Proiect Doc -Postdoc – POSDRU1591.5S137390 [631165]

Proiect Doc -Postdoc – POSDRU/159/1.5/S/137390
Cercetarea doctorală și postdoctorală prioritate a învățământului superior românesc (Doc -Postdoc)

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
Facultatea de Automatic ă și Calculatoare
Departamentul GRAFI CĂ

Nr. Decizie Senat 237 din 02.09.2015

REZUMATUL TEZ EI DE
DOCTORAT

SISTEME E -LEARNING BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN
SPA ȚII VIRTUALE 3D

E-LEARNING SYSTEMS BASED ON ADVANCED TECHNOLOGIES
IN 3D VIRTUAL SPACES

Autor: Livia ȘTEFAN
Conducător științific : Prof. dr. ing. Florica MOLDOVEANU

COMISIA DE DOCTORAT

Președinte Prof. dr. ing. Adina Magda Florea Universitatea POLITEHNICA din București
Conducător științific Prof. dr. ing. Florica Moldoveanu Universitatea POLITEHNICA din București
Refer ent Prof. dr. ing. Ṣtefan Pentiuc Universitatea „ Ștefan cel Mare” din Suceava
Referent Prof. dr. ing. Ion Roceanu Universitatea Națională de Apărare „CAROL I”
Referent Prof. dr. ing. Mariana Mocanu Universitatea POLITEHNICA din București

București

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
2

REZUMAT

Teza își propune s ă aprofundeze cunoa șterea tehnologiilor actuale de Virtual Reality (VR)
sub toate formele ei, și în particular în implement ările de lumi virtuale 3D online , să realizeze o
sintez ă și o evaluare a acestora din perspectiva utiliz ării educațional e și a exploat ării unor
paradigme moderne de învățare (experien țială, participativ ă, colaborativ ă dar și individual ă).
Interesul pentru subiectul propus este determinat de deschiderea acestuia c ătre o abordare multi-
disciplinar ă, tehnic ă și educațional ă, de stadiul încă în evolu ție tehnologic ă, care justific ă
cercetarea.
In prima parte t eza evalueaz ă stadiul actual al tehnologiilor pure de VR, al celor derivate din
acestea, de ex emplu, medii virtuale 3D online , jocuri online MMO ( Massively Mu ltiplayer Online )
și jocurile educațional e, și al celor înrudite, Realitatea Augmentat ă (AR) și tehnologii de realitate
mixtă (MR) . Sunt prezentate pe larg caracteristicile "state -of-the-art" ale serverului de aplicații
3D online OpenSimulator, în comparaț ie cu platforma comercial ă Second Life. De asemenea, se
prezint ă o sintez ă a aspectelor esen țiale ale sistemelor virtuale de e-Learning de tip LMS -CMS,
care continu ă să fie resurse importante și în evolu ție. Evalu ările tehnologiilor VR/AR/MR pun în
eviden ță aspectele tehnice, implement ări remarcabile, impactul pedagogic specific, limit ări ale
implement ărilor, și sunt completate cu experiment ări practice ale autoarei , evaluate cu utilizatori
reali.
Partea a doua a tezei prezi ntă cercetarea aplicativ ă și evaluarea experimental ă referitoare la
implementarea unor instrumente educațional e în realitate mixt ă, colaborative și adaptive în
cadrul unui simulator 3D experimental de tip campus, implementat pe platforma OpenSimulator .
Obiectivele cercet ării a u fost ident ificarea și aplicarea mecanismelor de extensibilitate ale
OpenSimulator, necesare pentru un design flexibil și adaptiv al unui simulator complex, precum
și integrarea de elemente de gamificare și de instrumente de analitică a învățării (Learning
Analytics ), pentru stimularea motivație i și măsurarea unor parametri de utilizare ai simulatorului .
Tot în aceast ă parte, s e prezint ă integrarea simulatorului experimental în proiectul ―3DUPB‖,
pentru a fi utilizat într-un context multi -utilizator , precum și rezulta tele experiment ării și ale
evalu ării cu utilizatori de la trei universit ăți.
In final ul tezei se prez intă o metodologie de lucru, concluzii și perspective ale acestei
cercet ări.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
3

Mulțumiri

Adresez m ulțumiri conduc ătoarei tezei de doctorat, Doamnei Profesor dr. ing. Florica
Moldoveanu , UPB București , pentru îndrumarea și sus ținerea moral ă de-alungul studiilor
doctorale.
Mulțumesc D-lui Profesor dr. ing. Alin M oldoveanu , UPB București, pentru coordonarea în
cadrul proiectului ―3DUPB‖ .
Mulțumesc D-lui Profesor dr. arh. Dragoș Gheorghiu , UNA București , pentru posibilitatea
pe care mi -a oferit -o de a realiza cercet ări de e-Learning și pentru perspectiva multi-disciplinar ă.
Mulțumesc D-lui ing. Gheorghe Samoilă, ITC București, pentru sugestiile oferite de -alungul
timpului și susținere morală.
Mulțumesc Doamnei Profesor dr. ing. Carmen Holotescu, Universitatea "Ioan Slavici"
Timișoara, pentru colaborare știin țifică și sugestiile oferite.
Mulțumesc D-lui Profesor dr. Sorin Hermon pentru posibilitatea pe care m i-a oferit -o de a
realiza un stagiu profesional la Cyprus Institute of Technology, Nicossia, Cipru.
Mulțumesc D-lui Asistent drd. ing. Alexandru Grădinaru, UPB București, pentru
colaborarea în cadrul proiectului ―3DUPB‖.
Mulțumesc D-lui student master Mari us Hodea, UNA București, pentru colaborarea la
modelarea grafică 3D a campusului virtual.

Această lucrare a fost efectuată în cadrul Programului Operațional Sectorial pentru
Dezvoltarea Resurselor Umane (POSDRU), finanțat din Fondul Social European și Guv ernul
României prin contractul nr. POSDRU/159/1.5/S/137390.
Mulțumesc Doamnei Lector dr. ing. Adriana Lungu și domnului Conferen țiar dr. ing. Paul
Stănescu, coordonatorii grupului țintă din care am f ăcut parte.

Și nu în ultimul rând, m ulțumesc părinților mei.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
4

LISTA PUBLICATIILOR STIINTIFICE ÎN PERIOADA 2012 -2015

[1] [STEF, 2015/1] Ștefan, L ., Moldoveanu, F. (2015a). Gamified 3D Virtual Learning Environment
For Improved Students’ Motivation And Learning Evaluation. A Case Study On “3DUPB”
Campus , Proceeding of the 11th International Scientific Conference eLearning and software for
Education (eLSE), București, 25 -26 aprilie, Editura Universității Naționale de Apărare "Carol I",
ISSN: 2066 -026X -15-104, vol. I, pp. 94 -101 ( în curs de indexare ISI proceedings ).
[2] [STEF, 2015/2] Ștefan, L ., Moldoveanu, F., & Moldoveanu, A. (2015) ( în curs de publicare ).
Evaluation of OpenSimulator extensibility by designing collaborative and adaptive 3D Learning
Objects , Buletinul Științific UPB (indexată BDI, CNCSIS B+ ).
[3] [STEF, 2015/3 ] Ștefan, L. (2015). Mixed -Reality Adaptive 3D Multi -User Online Communities
Of Practice In Academic Education Tackling Students Motivation And Teachers’ Self -Efficacy ,
Doctoral Consortium of the International Conference on Computer Supported Education CSE DU
2015 (DCCSEDU 2015), 23 -25 Mai Lisabona, pg. 16 -22 (indexată BDI, SCITEPRESS Digital
Library ).
[4] [STEF, 2015/4] Ștefan, L ., & Moldoveanu, F. (2015b). Learning Analytics -based Multi -Purpose
Evaluation of a Mixed -Reality 3D Virtual Campus , Computers&Educa tion Journal (indexată ISI
Thomson), submisă 8 august 2015, în curs de evaluare .
[5] [STEF, 2015/5] Ștefan, L ., Hermon, S., Moldoveanu, F., Faka, M., & Hodea M. (2015)
Prototyping 3D Virtual Learning Environments with X3D -based Content and Visualization Tool ‖,
în curs de submitere .
[6] [GHEO, 2015] Gheorghiu, D., & Ștefan, L . (2015). E-learning portals and mobile personal
learning environments as new learning ecosystems , Proceeding of the 11th International Scientific
Conference eLearning and software for Educatio n (eLSE), București, 25 -26 aprilie, Editura
Universității Naționale de Apărare "Carol I", ISSN: 2066 -026X -15-104, vol. I, pp. 94 -101 ( în curs
de indexare ISI proceedings ).
[7] [MOLD, 2014] Moldoveanu, A., Grădinaru, A., Ferche, O. A., & Ștefan, L ., (2014). The 3D UPB
Mixed Reality Campus – Challenges of Mixing the Real and the Virtual , International Conference
on System Theory, Control and Computing ICSTCC 2014, Sinaia, 17 -19 octombrie, ISBN 978 -1-
4799 -4602 -0, pp. 544 -549 (indexat IEEE , în curs de indexare ISI Proceedings ).
[8] [STE F, 2014/1] Ștefan, L ., Moldoveanu, F., & Moldoveanu, A. (2014). Blended Learning In A
Mixed Reality -Based 3D Multi -User Virtual Environment , Proceeding of the 10th International
Scientific Conference eLearning and software for Education (eLSE) , București, 23-24 aprilie,
Editura Universității Naționale de Apărare "Carol I", ISSN: 2066 – 026X -14-015, vol. I, pp. 105 –
112 (indexată ISI proceedings ).
[9] [STEF, 2014/2] Ștefan , L., & Gheorghiu, D., (2014). 3D Cyber -Communities Of Learning. An
Immersive Education al Strategy For Rural Areas , Proceedings of The International Conference
Smart 2014 Social Media în Academia: Research and Teaching , 18-21 septembrie, Timisoara,
Editura Medimond International Proceedings ( în curs de indexare ISI proceedings ).
[10] [STEF, 201 4/3] Ștefan, L ., & Gheorghiu, D. (2014). ( în curs de publicare ). Participative
Teaching with Mobile Devices and Social Networks for K -12 Children , în Bogdan Pătruț și
Carmen Holotescu (ed.), ―Social Media în Universities: Good Practices around the World",
Springer ( capitol de carte ).
[11] [GHEO, 2014] Gheorghiu, D., & Ștefan , L., (2014). 3D Online Virtual Museum as e -Learning
tool, Proceedings of The 6th International Conference on Computer Supported Education CSEDU
2014, 1 -3 Aprilie 2014, Barcelona, pg 379 – 388 ( în curs de indexare ISI Proceedings ).
[12] [STEF, 2013/1] Ștefan, L ., & Moldoveanu, F. (2013). Game -Based Learning With Augmented
Reality – From Technology’s Affordances To Game Design And Educational Scenarios ,
Proceedings of the 9th International Sc ientific Conference, eLearning and software for Education
(eLSE), București, București. Editura Universității Naționale de Apărare "Carol I", ISSN : 2066 –
026X -13-124, vol. I, pp. 105 -114 (indexată ISI proceedings ).

