Επιστήμη του Διαδικτύου «Web Science» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Επιστήμη του Διαδικτύου «Web Science» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Αντωνίου Ιωάννης Καθηγητής Α.Π.Θ. ΣΥΝΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Δρ Χαράλαμπος Μπράτσας Θεσσαλονίκη, Δεκέμβριος 2012

2

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Επιστήμη του Διαδικτύου «Web Science» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Αντωνίου Ιωάννης Καθηγητής Α.Π.Θ. ΣΥΝΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Δρ Χαράλαμπος Μπράτσας Εγκρίθηκε από την Τριμελή Εξεταστική Επιτροπή την 13η Δεκεμβρίου Ι. Αντωνίου Καθηγητής Α.Π.Θ. Π. Μπαμίδης Επίκουρος Καθηγητής Α.Π.Θ. Π. Μωυσιάδης Καθηγητής Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη, Δεκέμβριος 2012

4 .... Δέσποινα-Ελεάνα Ι. Χρυσού Πτυχιούχος Πληροφορικός Α.Π.Θ. Copyright Δέσποινα-Ελεάνα Ι. Χρυσού, 2012 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. All rights reserved. Απαγορεύεται η αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσης, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Ερωτήματα που αφορούν τη χρήση της εργασίας για κερδοσκοπικό σκοπό πρέπει να απευθύνονται προς τον συγγραφέα. Οι απόψεις και τα συμπεράσματα που περιέχονται σε αυτό το έγγραφο εκφράζουν τον συγγραφέα και δεν πρέπει να ερμηνευτεί ότι εκφράζουν τις επίσημες θέσεις του Α.Π.Θ.

5 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia ΠΕΡΙΛΗΨΗ Κάθε άτομο γίνεται καθημερινά δέκτης ενός μεγάλου πλήθους πληροφοριών, με αποτέλεσμα τη συνειδητή, ή όχι, επιλεκτική εκμάθηση τους. Η μεγαλύτερη σήμερα πηγή πληροφοριών είναι το Διαδίκτυο. Ένας σημαντικός παράγοντας που βοηθά στη γνώση είναι η πρόκληση ενδιαφέροντος. Το παιχνίδι, ιδιαίτερα στις μικρές ηλικίες, αν συνδυαστεί με τη μάθηση, όχι μόνο κάνει ευχάριστη τη διαδικασία, αλλά αυξάνει την αποτελεσματικότητά της. Η έλευση του Σημασιολογικού Ιστού και των Linked Data, καθώς και η διαθεσιμότητα υποδομών και πρωτοβουλιών, όπως της DBpedia, έχουν διευκολύνει την αυτόματη ενσωμάτωση των παιχνιδιών στις εκπαιδευτικές βάσεις. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας παρουσιάζεται μία εφαρμογή που σχεδιάστηκε ως ένα ψυχαγωγικό και εκπαιδευτικό εργαλείο παραγωγής και αποτίμησης γνώσης. Αποτελείται από παιχνίδια όπως: ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, αναγραμματισμό, κρεμάλα και αντιστοίχιση. Η καινοτομία της εφαρμογής είναι η άμεση και αυτόματη δημιουργία των παιχνιδιών από τα δεδομένα της ελληνικής Wikipedia, αξιοποιώντας τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού στα Ελληνικά Συνδεδεμένα Δεδομένα (DBpedia), σε αντίθεση με ήδη υπάρχουσες που χρησιμοποιούν μόνο την αγγλική DBpedia. Παρατίθενται γενικά στοιχεία για την Wikipedia και τη σημασιολογική αναπαράστασή της ως DBpedia, παρουσιάζεται η μάθηση μέσα από το παιχνίδι, η αρχιτεκτονική της εφαρμογής και περιγράφεται αναλυτικά το παιχνίδι με αντίστοιχα screenshots των κουίζ που περιέχει. Τέλος, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα και προτάσεις για περαιτέρω ανάπτυξη της εφαρμογής. Τα αποτελέσματα της εργασίας παρουσιάστηκαν στο συνέδριο WWW Conference, 2 nd International Workshop on Learning and Education with the Web of Data, στη Λυών της Γαλλίας και περιέχονται στα πρακτικά [1]: 23.pdf ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ DBpedia, e-learning, Gagne, Σημασιολογικό παιχνίδι, LOD, SPARQL, I18n DIEF 5

6 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού ABSTRACT Each person receives daily large amounts of information, leading to selective learning, conscious or not. The largest source of information is presently the web. One important factor that helps the creation of knowledge is causing interest. A game, especially at younger ages, when combined with learning, not only makes it a pleasant process, but more over increases its effectiveness. The advents of Semantic Web and Linked Data, and the availability of infrastructures and initiatives, such as DBpedia, have facilitated the integration of games within educational databases. The application presented in this thesis is designed as an entertaining and educational tool that produces and evaluates knowledge. It consists of games such as: multiple choice questions, anagrams, hangman and matching. The innovation is the immediate and automatic generation of games data from the Greek Wikipedia, utilizing Semantic Web technologies in Greek Linked Data (DBpedia), in contrast to existing applications that only use the English DBpedia. In the first chapter, general facts on Wikipedia and its semantic representation as DBpedia are displayed. In the second chapter, learning through playing, the usefulness of the Internet in this process and two games that use the English DBpedia are described. The third chapter focuses on the proposed application architecture. In the fourth chapter, a detailed description of the game with corresponding screenshots of its quizzes is presented. In the fifth chapter (last one), the conclusions, concerns and considerations for further development are given. The results of this work were presented in the conference WWW Conference, 2 nd International Workshop on Learning and Education with the Web of Data, that took place in Lyon France, and are included in the proceedings [1]: 23.pdf KEY WORDS DBpedia, e-learning, Gagne, Semantic Game, LOD, SPARQL, I18n DIEF 6

7 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 5 ABSTRACT... 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 7 SUMMARY ΠΡΟΛΟΓΟΣ WIKIPEDIA DBPEDIA Wikipedia DBpedia RDF Infobox και Mapping SPARQL Διεθνοποίηση της DBpedia ΜΑΘΗΣΗ ΚΑΙ ΠΑΙΧΝΙΔΙ Μάθηση Μάθηση και Παιχνίδι Η Συνεισφορά του Διαδικτύου Semantic Web Game Learning Υπάρχουσες Εφαρμογές Το Παιχνίδι Who Knows Το Μοντέλο του M. Foulounneau

8 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Παιχνίδι Βασισμένο στην Ελληνική DBpedia ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ SEMANTIC WEB GAME BASED LEARNING Fact Engine Query Engine Quiz Engine SEMANTIC WEB GAME BASED LEARNING Αρχική Σχεδίαση Frames Java Applet Πιλοτική Εφαρμογή Δεδομένα Κατηγορίες Δεδομένων Σύνολα Δεδομένων Είδη Κουίζ Πολλαπλής Επιλογής Απλής Μορφής (Multiple Choice Simple Form) Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό (Multiple Choice with Anagram) Πολλαπλής Επιλογής με Τουλάχιστον μία Σωστή Απάντηση (Multiple Choice with at Least one Correct Answer) Κρεμάλα (Hangman) Αντιστοίχιση (Matching) Τυχαιοποίηση (Randomization) Ανατροφοδότηση (Feedback) Τερματισμός Παιχνιδιού Αποτελέσματα... 65

9 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 4.3 Έκδοση Παιχνιδιού με Εφαρμογή στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση Έκδοση Παιχνιδιού με Χρήση Διάφορων Γλωσσικών Εκδόσεων της DBpedia ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ SPARQL ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ

10 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού 10

11 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia SUMMARY Playing is of great importance as part of a child's daily activity and many efforts have been made to create educational activities through games. Games, dating back thousands of years have been used to augment the educational practice. Gagné showed that taking into account nine specific events, we could actually improve the learning process. The nine-step process is the following: 1. Gaining attention of the speakers with stimuli 2. Informing learners of the objectives 3. Retrieving previous learning 4. Presenting the content 5. Providing learning guidance 6. Practicing the new knowledge 7. Providing feedback 8. Assessing performance by taking a test 9. Retrieving and generalizing the learned skill to a new situation A game in which the Gagné's nine-step model is applied is a good way to ensure an effective learning program [5]. The last decades, the computer software industry generated a new approach to educational games. Programming in particular, offers a structured way for developers to generate a game, making it suitable for generating educational scenarios. Additionally, the evolution of the web and the mass networking gave a boost to the education industry, by offering a huge amount of data and potential educational resources. Key indicator of the latter is the world's largest, multilingual crowd-sourced encyclopedia; Wikipedia. The English Wikipedia alone has almost 3.9 million articles 1. Its scientific articles accuracy can be compared to encyclopedia Britannica [6]. The Semantic Web and Linked Data (LD) [2] can take educational software a step further. Linked Data provide a structured way to access knowledge. A typical LD example is DBpedia. DBpedia extracts knowledge from Wikipedia s articles. Since Wikipedia articles could be considered accurate, the extracted knowledge could also be considered of good quality

12 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού The recent DBpedia internationalization effort [8] led to DBpedia s editions in languages different from English (i.e. Greek, German, French, Czech, Italian, Spanish, Russian, Korean, Japanese), by extracting knowledge form local Wikipedias. The new internationalized DBpedias create localized knowledge; that is of great importance, especially if we consider the non-native English speakers. We have developed two applications using linked data for semi-automated generation of quiz-like question. They both use the English DBpedia as their sole source. The Who Knows game, introduced by N. Ludwig et al., presents questions generated out of DBpedia s data. It combines different types of games such as multiple choice and hangman and keeps track of the score. The Who Knows is also an existing facebook application 2, that, according to the creators, not only offers an opportunity for entertainment and learning, but is also a method for evaluating linked data to clean up DBpedia with the help of the players, who are called to dislike a question if it seems to be inaccurate [10]. A similar effort was also presented by M. Foulonneau, describing a streamline to create variables and feed simple choice item models using the IMS-QTI standard. Using the TAO platform 3, a multiple choice game was created with one correct choice and two distractors per answer. An effort to calculate the data quality with a formula due to defective distractors was also made [4]. So the need to create a prototype application using the Greek DBpedia endpoint to automatically generate quiz games for native speakers arose. This led to the designing of an application with internationalization in mind; an innovative game that could extract knowledge from the Greek DBpedia, deriving from the Greek version of Wikipedia and present it with a user friendly interface that could actually gain the learners attention. The application 4 was programmed in Java, by using the open-sourced Netbeans platform 5, suitable for programming with the specific language, by adding the Jena API 6, which is used to create the Queries in Sparql that extract knowledge from the (December 2012)

13 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia DBpedia Database. Java applets were used to make the environment more appealing to the user. The application has three core components [1]: 1. Fact Engine: Queries a DBpedia endpoint (i.e. to retrieve the facts. 2. Query Engine: Processes the output of the Fact Engine to generate the queries of the game. 3. Quiz Engine: Communicates with the Query Engine to randomly generate a quiz for the user. The application was separated in these parts, so that the lack of the communication with the DBpedia would not lead to game failure. By running the first part, namely the queries in Sparql, someone could update the data the game uses. The Fact Engine uses the SPARQL [9] to access data from the Greek DBpedia. A total of 31 queries in SPARQL were created that retrieve facts belonging to 7 general categories: geography, history, athletics, astronomy, general knowledge, chemistry, and politics, producing a total of 12,000 sets of results. These facts form the basis of the next steps of the application. The Query Engine randomly selects a fact generated by the Fact Engine and forwards it to the Quiz Engine. Furthermore, it provides the fact s category and functions as a feedback generator, by generating the links to Wikipedia and DBpedia for the Quiz engine. The Quiz Engine (QE) is responsible for creating the game for an end-user. The QE controls the game progress, keeps statistics and renders questions according to the available question types. Currently there are presented three question types: multiple choice, matching and hangman. Depending on the question type a different strategy is implemented. To form a Multiple Choice Question (MCQ), a set of four triples is needed. Two triples contain different properties of the question fact: one is used to create the question and the other one to create the answer. A DBpedia and a Wikipedia link are also used as feedback. Furthermore, distractors are also needed; they are generated by randomly selecting other responses to the same query. For example, for the question: "Which country has the following flag:", followed by the image of a country's flag, the choices provided are: "United Kingdom, Haiti, Bhutan, and Macau". With Haiti being the 13

