήπτης. Το πότε ο agent θα πάρει το μήνυμα από την ουρά για να το επεξεργαστεί εξαρτάται από τον προγραμματιστή. Σχήμα 7.3 Το πρότυπο της ασύγχρονης αποστολής μηνυμάτων στο Jade Τα μηνύματα που ανταλλάσουν οι agents έχουν μορφή που βασίζεται στην ACL γλώσσα η οποία έχει καθοριστεί από το FIPA πρότυπο. Η μορφή αυτή συνίσταται από ορισμένα πεδία και συγκεκριμένα: Τον αποστολέα του μηνύματος Τη λίστα των παραληπτών 96

97 Τον σκοπό της επικοινωνίας, υποδεικνύοντας το λόγο για τον οποίο ο αποστολέας στέλνει το μήνυμα. Ο σκοπός του μηνύματος μπορεί να είναι μία αίτηση (REQUEST), εάν ο αποστολέας επιθυμεί από τον παραλήπτη να εκτελέσει μια εργασία, ενημέρωση (INFORM), εάν ο αποστολέας επιθυμεί από τον παραλήπτη να γνωρίζει ένα γεγονός, έλεγχος_κατάστασης (QUERY_IF), εφόσον ο αποστολέας θέλει να γνωρίζει εάν μια συνθήκη ικανοποιείται και άλλες περιπτώσεις (π.χ. CFCcall for proposal. PROPOSE, ACCEPT_PROPOSAL, REJECT_PROPOSAL). Το περιεχόμενο, δηλαδή την πληροφορία που περιέχεται στο μήνυμα Τη γλώσσα του μηνύματος, δηλαδή το συντακτικό που χρησιμοποιείται για την περιγραφή του περιεχομένου (ο αποστολέας και ο παραλήπτης πρέπει να μπορούν να κωδικοποιούν και να αναλύουν τις εκφράσεις σύμφωνα με το συντακτικό για να είναι η επικοινωνία αποδοτική). Την οντολογία, δηλαδή το λεξιλόγιο των συμβόλων που χρησιμοποιούνται στο περιεχόμενο και τη σημασία τους (ο αποστολέας και ο παραλήπτης πρέπει να αποδίδουν την ίδια σημασία στα σύμβολα για να είναι η επικοινωνία αποδοτική). Ορισμένα πεδία που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο ποικίλων ταυτόχρονων επικοινωνιών και για τον καθορισμό χρονικών διαστημάτων λήψης μίας απάντησης όπως conservation-id, reply-with, reply-to, replyby. Ένα μήνυμα στο Jade υλοποιείται σαν αντικείμενο της κλάσης jade.lang.acl.aclmessage η οποία παρέχει get και set μεθόδους για τη διαχείριση όλων των πεδίων του μηνύματος Αποστολή και Λήψη ACL Μηνυμάτων Για την αποστολή μηνύματος σε έναν άλλο agent αρκεί να γεμίσουμε τα πεδία του ACLMessage αντικειμένου και στη συνέχεια να καλέσουμε την send() μέθοδο της Agent κλάσης. Ο παρακάτω κώδικας ενημερώνει έναν agent του οποίου το συνθηματικό είναι Peter ότι σήμερα βρέχει. 97

98 Το Jade περιβάλλον εκτέλεσης αυτόματα στέλνει μηνύματα στην ουρά μηνυμάτων του παραλήπτη αμέσως μόλις φθάσουν. Ο agent μπορεί να συλλέξει μηνύματα από την ουρά μέσω της receive() μεθόδου. Η μέθοδος αυτή επιστρέφει το πρώτο μήνυμα της ουράς (αφαιρώντας το από την ουρά) ή null σε περίπτωση που η ουρά είναι άδεια. 98

Ηλεκτρονική Μάθηση & Συστήματα που τη διαχειρίζονται

Ηλεκτρονική Μάθηση & Συστήματα που τη διαχειρίζονται Κύκλος Εκπαίδευσης «Συστήματα Ηλεκτρονικής Μάθησης & Ηλεκτρονική Αξιολόγηση» Ηλεκτρονική Μάθηση & Συστήματα που τη διαχειρίζονται Κατερίνα Γεωργούλη ΤΕΙ Αθήνας Μονάδα Αριστείας ΕΛ/ΛΑΚ ΤΕΙ Αθήνας Στόχοι

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΟΔΗΓΟΣ E-LEARNING

ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΟΔΗΓΟΣ E-LEARNING ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΑΘΗΝΑ 2014 1 1. Τι είναι το e-learning; Το e-learning, η ηλεκτρονική μάθηση, είναι μια διαδικασία μάθησης και ταυτόχρονα μια μεθοδολογία εξ αποστάσεως εκπαίδευσης

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο -ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο -ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο -ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η έρευνα αυτή στοχεύει στη διερεύνηση της επίδρασης μιας νέας μεθόδου διδασκαλίας και μάθησης -μέσα σε ένα περιβάλλον λογισμικού Η/Υ- στην ενίσχυση της εννοιολογικής μάθησης

Διαβάστε περισσότερα

Σκοπός του έργου. και η πιλοτική λειτουργία ενός ολοκληρωμένου δικτύου σχολείων

Σκοπός του έργου. και η πιλοτική λειτουργία ενός ολοκληρωμένου δικτύου σχολείων Σκοπός του έργου Σκοπός του έργου είναι, σε γενικές γραμμές, οσχεδιασμός, ηανάπτυξη και η πιλοτική λειτουργία ενός ολοκληρωμένου δικτύου σχολείων αποτελούμενου από 3 σχολικά εργαστήρια - με ενσωμάτωση

Διαβάστε περισσότερα

Γεωργική Εκπαίδευση και Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης

Γεωργική Εκπαίδευση και Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γεωργική Εκπαίδευση και Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης Ενότητα 1: Δια Βίου Επαγγελματική Κατάρτιση Αφροδίτη Παπαδάκη-Κλαυδιανού Άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Πως το e-learning συμβάλει στην υποστήριξη της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης

Πως το e-learning συμβάλει στην υποστήριξη της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης Πως το e-learning συμβάλει στην υποστήριξη της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης Κων/νος Φαρμάκης 2006-2007 e-learning Ορισμοί Η προσφορά εκπαιδευτικών υπηρεσιών ή μαθημάτων - μέσω του Internet ήμέσωτωνεταιρικώνintranets

Διαβάστε περισσότερα

Συνεχής επιμόρφωση χωρίς φραγμούς

Συνεχής επιμόρφωση χωρίς φραγμούς Συνεχής επιμόρφωση χωρίς φραγμούς Ζούμε στην περίοδο όπου η διαρκής επιμόρφωση έχει γίνει απαραίτητη. Τόσο οι προσωπικές όσο και οι επαγγελματικές ανάγκες για γνώσεις και επαγγελματικά εφόδια, σε συνδυασμό