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
5
[13] [STEF, 2013/2] Ștefan , L., & Gheorghiu, D. (2013). Participative Teaching For Undergraduate
Students With Mobile Devices And Social Networks , Proceedings of Social Media în Academics:
Research and Teaching International Conference (Smart2013), Bacău, Editura Medimond
International Proceedings, ISBN: 978 -88-7587 -686-9, pp. 129 -138 (indexată ISI proceedings ).
[14] [STEF, 2013/3] Ștefan , L., Gheorghiu, D., Moldoveanu, F., & Moldoveanu, A. (2013).
Ubiquitous learning solutions for remote communities – a case study for k -12 classes în a
Romanian village , Workshop "Design and Spontaneity în Computer -Supported Collaborative
Learning" (DS -CSCL), Proceedings of 19th International Conference on Control Systems and
Computer Science (CSCS19), București , pp 569 -574, 2013 (indexată IEEE ).
[15] [GHEO, 2013] Gheorghiu, D., Ștefan, L., & Rusu, A. (2013). E-Learning and the process of
studying în virtual contexts , în M. Ivanovic and L. Jain (eds.), Studies în Computational
Intelligence, Volume 528 2014, e -Learning: Paradigms and applications. Agent – based approach,
Sprin ger, ISBN: 978 -3-642-41964 -5, pp. 65 -95 (capitol carte ).
[16] [STEF, 2012/1] Ștefan, L. (2012). Prototipuri de interacțiune om -mașină și tipuri de aplicații
educaționale specifice realității îmbogățite pe dispozitive mobile , ROCHI 2012 Conferința
Naționalț de I nteracțiune Om -Mașină , București, Revista Română de Interacțiune Om -Mașină ,
ISSN 1843 -4460, pp. 26 -30 (indexată BDI Copernicus, EBSCO, ProQuest).
[17] [STEF, 2012/2] Ștefan, L. (2012). Immersive Collaborative Environments for Teaching and
Learning Traditiona l Design , Proceedings of World Conference on Design, Arts and Education
DAE2012. Procedia – Social and Behavioral Sciences, Elsevier, Amsterdam, Volume 51, pp.
1056 -1060, (indexată ISI proceedings ).
[18] [STEF, 2012/3] Ștefan, L . (2012). The Art of Collage and Augmented Reality 2D/3D Techniques ,
Proceedings of Applied Mathematics Conference APLIMAT2012, Journal of Applied
Mathematics, Institute of Mathematics and Physics, Faculty of Mechanical Engineering, Slovak
University of Technology, Bratislava, ISSN: 1337 -6365, vol.5, pp. 99 -110 ( indexată BDI , în
curs de indexare ISI Proceedings ).
[19] [GHEO, 2012] Gheorghiu, D. & Ștefan, L. (2012). Mobile Technologies and the Use of
Augmented Reality for Saving the Immaterial Heritage , The 13th International Symposium on
Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST2012, 19 -21 November 2012, Brighton,
UK. (indexată BDI).
[20] Ștefan, L ., Gheorghiu, D. (2015). E -Cultural Tourism for Highlighting the ―Invisible‖
Communities — Elaboration of Cultural Routes Using Augmented Reality for Mobile Devices
(MAR). 2015, în Sergiu Musteață and Ștefan Caliniuc (ed.), Current Trends în Archaeological
Heritage Preservation: National and International Perspectives, Proceedings of The International
Conference, Iași, Romania, 2013, BAR Internation al Series 2741, ISBN:9781407314006, Oxford.
[21] Gheorghiu, D., Ștefan, L . (2014). Augmenting the Archaeological Record with Art: The Time
Maps Project, In V. Geroimenko (ed.), Augmented Reality Art: From an Emerging Technology to
a Novel Creative Medium, ISBN 978-3-319-06203 -7, Springer, pp.255 -276 ( capitol carte ).
[22] Gheorghiu, D., Ștefan, L . (2013), In between: experimenting liminality, în Lanfranco Aceti și
Richard Rinehart (ed.), Leonardo Almanach, Not Here, Not There, ISBN: 978 -1-906897 -20-8,
vol. 19 (1), pp . 44-61 (capitol carte ).

Participare în cadrul Doctoral Consortium of the International Conference on Computer
Supported Education CSEDU 2015 (DCCSEDU 2015), 23 -25 Mai Lisabona, 2015.

Participare în cadrul proiectului „3DUPB‖, Universitatea POLITEHNICA din București.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
6
CUPRINS
LISTA PUBLICATIILOR STIINTIFICE ÎN PERIOADA 2012 -2015 ______________________ 4
1. Introducere ________________________________ ________________________________ _7
1.1 Motivația temei de cercetare ________________________________ ______________ 8
1.2 Contribuții originale ________________________________ _____________________ 8
1.3 Metodologia utilizată ________________________________ ____________________ 10
1.4 Structura tezei ________________________________ _________________________ 10
2. Sisteme de e -learning actuale ________________________________ __________________ 11
2.1 Sisteme person ale de învățare ________________________________ ____________ 12
2.2 Cursuri online cu participare masivă ________________________________ ______ 12
2.3 Mobile Learning ________________________________ _______________________ 13
2.4 Invățare socială ________________________________ ________________________ 13
2.5 Medii virtuale de învățare 2D ________________________________ _____________ 13
2.6 Medii virtuale de învățare 3D ________________________________ _____________ 13
2.7 Lumi virtuale 3D ________________________________ _______________________ 14
2.8 Medii online cu utilizare masivă ________________________________ __________ 14
2.9 Invă țarea cu ajutorul jocurilor (Game -Based -Learning) ______________________ 14
2.10 Analitica învățării (Learning Analytics) ________________________________ ____ 14
2.11 Conținutul educaționa l digital ________________________________ ____________ 14
3. Tehnologii specifice sistemelor de e -learning tradi ționale ___________________________ 15
4. Tehnologii specifice sistemelor de e -learning i n spa ții virtuale 3D ____________________ 16
4.1 Sisteme de Realitate Virtual ă ________________________________ _____________ 16
4.2 Realitatea Augmentată ________________________________ __________________ 17
4.3 Lumi virtuale 3D online ________________________________ _________________ 18
4.4 Lumi virtuale 3D în browser ________________________________ _____________ 20
4.5 Integrarea lumilor virtuale 3D c u LMS – proiectul SLOODLE _________________ 20
4.6 Concluzii ________________________________ ______________________________ 21
5. Studii de caz solu ții pentru medii virtuale 3D de tip campus universitar ________________ 22
6. Dezvoltări experimentale și evaluarea tehnologiilor VR și AR în context e -learning _____ 24
6.1 Aplicații educaționale cu Realitate Augmentată pe telefoane mobile _____________ 24
6.2 Simulatoare 3D in OpenSim ________________________________ ______________ 25
6.2.2 Experimentare serviciu RESTFUL ________________________________ ________ 26
6.3 Schimb de experiență la Cyprus Institute Of Technology ______________________ 26
7. Evaluarea cerin țelor de proiectare ale unui spa țiu virtual 3D online de tip campus _______ 27
8. Implementarea unui campus 3D online gamificat ________________________________ _29
8.1 Descriere functională ________________________________ ___________________ 29
8.2 Modelarea grafică ________________________________ ______________________ 31
8.3 Obiecte 3D educaționale , de gamificare si monitorizare mediu virtual ___________ 32
8.4 Realitatea mixtă ________________________________ ________________________ 33
8.5 Extensibilitatea OpenSim ________________________________ ________________ 33
8.6 Gamificarea sim ulatorului educațional ________________________________ _____ 33
8.7 Exemplificare implementare simulator de campus 3D online ___________________ 34
8.8 Implementare concept de Learning A nalytics în lumea virtuală ________________ 35
9. Studii de caz pentru validarea simulatorului de campus 3D online ____________________ 37
9.1 Evaluarea formală ________________________________ ______________________ 37
9.2 Descrierea experimentelor ________________________________ _______________ 38
9.3 Interpretarea studiilor de caz și a rezultatelor _______________________________ 39
9.4 Concluzii privind verificarea ipotezei cercetării ______________________________ 39
10. Prototipizarea spațiului virtual 3D și reutilizarea resurselor _______________________ 40
11. Concluzii ________________________________ ________________________________ 41
Bibliografie SELECTIV Ă ________________________________ _________________________ 42