14 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού correct answer, the rest countries are used as distractors. The set of results could produce questions in different directions, e.g. the image flag query could produce both following questions: "Which country has the following flag" or "Which flag belongs to country: ". Since this can increase the questions variations, the direction is selected randomly in every question rendering. MCQ, in its simple form, consists of one correct answer and up to three distractors (less if three are not available). To make the game more challenging, MCQ was extended with two more variations: a) with an anagram quiz and b) with multiple correct answers. The anagrammed MCQ is a combination of a multiple choice and an anagram quiz. The user has to discover the correct answer through a number of anagrammed responses. Anagrams are created on-the-fly and are removed after the given answer of the user to reveal the correct and false responses hidden behind the anagram. In the multiple correct answers variation the number of the possible correct answers or distractors vary from one to five. A mechanism randomly produces a number of correct or incorrect answers. In the Matching question type, the query engine returns up to four facts (or less if four do not exist). For example, in the question: "Which language is spoken in the country:" we retrieve a set of four countries and four languages. The countries are randomly positioned on the left column, allowing the user to select the corresponding language from a drop down menu on the right column. Each country can be matched in a unique way. The Hangman question type is a version of the well-known hangman game. At first, the user is able to see the question and in the position of the answer a set of underscores "_", equal to the number of the answer s letters. Then, she has to discover the correct response by revealing it letter by letter. She should only use Greek letters; all other characters are shown in the word, in the correct position, next to the underscores. This type of question is very simple, since only one fact is retrieved and no distractors are necessary. As for randomization, in order to maximize the number of different questions, a number of different events are created randomly as following: 1. Each game, with exception to the first game, which is always a simple form of MCQ. 14

15 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 2. Each question. 3. The direction of each query. 4. The order of each response in multiple choice games and both columns in the matching game. 5. The position of the letters of the anagrammed words. The game provides the necessary feedback to support the learning process. 1. Emoticons: A happy or a sad emoticon according to the response of the user. Also before the answer is given, a thinking emoticon is used. 2. Message: A message in a textbox informs the user whether she answered correctly. 3. Correct Answer: If the response given is wrong, then the correct one is displayed. 4. Links to Wikipedia and DBpedia: After the given response, two icons, Wikipedia s and DBpedia s, appear. If the user clicks on them, she can browse to the page of the corresponding encyclopedia that refers to the specific question. At the end of the game, statistic results about the game are presented, such as the time spent, the rate of the right and wrong answers, along with all the questions and their correct answers. A version of this game was carefully designed to run in primary schools. The pupils ran the application, after a short presentation of the tasks. Then they were asked to evaluate it. The results seemed encouraging [1]. The way the game was created, could also support different DBpedia language versions, by keeping the queries in SPARQL that use the DBpedia ontology and simply changing the SPARQL endpoint to the localized one. The innovating implementation presented obtains data from the Greek DBpedia and based on them, quizzes are created in the form of games, well supported by graphics, making the environment more pleasant. A further evaluation of our pilot application and any comments could form a valuable feedback for user-interface and architecture future improvements. In regard to the user-interface, improvements could take place concerning the user interaction and the graphics design so as to make it more appealing. Furthermore the questions range could be extended with more categories and more questions in each category. An important issue that has to be dealt is the manipulation of the incorrect data that could be retrieved from DBpedia. A completely automatic generation of questions 15

16 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού could lead to inconsistencies that would confuse the players. An evaluation system should be created that would not only filter the quiz questions, but feedback the errors to Wikipedia as well. With the term incorrect data we could either refer to a mistyped name, data that are created by false manipulation during the generation of DBpedia s data and wrong mappings, e.g. broken links, wrong usage of properties, etc.. In the specific application, if a link is broken, then a text message is appeared, in order to help the process of locating the mistake and fix it in the future. Additionally, other Linked Data sources (e.g. freebase 7 ) could also be used for the queries in SPARQL. The game was designed with internationalization in mind. Although primary testing of the same question in other languages indicate our approach was correct, this needs further investigation, and is definitely a future work plan. Extending this further, multi-language quiz could be created that would support foreign language learning. The results of this work were presented in the conference WWW Conference, 2 nd International Workshop on Learning and Education with the Web of Data, that took place in Lyon France and are included in the proceedings [1]: 23.pdf Our future plans include the development of a similar application in different technologies, in order to target its function in different platforms (e.g. mobile phones and tablets)

17 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το παιχνίδι αποτελεί μέρος της καθημερινής ζωής ενός παιδιού και πολλές προσπάθειες έχουν γίνει για τη δημιουργία εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων μέσα από αυτό. Ειδικότερα, παιχνίδια που χρονολογούνται χιλιάδες έτη πριν, έχουν χρησιμοποιηθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία. Τις τελευταίες δεκαετίες, η βιομηχανία λογισμικού υπολογιστών δημιούργησε μια νέα προσέγγιση για την υλοποίηση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων. Ο προγραμματισμός, ιδίως, προσφέρει έναν δομημένο τρόπο παραγωγής παιχνιδιού, καθιστώντας το κατάλληλο για τη δημιουργία ποικίλων εκπαιδευτικών σεναρίων. Πρόσφατα, η αλματώδης εξέλιξη του διαδικτύου και η αύξηση της έκτασης της δικτύωσης, έδωσε νέα ώθηση στη βιομηχανία της εκπαίδευσης, προσφέροντας ένα τεράστιο ποσό δεδομένων και δυνητικά εκπαιδευτικών πόρων. Βασικά, δείκτης της τελευταίας είναι η Wikipedia, που αποτελεί τη μεγαλύτερη στον κόσμο, πολύγλωσση εγκυκλοπαίδεια. Ας αναλογιστούμε ότι η αγγλική έκδοση Wikipedia έχει από μόνη της σχεδόν 3,9 εκατομμύρια άρθρα με διάφορα θέματα 1. Η αξιοπιστία των επιστημονικών άρθρων της Wikipedia μπορεί πλέον να συγκριθεί με την εγκυκλοπαίδεια Britannica [5]. Η έλευση του Σημασιολογικού Ιστού και των Linked Data (LD) μπορεί να οδηγήσει το εκπαιδευτικό λογισμικό ένα βήμα παραπέρα [2]. Τα συνδεδεμένα δεδομένα παρέχουν ένα δομημένο τρόπο πρόσβασης στη γνώση. Από την αρχή του προγράμματος της Διασύνδεσης Ανοιχτών Δεδομένων (Linking Open Data Project 2 ), η γνώση φάνηκε να καλλιεργείται και οι ευκαιρίες για εκμάθηση με υπολογιστή άρχισαν να συσσωρεύονται αργά, αλλά σταθερά. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα LOD (Linked Open Data) είναι η DBpedia, που αποτελεί και τον πυρήνα του «νέφους» των συνδεδεμένων δεδομένων LOD cloud. Η DBpedia εξάγει γνώση από την πληροφορία των άρθρων της Βικιπαίδειας (Wikipedia) [3]. Καθώς τα άρθρα της Βικιπαίδειας μπορεί να θεωρηθούν ακριβή, η εξαγωγή γνώσης από αυτήν μπορεί επίσης να θεωρηθεί καλής ποιότητας [6]. Δύο παραδείγματα εφαρμογών που χρησιμοποιούν δεδομένα της αγγλικής DBpedia είναι το παιχνίδι «Who Knows», που δημιούργησε η ομάδα του Ν. Ludwig

18 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού [10], μία εφαρμογή στο Facebook 3, καθώς και του Μ. Foulonneau, που περιγράφει τη δημιουργία μεταβλητών και την τροφοδότησή τους σε μοντέλα πολλαπλής επιλογής [4]. Η πρόσφατη διεθνοποίηση της DBpedia [8], έδωσε τη δυνατότητα για τη δημιουργία νέων εκδόσεων της DBpedia σε διάφορες γλώσσες, με εξόρυξη γνώσης από τοπικές γλωσσικές εκδόσεις της Wikipedia. Οι νέες διεθνοποιημένες εκδόσεις της DBpedia μπορούν να δημιουργήσουν τοπική γνώση. Αυτό έχει μεγάλη σημασία, ιδιαίτερα σε άτομα που δεν κατέχουν την αγγλική γλώσσα. Η καινοτόμος εφαρμογή που παρουσιάζεται στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιεί την ελληνική DBpedia για την εξόρυξη δεδομένων στην ελληνική γλώσσα και την αυτόματη δημιουργία κουίζ για Έλληνες χρήστες. Χρησιμοποιώντας τις πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα, η εφαρμογή έχει σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τη διεθνοποίηση. Για την υλοποίηση χρησιμοποιήθηκαν Java Applets και το περιβάλλον Netbeans IDE , κατάλληλο για προγραμματισμό στη συγκεκριμένη γλώσσα, με ενσωμάτωση της Jena για την επίτευξη των SPARQL ερωτημάτων, που χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη δεδομένων από τη DBpedia. Το περιβάλλον χρήστη που δημιουργήθηκε περιέχει γραφικά με στόχο να είναι ευχάριστο και να προκαλεί το ενδιαφέρον του χρήστη. Η δομή της εργασίας είναι η εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθενται στοιχεία για την Wikipedia και τη σημασιολογική αναπαράστασή της ως DBpedia, που αφορούν τη λειτουργία τους, τη χρηστικότητά τους καθώς και την εξέλιξή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μάθηση μέσα από το παιχνίδι, καθώς και η χρησιμότητα του διαδικτύου στη συγκεκριμένη διαδικασία. Στη συνέχεια περιγράφονται κάποιες ήδη υπάρχουσες εκδόσεις παιχνιδιών που χρησιμοποιούν την αγγλική DBpedia για την εξόρυξη δεδομένων. Επίσης, γίνεται μια αρχική παρουσίαση του παιχνιδιού που δημιουργήθηκε στα πλαίσια αυτής της εργασίας και που χρησιμοποιεί την ελληνική DBpedia. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η προτεινόμενη αρχιτεκτονική της εφαρμογής

19 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά το παιχνίδι με αντίστοιχα screenshots των κουίζ που περιέχει. Επίσης, γίνεται αναφορά στην έκδοσή του που χρησιμοποιήθηκε για εκπαιδευτικούς σκοπούς σε σχολεία της Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης στη Βόρεια Ελλάδα. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται μια παραλλαγή του με χρήση εκδόσεων της DBpedia σε διάφορες γλώσσες (αγγλική, γαλλική, γερμανική, ελληνική, ιταλική, τσέχικη). Στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται τα συμπεράσματα, οι προβληματισμοί και οι συλλογισμοί για περαιτέρω ανάπτυξη της υπάρχουσας εφαρμογής. Στο Παράρτημα παρατίθενται τα ερωτήματα Sparql που χρησιμοποιήθηκαν. 19

20 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού 20

21 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Δρ. Χαράλαμπο Μπράτσα και τον καθηγητή κ. Αντωνίου Ιωάννη για την ανάθεση και συνδρομή στην εκπόνηση της συγκεκριμένης εργασίας και για την ευκαιρία που μου έδωσαν να διευρύνω τις γνώσεις μου στο Semantic Web. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου Ιωάννη και Παντελία και την αδερφή μου Όλια για τη συμπαράστασή τους κατά τη συγγραφή της παρούσης εργασίας. 21