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακό Σχολείο 2.0. Βασικές έννοιες Υποδομές Ηλεκτρονική Μάθηση Διαχείριση Ηλεκτρονικής Τάξης Οργάνωση Ηλεκτρονικού Μαθήματος

Ψηφιακό Σχολείο 2.0. Βασικές έννοιες Υποδομές Ηλεκτρονική Μάθηση Διαχείριση Ηλεκτρονικής Τάξης Οργάνωση Ηλεκτρονικού Μαθήματος Βασικές έννοιες Υποδομές Ηλεκτρονική Μάθηση Διαχείριση Ηλεκτρονικής Τάξης Οργάνωση Ηλεκτρονικού Μαθήματος Βασικές έννοιες Υποδομές H ενσωμάτωση των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνίας (ΤΠΕ) στην

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνική αναφορά «Τηλεκπαίδευση» Έργο: «Προηγμένες υπηρεσίες ηλεκτρονικής μάθησης στο ΤΕΙ Λάρισας»

Τεχνική αναφορά «Τηλεκπαίδευση» Έργο: «Προηγμένες υπηρεσίες ηλεκτρονικής μάθησης στο ΤΕΙ Λάρισας» Τεχνική αναφορά «Τηλεκπαίδευση» Έργο: «Προηγμένες υπηρεσίες ηλεκτρονικής μάθησης στο ΤΕΙ Λάρισας» Κυριακή Μπαλτά Βιβλιοθηκονόμος-Τεχνολόγος Εκπαίδευσης Λάρισα Φεβρουάριος 2006 Εισαγωγή Η παρούσα τεχνική

Διαβάστε περισσότερα

Είδη Groupware. Λογισμικό Συνεργασίας Ομάδων (Groupware) Λογισμικό Groupware. Υπάρχουν διάφορα είδη groupware ανάλογα με το αν οι χρήστες εργάζονται:

Είδη Groupware. Λογισμικό Συνεργασίας Ομάδων (Groupware) Λογισμικό Groupware. Υπάρχουν διάφορα είδη groupware ανάλογα με το αν οι χρήστες εργάζονται: Μάθημα 10 Συστήματα Διάχυσης και Διαχείρισης Γνώσης Chapter 10 Knowledge Transfer In The E-world Chapter 13 Knowledge Management Tools and Knowledge Portals Συστήματα Διάχυσης και Διαχείρισης Γνώσης Λογισμικό

Διαβάστε περισσότερα

Η αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και

Η αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και Η αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Τριτοβάθμια Εκπαίδευση Μένη Τσιτουρίδου Τμήμα Επιστημών Προσχολικής Αγωγής και Εκπαίδευσης Παιδαγωγική Σχολή Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Α_ΤΕΤΡΑΜ_ ΕΣΠΕΡΙΝΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΡΙΣΑΣ. ΘΕΜΑ: E-LEARNING Αντζελα Πιετρη-Αριστελα Γκιονι ESPERINO LYKEIO LARISAS

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Α_ΤΕΤΡΑΜ_ ΕΣΠΕΡΙΝΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΡΙΣΑΣ. ΘΕΜΑ: E-LEARNING Αντζελα Πιετρη-Αριστελα Γκιονι ESPERINO LYKEIO LARISAS ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Α_ΤΕΤΡΑΜ_2014-15 ΕΣΠΕΡΙΝΟ ΛΥΚΕΙΟ ΛΑΡΙΣΑΣ ΘΕΜΑ: E-LEARNING Αντζελα Πιετρη-Αριστελα Γκιονι ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση είναι μια μόνιμη αλλαγή στη συμπεριφορά του ατόμου, η οποία είναι αποτέλεσμα εμπειρίας

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1: Τι είναι το e-learning

Κεφάλαιο 1: Τι είναι το e-learning Κεφάλαιο 1: Τι είναι το e-learning 1.1. Τι είναι το e-learning 1.2. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του e-learning 1.3. Δραστηριότητες στο διεθνή χώρο 1.4. Η υπάρχουσα κατάσταση στην Ελλάδα 1.5. Η απαιτούμενη

Διαβάστε περισσότερα

Αξιοποίηση κοινωνικών δικτύων στην εκπαίδευση Αλέξης Χαραλαμπίδης Γραφικές Τέχνες / Πολυμέσα Ενότητα Ιανουαρίου 2015

Αξιοποίηση κοινωνικών δικτύων στην εκπαίδευση Αλέξης Χαραλαμπίδης Γραφικές Τέχνες / Πολυμέσα Ενότητα Ιανουαρίου 2015 Αξιοποίηση κοινωνικών δικτύων στην εκπαίδευση Αλέξης Χαραλαμπίδης 90279 Γραφικές Τέχνες / Πολυμέσα Ενότητα 61 18 Ιανουαρίου 2015 Web 2.0 Ενσωμάτωση στις εφαρμογές του παγκόσμιου ιστού (www) στοιχείων:

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΟΙΝΩΝΙΚΗΣ ΔΙΚΤΥΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΟΙΝΩΝΙΚΗΣ ΔΙΚΤΥΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΟΙΝΩΝΙΚΗΣ ΔΙΚΤΥΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Κιουτσιούκη Δήμητρα, 485 Τελική δραστηριότητα Φάση 1 :Ατομική μελέτη 1. Πώς θα περιγράφατε το ρόλο της τεχνολογίας στην εκπαιδευτική καινοτομία; Οι Web

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Μάθηση και Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση

Ηλεκτρονική Μάθηση και Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση Ε.Κ.Δ.Δ.Α. Ινστιτούτο Επιμόρφωσης ΕΞ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΣΤΗΝ ΗΓΕΣΙΑ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Ηλεκτρονική Μάθηση και Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση Κωνσταντίνος Καλτσάς Σχολικός Σύμβουλος Δ.Ε. kaltsask@gmail.com

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση και Ανάπτυξη Ιστότοπων

Σχεδίαση και Ανάπτυξη Ιστότοπων Σχεδίαση και Ανάπτυξη Ιστότοπων Ιστορική Εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού Παρουσίαση 1 η 1 Βελώνης Γεώργιος Καθηγητής Περιεχόμενα Τι είναι το Διαδίκτυο Βασικές Υπηρεσίες Διαδικτύου Προηγμένες Υπηρεσίες Διαδικτύου

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές Εκπαιδευτικού Λογισμικού για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση

Εφαρμογές Εκπαιδευτικού Λογισμικού για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Εφαρμογές Εκπαιδευτικού Λογισμικού για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Μαρία Καραβελάκη-Καπλάνη, M.Sc. INTE*LEARN Αγν.Στρατιώτη 46 176 73 Καλλιθέα τηλ. 95 91 853, fax. 95 72 098 E-mail: intelrn@prometheus.hol.gr

Διαβάστε περισσότερα

Τα Διδακτικά Σενάρια και οι Προδιαγραφές τους. του Σταύρου Κοκκαλίδη. Μαθηματικού

Τα Διδακτικά Σενάρια και οι Προδιαγραφές τους. του Σταύρου Κοκκαλίδη. Μαθηματικού Τα Διδακτικά Σενάρια και οι Προδιαγραφές τους του Σταύρου Κοκκαλίδη Μαθηματικού Διευθυντή του Γυμνασίου Αρχαγγέλου Ρόδου-Εκπαιδευτή Στα προγράμματα Β Επιπέδου στις ΤΠΕ Ορισμός της έννοιας του σεναρίου.