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
7

Motto:
“One can never experience both realities în the same time! But if one is experienced, the other is present
as well.”
Lev Manovich “ The Poetics of Augmented Spaces”, 2002
1. INTRODUCERE
Prezenta cercetare doctorală se încadreaz ă în categoria sisteme lor de realitate virtuală
(Virtual Reality ) pentru învățare și predare, care beneficiaz ă de un mediu grafic 3D, online, multi –
utilizator . Cercetări ale științelor sociale, cognitive, psihologice (Vygotsky,1978; Piaget,
1977; Papert,199 1) au contribuit la de finirea unor paradigme și stiluri noi de predare și învățare ,
precum și la o abordare științific ă a acest ui domeniu (Gagné, 1987; Driscoll, 2000 ).
Conceptul de metaverse (Smart,Cascio&Paffendorf, 2007 ) reprezintă o colec ție de lumi
virtuale online interconectate, similar unui internet 3D, și este promovat prin Open Metaverse
Project . Mediile virtual e 3D online actuale , denumite și lumi virtuale , sunt implementări izolate
ale conceptului metaverse . Lumi le virtuale educaționale reprezintă o categorie de sisteme de
realitate virtuală (VR) , care pot simula în timp real un context de învățare , fie ca reco nstituire a
unor modele reale, fie ca model ări pur virtuale. Specificul lor sunt reprezentarea grafic ă a
utilizatorilor ca avatari, imersiune a, persistenț a, interacțiun ea socială , dar mai ales faptul ca
utilizatorii creeaz ă conținut . Pentru a apropia medi ul simulat de cel real, dar și pentru a -l extinde
pe cel real (fizic), cercet ările în acest domeniu exploreaz ă realizarea unui "continuum real –
virtual " (Real-Virtual Continuum ) (Milgram & Kish ino,1994), prin implementarea de sisteme de
Virtualitate Augment ată (Augmented Virtuality ) și de Realitate A ugmentat ă (Augmented Reality ),
denumite generic de Milgram & Kish ino (1994) ca Realitate M ixtă (Mixed Reality ).
In acest context se situeaz ă prezen ta cercetare doctorală , care a avut loc în cadrul proiectul ui
de cercetare ― 3DUPB ‖ (3DUPB, 2015 ), inițiat în 2010 de Departamentul de Calculatoare,
colectivul de Grafică și Realitate Virtuala din Facultatea de Automatică și Calculatoare ,
Universitatea POLITEHNICA din București (UPB), cu obiectivul de a implementa o cl onă
virtuală a UPB ca spațiu masiv mul ti-utilizator online ( Massive Multi -Player Online – MMO),
extensibil, bazat pe servicii integrate, pe platforma OpenSim ulator (Moldoveanu et al.,2014).
Obiectivul general al cercetării prezente a fost studierea și evaluarea tehnnologiilor virtuale
3D online utilizate în educa ție, și realizarea unor contribuții la utilizarea platformei
OpenSimulator pentru implementarea campus ului virtual 3D UPB .
Pentru realizarea obiectivelor cercetării , a fost implementat un simulator 3D experimental
de tip campus universitar denumit ― 3DCampSim ‖ (3DCAMPSIM blog,2015) . Cercetarea a
urmărit să implementeze componente func ționale care faciliteaz ă interacțiun ea dintre utilizatori și
mediul virtual 3D, tehnici de realitate mixtă , precum și componente de gamificare și analitică a
învăț ării (Learning Analytics ), utilizate în mod curent în mediile virtuale 2D . Din punct de
vedere tehnic, cercetarea a urm ărit exploatarea facilităților de extensibilitate oferite de
OpenSimulator, pentru realizare a unui mediu dinamic și adaptiv [STEF,2015 /3]. Serverul
―3DUPB‖ , a fost utilizat ca platform ă de test ( test-bed), pentru demonstrarea și evaluarea
funcționalități lor implementat e.
Utilizarea simulatorului 3D de campus poate fi complementar ă, dar mai ales alternativă , la
activități le cu prezență fizică , urmând paradigma de învățare hibrid ă (blended learning ) (Diaz,
2010 ). Simulatorul acoper ă cele 3 aspecte principale ale procesului educațional : predare,
învățare ,testare și demonstre ază trei stiluri de învăța re în medii virtuale 3D : imersivă ,
colaborativă și socială . De asemenea, asigur ă suportul unor funcționalități existente în mediul

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
8
real, dar și al unora mai dificil de realizat cu mijloacele de e-Learning tradițional e, de ex.
evaluarea reciproc ă (peer asse ssment ), activități colaborative .
Instrumentele de evaluare sunt realizate în scopul verific ării conformit ății proiect ării
mediului virtual cu standarde de utilizabilitate si estimarea probabilitatii de accepta re a
tehnologiei de campus virtual 3D de către utilizatori i finali (studenți , profesori) .
1.1 MOTIVATIA TEMEI DE CERCETARE
Deși există numeroase cercet ări referitoare la utilizarea în educație a lumilor virtuale 3D
multi -utilizator (de Freitas,2008; Dede,200 9; Savin -Baden,2010; Kapp&O’Driscoll,2010;
DeCou rsey & Garett,2014) , cât și a unor implementări comerciale , susținem c ă aceste medii nu
sunt pe deplin exploatate și la scara largă în activități le educațional e, ca suport al unor activități
complexe universitare și de comunicare inter -universitar ă. De ase menea, paradigma realit ății
mixte în context educațional nu a fost mult explorat ă.
OpenSim ca server de aplicație pentru lumi virtuale a fost luat în considerare datorită
caracterului open -source, framework -ului extensibil și gratuit, capabilități i multi -protocol ,
datorită careia poate fi accesat din diverse aplicații client . Versiunea actuală este beta, dar
reprezintă un mediul stabil, adecvat pentru cercetare.
Ipoteza generală de cercetare este ― creșterea performanței învățarii prin facilitarea
accesul ui la resurse educațional e de tip campus virtual universitar și inter -universitar și crearea
unei comunități de învățare și practică într-un mediu 3D online pe platforma OpenSimulator ".
O ipoteza specifică de cercetare este utilizarea gamific ării pentru stimularea motivație i
studenți lor și a profesorilor de a utiliza mediul virtual 3D , precum și pentru a monitoriza
performanța studenți lor. De asemenea, gamificarea va fi utilizată ca o măsur ă a auto-eficacit ății
profesorilor [STEF,2015 /3]. Gamificarea împreun ă cu instrumentele de LA vor oferi indicatori
cantitativi și calitativ i, care pot contribui la eficienț a utilizării unui mediu virtual 3D și
implementarea unor servicii educațional e adaptate la necesități .
1.2 CONTRIBUTII ORIGINAL E
1. Sinteza comparativă a platfo rmelor Second Life și OpenSim
Sunt listate caracteristicile tehnice considerate esențiale și numărul de implementări
educaționale. Sinteza prezentată sub forma unui tabel este utilă pentru o consultare rapidă ([STEF,
2014/1] ).
2. Dezvoltări experimentale de r ealitate virtuală, realitate augmentată, mobile
Learning și social media în context de e -Learning
O serie de dezvoltări experimentale au fost realizate cu scopul de a evalua gama de
tehnologii disponibile pentru implementarea de spații virtuale 3D în rela ție cu paradigme
moderne de învățare (situată, imersivă, prin descoperire, socială). Au fost implementate 4
aplicații de realitate augmentată (AR) pe telefoane mobile pe platfor mele comerciale Layar și
Junaio ([STEF,2012/1],[STEF,2012/3],[GHEO,2012] ). Una dintre aplicații investigheaz ă
modalități de a crea aplicații AR educaționale de tip asistent (inteligente), prin utilizarea de agenți
software pe platforma Android ([GHEO, 2013] ). Altă aplicație investighează modalități de a crea
un joc educațional cu AR, pe baza unor principii de realizare a jocurilor constructiviste ([STEF,
2013/1] ).
De asemenea, au fost realizate soluții de mobile Learning și social media pentru zone
defavorizate economic (cu infrastructura IT slabă) și evaluate ca eficiență și impact e ducațional
( [STEF,2013/2],[STEF,2013/3], [STEF,2014/3], [GHEO, 2015] ).