22 22

23 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 1 WIKIPEDIA DBPEDIA 1.1 Wikipedia Η Wikipedia είναι μια διεθνής, ελεύθερη, πολύγλωσση, διαδραστική και εξελισσόμενη εγκυκλοπαίδεια διαδικτύου που υποστηρίζεται από το μη κερδοσκοπικό Ίδρυμα Wikimedia. 23 εκατομμύρια άρθρα, πάνω από 4 εκατομμύρια μόνο στην αγγλική Wikipedia, έχουν γραφτεί σε συνεργασία με εθελοντές από όλο τον κόσμο. Σχεδόν όλα τα άρθρα της μπορούν να επεξεργαστούν από οποιονδήποτε με πρόσβαση στην ιστοσελίδα, και αριθμεί περίπου ενεργά άτομα που συνεισφέρουν στην επεξεργασία της και στην εξέλιξη της. Από τον Οκτώβριο του 2012, υπάρχουν εκδόσεις της Wikipedia σε 285 γλώσσες. Έχει γίνει το μεγαλύτερο και πιο δημοφιλές έργο για γενική αναφορά στο διαδίκτυο και κατατάσσεται έκτη σε παγκόσμιο επίπεδο μεταξύ όλων των δικτυακών τόπων στο Alexa με κατ 'εκτίμηση 365 εκατομμύρια αναγνώστες σε όλο τον κόσμο. Το 2011, η Wikipedia έλαβε κατ 'εκτίμηση 2,7 δισεκατομμύρια μηνιαίες προβολές σελίδων μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες 1. Η Wikipedia ξεκίνησε ως ένα συμπληρωματικό project της Nupedia, μια δωρεάν online εγκυκλοπαίδεια στην αγγλική γλώσσα, της οποίας τα άρθρα έχουν γραφτεί από ειδικούς και έχουν αξιολογηθεί βάσει επίσημης διαδικασίας. Η Nupedia ιδρύθηκε στις 9 Μαρτίου του 2000, υπό την ιδιοκτησία του Bomis, Inc.. Η Wikipedia ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2001 από τον Jimmy Wales και Larry Sanger. Ο Sanger επινόησε το όνομα Wikipedia, συνδυάζοντας τη λέξη «wiki» (η Χαβανέζικη λέξη «wiki» σημαίνει «γρήγορα») και τη λέξη εγκυκλοπαίδεια. Η λειτουργία της βασίζεται στο MediaWiki, μία ανοιχτού λογισμικού πλατφόρμα γραμμένη σε PHP, και χρησιμοποιεί ένα σύστημα βάσης δεδομένων MySQL 1. Το 2006, το περιοδικό Time αναγνώρισε τη συμμετοχή της Wikipedia στην ταχεία ανάπτυξη της online συνεργασίας και αλληλεπίδρασης από εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, μαζί με το YouTube, το MySpace και το Facebook. Η Wikipedia έχει επίσης επαινεθεί ως πηγή ειδήσεων, λόγω της γρήγορης ενημέρωσής της σε άρθρα που σχετίζονται με έκτακτη είδηση 1. Διαφοροποιώντας τη λειτουργία της από μία παραδοσιακή εγκυκλοπαίδεια, η Wikipedia είναι ανοιχτή σε μεγάλο βαθμό. Αυτό σημαίνει ότι, εκτός από τις ιδιαίτερα ευαίσθητες και επιρρεπείς σε βανδαλισμό σελίδες, οι οποίες «προστατεύονται» σε

24 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού κάποιο βαθμό στην επεξεργασία τους, ο αναγνώστης μπορεί να επεξεργαστεί το κείμενο, όπως αυτός ή αυτή το κρίνει αναγκαίο, ανώνυμα ή με ένα λογαριασμό χρήστη. Διαφορετικές εκδόσεις γλώσσας έχουν τροποποιήσει αυτή την πολιτική. Η ανοικτή φύση της Wikipedia έχει οδηγήσει σε διάφορα προβλήματα, όπως η ποιότητα της γραφής, ο βανδαλισμός και η ακρίβεια των πληροφοριών της. Ορισμένα άρθρα περιέχουν ανεπιβεβαίωτες πληροφορίες ή ασυνέπειες. Παρόλα αυτά, το 2005 μία έρευνα στο περιοδικό Nature έδειξε ότι τα άρθρα της που σχετίζονται με τις επιστήμες ήταν κοντά στο επίπεδο ακρίβειας της εγκυκλοπαίδειας Britannica και είχε παρόμοιο ποσοστό σε «σοβαρά λάθη» [6]. Η ελληνική έκδοση της Wikipedia ονομάζεται Βικιπαίδεια. Περιέχει λήμματα και σελίδες στο σύνολο. Έχουν γίνει επεξεργασίες και υπάρχουν αρχεία. Έχει εγγεγραμμένους χρήστες, εκ των οποίων οι 778 είναι ενεργοί. Δικαιώματα διαχειριστή έχουν 21 χρήστες. (Οκτώβριος 2012, πηγή Βικιπαίδεια). 1.2 DBpedia Η DBpedia ξεκίνησε από άτομα σε Πανεπιστήμια του Βερολίνου και της Λειψίας (Γερμανία) σε συνεργασία με την εταιρεία Λογισμικού OpenLink Software από τη Μασαχουσέτη των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. Το πρώτο σύνολο δεδομένων (dataset) έγινε διαθέσιμο δημόσια το Επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση του συνόλου δεδομένων. Πιο συγκεκριμένα, το project της DBpedia [3] - ως μέρος του project της Διασύνδεσης Ανοιχτών Δεδομένων (Linking Open Data Project 2 ) εξάγει δομημένα δεδομένα από την Wikipedia και τα δημοσιεύει ως Συνδεδεμένα Δεδομένα (Linked Data) RDF Η DBpedia χρησιμοποιεί το Resource Description Framework (RDF) για την αναπαράσταση αυτών των δεδομένων. Δηλαδή την τριάδα "subject, predicate, object". 1. Subject: αναφέρεται στην πηγή του άρθρου (article resource) και είναι ένα URI. 2. Predicate: το namespace της ιδιότητας (π.χ. ακολουθούμενο από το όνομα της παραμέτρου χωρίς κενά και κάτω παύλες

25 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 3. Object: η τιμή του κατηγορούμενου [8]. <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" <rdf:description rdf:about=" <dc:title>tony Benn</dc:title> <dc:publisher>wikipedia</dc:publisher> </rdf:description> </rdf:rdf> Λίστα 1. RDF/XML statement 3 Στην ακόλουθη Λίστα δίνονται οι τριάδες «subject, predicate, object» του παραπάνω παραδείγματος. < < "Tony Benn". < < "Wikipedia". Λίστα 2. RDF τριάδες 5 Η εξόρυξη γνώσης επιτυγχάνεται με το DBpedia Information Extraction Framework (DIEF). Το DIEF δημιουργεί μία οντότητα για κάθε άρθρο και χρησιμοποιεί πολλούς extractors για την ανάκτηση συγκεκριμένων πληροφοριών και την ανάθεση τους στην οντότητα Infobox και Mapping Η πλουσιότερη πηγή δομημένων πληροφοριών εξάγεται από τα πρότυπα Infobox της Wikipedia 4. Το DIEF χρησιμοποιεί τις περιπτώσεις που ορίζουν τα Infobox σε κάθε άρθρο της Wikipedia για να ταξινομήσει το άρθρο (οντότητα) σε μια κατηγορία οντολογίας της DBpedia. Στη συνέχεια, οι παράμετροι των πρότυπων Infobox του άρθρου συνδέονται με τις αντίστοιχες ιδιότητες της οντολογίας της DBpedia (με τύπους δεδομένων). Η οντολογία της DBpedia και οι αντιστοιχίσεις (mappings) δημιουργούνται με μια ελεγχόμενη προσέγγιση του πλήθους των πηγών χρησιμοποιώντας ένα ανοιχτό και συνεργατικό Mappings Wiki 5 [7]. Το Infobox που παρουσιάζει τις πληροφορίες χώρας, ορίζεται στη Wikipedia, όπως παρουσιάζεται στην ακόλουθη λίστα:

26 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού {{Πληροφορίες Χώρας εθνικό_όνομα = προφορά ονόματος = εθνικό όνομα ελληνικά = σημαία = άρθρο σημαίας = εθνόσημο = άρθρο εθνόσημου = εθνικό_σύνθημα = εθνικός_ύμνος = χάρτης = λεζάντα_χάρτη = λεζάντα_αριστερά = πρωτεύουσα = πληθυσμός_πρωτεύουσας = συντεταγμένες_πρωτεύουσας = μεγαλύτερη_πόλη = επίσημες_γλώσσες = Πληθυσμιακές ομάδες = πολίτευμα = τίτλοι_ηγετών = ονόματα_ηγετών = τύπος_κυριαρχίας = γεγονός_κυριαρχίας = ημερομηνίες_κυριαρχίας = θέση_έκτασης = έκταση = ποσοστό_νερού = σύνορα = ακτογραμμή = θέση_πληθυσμού = πληθυσμός = χρονιά_απογραφής_πληθυσμού = πυκνότητα_πληθυσμού = θέση_πυκνότητας_πληθυσμού = εκτίμηση_πληθυσμού = χρονιά_εκτίμησης_πληθυσμού = θέση_αεπ = ΑΕΠ = χρονιά_αεπ = ΑΕΠ_κατακεφαλή = θέση_αεπ_κατά_κεφαλή = θέση_αεπ_ον = ΑΕΠ_Ον = χρονιά_αεπ_ον = ΑΕΠ_κατακεφαλή_Ον = θέση_αεπ_κατά_κεφαλή_ον = HDI_έτος = HDI = HDI_κατάταξη = HDI_κατηγορία = νόμισμα = κωδικός_νομίσματος = ώρα_ζώνης = διαφορά_utc = θερινή_διαφορά_utc = iso_ = top_level_domain = οδηγούν_από = κωδικός_κλήσης = σημειώσεις= }} Λίστα 3. Πρότυπο:Πληροφορίες Χώρας 6. Το Infobox που αναφέρεται συγκεκριμένα στις πληροφορίες της χώρας: Βασίλειο της Ισπανίας παρουσιάζεται στη Λίστα 4: {{Πληροφορίες_Χώρας εθνικό_όνομα = Reino de España εθνικό όνομα ελληνικά = Βασίλειο της Ισπανίας σημαία = Flag_of_Spain.svg εθνόσημο = Escudo_de_España.png άρθρο σημαίας = Σημαία της Ισπανίας άρθρο εθνόσημου = Εθνόσημο της Ισπανίας εθνικό_σύνθημα = Plus Ultra<br>Ακόμα πιο πέρα εθνικός_ύμνος = [[Marcha Real]]<br/>Βασιλικό Εμβατήριο χάρτης = Location Spain EU Europe.png λεζάντα_χάρτη = Η θέση της [[Ισπανία]]ς (σκούρο πράσινο) λεζάντα_αριστερά =-στην [[Ευρώπη Ευρωπαϊκή ήπειρο]] (πράσινο και σκούρο γκρι)</br>-στην [[Ευρωπαϊκή Ένωση]] (πράσινο) πρωτεύουσα = [[Μαδρίτη]] πληθυσμός_πρωτεύουσας = συντεταγμένες_πρωτεύουσας = {{coord N 3 42 W type:city display=inline}} μεγαλύτερη_πόλη = πρωτεύουσα επίσημες_γλώσσες = [[Ισπανική γλώσσα Ισπανικά]]¹ πολίτευμα = [[Βασιλευομένη Kοινοβουλευτική Δημοκρατία]] τίτλοι_ηγετών = [[Βασιλείς της Ισπανίας Βασιλιάς]]<br>[[Πρωθυπουργός της Ισπανίας Πρωθυπουργός]] ονόματα_ηγετών = [[Χουάν Κάρλος Α' της Ισπανίας Χουάν Κάρλος Α']]<br>[[Χοσέ Λουίς Ροδρίγκεθ Θαπατέρο Χοσέ Θαπατέρο]] θέση_έκτασης = 51 έκταση = ποσοστό_νερού = 1,04% σύνορα = 1.917,8 ακτογραμμή = εκτίμηση_πληθυσμού =