Διαβάστε περισσότερα

e-corporate Academies Corporate Workflow, Πύλη Μάθησης και Ηλεκτρονική Εκπαίδευση

e-corporate Academies Corporate Workflow, Πύλη Μάθησης και Ηλεκτρονική Εκπαίδευση e-corporate Academies Corporate Workflow, Πύλη Μάθησης και Ηλεκτρονική Εκπαίδευση 8/5/2014 1/5 1. Είναι γεγονός ότι οι εταιρείες εξελίσσονται, αυξάνοντας ταυτόχρονα την Εταιρική τους Γνώση, γνωστή επίσης

Διαβάστε περισσότερα

Web 1.0, Web 2.0, Σύγχρονη Μάθηση από Απόσταση

Web 1.0, Web 2.0, Σύγχρονη Μάθηση από Απόσταση Τεχνολογίες Πρόσβασης στη Μάθηση Web 1.0, Web 2.0, Σύγχρονη Μάθηση από Απόσταση Χαρίκλεια Τσαλαπάτα 8/11/2012 Μέχρι Στιγμής Αναφερθήκαμε σε Σχεδιασμό μαθησιακής διαδικασίας Μαθησιακά πλάνα Νέες μεθοδολογίες

Διαβάστε περισσότερα

Ψυχαγωγικό Λογισμικό

Ψυχαγωγικό Λογισμικό Ψυχαγωγικό Λογισμικό Δομή Μαθήματος, Περιεχόμενα, Στόχοι Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Πληροφορικής, Ιόνιο Πανεπιστήμιο, Τμήμα Πληροφορικής, Κωνσταντίνος Οικονόμου, Επίκουρος Καθηγητής Βασίλειος Κομιανός,

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΚΤΙΚΉ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΏΝ

ΔΙΔΑΚΤΙΚΉ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΏΝ ΔΙΔΑΚΤΙΚΉ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΏΝ 2. Εκπαιδευτικό Λογισμικό για τα Μαθηματικά 2.1 Κύρια χαρακτηριστικά του εκπαιδευτικού λογισμικού για την Διδακτική των Μαθηματικών 2.2 Κατηγορίες εκπαιδευτικού λογισμικού για

Διαβάστε περισσότερα

Επέκταση Υπηρεσιών Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης και Δικτυακής πύλης για το ΕΛ/ΛΑΚ του Πανελλήνιου Σχολικού Δικτύου

Επέκταση Υπηρεσιών Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης και Δικτυακής πύλης για το ΕΛ/ΛΑΚ του Πανελλήνιου Σχολικού Δικτύου http:// e-learning.sch.gr http://opensoft.sch.gr Επέκταση Υπηρεσιών Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης και Δικτυακής πύλης για το ΕΛ/ΛΑΚ του Πανελλήνιου Σχολικού Δικτύου Καθηγητής Κωνσταντίνος Μαργαρίτης Πανεπιστήμιο

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου

Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου Καθηγήτρια ΦΕΡΦΥΡΗ ΣΩΤΗΡΙΑ Τμήμα ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΞΥΛΟΥ - ΕΠΙΠΛΟΥ Σχεδιαστικά Προγράμματα Επίπλου Η σχεδίαση με τον παραδοσιακό τρόπο απαιτεί αυξημένο χρόνο, ενώ

Διαβάστε περισσότερα

Τσικολάτας Α. (2011) Οι ΤΠΕ ως Εκπαιδευτικό Εργαλείο στην Ειδική Αγωγή. Αθήνα

Τσικολάτας Α. (2011) Οι ΤΠΕ ως Εκπαιδευτικό Εργαλείο στην Ειδική Αγωγή. Αθήνα Οι ΤΠΕ ως Εκπαιδευτικό Εργαλείο στην Ειδική Αγωγή Τσικολάτας Αλέξανδρος Αναπληρωτής Καθηγητής, ΕΕΕΕΚ Παμμακαρίστου, tsikoman@hotmail.com Περίληψη Στην παρούσα εργασία γίνεται διαπραγμάτευση του ρόλου των

Διαβάστε περισσότερα

Θέμα εργασίας : η εκπαίδευση μέσα από τις δυνατότητες και τα μέσα του Παγκοσμίου Πληροφοριακού Ιστού και τα οφέλη τα οποία αποκομίζονται

Θέμα εργασίας : η εκπαίδευση μέσα από τις δυνατότητες και τα μέσα του Παγκοσμίου Πληροφοριακού Ιστού και τα οφέλη τα οποία αποκομίζονται Θέμα εργασίας : η εκπαίδευση μέσα από τις δυνατότητες και τα μέσα του Παγκοσμίου Πληροφοριακού Ιστού και τα οφέλη τα οποία αποκομίζονται Στόχος ομάδας : η διερεύνηση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι νέες

Διαβάστε περισσότερα

Νέες Τεχνολογίες Και Εκπαίδευση. Πωςοινέεςτεχνολογίες Εµπλέκονται στην εκπαίδευση; Γιάννης Καµπουρέλης

Νέες Τεχνολογίες Και Εκπαίδευση. Πωςοινέεςτεχνολογίες Εµπλέκονται στην εκπαίδευση; Γιάννης Καµπουρέλης Νέες Τεχνολογίες Και Εκπαίδευση Πωςοινέεςτεχνολογίες Εµπλέκονται στην εκπαίδευση; 1 Νέες Τεχνολογίες & Εκπαίδευση Το µέλλον των κοινωνιών καθορίζεται πάντα από την ικανότητά µας να αξιοποιούµε τηγνώσηκαιτηνεµπειρία

Διαβάστε περισσότερα

Eκπαίδευση Εκπαιδευτών Ενηλίκων & Δία Βίου Μάθηση

Eκπαίδευση Εκπαιδευτών Ενηλίκων & Δία Βίου Μάθηση Πρόγραμμα Eξ Aποστάσεως Eκπαίδευσης (E learning) Eκπαίδευση Εκπαιδευτών Ενηλίκων & Δία Βίου Μάθηση Οδηγός Σπουδών Το πρόγραμμα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης ( e-learning ) του Πανεπιστημίου Πειραιά του Τμήματος

Διαβάστε περισσότερα

Διαδίκτυο: δίκτυο διασυνδεμένων δικτύων Ξεκίνησε ως ένα μικρό κλειστό στρατιωτικό δίκτυο, απόρροια του Ψυχρού Πολέμου μεταξύ ΗΠΑ και ΕΣΣΔ.

