APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE... 1 INTRODUZIONE... 25

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1 APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE... 1 INTRODUZIONE APPRENDIMENTO Apprendimento ed emozioni Strategie didattiche La formazione Insegnamento automatico Interazione La realtà virtuale CONTENUTO Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo Capitolo RINGRAZIAMENTI PARTE PRIMA CAPITOLO L'AMBIENTE DI APPRENDIMENTO INTRODUZIONE DIDATTICA E APPRENDIMENTO Apprendimento profondo e superficiale IL MODELLO DI APPRENDIMENTO DI PIAGET STILE DI INSEGNAMENTO STILE DI APPRENDIMENTO UN MODELLO DI SISTEMA DI APPRENDIMENTO COMPLETO Il primo modello: studente-materiale da imparare Il modello completo del sistema: l'architettura Learning Subsystem Learner Tutor Subsystem Institutional Subsystem Il modello completo IL MODELLO DEL SISTEMA DAL PUNTO DI VISTA DELL'UTENTE Le attività del Learner CAPITOLO

2 IL CALCOLATORE NELL'AMBIENTE DI APPRENDIMENTO INTRODUZIONE PERCHÉ STUDIARE I SISTEMI DI INSEGNAMENTO AUTOMATICO? IL CALCOLATORE: IL NUOVO STRUMENTO PER LA DIDATTICA IL RUOLO DELL'INTELLIGENZA ARTIFICIALE Regole di produzione Reti semantiche Logica Formale Augmented Transition Networks IL CALCOLATORE COME INSEGNANTE La competenza Il modello dello studente Strategie tutoriali Capacità di valutazione Comunicazione IL PRIMO MODELLO CHE COSA È STATO REALIZZATO ISTRUZIONE AIUTATA DAL CALCOLATORE SISTEMI DI INSEGNAMENTO INTELLIGENTE PROGRAMMI LINEARI PROGRAMMI A RAMIFICAZIONE CAI GENERATIVI IL MODELLO MATEMATICO DELL'APPRENDIMENTO E SUE APPLICAZIONI SIMULAZIONI GIOCHI SISTEMI DI DIALOGO IL LIVELLO DELLA CONOSCENZA AMBIENTI DI INSEGNAMENTO GENERICO IL CALCOLATORE COME STRUMENTO PER L'APPRENDIMENTO PROBLEM SOLVING MODI EMANCIPATORI CONCLUSIONI CAPITOLO INTERAZIONE E INTERFACCE INTRODUZIONE BARRIERE DI COMUNICAZIONE INTERAZIONE Interazione utente-calcolatore Interazione didattica INTERAZIONE FORMALE E NON FORMALE Interazione formale Interazione non formale INTERAZIONE GESTUALE Utilizzo di gesti come ingresso

3 Interpretazione dei gesti INTERFACCE Interfaccia utente-calcolatore Interazione simbolica Aggiunta di un'interfaccia ad un'applicazione INTERFACCIA UTENTE Introduzione Aspetti psicologici dell'interfacce utente La lezione dei videogiochi METAFORE Progetto di metafore ANIMAZIONE DELL'INTERFACCIA USO DEI COLORI INTERFACCE NON GRAFICHE INTERFACCE SONORE INTERFACCE UTENTE PER APPLICAZIONI DIDATTICHE Territori non familiari Modelli di processo Cambiamenti di stato Interfacce a caches DISPOSITIVI DI INGRESSO La preistoria Tastiera Mouse Joystick Speecher Guanti virtuali Tavola a pressione Schermo a tocco Dispositivi 3D e di forza Rilevamento con videocamera Tracciatori PROGETTO DI UN'INTERFACCIA Ipotesi di requisiti a priori Definizione del prototipo Osservazione dell'utente Modificazione e consistenza dell'interfaccia utente Che cosa va evitato in un'interfaccia utente Progetto di un'interfaccia per supportare nuovi dispositivi di ingresso PARTE SECONDA CAPITOLO LA REALTÀ VIRTUALE INTRODUZIONE UNA DEFINIZIONE DI REALTÀ VIRTUALE

4 ALTRE DEFINIZIONI DI REALTÀ VIRTUALE CENNI STORICI TECNOLOGIE ALLA BASE DELLA REALTÀ VIRTUALE Introduzione Grafica tridimensionale in tempo reale Schermi stereoscopici ad ampio angolo Tracciatore di movimenti della testa e degli occhi Tracciatore di movimenti delle mani e di gesti Suono biaurale Informazioni di ritorno addizionali Sintetizzatore e riconoscitore vocale DISPOSITIVI DI INGRESSO E USCITA Dispositivi di ingresso/uscita virtuali Dispositivi di ingresso/uscita reali INTERAZIONE IN AMBIENTE VIRTUALE Introduzione Sistemi di coordinate e loro trasformazioni MOVIMENTO Navigazione con movimenti fisici Volo Direzione del moto Definizione della velocità Implementazione SELEZIONE Tecniche di selezione MANIPOLAZIONE Cambiamento della posizione e rotazione Centro di rotazione VARIAZIONE DELLA SCALA Centro di scala Fattore di scala INTERAZIONI TRADIZIONALI Menu monodimensionali Menu bidimensionali Menu tridimensionali e ipermenu CAPITOLO APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE INTRODUZIONE APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE Introduzione IMMERSIONE CONOSCENZA IN PRIMA PERSONA NEL MONDO VIRTUALE INTERAZIONE NON SIMBOLICA