27 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia χρονιά_εκτίμησης_πληθυσμού = 2009 πληθυσμός = θέση_πληθυσμού = 28 χρονιά_απογραφής_πληθυσμού = 2001 πυκνότητα_πληθυσμού = 90,84 θέση_πυκνότητας_πληθυσμού = 105 χρονιά_αεπ = 2008 ΑΕΠ = 1.366,98 δις $ θέση_αεπ = 12 ΑΕΠ_κατακεφαλή = $ θέση_αεπ_κατά_κεφαλή = 28 ΑΕΠ_Ον = 1.397,23 δις χρονιά_αεπ_ον = 2008 θέση_αεπ_ον = 8 ΑΕΠ_κατακεφαλή_Ον = $ θέση_αεπ_κατά_κεφαλή_ον = 24 HDI = {{steady}} 0,949 HDI_κατάταξη = 16 HDI_κατηγορία = <font color="#009900">υψηλή</font> HDI_έτος = 2006 τύπος_κυριαρχίας = '''Ίδρυση''' γεγονός_κυριαρχίας = Ένωση<br> Ένωση δυναστειών<br/> ''[[Ντε φάκτο]]''<br> ''[[Ντε γιούρε]]'' <br> Ισχύον [[Σύνταγμα]] ημερομηνίες_κυριαρχίας = [[1469]]<br>[[Κάρολος Κουίντος 1516]]<br>[[1716]]<br>[[1812]]<br>[[29 Δεκεμβρίου]] [[1978]] νόμισμα = [[Ευρώ]]² κωδικός_νομίσματος = EUR ώρα_ζώνης = [[CET]]³ διαφορά_utc = +1 θερινή_διαφορά_utc = +2 top_level_domain = [[.es]] κωδικός_κλήσης = 34 σημειώσεις= ¹σε ορισμένες αυτόνομες κοινότητες, η [[Καταλανική γλώσσα Καταλανική]], [[Βασκική γλώσσα Βασκική]] και η [[Γαλικιανή γλώσσα Γαλικιανή]] είναι επίσης επίσημες γλώσσες. Στο [[Βαλ ντ' Αράν]], η Αρανική διάλεκτος της [[Οξιτανική γλώσσα Οξιτανικής]] είναι επίσημη<br>² Πριν το 1999: [[πεσέτα Ισπανική πεσέτα]]<br>³ Εκτός από τα Κανάρια Νησιά που ανήκουν στην ώρα ζώνης [[GMT]]. }} Λίστα 4. Παράδειγμα Πρότυπο:Πληροφορίες Χώρας 8 Το αντίστοιχο Mapping της template Property με την ontology Property, παρουσιάζεται στη Λίστα 5: {{TemplateMapping maptoclass=country mappings= {{PropertyMapping templateproperty=εθνικός_ύμνος ontologyproperty=anthem}} {{PropertyMapping templateproperty=νόμισμα ontologyproperty=currency}} {{PropertyMapping templateproperty=εθνικό_όνομα_ελληνικά ontologyproperty=foaf:name}} {{PropertyMapping templateproperty=εθνικό_όνομα ontologyproperty=foaf:name}} {{PropertyMapping templateproperty=εθνικό_σύνθημα ontologyproperty=motto}} {{PropertyMapping templateproperty=πρωτεύουσα ontologyproperty=capital}} {{PropertyMapping templateproperty=μεγαλύτερη_πόλη ontologyproperty=largestcity}} {{PropertyMapping templateproperty=επίσημες_γλώσσες ontologyproperty=language}} {{PropertyMapping templateproperty=πολίτευμα ontologyproperty=demonym}} {{PropertyMapping templateproperty=τίτλοι_ηγετών1 ontologyproperty=leadertitle}} {{PropertyMapping templateproperty=ονόματα_ηγετών1 ontologyproperty=leadername}} {{PropertyMapping templateproperty=τίτλοι_ηγετών2 ontologyproperty=leadertitle}} {{PropertyMapping templateproperty=ονόματα_ηγετών2 ontologyproperty=leadername}} {{PropertyMapping templateproperty=τίτλοι_ηγετών3 ontologyproperty=leadertitle}} {{PropertyMapping templateproperty=ονόματα_ηγετών3 ontologyproperty=leadername}} {{PropertyMapping templateproperty=τίτλοι_ηγετών4 ontologyproperty=leadertitle}} {{PropertyMapping templateproperty=ονόματα_ηγετών4 ontologyproperty=leadername}} {{PropertyMapping templateproperty=τίτλοι_ηγετών5 ontologyproperty=leadertitle}} {{PropertyMapping templateproperty=ονόματα_ηγετών5 ontologyproperty=leadername}} {{PropertyMapping templateproperty=ημερομηνίες_κυριαρχίας1 ontologyproperty=foundingdate}} {{PropertyMapping templateproperty=ημερομηνίες_κυριαρχίας2 ontologyproperty=foundingdate}} 27

28 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού {{PropertyMapping templateproperty=έκταση ontologyproperty=areametro unit=squarekilometre}} {{PropertyMapping templateproperty=ποσοστό_νερού ontologyproperty=percentageofareawater}} {{PropertyMapping templateproperty=πυκνότητα_πληθυσμού ontologyproperty=populationdensity unit=inhabitantspersquarekilometre}} {{GeocoordinatesMapping latitudedegrees=latd latitudeminutes=latm latitudedirection=latns longitude Degrees=longd longitudeminutes=longm longitudedirection=longew}} {{PropertyMapping templateproperty=σύνορα ontologyproperty=unlocode}} {{PropertyMapping templateproperty=αεπ ontologyproperty=grossdomesticproduct}} {{PropertyMapping templateproperty=hdi ontologyproperty=humandevelopmentindex}} {{PropertyMapping templateproperty=top_level_domain ontologyproperty=topleveldomain}} {{PropertyMapping templateproperty=κωδικός_κλήσης ontologyproperty=areacode}} {{PropertyMapping templateproperty=κωδικός_κλήσης ontologyproperty=areacode}} }} Λίστα 5. Παράδειγμα Mapping Πληροφορίες_Χώρας SPARQL Η γνώση της Wikipedia, δομημένη στη DBpedia, προσφέρει το καλύτερο υποψήφιο σύνολο δεδομένων για εκπαιδευτικά παιχνίδια. Χρειάζεται ένας συγκεκριμένος μηχανισμός για την εξόρυξη δομημένων δεδομένων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται η SPARQL (SPARQL Protocol and RDF Query Language), η οποία είναι μία γλώσσα που μας επιτρέπει να κάνουμε ερωτήσεις σε δεδομένα του Semantic Web, δηλαδή στις RDF τριάδες. Είναι για το semantic web ότι η SQL για τις σχεσιακές βάσεις δεδομένων [9] Διεθνοποίηση της DBpedia Η προσπάθεια διεθνοποίησης της DBpedia έδωσε μια νέα προοπτική για τα εκπαιδευτικά παιχνίδια. Όλες οι εκδόσεις της περιγράφουν 20,8 εκατομμύρια «things», από τα οποία τα 10,5 επικαλύπτονται από την αγγλική έκδοση 8. Οι διεθνοποιημένες εκδόσεις της DBpedia μοιράζονται την ίδια οντολογία DBpedia, μια οντολογία που μπορεί να μοιάζει ως ένα κοινό πλαίσιο για σημασιολογική αναφορά και ενσωμάτωση infoboxes σε διαφορετικές γλωσσικές εκδόσεις της Wikipedia. Αποτελεί, δηλαδή, έναν αποτελεσματικό τρόπο για επαναχρησιμοποίηση ερωτημάτων μεταξύ των διαφορετικών γλωσσικών εκδόσεων της DBpedia. Με τη χρήση μιας προσεκτικά σχεδιασμένης αρχιτεκτονικής, μπορεί κανείς να δημιουργήσει εύκολα ερωτήματα σε διάφορες γλώσσες, τα οποία θα μπορούσαν να αποδειχθούν ιδιαίτερα ωφέλιμα σε άτομα που δεν κατέχουν την αγγλική γλώσσα

29 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Εικόνα 1. Το διεθνοποιημένο DBpedia Information Extraction Framework [8]. Το DBpedia Information Extraction Framework επεκτάθηκε (I18n DIEF) με την ενίσχυση ήδη υπαρχόντων extractors και parsers και τη δημιουργία νέων extractors και φίλτρων για την υποστήριξη γλωσσών που δεν περιέχουν μόνο λατινικούς χαρακτήρες (με αρχή την ελληνική γλώσσα) [8]. Οι Extractors που επεκτάθηκαν είναι: 1. Disambiguation: εξάγει σελίδες, στις οποίες έχει επιλυθεί το πρόβλημα της σύγκρουσης εννοιών κατά την ανάθεση ενός όρου σε πολλά άρθρα. 2. Homepage: εξάγει links στην homepage μιας resource, αναζητώντας τη λέξη homepage ή External links ως τίτλο link (ή «ιστότοπος», «Εξωτερικοί χώροι» στα ελληνικά»). 3. Image: δημιουργεί links στις Wikimedia εικόνες. Λαμβάνει υπόψη τα πνευματικά δικαιώματα. 4. Generic Infobox: παράγει (τυπικές) τριάδες από τα Πρότυπα Infobox, χρησιμοποιώντας ιδιότητες από το namespace: 5. Mapping-Based Infobox: εξάγει τριάδες από τα Πρότυπα Infobox, στα οποία έχει γίνει αντιστοιχία (mapping) στην οντολογία της DBpedia και 29

30 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού γι αυτό χρησιμοποιεί ιδιότητες από το namespace Οι Parsers που επεκτάθηκαν είναι: 1. Date-Time: αναλύει μια ημερομηνία από ένα δοθέν αλφαριθμητικό. 2. Duration: αναλύει τη διάρκεια από ένα δοθέν αλφαριθμητικό. 3. Flag-Template: Αναλύει ένα Πρότυπο που έχει ονομαστεί από τον κωδικό μιας χώρας (π.χ. {{GRE}} για την Ελλάδα) και το οποίο εμφανίζει τη σημαία της χώρας ακολουθουμένη από το link της χώρας 4. Unit-Value: αναλύει τις μονάδες μέτρησης από ένα αλφαριθμητικό [8]. Επιπλέον εφαρμόστηκαν δύο νέοι extractors στο I18n DIEF. 1. Interlanguage-Link Extractor: δημιουργεί RDF τριάδες με predicate dbpedia-owl:interlanguagelink, κάτι το οποίο είναι απαραίτητο για τις Wikipedia σε άλλες γλώσσες. 2. Template-Parameter: εξάγει τις ονομασμένες παραμέτρους που είναι δηλωμένες σε ένα Wikipedia Πρότυπο. Έγινε με οραματισμό την υποβοήθηση της ημι-αυτόματης δοκιμασίας αντιστοίχισης Infobox σε οντολογία. Για να αυξηθεί επιπλέον ο αριθμός των εξαχθέντων τριάδων, έπρεπε να εξαχθούν ελληνικά άρθρα τα οποία δεν είχαν αγγλική μετάφραση. Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκαν 4 φίλτρα: 1. Page Filter: δίνει τη δυνατότητα της πρόσθεσης όλων των άρθρων στην ουρά των άρθρων. 2. Article Name Filter: δίνει τη δυνατότητα χρήσης του γνήσιου ονόματος του άρθρου και όχι της μετάφρασής του. 3. Namespace Filter: δίνει τη δυνατότητα της εξαγωγής namespace σε συγκεκριμένη γλώσσα. 4. IRI Filter: δίνει τη δυνατότητα εξαγωγής των resources σε μορφή IRI, δηλαδή επιτρέπει τη χρήση UTF-8 χαρακτήρων και όχι μόνο της URI μορφής που περιέχει αυτούς που είναι σε λατινική μορφή και τον χαρακτήρα «%» (π.χ. URI: αντί για URL: C%CE%B4%CE%B 30

31 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 2 ΜΑΘΗΣΗ ΚΑΙ ΠΑΙΧΝΙΔΙ 2.1 Μάθηση Η μάθηση αποτελεί μία σύνθετη ψυχολογική διαδικασία, που έχει μελετηθεί από διάφορους κλάδους της επιστήμης, όπως την ψυχολογία, την παιδαγωγική, τη φυσιολογία, την ιατρική και τη βιολογία. Ο Διδακτικός Σχεδιασμός (Instructional Design) βασίζεται στην πρακτική της δημιουργίας μιας εκπαιδευτικής εμπειρίας που καθιστά την απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων περισσότερο αποτελεσματική, αποδοτική και ελκυστική. Ένα μοντέλο Διδακτικού Σχεδιασμού είναι και των Gagné, Briggs και Wager (1992), γνωστό ως «Αρχές Διδακτικού Σχεδιασμού» (Principles of Instructional Design) [5]. Αποτελείται από εννέα διδακτικά γεγονότα (instructional events) που ακολουθούν την εξής διαδοχική σειρά: 1. Πρόκληση ενδιαφέροντος: θα πρέπει να εξασφαλισθεί η προσοχή του μαθητευόμενου για να δημιουργηθούν συνθήκες κατάλληλες για μάθηση. Για να επιτευχθεί αυτό πρέπει να βρεθεί ένας τρόπος για να προκληθεί το ενδιαφέρον του. 2. Περιγραφή του στόχου: οι μαθητευόμενοι ενημερώνονται σχετικά με το τι πρέπει να περιμένουν και τι μπορούν να επιτύχουν με την κατάκτηση της γνώσης. 3. Πρόκληση ανάκλησης προηγούμενης γνώσης: υπενθύμιση προϋπάρχουσας γνώσης. Η κινητοποίηση των υπαρχόντων γνωστικών δομών υποβοηθούν την ουσιαστική μάθηση. 4. Παρουσίαση του υλικού που πρόκειται να διδαχθεί: παρουσιάζεται το νέο περιεχόμενο. 5. Παροχή καθοδήγησης για την εκμάθηση: ο μαθητής καθοδηγείται με ανακαλυπτική μάθηση, εργαστήρια, παραδείγματα και άλλες τεχνικές.. 6. Απόσπαση πρακτικής απόδοσης: ο μαθητευόμενος καλείται να απαντήσει σε ερωτήσεις, ώστε μέσω της απόδοσής του να επιβεβαιωθεί η μάθηση. 7. Παροχή ανατροφοδότησης: στο τέλος κάθε δραστηριότητας πρέπει να παρέχεται άμεση ανατροφοδότηση (feedback), για τη διόρθωση και ενίσχυση της απόδοσής του μαθητευόμενου. 8. Αξιολόγηση επίδοσης: με πρακτική εξάσκηση ο μαθητευόμενος εφαρμόζει αυτό που έχει μάθει. 31