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
9
Platforma de realitate virtuală OpenSim a fost evaluată într -un experiment de realitate
mixt), ([STEF,2014/1] ) și într -un experiment de creare a unei comunități de învățare între 2 ș coli
gimnaziale ([STEF, 2014/2] ).
3. Studiu referitor la specificul învăț ării în medii imersive 3D colaborative
Rezultatele sunt valorificate în [STEF, 2012/2], [GHEO, 2014].
4.Propuneri pentru implementarea proiectului 3DUPB
O serie de propuneri generale privind implementarea unor funcții și servicii pentru
platforma ―3DUPB‖ ([MOLD,2014] ) din care autoarea a desprins direcții de cercetare și
implementare pentru prezenta cercetare doctorală.
5. Detalii de proiectare arhitecturală și funcțională a simulator ului de campus 3D
online . Proiectarea caracteristicilor arhitecturale si funcționale ale simulatorului conține
contribuții originale ( [STEF, 2015/3] ).
Detalii funcționale originale: a) baza de date CampSim pentru funcții extinse ale
simulat orul de campus ; b) modulul regiune CAMPSIMModule ([STEF,2015/2] ), implementat ca
add-on de tip modul regiune OpenSimulator, pentru suportul unor caracteristici dinamice și
persistența datelor din simulator în baza de date CampSim ; c) augmentare a avatar urilor cu
obiect 3D identificator de rol , respectiv procedură automată de atașare la fiecare avatar a unui
obiect 3D ca identificator al rolului din sistem (profesor, student, administrator, vizitator ),
implementat ă cu funcții de scripting și o functie OpenSim MOD în C# din modulul regiune
CAMPSIMModule . d) obiecte educaționale colaborative 3D . Constau din obiecte 3D media ,
configurabile pe canale de comunicație pe text -chat, alocate pe fiecare zonă a campusului.
Funcționarea obiectelor este corelată cu activități din mediul virtual și cu cele din platforma
Moodle și constă în interacțiunea cu avatarurile, stocarea sau preluarea de date din baza de date
CampSim, prin intermediul modulului regiune CAMPSIMModule ([STEF,2015/2] ). e) concept și
implementare gamificare în simulato rul de campus . Au fost proiectate și implementate obiecte
de gamificare specifice mediului 3D și reguli în legătură cu activitatea educațională a studenților
și a profesorilor în cadrul simulatorului de campus. A fost concepută o regulă de gamificare și
pentru motivarea profesorilor. Au fost implementate funcții de scripting și o functie OpenSim
MOD în C# în modulul regiune CAMPSIMModule, pentru afișarea de date în obiectele de tip
heads -up-display (HUD) ([STEF,2015/1] ); f) sistem de monitorizare a utilizăr ii campusului 3D
online și de integrare cu unele informații din sistemul LMS Moodle . Au fost implementat e
scripting și funcții OpenSim MOD pentru stocarea datelor în baza de date CampSim . Datele
colectate pe termen lung pot fi utilizate pentru analiza efic ienței simulatorului 3D (de ex. zone
frecvent sau slab vizitate, tipuri de comunicații utilizate ), precum și pentru instrumente de
analitică a învăț ării. Metoda este original ă: în cercetări similare se utilizează logurile OpenSim
pentru analiza conversații lor și a conectărilor în mediul virtual, în timp ce în CampSim se
transmit date proiectate în vederea facilitării analizei , și corelate cu date din sistemul Moodle
([STEF,2015/4] ); g) concept și implementare Learning Analytics (LA) în simulatorul de
campus , pentru măsurarea efortului de participare a studenților și profesorilor la activitățile din
simulatorul de campus. Pentru demonstrarea conceptului și a utilității au fost proiectate 3 rapoarte
de tip dashboard , stocate în cloud (Google Sheets), accesibil e din obiectele 3D ([STEF, 2015/4] ).
6. Sinteza mecanismelor de extensibilitate ale platformei OpenSim ([STEF, 2015/2]).
7. Metodologie de proiectare, prototipizare, flux de lucru, recomandări de bună
practică . Este prezentată o propunere de metodologie de proiectare, flux de lucru și recomandări
de bună practică pentru implementarea a unui simulator complex de tip campus universitar , și o
propunere de utilizare a standardului X3D pentru prototipizarea conținutului 3D ([STEF, 2015/5] ).
8. Studii de caz pent ru experimentarea și validarea simulatorului de campus .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
10
Pentru validarea simulatorului de campus au fost selectate grupuri diferite de utilizatori, de
la 3 universități tehnice și o universit ate vocațională . De asemenea, s -au utilizat și adaptat
framework -uri formale preluate din literatură , prin transpunerea in sondaje de utilizator, pentru
evaluarea calității proiectării obiectelor educaționale, a eficienței pedagogice a mediului virtual
3D și a probabilit ății de accepta re a tehnologiei .
9 Sinteza perfo rman țelor platformei OpenSim
Ca rezultat al cercetărilor proprii se prezintă în finalul tezei o sinteză a aspectelor pozitive și
a deficiențelor constatate în utilizarea platformei OpenSim pentru implementarea unui simulator
complex de tip campus universi tar.
1.3 METODOLOGIA UTILIZATA
Dezvoltarea simulatorului educațional a ținut cont de specificul cerințelor sistemelor de e-
Learning (Holotescu & Knight, 2002) și de metodologia Design Based Research (DBR) ,
menționat a în mai multe documente (Barab & Squire,20 04) ca adecvată . Proiectarea
instrucțională în cadrul simulatorului 3DCampSim a luat în considerare taxonomia cognitiv a si
afectiv a a lui Benjamin Bloom (Bloom, 195 6).
In metodologia de evaluare formală a simulatorului 3D s-au analizat și adaptat modele
preluate din literatură : framework -ul ―4D ‖ elaborat de de Freitas și Olivier (2006) ; instrumentul
―Learning Object Review Instrument ‖ (LORI) ( Vargo et al., 2003 ). Pentru evaluarea percepției
utilizatorilor asupra utilității și a probabilități i de acceptare a tehnologiei propuse, a fost utilizat
modelul ―Technology Acceptance Model ‖ (TAM) ( Davis ,1989). Interviuri , sondaje și
observaț ii directe au fost instrumente importante de cercetare în cadrul unor studii de caz
transversale .
1.4 STRUCTURA TEZEI
Organizarea pe capitole a tezei este următoare a: Capitolul 1 prezintă contextul, motivația ,
obiectivele și contribuțiile tezei . Capitolul 2 prezintă o sinteză a sistemel or actuale de e -Learning
în conexiune cu teoriile moderne de învățare , cu eviden țierea învăță rii colaborative . Capitolul 3
prezintă o sinteză a tehnologii lor specifice sistemelor de e-Learning tradițional e prin eviden țierea
nivelului cunoa șterii în domeniu ( state -of-the-art). Capitolul 4 prezintă un studiu referitor la
tehnologii specifice sistemelor educațional e virtuale 3D , respectiv sisteme de realitat e virtual ă
(VR), augmentat ă (AR) , realitate mixtă (MR), lumi virtuale 3D online și jocuri educațional e.
Capitolul 5 prezintă un studiu referitor la provocările de implementare ale medii lor 3D online de
tip campus , reflectate în cercetări similare tezei .Capitolul 6 prezintă dezvoltări experimental e ale
autoarei privind utilizarea tehnologiilor VR și AR în sisteme de e-Learning și rezultate le obținut e.
De asemenea, un subcapitol este dedicat schimbului de experienț ă de la Cyprus Institute of
Technology. Capitolul 7 prezintă evaluarea cerințe lor de implementare a unui simulator de
campus 3D online, pe baza unor interviuri și sondaje. Capitolul 8 prezintă proiectarea ,
implementarea și testarea simulatorului de tip campus 3D online . Se d etalia ză obiectel e 3D
dedicate predarii și învățarii colaborative, implementar ea gamificarii și a conceptului de Learning
Analytics . Capitolul 9 prezintă studii de caz pentru validarea simulatorului 3D online, evaluarea
utilizabilității și a eficienței pedagogice . Capitolul 10 prezintă o propunere de metodologii de
lucru pentru prototipizare a simulatorului și a conținutului 3D. Capitolul 1 1 prezintă concluzii
finale , performan țele și limitele în raport cu ipotezele cercetării , aplicabilitatea lor, precum și
perspective ale cercetării .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
11
2. SISTEME DE E -LEARNING ACTUALE
Definiții
Termnul ― eLearning ‖ a fost definit de Jay Cross în 1998: ―eLearning is learning on Internet
Time,the convergence of learning and networks‖ (Holotescu, 201 5). Termenul ―e -Learning‖ este
menționat de Cisco, în denumirea de "e -Learning Company", în timp ce eLearning a fost preferat
în 2000 în documentele CE intitulate "eLearning – Designing Tomorrow's Education" (Holotescu,
2015). Sistemele timpurii de e-Learn ing bazate pe sisteme de tip Computer -Based
Learning/Training au încercat să replice stilurile de învățare cu prezență fizică , astfel încât rolul
sistemelor de e-Learning era strict de a transfera cunoștințe . Prin contrast, sistemele dezvoltate
ulterior, Computer Supported Learning , și-au propus să ajute la dezvoltarea de cunoștințe ,
colaborativ sau individual.
O altă definiție care va fi utilizată și în cadrul tezei este de mediu virtual de învățare
(Virtual Learning Environment ) (VLE) . Termenul se refer ă la modul de gestionare a cursuril or
prin intermediul unei interfețe utilizator 2D (web), sau în legătură cu sistemele educațional e în
spații 3D sau lumi virtuale ( Virtual Worlds – VW).
Implementarea s istemele educațional e actuale reprezintă un demers trans-disciplinar , care
implic ă, pe lângă tehnologii TIC, științe cognitive și sociologi ce.
In capitolele următoare se face o trecere în revist ă a altor domenii care contribuie la
proiectarea și utilizarea sistemelor de e -elearning.

Teorii cognitive și para digme de învățare
Deși interesul cercetării doctorale este îndreptat către componenta tehnologică a sistemelor
educațional e, aceasta nu poate fi separat ă de component ele pedagogic e ăi cognitiv e, care au
model at actualele sisteme de e -elearning . Numeroase abordări moderne despre învățare , apărute
în anii 1990, provin din teoriile de psihologie socio -cultural ă ale lui Vygotsky (Vygotsky , 1978 ).
Cea mai importantă deplasare a paradigmei de învățare considerăm ca este centrarea
învățarii pe cerințe le student ului (―student -centered learning ”). Aceasta deriv ă din teoria
învăț ării și predării bazată pe principiul constructivismului (Piaget, 19 77) și al experien țialității
(Dewey,1938), care v ăd acest proces ca unul în care indivizii ―construiesc semnifica ții pe baza
cunoștințelor și a experiențe lor acumulate‖.
In (Jung, 2008) sunt descrise sintetic principalele teorii cognitive și paradigme de învățare
care își găsesc aplica bilitate în elaborarea sistemelor actuale de e-leaning : 1. Constructivism ,
prin construi rea de idei și concepte noi bazate pe atât pe cunostintele anterioare cât și pe cele
curente . 2. Invățare a experiențială , cicluri de activități de învățare prin "experienț ă concret ă" și
"experimentare activ ă" a unor teorii și concepte, propuse de Kolb (1984) . 3. Invățare situată ,
care constă din activități care promoveaza învățarea în cadrul unui context autentic și cultural .
Dispozitivele mobile , prin aplicațiile sensibile la context (context -aware ), aplic ă această teorie. 4.
Invățare colaborativă , care constă din activități care promoveaz ă învățarea prin interacțiun e
socială . 5. Conectivismul este teoria realizări i de cone xiuni între resurse și participanți i la e-
Learning , utilizată în elaborarea mediilor personale de învățare (Downes,200 5). 6. Invățare
inform ală și pe toata durata vie ții reprezintă activități care sprijin ă învățarea în afara unui
mediu dedicat de învățare și a unei curricule formale 8. Competence -based learning care
utilizează învățarea bazată pe competen țe pentru a descoperi golurile de învăț are și a asigura
ghidarea selec ției materialului educațional . 9. Conceptul d e clasă inversat ă (flipped classroom )
descrie un sistem hibrid de învățare (blended e -Learning ), prin care modelul tradițional , cu
prezență , s-a deplasat înafara orelor de clasă , acestea fiind utilizate doar pentru practică .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
12
Caracteristici ale sistemelor de e-Learning actuale
Principalele caracteristici care vor fi prezente în sistemele de e-Learning din noua generatie,
în general diferite de cele tradițional e care au loc prin prezență fizică (IBM, 2012) sunt: a)
învățare a pasiv ă; b) învățare a activ ă, de tipul ― learning by doing ‖; c) învățare a liniar ă, în care
se impune o parc urgere pre -determinat ă a materialului didactic ; d) învățare a non -liniar ă, prin
prezentarea studentului a unor mai multor căi de a in țelege un subiect . Sistemele educațional e în
mediul web și mediile moderne de învățare creeaz ă un mod neliniar de explorare .
Termenul de învățare socială se referă la învățarea prin interacțiune socială cu participanți
distribuiți (peers) (Conole & Alevizou ,2010); interacțiunea se poate realiza pe rețele sociale
(Facebook, Twitter, LinkedIn), dar și pe blog-uri, wiki -uri, grup uri de discuții .
Invățare a hibrid ă (blended e -Learning ) se concretizeaz ă în moduri diferite de furnizare a
conținutului , în clasă sau prin cursuri online. Promoveaz ă soluții hibride mult mai complexe,
care combin ă cursurile la clas ă cu video, jocuri educațional e, rețele sociale și conținut online.

Evoluția sistemelor de e-Learning
Learning 1.0 definit de sis teme software de tip Courseware , Learning Management
Systems (LMS), instrumente de design și creare de conținut (autho ring tools ); Learning 1.3.
definit de Learning Content Management Systems (LCMS); instrumente rapide de d esign și
creare de conținut ; sist eme hibride ; Learning 2.0 definit de Stephen Downes (2005), care
înseamn ă pentru utilizatori: sisteme wiki, blog -uri, mash -ups.
Numeroase lucr ări de cercetare analizeaz ă conceptul de Learning 2.0: Conole & Alevizou
(2010) ;Nentwich (2012); Holotescu (2015).