Διαδίκτυο: δίκτυο διασυνδεμένων δικτύων Ξεκίνησε ως ένα μικρό κλειστό στρατιωτικό δίκτυο, απόρροια του Ψυχρού Πολέμου μεταξύ ΗΠΑ και ΕΣΣΔ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Διαδίκτυο: δίκτυο διασυνδεμένων δικτύων Ξεκίνησε ως ένα μικρό κλειστό στρατιωτικό δίκτυο, απόρροια του Ψυχρού Πολέμου μεταξύ ΗΠΑ και ΕΣΣΔ. Το 1966 αρχίζει ο σχεδιασμός του ARPANET, του πρώτου

Διαβάστε περισσότερα

3 βήματα για την ένταξη των ΤΠΕ: 1. Εμπλουτισμός 2. Δραστηριότητα 3. Σενάριο Πέτρος Κλιάπης-Όλγα Κασσώτη Επιμόρφωση εκπαιδευτικών

3 βήματα για την ένταξη των ΤΠΕ: 1. Εμπλουτισμός 2. Δραστηριότητα 3. Σενάριο Πέτρος Κλιάπης-Όλγα Κασσώτη Επιμόρφωση εκπαιδευτικών 3 βήματα για την ένταξη των ΤΠΕ: 1. Εμπλουτισμός 2. Δραστηριότητα 3. Σενάριο Πέτρος Κλιάπης-Όλγα Κασσώτη Επιμόρφωση εκπαιδευτικών Παρουσίαση βασισμένη στο κείμενο: «Προδιαγραφές ψηφιακής διαμόρφωσης των

Διαβάστε περισσότερα

Από τη σχολική συμβατική τάξη στο νέο υβριδικό μαθησιακό περιβάλλον: εκπαίδευση από απόσταση για συνεργασία και μάθηση

Από τη σχολική συμβατική τάξη στο νέο υβριδικό μαθησιακό περιβάλλον: εκπαίδευση από απόσταση για συνεργασία και μάθηση Από τη σχολική συμβατική τάξη στο νέο υβριδικό μαθησιακό περιβάλλον: εκπαίδευση από απόσταση για συνεργασία και μάθηση Δρ Κώστας Χαμπιαούρης Επιθεωρητής Δημοτικής Εκπαίδευσης Συντονιστής Άξονα Αναλυτικών

Διαβάστε περισσότερα

Ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη

Ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη ΣΦΑΙΡΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ Αχιλλέας Καμέας Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο & Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών Ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη 2 1 Mobile devices / tablets 3 Μικρές, φορητές συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητες Γ3.1 - Γ3.2 - Γ3.3

Ενότητες Γ3.1 - Γ3.2 - Γ3.3 Ενότητες Γ3.1 - Γ3.2 - Γ3.3 3.1 Τo διαδίκτυο ως πηγή πληροφοριών 3.2 Αξιοποίηση- αξιολόγηση ιστοσελίδων, ιστοχώρων και πυλών 3.3 Σχεδίαση μαθημάτων με τη χρήση του διαδικτύου To Διαδίκτυο ως πηγή πληροφοριών

Διαβάστε περισσότερα

723 Τεχνολογίας Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών ΤΕΙ Λάρισας

723 Τεχνολογίας Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών ΤΕΙ Λάρισας 723 Τεχνολογίας Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών ΤΕΙ Λάρισας Το Τμήμα Τεχνολογίας Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του ΤΕΙ Λάρισας ιδρύθηκε με το Προεδρικό Διάταγμα 200/1999 (ΦΕΚ 179 06/09/99), με πρώτο

Διαβάστε περισσότερα

2 η Ενότητα: Τεχνολογίες Ηλεκτρονικής Μάθησης

2 η Ενότητα: Τεχνολογίες Ηλεκτρονικής Μάθησης Ηλεκτρονική Μάθηση Θεωρητικές προσεγγίσεις και εκπαιδευτικοί σχεδιασμοί Αθανάσιος Τζιμογιάννης ajimoyia@uop.gr Τμήμα Κοινωνικής & Εκπαιδευτικής Πολιτικής Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου Ενότητα 2: Τεχνολογίες

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Τηλεκπαίδευσης

Συστήματα Τηλεκπαίδευσης Συστήματα Τηλεκπαίδευσης Εισαγωγή στα Συστήματα Τηλεκπαίδευσης Λεωνίδας Φραγγίδης fragidis@teicm.gr Στόχοι Μαθήματος Εξοικείωση με τους ρόλους μίας Πλατφόρμας Ασύγχρονης Εκπαίδευσης Διαχειριστής 2 Εγκατάσταση

Διαβάστε περισσότερα

2018 / 19 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

2018 / 19 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 2018 / 19 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 2 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Εκπαιδευτική Τεχνολογία - Πολυμέσα. Ελένη Περιστέρη, Msc, PhD

Εκπαιδευτική Τεχνολογία - Πολυμέσα. Ελένη Περιστέρη, Msc, PhD Εκπαιδευτική Τεχνολογία - Πολυμέσα Ελένη Περιστέρη, Msc, PhD Τι είναι η «Εκπαιδευτική Τεχνολογία» (1) Εκπαιδευτική Τεχνολογία είναι «η εφαρμογή τεχνολογικών διαδικασιών και εργαλείων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΟΙΚΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ. ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ E-learning Εκπαίδευση

ΑΝΟΙΚΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ. ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ E-learning Εκπαίδευση ΑΝΟΙΚΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ E-learning Εκπαίδευση ΟΔΗΓΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ 2009-2010 ΤΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ Το Ανοικτό Ίδρυμα Εκπαίδευσης είναι ένα

Διαβάστε περισσότερα

GUnet eclass 1.7 Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης

GUnet eclass 1.7 Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης GUnet eclass 1.7 Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Περιγραφή Πλατφόρμας Η πλατφόρμα eclass είναι ένα ολοκληρωμένο Σύστημα Διαχείρισης Ηλεκτρονικών Μαθημάτων και αποτελεί την πρόταση του Ακαδημαϊκού Διαδικτύου

Διαβάστε περισσότερα

Η Ασύγχρονη Τηλεκπαίδευση και εκπαιδευτική διαδικασία. Κώστας Τσιμπάνης. Κέντρο Λειτουργίας Διαχείρισης Δικτύου. Ομάδα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης

Η Ασύγχρονη Τηλεκπαίδευση και εκπαιδευτική διαδικασία. Κώστας Τσιμπάνης. Κέντρο Λειτουργίας Διαχείρισης Δικτύου. Ομάδα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Α σ ύ γ χ ρ ο ν η Τ η λ ε κ π α ί δ ε υ σ η κ α ι Ε κ π α ι δ ε υ τ ι κ ή Δ ι α δ ι κ α σ ί α Τίτλος Η Ασύγχρονη Τηλεκπαίδευση και εκπαιδευτική διαδικασία Κώστας Τσιμπάνης Στοιχεία Συντάκτη Κέντρο Λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