5 IMPARARE COSTRUENDO LA CONOSCENZA: UNA NUOVA TEORIA DELL'APPRENDIMENTO La prima generazione La seconda generazione La terza generazione La quarta generazione Gli uomini sono sistemi informativi chiusi Non esiste alcun mondo oggettivo Il significato è negoziato socialmente Conclusioni APPLICAZIONE DELLA REALTÀ VIRTUALE NELL'APPRENDIMENTO IL PROGETTO DI APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE ARCHITETTURA DELLE APPLICAZIONI DIDATTICHE IN REALTÀ VIRTUALE L'AMBIENTE VIRTUALE Utenti dell'ambiente virtuale Oggetti virtuali Schema delle interazioni tra i vari oggetti IL SISTEMA DI INSEGNAMENTO IL SISTEMA DI APPRENDIMENTO Learner Fellow Learner IL MODELLO COMPLESSIVO DEL SISTEMA DI APPRENDIMENTO L'AMBIENTE DI APPRENDIMENTO IL CALCOLATORE COME INSEGNANTE Introduzione La competenza Il modello dello studente Strategie didattiche L'INTERFACCIA DI UN'APPLICAZIONE DIDATTICA IN REALTÀ VIRTUALE Interfaccia utente Flusso dell'interazione nell'ambiente virtuale Le metafore e l'animazione dell'interfaccia Interfacce non grafiche Dispositivi di ingresso CAPITOLO APPLICAZIONI DIDATTICHE TRADIZIONALI IN REALTÀ VIRTUALE INTRODUZIONE APPLICAZIONI TRADIZIONALI SVILUPPATE IN AMBIENTI DI REALTÀ VIRTUALE SISTEMI DI DIALOGO E REALTÀ VIRTUALE Sistemi virtuali di dialogo gestuali Sistemi virtuali a comandi verbali Sistemi virtuali dialogici LA REALTÀ VIRTUALE COME STRUMENTO PER SIMULARE I GIOCHI IN REALTÀ VIRTUALE

6 LA REALTÀ VIRTUALE COME STRUMENTO PER IL PROBLEM SOLVING Problem solving attraverso un linguaggio grafico Problem solving attraverso un linguaggio motorio APPLICAZIONI VIRTUALI CON INTERFACCIA TRADIZIONALE CAPITOLO APPLICAZIONI DIDATTICHE VIRTUALI INTRODUZIONE MANIPOLAZIONE DI OGGETTI Introduzione Finalità dell'applicazione didattica L'interazione e i dispositivi di ingresso Esempi ESPLORAZIONE DI MONDI VIRTUALI Introduzione Finalità dell'applicazione didattica L'interazione e i dispositivi di ingresso Esempi COSTRUZIONE DI MONDI VIRTUALI Finalità dell'applicazione didattica L'interazione e i dispositivi di ingresso Esempi TELEPRESENZA, TELECOLLABORAZIONE E INSEGNAMENTO A DISTANZA Introduzione Finalità dell'applicazione didattica L'architettura del sistema di telepresenza L'architettura del sistema di telecollaborazione CAPITOLO LA VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO INTRODUZIONE I problemi legati alla valutazione VALUTAZIONE ATTRAVERSO LA REALTÀ VIRTUALE Fattori legati all'istruzione Fattori legati all'esperienza nell'ambiente virtuale Fattori esterni Conclusione SCHEMA DI VALUTAZIONE Sviluppo di un paradigma teorico per la realtà virtuale Elaborazione dell'informazione Costruttivismo ESEGUIRE LA VALUTAZIONE NELL'AMBIENTE VIRTUALE Problem Solving Rappresentazione dei concetti ESEGUIRE UNA VALUTAZIONE AUTENTICA ALL'ESTERNO DELL'AMBIENTE VIRTUALE210 9

7 Strategie metacognitive Apprendimento cooperativo Tecniche di interrogazione Condurre una valutazione basata su calcolatore PARTE TERZA CAPITOLO D-VIEWER E IL PROGETTO CED-VIDEO INTRODUZIONE Chi è Ced-Borsa A chi è rivolto Chi lo ha sviluppato D-Viewer DESCRIZIONE DEL PROGETTO L'organizzazione degli argomenti Modalità di consultazione L'APPLICAZIONE 3D-VIEWER INTRODUZIONE DESCRIZIONE DELL'APPLICAZIONE Lo scopo Che cosa fa Tipologia dell'applicazione 3D-Viewer MANUALE UTENTE Le metafore Il circuito L'albero I telecomandi Le icone L'INTERAZIONE CON GLI OGGETTI TRIDIMENSIONALI Manipolazione Selezione La modalità Animazione MANUALE UTENTE DI CED-TOOLBOOK MANUALE TECNICO INTRODUZIONE L'applicazione Ced-Video REQUISITI RICHIESTI SPECIFICHE Il progetto Ced-Video L'applicazione 3D-Viewer L'interazione Gestisce selezione

8 Attiva l'applicazione Esegue comando L'applicazione Ced-Toolbook Gestione eventi IL PROCESSO DI SVILUPPO DEL CODICE IL PROGETTO L'ambiente d'implementazione e il linguaggio di programmazione Le scelte progettuali L'architettura di 3D-Viewer Manutenibilità Riusabilità Usabilità Prestazioni Interoperabilità Robustezza Affidabilità Lo sviluppo degli oggetti tridimensionali Accorgimenti adottati per aumentare la velocità di 3D-Viewer MANUALE TECNICO DI CED-TOOLBOOK L'EVOLUZIONE DI 3D-VIEWER Future estensioni CONCLUSIONI Il percorso Perché la realtà virtuale offre possibilità nuove rispetto alle tecnologie tradizionali Un modello di apprendimento adatto all'implementazione di applicazioni didattiche virtuali La verifica dell'apprendimento Campi di applicabilità