Design -ul instructional
Design -ul instruc țional (Driscoll,200 0) este un subiect de o importan ță major ă în proiectarea
sistemelor educațional e de e-Learning . Aceast ă activitate se referă la proiectarea scenariilor
pedagogice adecvate pentru atingerea obie ctivelor instruc ționale, și a unei strategii pedagogice.
Un exemplu tipic utilizat în elaborarea unui scenariu educațional este modelul ADDIE (McGriff,
2010) , care stabile ște 5 faze: (1) Analiza; (2) Design; (3) Dezvoltare; (4) Implementare; (5)
Evaluare . Alte e xemple sunt cele 9 evenimente i nstrucționale cognitive ale lui Gagne (Gagné,
1987 ) sau modelele socio -constructiviste pentru învățarea bazată pe probleme.
2.1 SISTEME PERSONALE DE INVAȚARE
O rețea personal ă de învățare (Personal Learning Environment – PLE) este o rețea
informală care constă din persoanele cu care cel care învață interac ționeaza și de la care deriv ă
cunoștințe . O parte importantă a acestui concept este teoria conectivismului elaborat ă de Stephen
Downes (200 5) și George Siemens (2005).
2.2 CURSURI ONLINE CU PA RTICIPARE MASIV A
O altă paradigma actuală a sistemelor de e-Learning este aceea de CURS ONLINE CU
PARTICIPARE MASIV Ă (Massive Open Online Course – MOOC ), denumire preluat ă de la cea
a jocurilor online cu participare masivă (Massive Ope n Online Games – MMOG ). Acestea
sunt sisteme virtuale de învățare personal ă și social -colaborativă , care îmbin ă mai multe
tehnologii și paradigme de învățare . MOOC difer ă atât de cursurile tradițional e face -to-face cât și
de cursurile tradițional e online. Termenul a fost definit de Stephen Downes și inovat de George
Siemens (2008) care au realizat un curs online aplicând filosozofia conectivismului. Fenomenul
MOOC este analizat în lucrări de cercetare ( Yousef ,2014; Holotescu, Cre țu & Grosseck, 2013 ).

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
13
2.3 MOBI LE LEARNING
Mobile learning re prezintă ―utilizarea tehnologiilor mobile în scopul învăț ării‖ (Alsheail ,
2010 ). Mobile learning (m-learning) permite o contextualizare a învățarii care este imposibil ă
cu calculatoarele desktop.
In educa ția universitar ă, dispozitivele mobile pot oferi material de curs, date limit ă pentru
teme și informații administrative (Kukulska -Hulme, 2010 ). Datorit ă disponibilit ății tot mai mari a
dispozitivelor mobile, m -learning poate beneficia de dispozitivele proprii studenților , practică
denumită Bring Your Own Device (BYOD) (Ballagas, 2005 ), [STEF,2014/1] .
M-learning p oate contribui la reducerea diviziunii digitale , prin accesul la informa ție pentru
zone și utilizatori def avoriza ți [STEF,2013/3], și utilizarea în educa ția voca țional ă informală
[GHEO,2012],[STEF,2013/2]. Invățare a mobilă cu ajutorul tehnologiei de Realitate Augmentat ă
(AR) este o forma de învățare mobilă , situată și semi -imersivă .
2.4 INVAȚARE SOCIAL A
Lumile virtuale au fost concepute în primul r ând ca platforme de interac țiune socială , de
aceea a fost investigat și acest domeniu , fiind tot mai mult utilizat în educa ția ter țiară (Popescu,
2013 ). Social media este un termen generic care cuprinde tehnologii care implementează
concept ul web 2.0 definit de O’Reilly (2005 ); se referă la crearea de conținut , agregare, etichetare,
recuperare sau distribuție , socializare, colaborare, comunicare, networking, blogging -ul sau
adnotare (Nentwich,2012 ; Holotescu, 2015 ). In e-Learning , social media poate juca un rol
important prin facilit area creării de comunități în care atât profesorii cȃt și studenț ii sunt stimula ți
să-și asume roluri participative ([STEF,2013/2], [STEF,2014/3] ).
2.5 MEDII VIRTUALE DE INVAȚARE 2D
Un concept actual, utilizat atât în legătură cu sistemele tradițional e cât și cu cele moderne ,
este cel de mediu virtual de învățare (virtual learning environment –VLE ). Mediile virtuale de
învățare sunt componente de baz ă ale învățământ ului la distanță , dar pot fi int egrate și cu un
mediu fizic, ca sisteme hibride. Sistemul de clasă virtuală este un instrument puternic și eficient
de învățare la distanță . Aceasta re prezintă o comunitate de învățare și practică , în sensul definit de
Wenger (1998 ), a unor persoane distribuite geografic .
2.6 MEDII VIRTUALE DE ÎNVĂȚARE 3D
Un mediu virtual 3D (3DVLE ) este un termen general care definește un mediu interactiv
care beneficiază de grafica sau de efecte 3D sau 2.5D (―pseudo -3D‖), în care utilizatorii sunt
imersati total sau parțial în mediu. Utilizatorii pot manipula mediul și interac ționa cu al ți
utilizatori. Conform Sykes et. Oskoz (2008) există 3 tipuri de medii virtuale 3 -dimensionale: 1)
jocuri cu participare masivă (de exempl u, World of Warcraft, Everquest); 2) lumi virtuale
sociale, deschise, imersive (Second Life , There ); 3) medii sint etice imersive respectiv ― spații
redate vizual , care combin ă aspecte din mediile deschise sociale cu modele de gaming centrate pe
obiective, pentru a adresa obiective specifice educațional e‖ (Croquelandia, Edusim).

Specificul învățarii în lumi virtuale 3 D
In Winn (2002) este analizat impactul cognitiv al utilizării lumilor virtuale 3D, în special în
domeniul stiintelor exacte și a l conceptelor abstracte: Reificarea abstrac țiunilor; Modificarea

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
14
perceperii conceptuale și a complexitatii ;Prezență și angajame nt ;Rescalarea în timp și
spațiu;Realizarea în siguranță a unor acțiuni periculoase.
2.7 LUMI VIRTUALE 3D
Lumile virtuale 3D (3D virtual world s) reprezintă o generalizare a sistemelor de realitate
virtuală , într-o form ă accesibilă oricarui utilizator. Deosebi rea fa ță de paradigma realit ății virtuale,
care face uz de tehnologii hardware sofisticate și creeaza un mediul artificial, este ca mediile
virtuale 3D re prezintă medii construite, proces la care poate particip a și utilizatorul ,
persistente . Lumile virtual e sunt numai “infrastructuri ‖, fiind referite ca ―metaverse‖ , care
necesit ă realiz area unui design pedagogic , conținut 3D și multimedia.
2.8 MEDII ONLINE CU UTIL IZARE MASIVA
Mediile online cu utilizare masivă , ca și jocurile online cu utilizare masivă (MMOG –
Massively multiplayer online games ) descriu o gama largă de lumi, inclusiv lumi fantasy, science
fiction, lumi reale, lumi cu eroi, sport, horror, sau historice. Cele mai r ăspândite sunt cele care
descriu lumi fantastice. Jocurile cu utilizare masivă devi n lumi virtuale daca permit editarea
unor elemente ale jocului . Jocurile MMORPG au fost puțin experimentate ca medii de e –
Learning (Riegle & Matejka, 2006; Moldoveanu et al.,2009).
2.9 INVAȚARE A CU AJUTORUL JOCURI LOR (GAME -BASED -LEARNING)
Conform Horizon Repor t 2012 ( HR, 2012 ) învățarea pe bază de jocuri a luat av ânt din 2003,
când James Gee (Gee, 200 3) a descris impactul jocurilor asupra dezvolt ării cognitive. De atunci,
a crescut interesul fata de poten țialul jocurilor asupra învățarii , precum și diversitate a jocurilor în
sine, apăr ȃnd ca gen jocurile educațional e (serious games ). Termenul a fost definit în 1968 de
Clark Abt (1970) în cartea sa ―Serious Games‖ . In prezent definiția lui Mike Zyda (2005) este cea
utilizată de Serious Games Institu te. Toate defi nițiile jocurilor educațional e au un consens legat
de existența unui obiectiv de învățare (explicit sau nu), un mediu antrenant și interactiv, și
existența elementului ludic.
Există numeroase cercetări referitoare la eficienț a jocurilor online ca instrumen te de învățare ;
Prensk y, 2001; Dickey,2005; Kapp, 2007; Squire, 2011 . Framework -ul propus de de Freitas &
Oliver (2006) este utilizat într -un concept de joc mobil cu realitate augmentată în [STEF, 2013/1].
2.10 ANALITICA INVAȚARII (LEARNING ANALYTICS)
Learning Analytics (LA) utilizează volume semnificative de date pentru a îmbun ătăți
performanța studentului în cadrul proceselor educaționale, respectiv capacitatea studentului de a
învăța (Educause, 2015). In edi țiile recente H orizon Report (HR 201 5) LA este menț ionată ca o
tehnologie educațională prioritar ă. LA a fost explorat ă în cadrul cercetării prezente și într-o
propunere de articol [STEF, 2015/ 4].
2.11 CONTINUTUL EDUCAȚIONAL DIGITAL
Conținutul educațional se supune proprietăți i intelectuale. In prezent există o multitudine de
resurse educațional e digitale. Resurse Educa tionale Deschise (OER) (Downes , 2011 ) reprezintă o
aplicare a licen tei Creative Commons aplicată la resursele educațional e: "curriculum, planuri de
lectie, teste, module de instruire, simulări , etc. " (Wiki Educator, 2015) .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
15
3. TEHNOLOGII SPECIFICE SISTEMELOR DE E -LEARNING
TRADI ȚIONALE
Sistemele virtuale se înrudesc conceptual cu sistemele de tip: a) CMS – Content
Management System (CMS), care se referă numai la organizarea de conținut , inclusiv educaț ional ,
nu la intregul sistem; b) LCMS – Learning Content Management System (LCMS), sunt mai mult
utilizate în cazul sistemelor corporative de educa ție; c) sistemele MLE – Managed Learning
Environment (MLE), care se referă la intreaga infrastructura dintr -o instituție din care face parte
VLE (Costa și Aparicio, 2011) .

Standarde și reutilizarea conținutului în sistemele de e-Learning
Crearea unui curs necesită punerea împreun ă a unei secvente de obiecte de învățare . Acestea
sunt atât proprietare cât și open -source , ne-comerciale și comerciale. Un format standard pentru
conținut de e-Learning este SCORM ( Sharable Content Object Reference Model ), în timp ce alte
specificați i permit transportarea de obiecte de învățare , de exemplu Schools Framework, sau se
referă la metadate de clasificare LOM ( Learning Object Metadata ).