Εκπαιδευτικό σεμινάριο για το διδακτικό προσωπικό του ΑΤΕΙ Λάρισας

Εκπαιδευτικό σεμινάριο για το διδακτικό προσωπικό του ΑΤΕΙ Λάρισας Εκπαιδευτικό σεμινάριο για το διδακτικό προσωπικό του ΑΤΕΙ Λάρισας Κυριακή Μπαλτά Βιβλιοθηκονόμος-Τεχνολόγος εκπαίδευσης Πανεπιστήμιο Μακεδονίας - Βιβλιοθήκη Λάρισα Φεβρουάριος 2006 Εξ αποστάσεως εκπαίδευση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΙΑΙΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΕΝΙΑΙΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΙΣΧΥΕΙ ΚΑΤΑ ΤΟ ΜΕΡΟΣ ΠΟΥ ΑΦΟΡΑ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΙΣΧΥΟΥΝ ΤΟ ΔΕΠΠΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΟΛΥΜΕΣΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΕ ΘΕΜΑ : MORPHING ΚΑΙ ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ

ΘΕΜΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΟΛΥΜΕΣΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΕ ΘΕΜΑ : MORPHING ΚΑΙ ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΘΕΜΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΟΛΥΜΕΣΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΕ ΘΕΜΑ : MORPHING ΚΑΙ ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ MORPHING ΚΑΙ VR ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΕΣ: ΜΗΤΣΙΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΙΔΟΥ ΝΙΚΗ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΜΑÏΡΓΙΩΤΗΣ ΑΝΤΩΝΗΣ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΥΜΕΣΑ Κλάδος

Διαβάστε περισσότερα

Διαχείριση Ειδοποιήσεων με Κινητές Συσκευές

Διαχείριση Ειδοποιήσεων με Κινητές Συσκευές Διαχείριση Ειδοποιήσεων με Κινητές Συσκευές Λαμπαδαρίδης Αντώνιος el04148@mail.ntua.gr Διπλωματική εργασία στο Εργαστήριο Συστημάτων Βάσεων Γνώσεων και Δεδομένων Επιβλέπων: Καθηγητής Τ. Σελλής Περίληψη

Διαβάστε περισσότερα

ΟΔΗΓΟΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΟΥ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ

ΟΔΗΓΟΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΟΥ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ ΟΔΗΓΟΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΟΥ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟΥ «Προσβασιμότητα στην εκπαίδευση και κατάρτιση μετά το σχολείο» ΤΜΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΩΣ 1 Περιεχόμενα Περιεχόμενα... 2 1. Εισαγωγή... 3 2. Σκοπός

Διαβάστε περισσότερα

Ερευνητική Καινοτομία και Δημιουργικότητα

Ερευνητική Καινοτομία και Δημιουργικότητα Ερευνητική Καινοτομία και Δημιουργικότητα Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Η E - E M P L O Y ER S Ο Μ Α Δ Α 9 M I D N I G H T _ E X P R E S S Σ Κ Ο Υ Λ Η Κ Α Ρ Η Α Ρ Ι Α Δ Ν Η Π Ο Λ Υ Μ Ε Ρ Ο Π Ο Υ Λ Ο Υ Κ Ω Ν Σ Τ Α Ν Τ

Διαβάστε περισσότερα

Προσφερόμενα Διπλώματα (Προσφερόμενοι Τίτλοι)

Προσφερόμενα Διπλώματα (Προσφερόμενοι Τίτλοι) Εισαγωγή Το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Κύπρου προσφέρει ολοκληρωμένα προπτυχιακά και μεταπτυχιακά προγράμματα σπουδών στους κλάδους του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού

Διαβάστε περισσότερα

ΕΚΠΑ η-τάξη Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης

ΕΚΠΑ η-τάξη Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης ΕΚΠΑ η-τάξη Πλατφόρμα Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Περιγραφή Πλατφόρμας Η πλατφόρμα η-τάξη είναι ένα ολοκληρωμένο Σύστημα Διαχείρισης Ηλεκτρονικών Μαθημάτων και υποστηρίζει την Υπηρεσία Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης

Διαβάστε περισσότερα

Σας απασχολεί το Φ.Π.Α.;

Σας απασχολεί το Φ.Π.Α.; Πλατφόρμα Τηλεκπαίδευση Εκπαίδευση Γραφιστικές Εφαρμογές Κατασκευή Ιστοσελίδων Σας απασχολεί το Φ.Π.Α.; ανησυχείτε για τη νέα σεζόν... Φ.Π.Α. Η διαρκώς επιδεινούμενη οικονομική κατάσταση των ελλήνων και

Διαβάστε περισσότερα

ΣΠΟΥΔΩΝ 2010 ΟΔΗΓΟΣ ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

ΣΠΟΥΔΩΝ 2010 ΟΔΗΓΟΣ ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΟΔΗΓΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ 2010 10-2011 ΤΑΧΥΡΥΘΜΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΗΣ & ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ Το Ανοικτό Ίδρυμα Εκπαίδευσης είναι ένα σύγχρονο εκπαιδευτήριο προσανατολισμένο στην

Διαβάστε περισσότερα

The Use of the MOODLE Platform in Writing Activities. Δέσποινα Παπαγγελή Σχολική Σύμβουλος Β Αθήνας despap@otenet.gr

The Use of the MOODLE Platform in Writing Activities. Δέσποινα Παπαγγελή Σχολική Σύμβουλος Β Αθήνας despap@otenet.gr The Use of the MOODLE Platform in Writing Activities Δέσποινα Παπαγγελή Σχολική Σύμβουλος Β Αθήνας despap@otenet.gr MOODLE Modular Object- Oriented Dynamic Learning Environment 2 What is Online σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΕΞ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΕΞ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΓΕΝΙΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΕΞ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ 2013 Εισαγωγή Σε ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο και ιδιαιτέρα ανταγωνιστικό εκπαιδευτικό περιβάλλον, η δια βίου μάθηση

Διαβάστε περισσότερα

215 Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πάτρας

215 Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πάτρας 215 Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πάτρας Το Τμήμα ασχολείται με τη διδασκαλία και την έρευνα στην επιστήμη και τεχνολογία των υπολογιστών και τη μελέτη των εφαρμογών τους. Το Τμήμα ιδρύθηκε το 1980 (ως

Διαβάστε περισσότερα

5. Η εκπαίδευση στην Κοινωνία της Πληροφορίας

5. Η εκπαίδευση στην Κοινωνία της Πληροφορίας 5. Η εκπαίδευση στην Κοινωνία της Πληροφορίας 5.1 Εισαγωγή 5.2 Τα βασικά χαρακτηριστικά της συντελούμενης αλλαγής 5.3 Οι νέες προτεραιότητες 5.4 Τα συστατικά στοιχεία του νέου εκπαιδευτικού περιβάλλοντος

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΠΟΛΥΜΕΣΑ- ΔΙΚΤΥΑ ΚΥΚΛΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΠΟΛΥΜΕΣΑ- ΔΙΚΤΥΑ ΚΥΚΛΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΕΘΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΠΟΛΥΜΕΣΑ- ΔΙΚΤΥΑ ΚΥΚΛΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ Μάρτιος 1998 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το