32 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού 9. Ενίσχυση της διατήρησης και της μεταφοράς: για να επιτευχθεί η κατάκτηση ενός γνωστικού τομέα και να διατηρηθεί στην μακρόχρονη μνήμη (long-term memory), προϋπόθεση είναι η εφαρμογή της γνώσης σε καταστάσεις της πραγματικής ζωής. 2.2 Μάθηση και Παιχνίδι Το παιχνίδι αποτελεί μέρος της καθημερινής ζωής ενός παιδιού και πολλές προσπάθειες έχουν γίνει για τη δημιουργία εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων μέσα από αυτό. Ειδικότερα, παιχνίδια, που χρονολογούνται χιλιάδες έτη πριν, έχουν χρησιμοποιηθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία. Τις τελευταίες δεκαετίες, η βιομηχανία λογισμικού υπολογιστών δημιούργησε μια νέα προσέγγιση για την υλοποίηση εκπαιδευτικών παιχνιδιών. Ο προγραμματισμός ιδίως, προσφέρει έναν δομημένο τρόπο παραγωγής παιχνιδιού, καθιστώντας το κατάλληλο για τη δημιουργία εκπαιδευτικών σεναρίων. Βασιζόμενοι στο μοντέλο που περιγράφθηκε στην προηγούμενη παράγραφο, θεωρήθηκε σκόπιμη η δημιουργία ενός παιχνιδιού που θα μπορούσε να υποβοηθήσει τη διαδικασία της μάθησης. Ένα παιχνίδι με κατάλληλο περιβάλλον, φιλικό προς το χρήστη και εύχρηστο θα ήταν ικανό να προκαλέσει το ενδιαφέρον του μαθητευόμενου. Θα έπρεπε επίσης να δίνεται η δυνατότητα να ελέγχεται η διαδικασία της μάθησης, καθώς και να παρέχεται η απαιτούμενη ανατροφοδότηση και πρόσβαση σε περισσότερες πληροφορίες για ένα αντικείμενο, αν αυτό ενδιέφερε το μαθητευόμενο. 2.3 Η Συνεισφορά του Διαδικτύου Πρόσφατα, η αλματώδης εξέλιξη του διαδικτύου και η αύξηση της έκτασης της δικτύωσης, έδωσε ώθηση στη βιομηχανία της εκπαίδευσης, προσφέροντας ένα τεράστιο ποσό δεδομένων και δυνητικά εκπαιδευτικών πόρων. Βασικά, δείκτης της τελευταίας είναι η Wikipedia, που αποτελεί τη μεγαλύτερη στον κόσμο, πολύγλωσση εγκυκλοπαίδεια. Ας αναλογιστούμε ότι η αγγλική έκδοση Wikipedia έχει από μόνη της σχεδόν 3,9 εκατομμύρια άρθρα με διάφορα θέματα 1. Η αξιοπιστία των επιστημονικών άρθρων της Wikipedia μπορεί να συγκριθεί με την εγκυκλοπαίδεια Britannica [6]

33 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 2.4 Semantic Web Game Learning Η έλευση του Σημασιολογικού Ιστού και των Linked Data (LD) μπορεί να οδηγήσει το εκπαιδευτικό λογισμικό ένα βήμα παραπέρα. Τα συνδεδεμένα δεδομένα παρέχουν ένα δομημένο τρόπο για τους προγραμματιστές για να έχουν πρόσβαση στη γνώση. Από την αρχή του προγράμματος της Διασύνδεσης Ανοιχτών Δεδομένων (Linking Open Data Project 2 ), η γνώση φάνηκε να καλλιεργείται και οι ευκαιρίες για εκμάθηση με υπολογιστή άρχισαν να συσσωρεύονται αργά αλλά σταθερά. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα LΟD (Linked Open Data) είναι η DBpedia, που αποτελεί και τον πυρήνα του «νέφους» των συνδεδεμένων δεδομένων LOD cloud. Η DBpedia εξάγει γνώση από τα άρθρα της Βικιπαίδειας (Wikipedia). Καθώς τα άρθρα της Βικιπαίδειας μπορεί να θεωρηθούν ακριβή, η εξαγωγή γνώσης από αυτήν μπορεί επίσης να θεωρηθεί καλής ποιότητας [6] Υπάρχουσες Εφαρμογές Στη συνέχεια παρουσιάζονται δύο υπάρχουσες εφαρμογές με παρόμοια χρηστικότητα, που χρησιμοποιούν συνδεδεμένα δεδομένα για την αυτοματοποιημένη δημιουργία ερωτημάτων τύπου κουίζ: 1) το παιχνίδι Who Knows και 2) το μοντέλο του M. Foulounneau. Και οι δύο χρησιμοποιούν την αγγλική DBpedia ως μόνη πηγή τους Το Παιχνίδι Who Knows Το παιχνίδι Who Knows, που δημιούργησε η ομάδα του Ν. Ludwig, με ερωτήματα που προέρχονται από RDF δεδομένα της αγγλικής DBpedia αποτελεί μια εφαρμογή στο Facebook 3. Σύμφωνα με τους δημιουργούς, δεν προσφέρει μόνο μια ευκαιρία για διασκέδαση και μάθηση, αλλά αποτελεί και μια μέθοδο για την αξιολόγηση των συνδεδεμένων δεδομένων και την εκκαθάριση της DBpedia [10]. Αποτελείται από διάφορα είδη παιχνιδιών, όπως: πολλαπλής επιλογής, κρεμάλα. Παρέχει άμεση ανατροφοδότηση στο χρήστη μετά την απάντηση του. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα να επιλέξει ο χρήστης το κουμπί «Dislike» στην περίπτωση που θεωρεί ότι η ερώτηση δεν ευσταθεί ή είναι υπερβολικά εύκολη (αυτονόητη) [10]

34 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Παράλληλα, το Who Knows παρακολουθεί πόσες φορές μία τριάδα παίχτηκε και πόσες φορές απαντήθηκε σωστά. Αυτό βασίζεται στη λογική ότι αν μία ερώτηση απαντήθηκε πολλές φορές σωστά, τότε έχει μεγάλη πιθανότητα να είναι και σωστά διατυπωμένη [10] Το Μοντέλο του M. Foulounneau Μια παρόμοια προσπάθεια παρουσιάστηκε επίσης από τον Μ. Foulonneau, περιγράφοντας τη δημιουργία μεταβλητών με χρήση SPARQL ερωτημάτων προς τη DBpedia και στη συνέχεια τροφοδότησή τους σε μοντέλα πολλαπλής επιλογής χρησιμοποιώντας το πρότυπο IMS-QTΙ [4]. 1. <choiceinteraction responseidentifier="response" shuffle="false" maxchoices="1"> 2. <prompt>what is the capital of {prompt}?</prompt> 3. <simplechoice identifier="{responsecode1}">{responseoption1}</simplechoice> 4. <simplechoice identifier="{responsecode2}">{responseoption2}</simplechoice> 5. <simplechoice identifier="{responsecode3}">{responseoption3}</simplechoice> 6. </choiceinteraction> Λίστα 6. QTI Πρότυπο για Ερώτημα Πολλαπλής Επιλογής [4]. Για την ανάπτυξη του λογισμικού χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα ανοιχτού λογισμικού για ανάπτυξη εφαρμογών στο Σημασιολογικό Ιστό TAO 4 [4]. Εικόνα 2. Ερώτημα Πολλαπλής Επιλογής στην Πλατφόρμα TAO [4]

35 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Παρατηρήθηκε ότι η πιθανότητα μία ερώτηση να έχει προβληματικά δεδομένα ή προβληματική απάντηση ήταν ίση με τον αριθμό των ελαττωματικών μεταβλητών που χρησιμοποιούνταν για τη δημιουργία της. Επίσης η πιθανότητα να έχει ελαττωματικούς περισπαστές (distractors), δηλαδή λανθασμένες απαντήσεις που δίνονται στις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής για να παραπλανήσουν το χρήστη είναι: D (1), όπου D ο συνολικός αριθμός των distractors, d(v) ο αριθμός των ελαττωματικών μεταβλητών και V το συνολικό πλήθος των μεταβλητών [4] Παιχνίδι Βασισμένο στην Ελληνική DBpedia Οι προαναφερθείσες εφαρμογές απευθύνονται σε άτομα που κατέχουν την αγγλική γλώσσα (κυρίως ως μητρική). Χρησιμοποιούν δεδομένα που προέρχονται από την αγγλική έκδοση της DBpedia. Θελήσαμε να δημιουργήσουμε ένα παρόμοιο παιχνίδι προσαρμοσμένο στις ανάγκες ενός ατόμου που ομιλεί διαφορετική γλώσσα. Για να επιτευχθεί αυτό, γίνεται χρήση διαφορετικών εκδόσεων της DBpedia/Wikipedia, δηλαδή χρησιμοποιούνται δεδομένα που προέρχονται από εγκυκλοπαίδεια που είναι γραμμένη σε διαφορετική γλώσσα. Δηλαδή, ένα ερώτημα προς την ελληνική DBpedia θα έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή δεδομένων στην ελληνική γλώσσα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορους τύπους παιχνιδιών και να προκύψει μία εφαρμογή στα ελληνικά, κατάλληλη για τις ανάγκες ενός παιδιού στη χώρα μας, αφού δεν απαιτεί πλέον τη γνώση άλλων γλωσσών ή τη χρήση λεξικού. Αυτή είναι και η διαφορετικότητα αυτής της εφαρμογής που παρουσιάζεται στην παρούσα εργασία. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, αξιοποιώντας τις ήδη υπάρχουσες εκδόσεις της DBpedia σε διαφορετικές γλώσσες, δηλαδή αλλάζοντας το endpoint στο αντίστοιχο Sparql ερώτημά μας, μπορούμε να ανακτήσουμε δεδομένα από όποια εγκυκλοπαίδεια επιθυμούμε και να δημιουργήσουμε την αντίστοιχη εφαρμογή σε οποιαδήποτε από τις διατιθέμενες γλώσσες ή και συνδυασμό αυτών. Η εφαρμογή είναι διαθέσιμη στο site: 35

36 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού 36

37 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ SEMANTIC WEB GAME BASED LEARNING Χρησιμοποιώντας την ελληνική DBpedia ως μία πηγή τοπικών συνδεδεμένων δεδομένων, δημιουργήθηκε μια πρότυπη εφαρμογή που παράγει αυτόματα ερωτήματα τύπου κουίζ. Η εφαρμογή αυτή αποτελείται από τρία βασικά μέρη (βλ. Σχήμα 1): 1. Fact Engine: Πραγματοποιεί ερώτημα σε ένα DBpedia endpoint (π.χ. για να ανακτήσει δεδομένα. 2. Query Engine: Επεξεργάζεται το αποτέλεσμα της Fact Engine για να δημιουργήσει ερωτήματα. 3. Quiz Engine: Επικοινωνεί με την Query Engine για να παράγει τυχαία ένα κουίζ για το χρήστη. Σχήμα 1. Αρχιτεκτονική του Semantic Web Game [1]. 37