Platforme existente pentru implementarea sistemelor online de e-Learning
In tez ă sunt prezentate principalele platforme de tip LMS: Blackboard Learning System ;
Moodle (Modular Object -Oriented Dynamic Learning Environment) ; Sakai Project.

Concluzii
Cercetarea sistemelor de e-Learning tradițional e (online, 2D) a indicat un stadiu tehnologic
dezvoltat și o diversitate de tipuri de sisteme. Standard ele, în special de conținut , faciliteaza
legătura între sisteme hibride , din institute sau țări diferite.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
16

4. TEHNOLOGII SPECIFICE SISTEMELOR DE E -LEARNING IN SPA ȚII
VIRTUALE 3D
Termenul "virtual " este un concept aplicat în multe domenii cu semnifica ții diferite.
In filozofie se referă la ceea ce nu este real, dar care poate furniza calit ăți ale realului. Prin
extensie , termenul virtual este utilizat în tehică pentru a descrie simulări realizate cu ajutorul
calculatorului, după un model existent fizic sau imaginar. O lume virtuală modeleaz ă lumea
reală cu structuri 3D și o extinde cu mecanisme de percepție senzorial ă (multimodal ă): vizual ă,
auditiv ă, tactil ă sau olfactiv ă.
4.1 SISTEME DE REALITAT E VIRTUAL Ă
Realitatea Virtual ă (Virtual Reality – VR) a apărut ca un domeniu distinct de interfețe și
aplica ții computerizate în 1980. Morton Heilig cu sistemul multimodal Sensorama creat în 1956
și Ivan Sutherland (Sutherland, 1963) , cu primul sistem montat pe cap ( HMD ) pentru realitatea
virtuală și augmentată , sunt predecesori ai sistemelor actuale de realitat e virtuală . Termenul d e
"virtual reality" a fost creat și popularizat de Jaron Lanier (McLellan , 2001 ; Craig , Sherman &
Will, 2009) .
Realitatea Virtual ă (VR) ca tehnologie IT reprezintă un ansamblu de tehnologii care permit
interfa țarea unei persoane cu un m ediu creat artificial cu ajutorul calculatorului. Fiind vorba
despre un sistem complex hardware -software , cu implica ții psihologice și cognitive puternice,
numeroase defini ții subliniază aceste aspecte (Vlada & Popovici ,2004 ș Moldoveanu et al. ,2009).

Conceptele VR
In The Metaphysics of Virtual R eality ( Heim , 1993 ) sunt identificate concepte ale realit ății
virtuale: simulare, interacțiun e, artificialitate, imersiune, teleprezență , imersiune total ă (cu
intregul corp), comunicații prin rețea . Burdea & Coiffet (2003 ) consideră ca VR are trei
caracte ristici: imersiune; interacțiun e; imaginatie , respectiv capacitatea min ții de a percepe
lucruri inexistente. Thalmann (1999) afirm ă că imersiunea este un element cheie în sistemele VR
fiind ―central ă paradigm ei în care utilizatorul devine parte a mediului simulat, și nu mediul
simulat s ă fie o caracteristica a lumii proprii ‖. Un sistem de VR trebuie să ofere senzația de
prezență a participantului în mediul sim ulat, i luzia de prezență într-un mediu VR fiind creată
prin utilizarea unor elemente vizuale mai mari decât câmpul vizual, sunet 3 -D, mișcare controlat ă.
Formele de interacțiun e directă a utilizatorului se referă la urm ărirea mi șcării acestuia, de ex. a
mâinii , a och ilor, identificarea gesturilor. Utilizat orul prezent într-un mediu VE interac ționeaz ă
cu mediul și prin intermediul calculatorului, prin co ntroale fizice sau virtuale (menu -uri).
Utilizatorul unui sistem VR este direct implicat, participant în experiența complex ă a unui sistem
VR, fiind prezent printr -o imagine a sa sau printr -o reprezentare grafic ă, denumite avatar .

Tipuri de sisteme de VR
Vlada & Popovici (2004) caracterizeaz ă astfel sistemele de realitate virtuală : sisteme de
realitate virtuală imersive ( immersive VR); sisteme de simulare (simulation VR); sisteme
proiective ( projected VR); sisteme cu teleprezență (telepresence VR); sisteme de realitate
îmbog ățită (augmented reality VR); sisteme de realitate virtuală desktop ( desktop VR).

VR și paradigmele de învățare

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
17
Tehnologiile realit ății virtuale asigur ă suport pentru ințelegere a notiunilor complexe sau
abstracte, modele dificile, fenomene intangibile, procese intelectuale, prin stimularea sim țurilor
cognitive. De aceea, se afirm ă ca tehnologia VR asigur ă o mediere a ințelegerii, asigu rând suport
pentru învățarea experiențială . VR este legat ă de simulare și antrenare , deci de învățarea
―learning by doing ‖. In realitatea virtuală , tipul de interacțiun e este opus celui tradițional , prin
―click‖, respectiv se apropie de cel natural din via ța real ă (de ex. prinderea obiectelor). De multe
ori nu există analogii cu lumea real ă.
VR intermediaza învățarea perceptiv ă: vizual ă, auditiv ă, haptic ă; învățarea prin experienț ă,
ințelegere intuitiv ă. De aceea utilizarea mediilor VR conduc e la un volum implicit de cunoștințe ,
greu de evaluat. VR poate s uport a proiecte de grup, excursii tematice, simulări , vizualizare de
concepte, toate strategii instruc ționale de succes pentru învățarea socială și colaborativă .

Aplicații VR educațional e
Implementări educațional e sunt descrise în Craig & Sherman (2009). DAVE (Definitely
Affordable Virtual Environment ) (Instant Reality,2015) sunt sisteme imersive de tip CAVE, care
utilizează componente hardware standard pentru reducerea costurilor.

Concluzii
VR utilize ază aplicații cu grafic ă 3D de înaltă calitate, intens interactive, bazate pe interfețe
om-mașină sofisticate , sisteme distribuite cu echipamente de intrare ie șire, pentru realizarea unor
lumi artificiale cu elemente senzoriale și interacțiun e directă și natural ă.
4.2 REALITATEA AUGMENTATA
Robert Azuma, cercetător la Hughes R esearch Laboratories, SUA, a publica t în 1997 o lucrare de
referința intitulat ă ―A Survey of Augmented Reality ‖ (Azuma,1997) , în care se găsesc defini ții
tehnice ale AR și descrierea prin cipalelor pr ocese și probleme ale tehnologiei AR la nivelul
anulu i 1997, dar multe valabile și în prezent .

Definiții și concepte clasice pentru Realitatea Augmentat ă
Realitatea augmentată sau realitatea î mbog ățită (AR) este o tehnologie prin care se sup rapun
informații generate de calculator (―virtuale‖) peste imagini în timp real ale realit ății
înconjur ătoare, rezu ltatul fiind o ―realitate îmbog ățită‖. Informa țiile generate de c alculator sunt
în general imagini 3D, deoarece se adreseaz ă percepției vizuale care se îmbog ățește cu informații
noi. Tehnologia actuală a extins g ama de informații și la texte, audio, texturi sau fișiere video .
Imaginile din realitate pot fi captate optic sau prin camera video. Dispozitive de afișate pot
fi monitoare, ecranele dispozitivelor mobile, echipamente montate pe cap HMD, și mai recent,
Google Goggles sau Google Cardboard .
Realitatea Augmentat ă (AR) este o form ă a VR , cu d eosebirea c ă în AR se menține legătura
cu mediul înconjur ător. In mod ideal, utilizatorul ar trebui să aibă impresia ca cele 2 lumi coexist ă
perfect în același spațiu 3-dimensional. AR poate fi considerat ă ca o zona intermediar ă între
mediu l virtual (complet sintetic) și teleprezență (complet real) (Fig. 4.1 ).

Figura 4. 1 Continuum -ul Virtual -Real (Mi lgram & Kish ino, 1994)

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
18
Realitatea augmentată mobilă (MAR) permite afișare a de informații sensibile la loca ție, la
context. Se sprijin ă pe echipamente deja disponibile, portabile, deci disponibile oriund e, oric ând.
Realitatea augmentată spațială (SAR) utilizează proiec ții pe obiecte. S uportă un număr
limitat de utilizatori. Ofer ă însa un realism deosebit , deoarece se realizează în medii controlate,
deci pune probleme tehn ologice mai puțin critice (Bimber, 2005) .

Tipuri de aplicații AR
Din punct de vedere a l platformei hardware, există aplicații AR desktop , care utilizează o
camera web (denumite și aplicații AR de interior) și aplicații AR mobile (denumite și aplicații
AR de exter ior).
Din punct de vedere al funcționalități i, aplicațiile AR se pot clasific a în următoare le
categorii (Madden, 2009 ): Aplicații AR geografice sau sensibile la loca ție, care utilizează GPS
pentru locatie și senzori iner țiali mobili pentru a identifica locații care să fie augmentat e cu
informații de tip puncte de interes sau supra puse cu modele 3D ([STEF,2012/3] , [GHEO,2012] ,
Ștefan & Gheorghiu , 2015) . Aplicații AR de recunoa ștere de imagini , care utilizează algoritmi
de computer -vision pentru a identifica obiecte care să fie augmentate [STEF,2012/3]. Aplicații
AR spa țiale sau pro iective (SAR) (Bimber, 2005) , care utilizează proiecț ii digitale pe ecran e
grafice sau pe obiecte fizice, separat e de utilizatorii sistemului. AR interactiv: AR interactiv este
realizat prin interfețe tangibile, table -top, care s uportă interactivitate directă cu obiecte fiz ice
(Poupyrev, 2001 ). Aplicații AR colaborative (Schmalstieg, 2005) , care pot beneficia din
participarea simultan ă a mai mu ltor persoane pentru vizualizare și interacțiun e cu modele 3D.

Continuumul VR – AR și Realitatea Mixtă
VR este f recvent asociat ă cu o varietate de alte medii în care nu se produce o imersie total ă
sau o sinteză complet ă, dar care fac parte din continuum -ul virtualit ății. Deci , există subclase de
tehnologii de VR care implic ă mixarea de lumi reale și virtuale, refer ite generic ca realitate mixtă .
De asemenea, este utilizat conceptul de dual reality , definit de Lifton & Paradiso (2010) ca
două lumi care se influen țează și combin ă informații prin intermediul senzorilor; fiecare lume
este independent ă, dar se îmbog ătește prin interacțiun ea mutual ă. Experiment ări de realitate mixtă
sunt prezentate în Callaghan et al. (2010) ; Peña -Ríos (2012) .