Διαβάστε περισσότερα

Οι Τομείς (κατευθύνσεις ειδικότητας) του Τμήματος Πληροφορικής & Επικοινωνιών είναι:

Οι Τομείς (κατευθύνσεις ειδικότητας) του Τμήματος Πληροφορικής & Επικοινωνιών είναι: Ακαδημαϊκή οργάνωση του Τμήματος Το Τμήμα Πληροφορικής και Επικοινωνιών είναι οργανωμένο ακαδημαϊκά σε τρεις Τομείς (κατευθύνσεις) με στόχο την εξειδίκευση των σπουδαστών σε ειδικότητες ανάλογες με τις

Διαβάστε περισσότερα

Π ε ρ ι ε χ ό μ ε ν α

Π ε ρ ι ε χ ό μ ε ν α Π ε ρ ι ε χ ό μ ε ν α Πρόλογος...7 Πρόλογος Επιμελητή...9 Εισαγωγή Τεχνολογίες για την ανάπτυξη ικανοτήτων...23 Σκοπός του βιβλίου...24 Eνα μοντέλο για την παιδαγωγική χρήση των εργαλείων με γνωστικό δυναμικό...26

Διαβάστε περισσότερα

Τηλε-εργασία εργασία - Έννοια

Τηλε-εργασία εργασία - Έννοια Τηλε-εργασία Τηλε-εργασία εργασία - Έννοια Η τηλεπικοινωνιακή υποδομή αξιοποιείται στη παροχή υπηρεσιών στα πλαίσια εργασιακών δραστηριοτήτων από απόσταση Η τηλε-εργασία πραγματοποιείται : Είτε από το

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα πανταχού παρόντος υπολογιστή σε περιβάλλοντα υβριδικών βιβλιοθηκών

Συστήματα πανταχού παρόντος υπολογιστή σε περιβάλλοντα υβριδικών βιβλιοθηκών Συστήματα πανταχού παρόντος υπολογιστή σε περιβάλλοντα υβριδικών βιβλιοθηκών Βερονίκης Σπύρος Τμήμα Αρχειονομίας- Βιβλιοθηκονομίας, Ιόνιο Πανεπιστήμιο spver@ionio.gr Stoica Adrian Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Τεχνολογίες Κοινωνικής Δικτύωσης στην Εκπαίδευση

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Τεχνολογίες Κοινωνικής Δικτύωσης στην Εκπαίδευση ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τεχνολογίες Κοινωνικής Δικτύωσης στην Εκπαίδευση Ομάδα: Αριστερίδου Δανάη Ελένη (08) Ευαγγελόπουλος Νίκος (670)

Διαβάστε περισσότερα

Εικονικά Περιβάλλοντα Εφαρµογή στη συνεργατική µάθηση

Εικονικά Περιβάλλοντα Εφαρµογή στη συνεργατική µάθηση Συστήµατα Υποστήριξης Συνεργασίας Εικονικά Περιβάλλοντα Εφαρµογή στη συνεργατική µάθηση Θρασύβουλος Τσιάτσος tsiatsos@cti.gr Ερευνητικό Ακαδηµαϊκό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών Ερευνητική Μονάδα 6,

Διαβάστε περισσότερα

Επικοινωνία Ανθρώπου- Υπολογιστή Σχεδίαση Αλληλεπίδρασης Ενότητα: 8 η

Επικοινωνία Ανθρώπου- Υπολογιστή Σχεδίαση Αλληλεπίδρασης Ενότητα: 8 η ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Επικοινωνία Ανθρώπου- Υπολογιστή Σχεδίαση Αλληλεπίδρασης Ενότητα: 8 η Δ.Πολίτης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Εργασία 1 η Ενεργή παρακολούθηση του Διεθνούς Συνεδρίου SCinTE

Διαβάστε περισσότερα

Σύστημα Διαχείρισης, Ελέγχου και Παρακολούθησης Ασθενοφόρων και Περιστατικών

Σύστημα Διαχείρισης, Ελέγχου και Παρακολούθησης Ασθενοφόρων και Περιστατικών Σύστημα Διαχείρισης, Ελέγχου και Παρακολούθησης Ασθενοφόρων και Περιστατικών Η LINK Technologies Α.Ε. ιδρύθηκε το 2002 με στόχο να καταστεί πυρήνας καινοτομικών λύσεων Τηλεματικής αναβαθμίζοντας καθημερινά

Διαβάστε περισσότερα

Πρόγραμμα εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης E-Learning. Συναισθηματική - Διαπροσωπική Νοημοσύνη. E-learning. Οδηγός Σπουδών

Πρόγραμμα εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης E-Learning. Συναισθηματική - Διαπροσωπική Νοημοσύνη. E-learning. Οδηγός Σπουδών Πρόγραμμα εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης E-Learning Συναισθηματική - Διαπροσωπική Νοημοσύνη E-learning Οδηγός Σπουδών Το πρόγραμμα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης ( e-learning ) του Πανεπιστημίου Πειραιά του Τμήματος

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΣΠΟΥΔΩΝ Ακαδημαϊκό Έτος Εγγραφής

Διαβάστε περισσότερα

Υπηρεσία Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Υπηρεσία Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Υπηρεσία Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης Εθνικό & Καποδιστρικό Πανεπιστήμιο Αθηνών ΤΣΙΜΠΑΝΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΕΞΗΝΤΑΡΙΔΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Κέντρο Λειτουργίας και Διαχείρισης Δικτύου ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 1: Πώς να διδάξεις ηλικιωμένους για να χρησιμοποιήσουν τη ψηφιακή τεχνολογία. Ημερομηνία: 15/09/2017. Intellectual Output:

Ενότητα 1: Πώς να διδάξεις ηλικιωμένους για να χρησιμοποιήσουν τη ψηφιακή τεχνολογία. Ημερομηνία: 15/09/2017. Intellectual Output: Τίτλος: Εταίρος: Ενότητα 1: Πώς να διδάξεις ηλικιωμένους για να χρησιμοποιήσουν τη ψηφιακή τεχνολογία SOSU Oestjylland Ημερομηνία: 15/09/2017 Intellectual Output: IO3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ψυχολογικές Πτυχές...2

Διαβάστε περισσότερα

Συστήµατα Τηλεκπαίδευσησ

Συστήµατα Τηλεκπαίδευσησ 1 Συστήµατα Τηλεκπαίδευσησ Τµήµα Διοίκησης Επιχειρήσεων Τει Δυτικής Ελλάδας Μεσολόγγι Δρ. Α. Στεφανή Εισαγωγή (1/2) Ø Διεξαγωγή Μαθήµατος Ø Κάθε Πέµπτη Ø Ύλη: Βιβλίο + Διαφάνειες στο e-class Ø Επικοινωνία:

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Κύκλος Ζωής Εφαρμογών ΕΝΟΤΗΤΑ 2. Εφαρμογές Πληροφορικής. Διδακτικές ενότητες 5.1 Πρόβλημα και υπολογιστής 5.2 Ανάπτυξη εφαρμογών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Κύκλος Ζωής Εφαρμογών ΕΝΟΤΗΤΑ 2. Εφαρμογές Πληροφορικής. Διδακτικές ενότητες 5.1 Πρόβλημα και υπολογιστής 5.2 Ανάπτυξη εφαρμογών 44 Διδακτικές ενότητες 5.1 Πρόβλημα και υπολογιστής 5.2 Ανάπτυξη εφαρμογών Διδακτικοί στόχοι Σκοπός του κεφαλαίου είναι οι μαθητές να κατανοήσουν τα βήματα που ακολουθούνται κατά την ανάπτυξη μιας εφαρμογής.