38 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 1, η Fact Engine επικοινωνεί με ένα I18n DBpedia endpoint για την παραγωγή γεγονότων. Η Query Engine είναι υπεύθυνη για την επιλογή ενός γεγονότος για μια ερώτηση, ενώ η Quiz Engine παραθέτει την ερώτηση στο χρήστη και συλλέγει την ανατροφοδότηση. 3.1 Fact Engine Η Fact Engine χρησιμοποιεί τη γλώσσα SPARQL Query για να πετύχει πρόσβαση σε δεδομένα της DBpedia. Ένα σύνολο 31 ερωτημάτων SPARQL δημιουργήθηκαν (βλ. Παράρτημα), για την ανάκτηση δεδομένων που ανήκουν σε 7 γενικές κατηγορίες: γεωγραφία, ιστορία, αθλητισμός, αστρονομία, γενικές γνώσεις, χημεία, και πολιτική. Τα στοιχεία αυτά αποτελούν τη βάση για τα επόμενα στάδια επεξεργασίας της εφαρμογής. Ένα υπόδειγμα ερωτήματος απεικονίζεται στη Λίστα 1, το οποίο ανακτά εικόνες σημαιών διάφορων χωρών, καθώς και τις σχετικές συνδέσεις προς τις εγκυκλοπαίδειες DBpedia και Wikipedia για την ανάλογη ανατροφοδότηση. Αν και το συγκεκριμένο ερώτημα εκτελέστηκε σε endpoint της ελληνικής DBpedia, με προσεκτική επιλογή τριάδων της οντολογίας DBpedia, θα μπορούσε το ίδιο ερώτημα να απευθύνεται σε endpoints διαφορετικών γλωσσικών εκδόσεων της DBpedia. Ακόμη και με ένα σχετικά μικρό αριθμό 31 ερωτημάτων, επιτυγχάνεται η παραγωγή περίπου συνόλων δεδομένων από την ελληνική DBpedia. 1. PREFIX ontology: < /ontology/> 2. PREFIX rdf: 3. < 4. PREFIX rdfs: 5. < /2000/01/rdf-schema#> 6. PREFIX foaf:< select distinct?country?flag?dbpedia?wiki 9. where { 10.?dbpedia rdf:type ontology:country ; 11. rdfs:label?country. 12.?dbpedia ontology:thumbnail?flag. 13. OPTIONAL {?dbpedia foaf:page?wiki.} 14. ORDER BY ASC (?country). Λίστα 7. SPARQL Ερώτημα (Χώρες-Σημαίες)[1]. 38

39 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 3.2 Query Engine Η Query Engine επιλέγει τυχαία ένα γεγονός που ανήκει σε μια κατηγορία - το οποίο παράγεται από την Fact Engine - και το διαβιβάζει στην Quiz Engine. Λειτουργεί επίσης και ως παραγωγός ανάδρασης, παρέχοντας στην Quiz Engine τους συνδέσμους προς την Wikipedia και την DBpedia. Η Query Engine, ανάλογα με το είδος του κάθε επιμέρους κουίζ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία περισπαστών. Οι περισπαστές είναι επίσης γεγονότα, που παρέχουν παρόμοιες, αλλά λανθασμένες απαντήσεις σε μια ερώτηση, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση των ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής. 3.3 Quiz Engine Η Quiz Engine (QE) είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου παιχνιδιού για τον τελικό χρήστη. Η QE ελέγχει την πρόοδο του χρήστη, τηρεί στατιστικά στοιχεία και δημιουργεί ερωτήσεις σύμφωνα με τους διαθέσιμους τύπους ερωτήσεων. Προς το παρόν, έχουν αναπτυχθεί τρεις τύποι ερωτημάτων: πολλαπλής επιλογής, αντιστοίχισης και κρεμάλας. Ανάλογα με τον κάθε τύπο, εφαρμόζεται μια διαφορετική στρατηγική. Για να παραχθεί μια ερώτηση πολλαπλής επιλογής, απαιτείται ένα σύνολο από τέσσερις τριάδες. Οι δύο τριάδες περιέχουν διαφορετικές ιδιότητες του γεγονότος: η μία χρησιμοποιείται για να σχηματίσει την ερώτηση και η άλλη για την απάντηση (π.χ. "χώρα" και "σημαία" από τη Λίστα 1). Επίσης, χρησιμοποιούνται δύο σύνδεσμοι προς την DBpedia και την Wikipedia αντίστοιχα, οι οποίοι χρησιμεύουν ως ανατροφοδότηση. Επιπλέον, απαιτείται ένας αριθμός περισπαστών: δημιουργούνται από την τυχαία επιλογή διάφορων λανθασμένων ερωτήσεων στο αρχικό ερώτημα. 39

40 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού 40

41 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 4 SEMANTIC WEB GAME BASED LEARNING 4.1 Αρχική Σχεδίαση Frames Το παιχνίδι αρχικά σχεδιάστηκε ως μία desktop εφαρμογή, χρησιμοποιώντας Frames. Με τον όρο Frame αναφερόμαστε σε ένα παράθυρο που μπορεί να περιέχει γραφικά στοιχεία όπως τίτλος, πλαίσια, κουμπιά, εικόνες και με το οποίο μπορεί να αλληλεπιδράσει ο χρήστης. Με την εκτέλεση της εφαρμογής, αρχικά εμφανιζόταν ένα παράθυρο με 2 επιλογές: 1. Start Playing 2. Create New Data Επιλέγοντας το button με την αναγραφή «Create New Data», η εφαρμογή έτρεχε ένα Sparql ερώτημα και δημιουργούσε δεδομένα σε ζεύγη «χώρα, πρωτεύουσα» και τα αποθήκευε σε ένα αρχείο. Αν ο χρήστης επέλεγε την 1 η επιλογή «Start Playing» μπορούσε να παίξει τα ακόλουθα παιχνίδια: 1. Ερώτηση πολλαπλής επιλογής 2. Ερώτηση πολλαπλής επιλογής με αναγραμματισμό 3. Κρεμάλα Εικόνα 3. Αρχική Οθόνη Παιχνιδιού. 41

42 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Οι ερωτήσεις των τριών παιχνιδιών χρησιμοποιούσαν τα δεδομένα (συγκεκριμένα: «Χώρες-Πρωτεύουσες»), τα οποία δημιουργούταν στην προηγούμενη φάση, δίνοντας κάθε φορά και με τυχαίο τρόπο το ένα ή το άλλο στοιχείο. Στις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, ο χρήστης καλούταν να επιλέξει τη σωστή απάντηση μέσα από τέσσερις προβαλλόμενες απαντήσεις. Εικόνα 4. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής. Στις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής με αναγραμματισμό, ο χρήστης καλούταν να επιλέξει τη σωστή απάντηση μέσα από τέσσερις αναγραμματισμένες απαντήσεις. Όταν έδινε την απάντησή του, οι επιλογές που αρχικά εμφανίζονταν αναγραμματισμένες, παρουσιάζονταν πλέον στην κανονική τους μορφή. Στα δύο παραπάνω είδη ερωτήσεων, ο χρήστης είχε τη δυνατότητα να αλλάξει την ερώτηση αν αυτό το επιθυμούσε, πατώντας το κουμπί «Change Question». 42

43 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Εικόνα 5. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό. Στην ερώτηση τύπου κρεμάλας, ο χρήστης καλούταν να σχηματίσει την απάντηση στην προβαλλόμενη ερώτηση, πατώντας τα αντίστοιχα κουμπιά για να επιλέξει τα ελληνικά γράμματα που επιθυμούσε. Σε αυτήν την έκδοση παιχνιδιού, αυτός ο τύπος ερώτησης ήταν πολύ απλός και δεν περιείχε την εικόνα της κρεμάλας, απλά ενημέρωνε για το πλήθος των υπολειπόμενων λάθος επιλογών. Εικόνα 6. Κρεμάλα 43

44 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Σε όλα τα παιχνίδια, μετά την απάντηση του χρήστη, εμφανιζόταν μήνυμα για την ορθότητα ή όχι της απάντησης και στην περίπτωση που ήταν λανθασμένη, δινόταν η σωστή. Ο χρήστης πατώντας το κουμπί «Next» μετέβαινε με τυχαίο τρόπο σε ένα από τα τρία παιχνίδια Java Applet Στη συνέχεια, σχεδιάστηκε μία online έκδοση παιχνιδιού, βασισμένη σε java applets. Αρχικά δημιουργήθηκαν τρία ξεχωριστά παιχνίδια, όμοια με αυτά που περιγράφθηκαν στην παραπάνω παράγραφο και τα οποία έτρεχαν ανεξάρτητα μεταξύ τους. Ως επιπλέον στοιχείο, προστέθηκε βαθμολογία σε μορφή κλάσματος για να μπορεί ο χρήστης να παρακολουθεί την απόδοση του. Εικόνα 7. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραφή της Βαθμολογίας. 44

45 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Εικόνα 8. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό με Αναγραφή της Βαθμολογίας. Εικόνα 9. Κρεμάλα με Αναγραφή της Βαθμολογίας. 45

46 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Ο χρήστης είχε τη δυνατότητα να αφήσει αναπάντητη μία ερώτηση και να την αλλάξει με την επιλογή: «Επόμενη Ερώτηση», χωρίς αυτό να μετρήσει αρνητικά στη βαθμολογία του. Αυτό το χαρακτηριστικό τροποποιήθηκε στις επόμενες εκδόσεις για ευνόητους λόγους. 4.2 Πιλοτική Εφαρμογή Στη συνέχεια παρουσιάζεται η τελική μορφή της εφαρμογής 1. Αποτελείται από δύο επιμέρους εφαρμογές: 1. Δημιουργία Δεδομένων 2. Παιχνίδι Όταν ο χρήστης επιθυμεί να δημιουργήσει τα δεδομένα, τότε τρέχει ένα πρόγραμμα που περιέχει Sparql ερωτήματα. Το αποτέλεσμα αυτών αποθηκεύεται σε ένα αρχείο. Τα δεδομένα που δημιουργούνται περιγράφονται αναλυτικά στην παράγραφο 4.2.1, ενώ τα Sparql ερωτήματα παρατίθενται στο Παράρτημα. Εικόνα 10. Αρχική Οθόνη Εφαρμογής για τη Δημιουργία Δεδομένων

47 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Μετά τη δημιουργία του αρχείου, ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να παίξει τα διαθέσιμα παιχνίδια, τα οποία περιγράφονται αναλυτικά στην παράγραφο Κατά την εκτέλεση του δεύτερου τμήματος της εφαρμογής, αφού ζητηθεί από το χρήστη να συμπληρώσει το όνομά του σε ένα textbox, μεταφέρεται στο περιβάλλον του παιχνιδιού. Εικόνα 11. Αρχική Οθόνη Παιχνιδιού. Το αρχείο κειμένου, εφόσον υπάρχει, διαβάζεται και τοποθετείται ολόκληρο σε έναν πίνακα. Το πρόγραμμα σημειώνει πόσες εγγραφές έχει κάθε ερώτημα, έτσι ώστε να γνωρίζει σε ποιο τμήμα του πίνακα βρίσκεται κάθε στιγμή. Όταν επιλεγεί ένα ερώτημα, τότε το συγκεκριμένο κομμάτι του πίνακα που περιέχει τις εγγραφές του ερωτήματος, αντιγράφεται σε ένα νέο πίνακα και το τρέχον κουίζ χρησιμοποιεί μόνο αυτόν. Για την υλοποίηση χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον Netbeans IDE και η γλώσσα προγραμματισμού Java. Το Netbeans είναι μία πλατφόρμα ανοιχτού λογισμικού και ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον ανάπτυξης που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία desktop και διαδικτυακών εφαρμογών με τη χρήση της Java και άλλων γλωσσών. Για την υποστήριξη των Sparql ερωτημάτων, εγκαταστάθηκε η Jena

48 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Η Jena είναι ένα Java framework για τη δημιουργία εφαρμογών σημασιολογικού ιστού. Παρέχει βιβλιοθήκες για να βοηθήσει τους προγραμματιστές να αναπτύξουν κώδικα που χειρίζεται RDF και SPARQL Δεδομένα Από ένα μεγάλο πλήθος δεδομένων της ελληνικής DBpedia, επιλέχθηκε ένας συγκεκριμένος όγκος σχετικός με κάποια συγκεκριμένα πεδία Κατηγορίες Δεδομένων Τα δεδομένα που επιλέχθηκαν να χρησιμοποιηθούν ανήκουν στις εξής επτά κατηγορίες: 1. Γεωγραφία 2. Ιστορία 3. Γενικές Γνώσεις 4. Αθλητισμός 5. Αστρονομία 6. Πολιτική 7. Χημεία Σύνολα Δεδομένων Στη συνέχεια παρατίθενται οι ερωτήσεις, οι κατηγορίες των ερωτήσεων και το πλήθος των αποτελεσμάτων για κάθε μία από αυτές. Τα παραπάνω δεδομένα ανακτήθηκαν με χρήση Sparql (βλέπε Παράρτημα) από την ελληνική DBpedia. Πίνακας 1. Σύνολα δεδομένων (Δεκέμβριος 2012). # Ερώτηση Κατηγορία Πλήθος Αποτελεσμάτων 1 Χώρες-Σημαίες Γεωγραφία Πρωτεύουσες-Εικόνες Γεωγραφία Πόλεις-Εικόνες Γεωγραφία 38 4 Πολιτείες των Η.Π.Α.-Σημαίες Γεωγραφία 51 5 Πολιτισμική Κληρονομιά-Εικόνες Γεωγραφία Αρχαιολογικοί Χώροι-Εικόνες (4 ενοποιημένα ερωτήματα) Ιστορία 67 48