Aportul AR la sistemele de e-Learning
Referitor la utilizarea tehnologiei realit ății augmentate în mod efectiv în context educați onal,
HR 2012 identific ă AR ca o tehnologie emergent ă, cu potențial în următorii 5 ani. AR este
descris ă ca proces de realitate mediata prin intermediul simturilor și a comportamentului uman,
transmise cu ajutorul dispozitivelor. Realitatea augmentată este în legătură cu paradigme le de
învățare (Billinghurst,2002 ): bazată pe comportament – mișcare , poziționare , acțiuni tactile ;
situată (Lave & Wenger, 1990) ; învățare context uală, cu adnotarea și partajarea experiențe i
de învățare ;jocuri AR (Schmalstieg, 2 005).
In domeniul educațional AR nu a atins o mas ă critică , dar este tot mai mult exploatat ă în
diverse domenii, de ex., în artă, istorie, arheologie : Hermon (2004 ); Zöllner (2009 );
Gheorghiu& Ștefan (2013 ); Gheorghiu& Ștefan (2014) ; Ștefan & Gheorghiu (2015) , în industrie
și medicină .
4.3 LUMI VIRTUALE 3D ONLINE
Lumile virtuale imersive educațional e se referă la orice mediu de realitate virtuală sau jocuri
3D care poate fi utilizat pentru predare și învățare (Bell, 2008) .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
19
Platforme open -source: Sun Wonderland, Open Simulator;
Platforme s emi open -source: Multiverse Project .
Platforme p roprietare: Second Life, Kaneva, There , Active Worlds .

In tez ă sunt descrise caracteristicile celor mai importante platforme de lumi virtuale:
concep tul si proiectul Metaverse (Metaverse Project, 2015), Active Worlds , Quest Atlantis ,Open
Cobalt , Edusim (Fig. 4.2) , Open Wonderland, Second Life, OpenSim (OpenSim wiki, 2015).
Cercetări legate de utilizarea educațională a Second Life: Savin -Baden (2010).

Figura 4. 2 Mediul virtual de e-Learning Edusim, clasă virtuală (Gütl , 2009)
4.3.1 OpenSimulator
In tez ă sunt descrise pe larg caracteristicile OpenSim (OpenSim wiki, 2015 ), un server de
aplicații , open source, multi -utilizator , multi -protocol, pentru creare de medii 3D online . Este
mentinut de o comunitate de core dezvoltatori, și este în prezent la versiunea 8.1.1 , versiune
beta. OpenSim oferă un framework extensibil pe partea de server , codat în C# pentru Windows
cu .NET Framework și pentru mașini Unix cu fra mework -ul Mono. Permite particular izarea și
extensia aplicațiilor virtuale prin utilizarea de module de plugin de scen ă, respectiv prin OpenSim
Region Modules , sub forma de DLL -uri .NET/Mono.
Pe partea de client , beneficiază de caracterul open -source al aplica țiilor clien t, Firestorm și
Singularity . Suportă diferite motoare fizice, de ex. Havok, ODE. Persistența se realizează cu
ajutorul bazelor de date suportate (SQLite, MySQL, MSSQL), la care utilizatorul administrator
are acces direct. Din 2011 permite obiecte mesh și pagini web interactive.
OpenSim suport ă o arhitectur ă în modul Standalone (Fig. 4. 3.a). si în modul grid (Fig.
4.3.b). Un sistem OpenSim în mod standalone rulează atât simulatorul cât și serviciile de date
într-un singur proces OpenSim . In modul grid , serviciile de date nu fac parte din procesul server
al simulatorului de regiune , ci dintr -un server Robust. Suport ă arhitectura Hypergrid (Diva
Distribution, 2015) care permite utilizatorilor să viziteze regiuni g ăzduite de alte servere
OpenS im. Hypergrid -ul contribuie la realizarea metaverse în cadrul platformei OpenSim.
Avantaje : gratuitate, extensibilitate, programabilitate în C#, ușurința de implementare pentru
persoane cu preg ătire tehnica medie.
Dezavantaje : documentație tehnică distribu ită; documentație de implementare accesibilă
doar prin inspectarea codului sursă; software în dezvoltare, versiune beta, cu frecvente actualizări.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
20

a) b)
Figura 4.3 Arhitectura OpenSim a) modul standalone ; b) modul grid (OpenSim wiki, 2015)

In pre zent exist ă numeroase g riduri educațional e care utilizeaz ă platforma OpenSim , printre
care: OPENVUE , institut virtual educațional și de cercetare al Universit ății Edinburgh, VIBE
(Virtual Islands for Biology Education ), simulator pentru diverse discipline ( chimie, arheologie) ,
4.3.2 Limitări în OpenSimulator
OpenSim este în prezent în versiune beta. Distribu ția Diva aduce îmbunătățir i și optimizari,
dar și aceasta se confrunt ț cu probleme de scalabilitate și de limitări ale viewer -elor actuale. In
teză în această secțiune sunt prezentate limitări de func ționalitate ale versiunii actuale OpenSim.
Acestea sunt legate de urm ătoarele aspecte: a) Intârzieri de răspuns (Moore et al., 2008); b)
Num ărul de utilizatori ; c) Interfața grafic ă. d) Editorul grafic . e) Num ăr de media . f)
Sistemul de permisiuni .
4.3.3 Studiu comparativ Second Life și OpenSimulator
In teză sunt sintetizat e comparativ principalele caracter istici ale celor două platforme de
implementare a lumilor virtuale 3D.
4.4 LUMI VIRTUALE 3D IN BROWSER
RealXtend . Este o versiune experimentală extinsă a OpenSim , focalizata pe utilizarea de
mesh -uri 3D și informații multimedia (Kappe & Guetl, 2009) .
Jibe. Unity Jibe este o platformă dezvoltată de ReactionGrid pentru a permite crearea de
medii virtuale multi -user, cu Unity3 D, accesibile din browser web sau în mod standalone . Cu
Jibe, se poate crea o lume virtuală 3D multiuser care să fie integrată într-o pagina web, al ături
de alt conținut web.
Cloud Party . Cloud Party utilizează cele mai noi tehnologii browser, cum ar fi W ebGL și
WebSockets, care nu sunt suportate deocamdate de toate browserele. Google Chrome este
browser -ul recomandat pentru Cloud Party.
4.5 INTEGRAREA LUMILOR VIRTUALE 3D CU LMS – PROIECTUL SLOODLE
SLOODLE (Simulation Linked Object Oriented Dynamic Learning En vironment ) reprezintă
un modul de integrare între LMS Moodle și lumile virtuale 3D Second Life și OpenSim (din 2013)
(Callaghan et al., 2009 ; Fig. 4.4 ).

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
21

Figura 4.4 Arhitectura SLOODLE (Callaghan et al., 2009)

SLOODLE este gratuit și oferă o biblioteca API în PHP, orientat -obiect , si u tilizează un
front -end WiFi – Web Interface for User Account Management . Plugin -ul Sloodle permite
transferul de identit ăți și activități între Moodle și lumea virtuală . In cercetare a fost experimentat
de Zender et al. (2009) și Callaghan et al (2009).
4.6 CONCLUZII
Cercetările au evidenția t aspecte calitative , printre care : a) Tehnologiile tradițional e de e-
Learning evolueaz ă în domeniul integr ării paradigmelor web 2.0, paradigmelor noi de
infrastructura și servicii (SaaS, clo ud, echipamente mobile), al integr ării cu mediile virtuale de
învățare ; b) Tehnologia VR este pe deplin maturizat ă, cu domenii foarte diverse de aplicabilitate;
evoluția hardware o va face mai accesibilă financiar și pentru ut ilizatorii obi șnuiți; c)Tehnol ogia
AR a atins un prim nivel de maturizare și are un spectru larg de aplicabilitate; d) Problematica
jocurilor educațional e este de mare actualitate, fiind dovedit științific aportul ace stora la
dezvoltarea proceselor cognitive ; e) Jocurile cu participare masivă și bazate pe roluri ( MMORPG )
au acceptarea cea mai largă în rândul utilizatorilor, dar nu există încă implementări majore
educațional e; f) Rezultatele cele mai bune s -au obținut prin utilizarea combinat ă a tehnologiilor
tradițional e, în clasă , cu c ele virtuale.
Cercetările au evidenția t aspecte critice , printre care : a) aplicațiile educațional e bazate pe
tehnologii VR/AR nu au atins o masa critică . Există realizări semnificative în domeniul
academic și al industriilor de v ârf (militar, aviatie) sub forma de simul atoare și aplicații de
asistare și training, dar relativ puține în domeniul educațional , cauzate de: a) costuril e
tehnologiilor ; b) capacitatea limitat ă a profesorilor de a crea conținut educativ 3D ; c) cerințe
specifice aplicațiil or educațio nale, inafara prezent ării de conținut , respectiv de ghidare a
utilizatorului, co nștientizarea învățarii prin participare proprie și auto-evaluare ; d) navigarea 3D
dificil ă, aceasta trebui nd să devin ă natural a și intuitiv ; e) inerția în adop ția lumilor virt uale în
domeniul educațional: 3D nu este încă o metafora familiar ă.
In [STEF,2014/1],[MOLD,2014],[STEF,2014] se prezintă experimente educațional e în
OpenSim.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
22

5. STUDII DE CAZ SOLU ȚII PENTRU MEDII VIRT UALE 3D DE TIP
CAMPUS UNIVERSITAR
In prezent, mai mul te campusuri universitare oferă prezen țe 3D pe platforme on -line 3D de uz
general, dintre care c ele mai utilizate sunt Second Life, OpenSimulator , Open Wonderland și
Unity3D . Pe platform a OpenSim exist ă institute virtuale de învățământ și cercetare , printr e care :
Universitatea din Edinburgh (OPENVUE , 2015 ); Universitatea din Cincinnati
(CINCINNATI, 2015); Universitatea de Arte Zurich (ZURICH, 2015) . In prezent sunt
înregistrat e în Second Life peste 100 de instituții de învățământ superior (Horan și Gardner , 2009).

Figura 5.1 Modele 3D de universități pentru Second Life (Digitally Design, 2015)

Proiectul Universal Campus : Baldi & Lopes (2012) prezintă un concept de campus
universal implementat ca lume virtuală în OpenSim , distribu ția Diva Canto. Ace st campus
conține mai multe clădiri cu laboratoare complet mobil ate, săli de clasă , săli de intâlnire, și
amfiteatre care permit intâlniri virtuale , de grup, la cursuri, prelegeri, simpozioane și conferințe
(Fig. 5.2). Infrastructura de campus universal es te furnizată ca arhivă OpenSim .