Διαβάστε περισσότερα

Ησυνδυαστικήαναζήτηση& ο ρόλος της στην εκπαιδευτική διαδικασία: το παράδειγμα του Livesearch

Ησυνδυαστικήαναζήτηση& ο ρόλος της στην εκπαιδευτική διαδικασία: το παράδειγμα του Livesearch Ησυνδυαστικήαναζήτηση& ο ρόλος της στην εκπαιδευτική διαδικασία: το παράδειγμα του Livesearch Κατερίνα Λενάκη, Πόπη Παπαδάκη, Γιάννης Κοσμάς Βιβλιοθήκη Πανεπιστήμιου Κρήτης 1 ο Επιστημονικό Συμπόσιο «Πληροφοριακή

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΣΠΟΥΔΩΝ Ακαδημαϊκό Έτος Εγγραφής

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομένων. Αθανάσιος Σπυριδάκος Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομένων. Αθανάσιος Σπυριδάκος Διοίκηση Επιχειρήσεων ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομένων Αθανάσιος Σπυριδάκος Διοίκηση Επιχειρήσεων Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Κοινωνικοπολιτισμικές. Θεωρίες Μάθησης. & Εκπαιδευτικό Λογισμικό

Κοινωνικοπολιτισμικές. Θεωρίες Μάθησης. & Εκπαιδευτικό Λογισμικό Κοινωνικοπολιτισμικές Θεωρίες Μάθησης & Εκπαιδευτικό Λογισμικό Κοινωνικοπολιτισμικές προσεγγίσεις Η σκέψη αναπτύσσεται (προϊόν οικοδόμησης και αναδόμησης γνώσεων) στα πλαίσια συνεργατικών δραστηριοτήτων

Διαβάστε περισσότερα

E-εκπαίδευση,e-συνεργασία, e-ιατρική. Δρ. Α. Στεφανή Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων

E-εκπαίδευση,e-συνεργασία, e-ιατρική. Δρ. Α. Στεφανή Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων E-εκπαίδευση,e-συνεργασία, e-ιατρική Δρ. Α. Στεφανή Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Εκπαίδευση από απόσταση.. Βασικοί ορισμοί Βασικοί ορισμοί Εξέλιξη Υλοποίηση εφαρμογών εκπαίδευσης από απόσταση Εφαρμόστηκε

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σχεδίαση και Ανάπτυξη εφαρμογής ηλεκτρονικής εκπαίδευσης σε περιβάλλον Διαδικτύου: Υποστήριξη χαρακτηριστικών αξιολόγησης

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σχεδίαση και Ανάπτυξη εφαρμογής ηλεκτρονικής εκπαίδευσης σε περιβάλλον Διαδικτύου: Υποστήριξη χαρακτηριστικών αξιολόγησης ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σχεδίαση και Ανάπτυξη εφαρμογής ηλεκτρονικής εκπαίδευσης σε περιβάλλον Διαδικτύου: Υποστήριξη χαρακτηριστικών αξιολόγησης ΚΑΡΠΑΤΣΗΣ ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΧΡΗΣΤΟΣ ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΧΡ. ΜΠΟΥΡΑΣ Οκτώβριος 2004 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΚΑΙ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ Στόχος της εργασίας Η παρουσίαση των βασικών

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΤΟΥ ΟΡΙΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΤΟΥ ΟΡΙΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗ ΤΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΤΠΕ ΣΤΗ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΡΑΞΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΤΟΥ ΟΡΙΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΟΡΙΟ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΞ ΑΡΙΣΤΕΡΩΝ ΚΑΙ ΕΚ ΔΕΞΙΩΝ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: ΚΟΥΤΙΔΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Έκδοσης 2005 Π. Κεντερλής

Έκδοσης 2005 Π. Κεντερλής Σύστημα «Ηλέκτρα» Το Σύστημα «Ηλέκτρα» αποτελεί μια ολοκληρωμένη διαδικτυακή εφαρμογή διαχείρισης πληροφοριών μαθημάτων και χρηστών. Αναπτύχθηκε εξολοκλήρου από τον εργαστηριακό συνεργάτη Παναγιώτη Κεντερλή

Διαβάστε περισσότερα

ΤΖΙΩΡΤΖΙΩΤΗ ΕΙΡΗΝΗ. Δεκέμβριος 2009

ΤΖΙΩΡΤΖΙΩΤΗ ΕΙΡΗΝΗ. Δεκέμβριος 2009 ΤΖΙΩΡΤΖΙΩΤΗ ΕΙΡΗΝΗ Δεκέμβριος 2009 Πολυμέσα Συνεργατικά συστήματα Κατηγορίες συνεργατικών συστημάτων Συστήματα συνεργασίας Χρονο-χωρική ταξινόμηση Συστήματα υποστήριξης συνεργασίας Ενημερότητα Συνεργατικά

Διαβάστε περισσότερα

To project στην εκπαίδευση

To project στην εκπαίδευση Πρόγραμμα Eξ Aποστάσεως Eκπαίδευσης (E learning) To project στην εκπαίδευση Οδηγός Σπουδών Το πρόγραμμα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης ( e-learning ) του Πανεπιστημίου Πειραιά του Τμήματος Οικονομικής Επιστήμης,

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή. Χαράλαμπος Καραγιαννίδης. Διάλεξη 1. Εφαρμογές ΤΠΕ στην Εκπαίδευση & την Ειδική Αγωγή.