49 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 7 Μνημεία-Εικόνες Γεωγραφία Κάστρα-Εικόνες Γεωγραφία 8 9 Πύργοι-Εικόνες Γεωγραφία Αθλήματα-Εικόνες Αθλητισμός Ολυμπιακά Αθλήματα-Εικόνες Αθλητισμός Πλανήτες-Εικόνες Αστρονομία 8 13 Ζώα-Εικόνες Γενικές Γνώσεις Πρόσωπα-Εικόνες Γενικές Γνώσεις Χώρες-Πρωτεύουσες Γεωγραφία Νομοί της Ελλάδας-Πρωτεύουσες Γεωγραφία Πολιτείες των Η.Π.Α.-Πρωτεύουσες Γεωγραφία Κάστρα-Χώρες Γεωγραφία 4 19 Νησιά-Πληθυσμός Γεωγραφία Χημικά Στοιχεία-Σύμβολα Χημεία Διαστημικές Αποστολές- Ημερομηνίες Εκτόξευσης Αστρονομία Πόλεμοι/Μάχες-Ημερομηνίες Διεξαγωγής Ιστορία Πρόσωπα-Ημερομηνίες Θανάτου Γενικές Γνώσεις Πρόσωπα-Τόποι Γέννησης Γενικές Γνώσεις Πολιτισμική Κληρονομιά-Χώρες Γεωγραφία Πολιτικοί-Ιδιότητες Πολιτική Χώρες-Γλώσσες Γεωγραφία Χώρες-Νομίσματα Γεωγραφία Νησιά-Χώρες Γεωγραφία Νησιά-Αρχιπελάγη Γεωγραφία Πρόσωπα-Περιγραφές Γενικές Γνώσεις 1056 Σύνολο

50 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Πρόσωπα-Περιγραφές Νησιά-Αρχιπελάγη Νησιά-Χώρες Χώρες-Νομίσματα Χώρες-Γλώσσες Πολιτικοί-Ιδιότητες Πολιτισμική Κληρονομιά-Χώρες Πρόσωπα-Τόποι Γέννησης Πρόσωπα-Ημερομηνίες Θανάτου Πόλεμοι/Μάχες-Ημερομηνίες Διεξαγωγής Διαστημικές Αποστολές-Ημερομηνίες Χημικά Στοιχεία-Σύμβολα Νησιά-Πληθυσμός Κάστρα-Χώρες Πολιτείες των Η.Π.Α.-Πρωτεύουσες Νομοί της Ελλάδας-Πρωτεύουσες Χώρες-Πρωτεύουσες Πρόσωπα-Εικόνες Ζώα-Εικόνες Πλανήτες-Εικόνες Ολυμπιακά Αθλήματα-Εικόνες Αθλήματα-Εικόνες Πύργοι-Εικόνες Κάστρα-Εικόνες Μνημεία-Εικόνες Αρχαιολογικοί Χώροι-Εικόνες Πολιτισμική Κληρονομιά-Εικόνες Πολιτείες των Η.Π.Α.-Σημαίες Πόλεις-Εικόνες Πρωτεύουσες-Εικόνες Χώρες-Σημαίες Γράφημα 1. Πλήθος Δεδομένων ανά Ερώτημα. Ελληνική DBpedia-Δεκέμβριος

51 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Πλήθος Δεδομένων ανά Κατηγορία Γράφημα 2. Πλήθος Δεδομένων ανά Κατηγορία. Ελληνική DBpedia-Δεκέμβριος Είδη Κουίζ Το παιχνίδι αποτελείται από επιμέρους κουίζ όπως: 1. Πολλαπλής Επιλογής (2-4 Επιλογές) [Multiple Choice] 2. Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό (2-4 Επιλογές) [Multiple Choice with Anagram] 3. Πολλαπλής Επιλογής με τουλάχιστον μία ( 1) Σωστή Απάντηση (1-5 Σωστές Απαντήσεις) [Multiple Choice with 1 Correct Answers] 4. Κρεμάλα [Hangman] 5. Αντιστοίχιση (2-4 Αντιστοιχίσεις) [Matching] Πολλαπλής Επιλογής Απλής Μορφής (Multiple Choice Simple Form) Για να παραχθεί μια ερώτηση πολλαπλής επιλογής, απαιτείται ένα σύνολο από τέσσερις τριάδες. Οι δύο τριάδες περιέχουν διαφορετικές ιδιότητες του γεγονότος: η μία χρησιμοποιείται για να σχηματίσει την ερώτηση και η άλλη την απάντηση. Οι υπόλοιπες, χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία δύο συνδέσμων προς την DBpedia και την Wikipedia αντίστοιχα, οι οποίοι χρησιμεύουν ως ανατροφοδότηση. Επιπλέον, απαιτείται ένας αριθμός περισπαστών: δημιουργούνται από την τυχαία επιλογή διαφόρων λανθασμένων ερωτήσεων στο αρχικό ερώτημα. Κάθε περισπαστής τοποθετείται σε τυχαία θέση, διαφορετική κάθε φορά. 51

52 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Στην Εικόνα 12 παρουσιάζεται μία ερώτηση πολλαπλής επιλογής που περιέχει το ερώτημα: "Ποια χώρα έχει την παρακάτω σημαία:", ακολουθούμενη από τη σημαία μιας συγκεκριμένης χώρας. Οι επιλογές που προσφέρονται είναι: το Ηνωμένο Βασίλειο, η Αϊτή, το Μπουτάν, και το Μακάο. Η Αϊτή είναι η σωστή απάντηση, ενώ οι υπόλοιπες χώρες χρησιμοποιούνται ως περισπαστές. Εικόνα 12. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής. Το σύνολο των αποτελεσμάτων θα μπορούσε να δημιουργηθεί σε διαφορετικές κατευθύνσεις, π.χ. το ερώτημα σημαία-εικόνα (βλ. Λίστα 7, 3.1) θα μπορούσε να παράγει την ερώτηση: "Ποια χώρα έχει την παρακάτω σημαία" ή "ποια σημαία ανήκει στη χώρα: ". Δεδομένου ότι αυτό μπορεί να αυξήσει τις παραλλαγές των ερωτήσεων, σε κάθε ερώτημα, η κατεύθυνση επιλέγεται με τυχαίο τρόπο. Το κουίζ της ερώτησης πολλαπλής επιλογής, στην απλή της μορφή, αποτελείται από την ερώτηση, ακολουθούμενη ή όχι από μία εικόνα, μία σωστή απάντηση και μέχρι και τρεις περισπαστές. Σε περίπτωση περιορισμένων δεδομένων, η ερώτηση μπορεί να εμφανίσει δύο ή τρεις απαντήσεις, αντί για τέσσερις. Αν υπάρχει μόνο μία απάντηση και δεν μπορεί να δημιουργηθεί κανένας περισπαστής (distractor), τότε αλλάζει η ερώτηση. 52

53 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Επίσης, γίνεται ο απαραίτητος έλεγχος, ώστε ακόμα κι αν υπάρχουν περισσότερες από μία σωστές απαντήσεις στη συγκεκριμένη ερώτηση, να εμφανίζεται μόνο μία σωστή και όλες οι άλλες να είναι λανθασμένες. Τα αποτελέσματα που καλείται ο χρήστης να επιλέξει είναι πάντοτε διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτό γίνεται καθώς απορρίπτονται αυτά τα οποία είναι ίδια με τις υπόλοιπες επιλογές που εμφανίζονται ως απαντήσεις. Αν οι ερωτήσεις αφορούν την απεικόνιση συγκεκριμένων γεγονότων, τότε αυτά μπορούν να ανακτηθούν μέσα από τους αντίστοιχους συνδέσμους που εξάγονται από το ερώτημα Sparql και να εμφανιστούν στις αντίστοιχες θέσεις των απαντήσεων μιας ερώτησης. Σε αυτήν την περίπτωση, ο χρήστης έχει να επιλέξει τη σωστή απάντηση μέσα από το μέγιστο αριθμό των τεσσάρων εικόνων. Εικόνα 13. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Εικόνες. Με το που δίνεται μία απάντηση, απενεργοποιούνται όλες οι επιλογές και ενημερώνεται ο χρήστης για τη σωστή ή λανθασμένη επιλογή του. Επίσης, στην περίπτωση που η απάντηση είναι λάθος, εμφανίζεται η σωστή. Για να περιέχει το παιχνίδι μεγαλύτερη πρόκληση, οι ερωτήσεις του συγκεκριμένου τύπου επεκτάθηκαν ώστε να περιλαμβάνουν δύο παραλλαγές: α) κουίζ με αναγραμματισμό και β) με περισσότερες από μία σωστές απαντήσεις. 53

54 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό (Multiple Choice with Anagram) Η ερώτηση πολλαπλής επιλογής με αναγραμματισμό είναι συνδυασμός κουίζ πολλαπλής επιλογής και αναγραμματισμού, όπου ο χρήστης καλείται να ανακαλύψει τη σωστή απάντηση μέσα από μια σειρά αναγραμματισμένων απαντήσεων. Οι αναγραμματισμοί δημιουργούνται κατά την εκτέλεση του ερωτήματος και αφαιρούνται για την απαραίτητη ανατροφοδότηση, μετά την απάντηση του χρήστη. Κάθε λέξη αναγραμματίζεται με τυχαίο τρόπο. Ακόμα κι αν μελλοντικά τύχει η ίδια ερώτηση στον χρήστη, η πιθανότητα να εμφανίζονται οι αναγραμματισμένες απαντήσεις με τον ίδιο ακριβώς τρόπο είναι ελάχιστη, λαμβάνοντας υπόψη το πλήθος των δεδομένων και το μήκος κάθε λέξης. Σ αυτού του είδους κουίζ περιλαμβάνονται όλες οι ερωτήσεις που δεν περιέχουν εικόνα. Σε αυτές που περιέχουν ημερομηνία, η ερώτηση γίνεται μόνο προς τη μία κατεύθυνση, για να μην αναγραμματιστεί η ημερομηνία. Η ερώτηση πολλαπλής επιλογής με αναγραμματισμό αποτελείται από μία αναγραμματισμένη απάντηση και μέχρι και τρεις αναγραμματισμένους περισπαστές. Σε περίπτωση περιορισμένων δεδομένων, η ερώτηση μπορεί να εμφανίσει δύο ή τρεις απαντήσεις, αντί για τέσσερις. Αν υπάρχει μόνο μία απάντηση και δεν μπορεί να δημιουργηθεί κανένας περισπαστής (distractor), τότε αλλάζει η ερώτηση. Εικόνα 14. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό. 54

55 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Πραγματοποιείται ο απαραίτητος έλεγχος, ώστε ακόμα κι αν υπάρχουν περισσότερες από μία σωστές απαντήσεις στη συγκεκριμένη ερώτηση, να εμφανίζεται μόνο μία σωστή και όλες οι άλλες να είναι λανθασμένες. Επίσης, τα αποτελέσματα που καλείται ο χρήστης να επιλέξει είναι πάντοτε διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτό γίνεται καθώς απορρίπτονται αυτά τα οποία είναι ίδια με τις υπόλοιπες επιλογές που εμφανίζονται ως απαντήσεις. Με το που δίνεται μία απάντηση, απενεργοποιούνται όλες οι επιλογές και ενημερώνεται ο χρήστης για τη σωστή ή λανθασμένη επιλογή του. Επίσης, στην περίπτωση που η απάντηση είναι λάθος, εμφανίζεται η σωστή. Όλες οι απαντήσεις (ακόμα και οι λανθασμένες) εμφανίζονται χωρίς αναγραμματισμό Πολλαπλής Επιλογής με Τουλάχιστον μία Σωστή Απάντηση (Multiple Choice with at Least one Correct Answer) Στην παραλλαγή της ερώτησης πολλαπλής επιλογής με μία ή περισσότερες σωστές απαντήσεις, ο αριθμός των πιθανών σωστών απαντήσεων μπορεί να κυμαίνεται από ένα έως πέντε και ο αριθμός των περισπαστών από μηδέν έως πέντε. Ένας μηχανισμός παράγει τυχαία μια σειρά από σωστές ή λάθος απαντήσεις, καθορίζοντας συγχρόνως και το πλήθος τους. Μετά την απάντηση του χρήστη, εμφανίζονται τα links προς τη DBpedia και τη Wikipedia, που αφορούν τις εναλλακτικές απαντήσεις. Οι σύνδεσμοι αυτοί για να αναφέρονται ακριβώς στις εναλλακτικές απαντήσεις, οδηγούν στον εξής περιορισμό: η ερώτηση γίνεται πάντα προς τη μία κατεύθυνση. Επίσης, σε αυτό το παιχνίδι, χρησιμοποιούνται μόνο τα ερωτήματα που είναι πιο πιθανό να παράγουν δεδομένα που μπορεί να έχουν ίδιες τιμές, π.χ. α) δύο διαφορετικά άτομα μπορεί να γεννήθηκαν στο ίδιο μέρος, β) σε περισσότερες από μία χώρες μπορεί να μιλάνε την ίδια γλώσσα. Αυτό γίνεται γιατί οι περισσότερες ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής έχουν μόνο μία σωστή απάντηση και θα ήταν πιο πιθανό να επιλέγονταν αυτές και επομένως θα κατέληγε ο συγκεκριμένος τύπος ερώτησης να είναι ίδιος με αυτόν που παρουσιάστηκε στην παράγραφο Αν δεν υπάρχουν αρκετές εγγραφές για τη συγκεκριμένη ερώτηση, τότε οι εναλλακτικές απαντήσεις μειώνονται σε δύο με τέσσερις. Αν υπάρχει μόνο μία απάντηση και δεν μπορεί να δημιουργηθεί κανένας περισπαστής (distractor), τότε αλλάζει η ερώτηση. 55

