عنوان مقاله:
پلتفرم متاورس VoRtex برای یادگیری مشارکتی بازی سازی شده
VoRtex Metaverse Platform for Gamified Collaborative Learning
سال انتشار: 2022
رشته: مهندسی کامپیوتر - علوم تربیتی
گرایش: معماری سیستم های کامپیوتری - تکنولوژی آموزشی
دانلود رایگان این مقاله:
دانلود مقاله پلتفرم متاورس VoRtex
مشاهده سایر مقالات جدید:
2. Related Work
Over the years, there have been some studies regarding education through VWs with positive results. Virtual environments offer many assistive tools for students who need support in their learning skills development. For example, students can learn about a new subject and be engaged in tasks. An example is iSocial [8], a desktop application for skill development for students with Autism Spectrum Disorder (ASD) whose aim is to improve their social competencies by enabling social interaction in VWs. Stendal and Balandin [9] claim that people with ASD enjoy using VWs and feel more comfortable communicating in comparison to the physical world. They also highlight that VWs offer a venue for autistic people to be a part of a virtual society and not be dependent on social cues. FernandezHerrero and Lorenzo [10] introduced an educational VW software that serves as a tool for improving the social skills of students with ASD. They create a virtual school where the participants can socially interact with several avatars, with a female teacher and six children, and with similar ages to those of the children participating in the study. An educational VW software has been effective in the view of families and therapists, and it had a positive impact on the competencies of the experimental group. Krajˇcoviˇc et al. [3] developed a case study for educational VW experience and lean management teaching method. It was concluded that the VW experience is an attractive teaching method in a university environment and that the rate of acceptance of the educational game in VW for the 5S methodology is high. In addition, students embraced the integration of VW technology into the process of teaching industrial engineering methods.
3. VoRtex—Metaverse System Description
The VoRtex platform follows a user-centered design. We introduce a web platform, access control, and the MicroLesson feature as the main components (building blocks) of our architecture. 3.1. Architecture Outline VoRtex software architecture (Figures 1 and 2) is a cloud-based and immersive VLE with multi-user support that can collaborate and learn from remote instructors. The VLE for client desktop applications uses the Unity game engine with support for building desktop and VR clients. The software components follow a loosely coupled design where we can improve each element independently and quickly implement new features. 3.2.A web platform is a useful tool for teachers where they can make VLEs for students without knowing how computer graphics work and using a web browser application. In comparison to the client application, the web platform provides more flexibility regarding content creation. The software design of the web platform component is shown in Figure 3. The web platform provides a SaaS solution for building a virtual environment or VWs. The pattern management component is used to control the available features within each of the templates and provide associated components that are applicable in that context. The user management component is used to provide functionality for the provisioning of users and associated access rights according to the selected package. The content management module is devoted to handling all the content used within the platform such as 2D, 3D models, audio, and video files. Cloud PaaS provides the cloud infrastructure for the environment executed in the VWs. The content engine offers the framework for the management of all the media content, including the 2D and 3D models, sound, and video material. The version control management provides functionality for version control so that the developed VWs can be upgraded to the newest version and synchronized with already deployed VWs. The external service communication enables interfaces to services outside of the infrastructure. For building a web platform, we used web-based technologies such as JavaScript (three.js 3D library) on the front-end side and PHP with MySQL on the backend. Electronics 2022, 11, x FOR PEER REVIEW 6 of 21 3.2. Web Platform A web platform is a useful tool for teachers where they can make VLEs for students without knowing how computer graphics work and using a web browser application. In comparison to the client application, the web platform provides more flexibility regarding content creation. The software design of the web platform component is shown in Figure 3. The web platform provides a SaaS solution for building a virtual environment or VWs. The pattern management component is used to control the available features within each of the templates and provide associated components that are applicable in that context. The user management component is used to provide functionality for the provisioning of users and associated access rights according to the selected package. The content management module is devoted to handling all the content used within the platform such as 2D, 3D models, audio, and video files. Cloud PaaS provides the cloud infrastructure for the environment executed in the VWs. The content engine offers the framework for the management of all the media content, including the 2D and 3D models, sound, and video material. The version control management provides functionality for version control so that the developed VWs can be upgraded to the newest version and synchronized with already deployed VWs. The external service communication enables interfaces to services outside of the infrastructure. For building a web platform, we used web-based technologies such as JavaScript (three.js 3D library) on the front-end side and PHP with MySQL on the backend.