Εισαγωγή. Χαράλαμπος Καραγιαννίδης. Διάλεξη 1. Εφαρμογές ΤΠΕ στην Εκπαίδευση & την Ειδική Αγωγή. Διάλεξη 1 Εισαγωγή Εφαρμογές ΤΠΕ στην Εκπαίδευση & την Ειδική Αγωγή Χαράλαμπος Καραγιαννίδης karagian@uth.gr Διάλεξη 1: Εισαγωγή 1/29 27/9/2016 Διάλεξη 1: Εισαγωγή 2/29 27/9/2016 Σύνοψη διάλεξης Γνωριμία

Διαβάστε περισσότερα

Κοινωνικά δίκτυα (Web 2.0) και εκπαίδευση

Κοινωνικά δίκτυα (Web 2.0) και εκπαίδευση Κοινωνικά δίκτυα (Web 2.0) και εκπαίδευση Ο εικοστός πρώτος αιώνας θα µπορούσε εύκολα να χαρακτηριστεί ως τεχνολογικός αιώνας µιας και τα νέα δεδοµένα µαρτυρούν αύξηση της χρήσης του ηλεκτρονικού υπολογιστή,

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα 6: Υπερκείμενο - Υπερμέσα. Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα 6: Υπερκείμενο - Υπερμέσα. Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Τεχνολογία Πολυμέσων Ενότητα 6: Υπερκείμενο - Υπερμέσα Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (ΠΜΣ) «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ» ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΟΥ Α.Π.Θ. ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΣΠΟΥΔΩΝ Ακαδημαϊκό Έτος Εγγραφής

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Τηλεκπαίδευσης

Συστήματα Τηλεκπαίδευσης Συστήματα Τηλεκπαίδευσης Εισαγωγή στα Σ υστήματα Τηλεκπαίδευσης Λ εωνίδας Φραγγίδης f r agidis@teicm.gr Στόχοι Μαθήματος Εξοικείωση με τους ρόλους μίας Πλατφόρμας Ασύγχρονης Εκπαίδευσης Διαχειριστής 2

Διαβάστε περισσότερα

Από την αίθουσα διδασκαλίας στην αίθουσα συσκέψεων. 5 τρόποι για να προετοιμάσετε τους σύγχρονους φοιτητές για τον αυριανό επαγγελματικό στίβο

Από την αίθουσα διδασκαλίας στην αίθουσα συσκέψεων. 5 τρόποι για να προετοιμάσετε τους σύγχρονους φοιτητές για τον αυριανό επαγγελματικό στίβο Από την αίθουσα διδασκαλίας στην αίθουσα συσκέψεων 5 τρόποι για να προετοιμάσετε τους σύγχρονους φοιτητές για τον αυριανό επαγγελματικό στίβο Εφαρμογή συνεργατικών και καινοτόμων εκπαιδευτικών τεχνολογιών

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΞ ΑΠΟΣΤΑΣΕΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΤΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ E-LEARNING ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΚΕΝΤΡΟ ΕΡΕΥΝΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΥΠΕΥΘΥΝΗ

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Πολυμέσων. Ανάπτυξη Πολυμεσικών Εφαρμογών Ι

Συστήματα Πολυμέσων. Ανάπτυξη Πολυμεσικών Εφαρμογών Ι Συστήματα Πολυμέσων Ανάπτυξη Πολυμεσικών Εφαρμογών Ι Ορισμός των Πολυμέσων / Multimedia Η ταυτόχρονη ενσωμάτωση μέσα σε ένα ψηφιακό περιβάλλον πληροφορίας, των: Κειμένου Ήχου Κάθε τύπου εικόνας (στατική,

Διαβάστε περισσότερα

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο Τα επικοινωνιακά δίκτυα και οι ανάγκες που εξυπηρετούν Για την επικοινωνία δύο συσκευών απαιτείται να υπάρχει μεταξύ τους σύνδεση από σημείο

Διαβάστε περισσότερα

Συνεχιζόμενη Εκπαίδευση, Δια βίου Μάθηση: Θεωρία και Πράξη

Συνεχιζόμενη Εκπαίδευση, Δια βίου Μάθηση: Θεωρία και Πράξη ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Συνεχιζόμενη Εκπαίδευση, Δια βίου Μάθηση: Θεωρία και Πράξη Ενότητα 1: Βασικές αρχές και χαρακτηριστικά Γιώργος Κ. Ζαρίφης Άδειες Χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Γεωργική Εκπαίδευση Ενότητα 11

Γεωργική Εκπαίδευση Ενότητα 11 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 11: Μορφές διδασκαλίας Αφροδίτη Παπαδάκη-Κλαυδιανού Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

Η Oracle ανακοίνωσε την πιο ολοκληρωμένη λύση στον τομέα της Ανάλυσης δεδομένων στο Cloud

Η Oracle ανακοίνωσε την πιο ολοκληρωμένη λύση στον τομέα της Ανάλυσης δεδομένων στο Cloud Η Oracle ανακοίνωσε την πιο ολοκληρωμένη λύση στον τομέα της Ανάλυσης δεδομένων στο Cloud Το Oracle Analytics Cloud αποτελεί ένα ολοκληρωμένο σύνολο δυνατοτήτων που περιλαμβάνει έτοιμο περιεχόμενο, εξειδικευμένα

Διαβάστε περισσότερα

1. Εκπαίδευση για την Εξυπηρέτηση Πελάτη (Customer Service Training) (Μικρός Οργανισμός)

1. Εκπαίδευση για την Εξυπηρέτηση Πελάτη (Customer Service Training) (Μικρός Οργανισμός) 1. Εκπαίδευση για την Εξυπηρέτηση Πελάτη (Customer Service Training) (Μικρός Οργανισμός) Περιγραφή Βραβείου Βραβεύονται συγκεκριμένες δράσεις ή προγράμματα που επιδρούν στη σκέψη, το χαρακτήρα και τη συμπεριφορά

Διαβάστε περισσότερα

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Is είναι βιώσιμη η επιχείρηση

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Is είναι βιώσιμη η επιχείρηση ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Is είναι βιώσιμη η επιχείρηση Ent-teach κεφαλαιο 3 - Ανάλυση Αγοράς Περιγραφή της εκπαιδευτικής δραστηριότητας Αυτή η εκπαιδευτική δραστηριότητα απευθύνεται σε μαθητές από όλους

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα Παρουσίασης

Περιεχόμενα Παρουσίασης 1 Περιεχόμενα Παρουσίασης Σπουδές και εκπαίδευση Ποιοί είμαστε Τι προσφέρουμε: Προγράμματα σπουδών Προπτυχιακές σπουδές Επαγγελματικά δικαιώματα Μεταπτυχιακές σπουδές και έρευνα Διδακτορικές σπουδές Μεταδιδακτορική

Διαβάστε περισσότερα

Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών

Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Συνοπτική Παροσουσίαση η κατάρτιση πτυχιούχων ΑΕΙ και ΤΕΙ σε ειδικά θέματα και εφαρμογές της Πληροφορικής και της Τηλεματικής κυρίως στα πεδία των δικτυοκεντρικών πληροφοριακών

Διαβάστε περισσότερα

3.3. Σχεδίαση μαθημάτων με τη χρήση του διαδικτύου

3.3. Σχεδίαση μαθημάτων με τη χρήση του διαδικτύου ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΤΠΕ ΣΤΗ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΡΑΞΗ 3.3. Σχεδίαση μαθημάτων με τη χρήση του διαδικτύου Γιώργος Κομίνης - ΠΕ03 - Επιμορφ.Β Εισαγωγή Πρόκειται να γνωρίσουμε

Διαβάστε περισσότερα