56 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Αυτό που διαφοροποιεί το συγκεκριμένο τύπο ερώτησης από τους άλλους είναι ότι δε χρειάζεται να γίνεται έλεγχος για τη μοναδικότητα της σωστής απάντησης, καθώς οι σωστές απαντήσεις μπορούν να είναι από μία έως και πέντε. Επίσης, στις ερωτήσεις αυτού του τύπου γίνεται έλεγχος του περιεχομένου των απαντήσεων, έτσι ώστε ακόμα κι αν η εμφανιζόμενη απάντηση ανήκει σε διαφορετικό γεγονός, αν αυτό συμπίπτει με αυτό της ερώτησης, η απάντηση να θεωρείται σωστή. Τα αποτελέσματα που καλείται ο χρήστης να επιλέξει είναι πάντοτε διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτό επιτυγχάνεται, επειδή απορρίπτονται αυτά που είναι ίδια με τις υπόλοιπες επιλογές που εμφανίζονται ως απαντήσεις. Εικόνα 15. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Τουλάχιστον μία Σωστή Απάντηση. 56

57 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Εικόνα 16. Ερώτηση Πολλαπλής Επιλογής με Εμφάνιση των Σωστών Απαντήσεων. Αφού ο χρήστης επιλέξει τις απαντήσεις που θεωρεί σωστές, πατάει υποβολή. Οι επιλογές εμφανίζονται πλέον απενεργοποιημένες. Γίνεται έλεγχος από την εφαρμογή για κάθε μία από τις επιλογές του, καθώς και υπολογισμός της επιμέρους βαθμολογίας. Αν έχει επιλέξει όλες τις σωστές απαντήσεις, χωρίς όμως να έχει επιλέξει και κάποια λανθασμένη, η απάντησή του θεωρείται σωστή. Σε αντίθετη περίπτωση εμφανίζονται όλες οι σωστές απαντήσεις με τους αντίστοιχους συνδέσμους Κρεμάλα (Hangman) Ο τύπος κουίζ «κρεμάλα» είναι το γνωστό παιχνίδι «κρεμάλα» ή αλλιώς «hangman» στα αγγλικά, στο οποίο ο χρήστης καλείται να βρει την απάντηση σχηματίζοντας τη γράμμα προς γράμμα, έχοντας στη διάθεσή του ένα συγκεκριμένο πλήθος λανθασμένων επιλογών. Στην ερώτηση μπορεί να περιέχεται και μία εικόνα. Η λέξη που πρέπει ο παίχτης να ανακαλύψει, εμφανίζεται αρχικά ως μία ακολουθία από κάτω παύλες, το πλήθος των οποίων αντιστοιχεί στον αριθμό των γραμμάτων, από τα οποία αποτελείται. Το γράμμα επιλέγεται κάνοντας click με το ποντίκι πάνω στο κουτάκι στο οποίο αυτό αναγράφεται. Αν το γράμμα περιέχεται στη λέξη, εμφανίζεται στην αντίστοιχη 57

58 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού θέση, όπου πριν βρισκόταν η κάτω παύλα. Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση που υπάρχει παραπάνω από μία φορές, αντικαθιστώντας τις παύλες, που βρίσκονται στις αντίστοιχες θέσεις, με το συγκεκριμένο γράμμα. Αν το γράμμα δεν υπάρχει στη λέξη, τότε προστίθεται ένα στοιχείο της κρεμάλας στην εικόνα. Σε κάθε περίπτωση, το κουμπί με το αντίστοιχο γράμμα που πατήθηκε απενεργοποιείται, για να μην μπορεί ο χρήστης να το χρησιμοποιήσει ξανά. Ο χρήστης καλείται να βρει μόνο ελληνικά γράμματα. Αυτό διαφοροποιεί το συγκεκριμένο τύπο κουίζ από τα υπόλοιπα, στα οποία δε δίνεται έμφαση στη γλώσσα γραφής. Επειδή υπάρχουν απαντήσεις που είναι αγγλικές λέξεις (π.χ. kick boxing), το πρόγραμμα ελέγχει αν η λέξη περιέχει και ελληνικά γράμματα, κι αν δεν βρει κανένα τότε αλλάζει ερώτηση, παραμένοντας όμως στον ίδιο πίνακα, δηλαδή στο ίδιο είδος ερώτησης. Όταν η εγγραφή περιέχει ημερομηνία ή χημικό σύμβολο, τότε το ερώτημα στην κρεμάλα γίνεται προς μία κατεύθυνση, επειδή στο συγκεκριμένο παιχνίδι ο χρήστης καλείται να βρει μόνο τα ελληνικά γράμματα που περιέχει μια λέξη και όχι αριθμούς, σύμβολα ή ξένα γράμματα. 58 Εικόνα 17. Κρεμάλα.

59 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia Ένα ερώτημα, μπορεί να περιέχει εικόνα. Το αντίστοιχο SPARQL ερώτημα, δίνει το link, όπου αυτή βρίσκεται αποθηκευμένη. Επομένως σε αυτήν την περίπτωση, το ερώτημα γίνεται μόνο προς μία κατεύθυνση, γιατί διαφορετικά θα ζητούταν από το χρήστη να βρει το link! Αυτός ο τύπος ερωτημάτων χρειάζεται την ανάκτηση ενός μόνο γεγονότος, καθώς οι περισπαστές δεν είναι απαραίτητοι. Τα γράμματα που δεν περιέχονται στη λέξη διαδραματίζουν εδώ αυτόν το ρόλο. Όταν ο χρήστης βρει την απάντηση, χωρίς να έχει συμπληρώσει συγκεκριμένο αριθμό λανθασμένων επιλογών γραμμάτων, το παιχνίδι τελειώνει και η απάντηση θεωρείται σωστή. Τα πλήκτρα των γραμμάτων απενεργοποιούνται. Σε αντίθετη περίπτωση κι έπειτα από συγκεκριμένο πλήθος λάθος απαντήσεων, έξι (06) στον αριθμό, η εικόνα που αναπαριστά μια κρεμασμένη γυναίκα συμπληρώνεται και το παιχνίδι πάλι τερματίζεται, θεωρώντας όμως σε αυτήν την περίπτωση την απάντηση του χρήστη ως λανθασμένη. Τα κουμπιά με τα γράμματα απενεργοποιούνται και η σωστή απάντηση εμφανίζεται στην οθόνη Αντιστοίχιση (Matching) Στην ερώτηση τύπου αντιστοίχισης, ο χρήστης καλείται να αντιστοιχίσει τα δεδομένα που εμφανίζονται σε δύο στήλες. Εικόνα 18. Ερώτηση Αντιστοίχισης. 59

60 Δέσποινα-Ελεάνα Χρυσού Η Query Engine επιστρέφει από δύο (ελλείψει δεδομένων) μέχρι τέσσερα γεγονότα (για επαρκή δεδομένα). Για παράδειγμα, για το ερώτημα: Πότε έγινε ο πόλεμος:, ανακτούμε ένα σύνολο τεσσάρων τίτλων πολέμων-μαχών και τεσσάρων ημερομηνιών διεξαγωγής. Ο χαρακτηρισμός των πολέμων-μαχών τοποθετείται τυχαία στην αριστερή στήλη, ενώ ένα αναπτυσσόμενο μενού στη δεξιά στήλη επιτρέπει στο χρήστη να επιλέξει την ημερομηνία τους. Η αντιστοίχιση είναι μοναδική. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει περιορισμός, έτσι ώστε κάθε ένα γεγονός της πρώτης στήλης να μπορεί να στοιχηθεί με μοναδικό τρόπο στη δεύτερη στήλη και αντιστρόφως. Για αυτό το λόγο, το πρόγραμμα απορρίπτει κάθε απάντηση που μπορεί να αντιστοιχεί και με τις προηγούμενες και ήδη επιλεχθείσες απαντήσεις. Επίσης, τα αποτελέσματα που καλείται ο χρήστης να επιλέξει είναι πάντοτε διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτό επιτυγχάνεται, λόγω απόρριψης αυτών που είναι ίδια με τις υπόλοιπες επιλογές που εμφανίζονται ως απαντήσεις. Σε περίπτωση περιορισμένων δεδομένων, η ερώτηση μπορεί να εμφανίσει δύο ή τρία ζευγάρια, αντί για τέσσερα. Αν υπάρχει μόνο μία απάντηση και δεν μπορούν να δημιουργηθούν ζευγάρια, τότε αλλάζει η ερώτηση. Αφού ο χρήστης επιλέξει τις αντιστοιχίσεις που θεωρεί σωστές και πατήσει υποβολή, αυτές απενεργοποιούνται. Η εφαρμογή ελέγχει κάθε μία από τις επιλογές του και υπολογίζει την επιμέρους βαθμολογία. Αν όλες οι αντιστοιχίσεις είναι σωστές, η απάντησή του θεωρείται σωστή. Σε αντίθετη περίπτωση εμφανίζονται όλες οι σωστές απαντήσεις με τους αντίστοιχους συνδέσμους Τυχαιοποίηση (Randomization) Για να επιτευχθεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ποικιλία ερωτήσεων και επιμέρους παιχνιδιών, μια σειρά από διάφορα γεγονότα επιλέγονται με τυχαίο τρόπο: 1. Κάθε ένα από τα κουίζ: μοναδική εξαίρεση αποτελεί η πρώτη ερώτηση, που είναι πάντοτε Πολλαπλής Επιλογής Απλού Τύπου. 2. Κάθε ερώτημα. 3. Η στήλη του επιμέρους πίνακα: έτσι μπορεί να δημιουργηθεί ερώτημα και από τις δύο στήλες. Αυτό ισχύει στα παιχνίδια: Πολλαπλής Επιλογής Απλού Τύπου, Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό, Κρεμάλα και Αντιστοίχιση. 60

61 Μάθηση με Ψηφιακά Παίγνια στο Σημασιολογικό Ιστό: Διεθνοποιημένη Μέθοδος μέσω της Ελληνικής DBpedia 4. Οι εναλλακτικές απαντήσεις, όπως και τα δεδομένα στην Αντιστοίχιση, σε όλα τα κουίζ. 5. Η θέση που τοποθετούνται οι εναλλακτικές απαντήσεις, όπως και τα δεδομένα στην Αντιστοίχιση. 6. Ο αναγραμματισμός κάθε λέξης, στο κουίζ της Πολλαπλής Επιλογής με Αναγραμματισμό. Στο ακόλουθο γράφημα παρουσιάζεται το ποσοστό επί τοις εκατό (%) επιλογής κάθε τύπου κουίζ κατά την εκτέλεση της εφαρμογής για 50 ερωτήσεις. Αναγραμματισμός Αντιστοίχιση Κρεμάλα 10% 10% 20% 10% 12% 12% 8% 18% Κρεμάλα με Εικόνα Πολλαπλής Επιλογής Πολλαπλής Επιλογής - Επιλογή από 4 Εικόνες Πολλαπλής Επιλογής με Εικόνα Πολλαπλής Επιλογής με Τουλάχιστον μία Σωστή Απάντηση Γράφημα 3. Ποσοστό επί τοις Εκατό % ανά Είδος Παιχνιδιού σε 50 Ερωτήματα. 61