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
2. کارهای مرتبط
در طول سال ها، مطالعاتی در مورد آموزش از طریق VW ها انجام شده است که نتایج مثبتی داشته است. محیط های مجازی ابزارهای کمکی زیادی را برای دانش آموزانی که در توسعه مهارت های یادگیری خود نیاز به حمایت دارند، ارائه می دهد. به عنوان مثال، دانش آموزان می توانند در مورد یک موضوع جدید یاد بگیرند و درگیر وظایف شوند. به عنوان مثال، iSocial [8]، یک برنامه دسکتاپ برای توسعه مهارت برای دانش‌آموزان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم (ASD) است که هدف آن بهبود شایستگی‌های اجتماعی آنها از طریق فعال کردن تعامل اجتماعی در VWs است. Stendal و Balandin [9] ادعا می کنند که افراد مبتلا به ASD از استفاده از VW لذت می برند و در مقایسه با دنیای فیزیکی احساس راحتی بیشتری در برقراری ارتباط دارند. آنها همچنین تاکید می کنند که VW ها مکانی را برای افراد اوتیستیک ارائه می دهند تا بخشی از یک جامعه مجازی باشند و به نشانه های اجتماعی وابسته نباشند. فرناندز هررو و لورنزو [10] نرم افزار آموزشی VW را معرفی کردند که به عنوان ابزاری برای بهبود مهارت های اجتماعی دانش آموزان مبتلا به ASD عمل می کند. آنها یک مدرسه مجازی ایجاد می کنند که در آن شرکت کنندگان می توانند با چندین آواتار، با یک معلم زن و شش کودک، و با سنین مشابه با کودکان شرکت کننده در مطالعه، تعامل اجتماعی داشته باشند. نرم افزار آموزشی VW در نگاه خانواده ها و درمانگران مؤثر بوده و بر شایستگی های گروه آزمایش تأثیر مثبت داشته است. Krajˇcoviˇc و همکاران. [3] یک مطالعه موردی برای تجربه آموزشی VW و روش تدریس مدیریت ناب توسعه داد. نتیجه گیری شد که تجربه VW یک روش آموزشی جذاب در محیط دانشگاهی است و میزان پذیرش بازی آموزشی در VW برای متدولوژی 5S بالا است. علاوه بر این، دانشجویان از ادغام فناوری VW در فرآیند آموزش روش های مهندسی صنایع استقبال کردند.
3. VoRtex — توضیحات سیستم Metaverse
پلتفرم VoRtex از طراحی کاربر محور پیروی می کند. ما یک پلتفرم وب، کنترل دسترسی و ویژگی MicroLesson را به عنوان اجزای اصلی (بلوک های ساختمانی) معماری خود معرفی می کنیم. 3.1. معماری نرم‌افزار Architecture Outline VoRtex (شکل‌های 1 و 2) یک VLE مبتنی بر ابر و همه‌جانبه با پشتیبانی چند کاربره است که می‌تواند با مربیان راه دور همکاری کند و یاد بگیرد. VLE برای برنامه های دسکتاپ مشتری از موتور بازی Unity با پشتیبانی برای ساخت کلاینت های دسکتاپ و VR استفاده می کند. اجزای نرم افزار از یک طراحی جفت شده پیروی می کنند که در آن ما می توانیم هر عنصر را به طور مستقل بهبود بخشیم و به سرعت ویژگی های جدید را پیاده سازی کنیم. 3.2. یک پلتفرم وب ابزار مفیدی برای معلمان است که در آن می‌توانند VLEهایی را برای دانش‌آموزان بسازند بدون اینکه بدانند گرافیک کامپیوتری چگونه کار می‌کند و با استفاده از یک برنامه مرورگر وب. در مقایسه با برنامه مشتری، پلت فرم وب انعطاف پذیری بیشتری را در مورد ایجاد محتوا فراهم می کند. طراحی نرم افزار جزء پلتفرم وب در شکل 3 نشان داده شده است. پلتفرم وب یک راه حل SaaS برای ساخت یک محیط مجازی یا VW ارائه می دهد. مؤلفه مدیریت الگو برای کنترل ویژگی های موجود در هر یک از الگوها و ارائه مؤلفه های مرتبط که در آن زمینه قابل اجرا هستند استفاده می شود. مؤلفه مدیریت کاربر برای ارائه عملکرد برای تأمین کاربران و حقوق دسترسی مرتبط با توجه به بسته انتخابی استفاده می شود. ماژول مدیریت محتوا به مدیریت تمام محتوای مورد استفاده در پلتفرم مانند مدل های دو بعدی، سه بعدی، فایل های صوتی و تصویری اختصاص داده شده است. Cloud PaaS زیرساخت ابری را برای محیط اجرا شده در VW ها فراهم می کند. موتور محتوا چارچوبی را برای مدیریت تمام محتوای رسانه ای، از جمله مدل های دو بعدی و سه بعدی، صدا و مواد ویدئویی ارائه می دهد. مدیریت کنترل نسخه عملکردی را برای کنترل نسخه فراهم می کند به طوری که VW های توسعه یافته را می توان به جدیدترین نسخه ارتقا داد و با VW هایی که از قبل مستقر شده اند همگام سازی کرد. ارتباط سرویس خارجی، رابط‌ها را به سرویس‌های خارج از زیرساخت امکان می‌دهد. برای ساختن یک پلتفرم وب، از فناوری‌های مبتنی بر وب مانند جاوا اسکریپت (کتابخانه سه‌بعدی سه‌بعدی) در سمت جلو و PHP با MySQL در پشتیبان استفاده کردیم. Electronics 2022, 11, x FOR PEER VIEW 6 of 21 3.2. پلتفرم وب یک پلتفرم وب ابزار مفیدی برای معلمان است که در آن می‌توانند بدون اطلاع از نحوه کار گرافیک کامپیوتری و استفاده از یک برنامه مرورگر وب، VLE را برای دانش‌آموزان بسازند. در مقایسه با برنامه مشتری، پلت فرم وب انعطاف پذیری بیشتری را در مورد ایجاد محتوا فراهم می کند. طراحی نرم افزار جزء پلتفرم وب در شکل 3 نشان داده شده است. پلتفرم وب یک راه حل SaaS برای ساخت یک محیط مجازی یا VW ارائه می دهد. مؤلفه مدیریت الگو برای کنترل ویژگی های موجود در هر یک از الگوها و ارائه مؤلفه های مرتبط که در آن زمینه قابل اجرا هستند استفاده می شود. مؤلفه مدیریت کاربر برای ارائه عملکرد برای تأمین کاربران و حقوق دسترسی مرتبط با توجه به بسته انتخابی استفاده می شود. ماژول مدیریت محتوا به مدیریت تمام محتوای مورد استفاده در پلتفرم مانند مدل های دو بعدی، سه بعدی، فایل های صوتی و تصویری اختصاص داده شده است. Cloud PaaS clou را فراهم می کند. d زیرساخت برای محیط اجرا شده در VWs. موتور محتوا چارچوبی را برای مدیریت تمام محتوای رسانه ای، از جمله مدل های دوبعدی و سه بعدی، صدا و مواد ویدئویی ارائه می دهد. مدیریت کنترل نسخه عملکردی را برای کنترل نسخه فراهم می کند به طوری که VW های توسعه یافته را می توان به جدیدترین نسخه ارتقا داد و با VW هایی که قبلاً مستقر شده اند همگام سازی کرد. ارتباط سرویس خارجی، رابط‌ها را به سرویس‌های خارج از زیرساخت امکان می‌دهد. برای ساختن یک پلتفرم وب، از فناوری‌های مبتنی بر وب مانند جاوا اسکریپت (کتابخانه سه‌بعدی سه‌بعدی) در قسمت جلویی و PHP با MySQL در پشتیبان استفاده کردیم.