Figura 5.2 Universal Campus (Baldi & Lopes , 2012 )

Un proiect similar este OpenVCE și I-Room , „camera virtuală pentru interacțiun e inteligent ă‖
(Open VCE , 2015 ), în Second Life și OpenSim .
Proiectul USALSIM : Proiect al Un iversit ății din Salamanca, Facultatea de Informatic ă și
Automatică (Lucas, Cruz -Benito , & Gonzalo , 2013) constă dintr -o lume virtuală 3D în Open Sim,
care re prezintă cele mai importante facultăți . Este implementat un model mix t de pregătire în
mediul virtua l și în cel din spațiul real, servind ca program de preg ătire profesional ă.
Proiectul MiRTLE : MIRTLE este un proiect de realitate mixtă care permite studenților
prezen ți fizic și celor aflati la distanță să participe împreună la o ora de clasă (Gardner , Scott &

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
23
Horan, 2008 ; Fig. 3 ). Proiectul utilizează platforma Project Wonderland și în prezent este
transferat de la instituții de învățământ superior la școli.

Figura 5.3 Proiectul MiRTLE interfața student ( Gardner & O’Driscoll, 2011 )

Platforma "3D UPB" : Platforma "3D UPB" (Moldoveanu et al., 2014) reprezintă o
abordare diferit ă, în care paradigma de realitate mixtă este utilizat ă pentru a reflecta mediul real
în cel virtual . Conceptul campusului 3D online bazat pe servicii este prezentat în (Pop et al.,
2012). Stadiul actual și provocări le determinate de implementarea MMO, cu realitate mixtă
pentru activități universitare și inter-universitare sunt prezentate în Moldoveanu et al. (2013;
2014) . Platforma propune o abordare flexibilă bazată pe extensib ilitatea serverului OpenSim și pe
servicii RESTful, accesibile indepenedent de platform ă (Fig. 5.4).

Figura 5.4 Arhitectura “3D UPB” bazată pe integrarea de servicii cu Opensimulator si
modelul 3D al Facultății de Automatică și Calculatoare (Moldove anu et al., 2014)

Concluzii
Din studile de caz analizate rezult ă că în multe cazuri, modelele 3D ale universit ăților
virtuale nu sunt reproduceri exacte ale celor reale, ci modele 3D simplificate. Cercetătorii s-au
concentrat spre găzduirea de cursuri onl ine și implic area studenți ilor în noul sistem de învățare .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
24
6. DEZVOLTĂRI EXPERIMENTALE ȘI EVALUAREA TEHNOL OGIILOR VR
ȘI AR ÎN CONTEXT E-LEARNING
6.1 APLICAȚII EDUCAȚIONAL E CU REALITATE AUGMENT ATA PE TELEFOANE
MOBILE
In perioada 2012 -2015 am realizat mai multe aplicații de mobil e Learning cu realitate
augmentată și dispozitive mobile Android (MAR). Am experimentat aceste aplicații cu elevi de la
câteva școli gimnaziale, pentru a intelege modul în care aceștia percep o tehnologie inovativ ă, și
impactul educaționa l.

TIMEMAPS v1
Este o aplicație MAR educațională în domeniul istorie și arheologie național ă ([GHEO,
2012] ,[STEF, 2013/2] ). A fost utilizată platforma Layar . Este o aplicație MAR georeferen țiată,
cu un număr de puncte de interes ( Points of Interest -POI), organizate pe 3 categorii (filtre) de
căutare corespunzătoare epocilor istorice (Fig. 6. 1). Ca augmentări sunt utilizate imagini,
reconstruc ții 3D sub form ă de obiecte 3D și tururi virtuale (realizate în colaborare cu modelatori
3D), referitoare la patru domenii de tehnologi i tradițional e.

Figura 6.1 Aplicația AR “timemaps” si explica ții elevilor [GHEO, 2012]

TIMEMAPS v2
Aplica ție MAR geo-referen țiată educațională , extinsă cu o componentă inteligent ă bazată pe
agenți software mobili, în stadiu de prototip realizat în 2013 ([GHEO, 2013] ). Experimentarea
aplicațiilor AR cu elevi a arătat interesul acestora pentru o tehnologie inovativ ă, care îi ajut ă să
învețe prin descoperire, într-un context autentic de învățare . Pentru a orienta mai bine elevii către
domeniul tehnologic preferat print -un suport inteligent, a fost investigat ă utilizarea de agenți
software pe platforma Android (Santi, Guidi & Ricci, 2010 ).
AR CONTEXT and
VIEW Agent GEO-fenced
ariaUSER INTERFACE
Agent
TEXTVIDEOUSER PROFILE Agent
CHILD
#1CHILD
#2SOCIAL Agent
EMAIL
Twitter
LEARNING Agent
Textiles –
lesson#1 Textiles –
lesson#2Textiles –
lesson#3
3DFacebook
Learning
status

Figura 6.2 Agen ții software și o diagram ă a inter -comunic ării dintre ei [GHEO, 2013]

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
25
Pentru modelarea funcțională a aplicație i s-a utilizat limbajul Unified Modeling Language
(UML ) (Fig . 6.2) și mediu l Metaio Creator (Metaio, 2015) pentru authoring vizual. Aplicația a
fost convertit ă într-o aplicație Android nativ ă și integrată cu componentele inteligente .

AR-GGame
Este un concept de joc de simulare cu AR pentru Game -based learning (GBL) ( [STEF,
2013/1]). Jocul este conceput lu ând în considerare metodologii de proiectare jocuri educaționale
prezentate în (Kafai,2006) și framework -ul de design propus de de Freitas & Oliver (2006) .
Scopul jocului este de a învața elemente esen țiale de grafic ă 3D, modelare 3D și vizualizarea
spațială. Jocul conceput are 3 nivele. Pentru dezvoltare s -a ales Metaio Creator (Metaio, 2015) .

Complex de soluții m -Learning și rețele sociale
Aplicațiile de AR oferă o învățare intuitiv ă, care nu poate fi evaluat ă decât prin utilizarea
altor medii dedicate. Pentru aceasta, a fost experimentat un complex de soluții cu rea litate
augmentată, dispozitive mobile și utilizarea rețelelor sociale pentru distribuirea de material suport,
precum și pentru evaluarea cuno ștințelor elevilor [STEF,2013/2] [STEF,2014/3].

Complex de soluții m -learning pentru zone defavorizate
Diverse soluții pentru învățarea cu dispozitive mobile au fost investigate și concretizate în
două cercetări educaționale ([STEF,2013/3] ,[GHEO, 2015]).
6.2 SIMULATOARE 3D IN OP ENSIM
6.2.1 Realizarea unui simulator “clasa virtuala” 3D cu realitate mixt ă
In 2013 a fost realiza t un experiment de realitate mixtă pe platforma OpenSim sub
îndrumarea domnului profesor Alin Moldoveanu, UPB (Fig. 6.3) . Soluțiile au fost testate cu
OpenSim 0.7.5 în modul standalone și cu viewer -ele Firestorm 4.3.1 pentru OpenSim,
Imprudence 1.3.2 și Si ngularity ([STEF,2014/1] ). Experimentul de realitate mixtă în simulatorul
3D a constat din:
a) streaming video din sal ă, de la o camera web către un obiect dedicat din simulator ;
Pentru acesta a fost necesară crearea unui server de streaming pentru video bro adcasting și
înregistrare video, și setarea în simulatorul 3D a unui obiect media cu adresa URL a serverului.
b) streaming video dinspre utilizator către un obiect dedicat din simulator;
c) streaming video pe telefonul mobil .

Figura 6. 3 O arhitectur ă client -server pentru streaming video în OpenSim (L. Ștefan) [STEF,
2013/1]

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
26
Integrare experimentală cu client mobil pentru OpenSim (Lumiya)
Viewer -ul Lumiya a fost descărcat de pe Android Play și s -a realizat o co nectare la
simulatorul creat, similar conect ării de pe sta ția desktop . Vizualizarea grafică a fost rudimentară.
6.2.2 Experimentare serviciu RESTFUL “3DUPB”
Câteva dintre funcțiile serviciului REST ( Representational State Transfer ) 3DUPB
(Grădinaru, 2014), acce sibile de la adresa http://3d.pub.ro/api/ au fost testate cu ajutorul extensiei
Advanced REST Client a browser -ului Chrome. Serviciul poate fi utilizat din orice limbaj,
inclusiv din aplicații mobile, pentru accesul la funcțiile platformei 3DUPB.
6.2.3 Realizarea unui simulator de tip amfiteatru
In 2014 a fost creata o scen ă 3D astfel încât să sugereze atât un spațiu istoric cât și unul
educațional (Fig. 6.4) . Scena conține un amfiteatru roman și două panouri pentru conținu t
educațional multimedia (filme video și pagini web). Obiectele au fost modelate în 3dsMax de
către un student modelator 3D și importate ca mesh în format COLLADA ([STEF,2014/2]). Au
fost necesare mai multe itera ții pentru creearea unui model care să poat ă fi importat in OpenSim .

Figura 6.4 Simulator educațional de tip amfiteatru roman [STEF,2014/2]
6.3 SCHIMB DE EXPERIENȚ A LA CYPRUS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
In perioada 08.09.2014 -30.09.2014, ca bursier POSDRU 159/1/5/S/137390, am realizat un
stagiu de docume ntare la Cyprus Institute of Technology (CYI) , unde am studiat și exprimentat
mai multe tehnologii de digitizare 3D și posibilități de valorificare în cadrul simulatorului de
campus 3D online. Documentarea s -a referit la: a) X3D/X3DOM/WebGL (Ranon, 2015) ; b)
MeshLab ; c) scanare cu laser scan "Next Gen" și post -procesare în MeshLab; d) "structure
from motion" cu programul Autodesk 123D Catch, o tehnologie de Computer Vision bazat ă pe
fotografii succesive și suprapuse pentru generarea unui model 3D de tip me sh. Am realizat o
experimentare prin scanarea unei camere de dimensiune mică , post -procesare și conversie model
în X3D (Fig. 6. 5). Cercetarea se regăsește într-un articol în curs de publicare ([STEF, 2015/4]).

Figura 6. 5 Model campus convertit și vizuali zat în pagina web (L. Ștefan)

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
27
7. EVALUAREA CERIN ȚELOR DE PROIECTARE A LE UNUI SPA ȚIU
VIRTUAL 3D ONLINE DE TIP CAMPUS
Landers & Callan (2012) subliniază ca un mediu virtual bine proiectat poate fi respins dac ă
este utilizat ineficient într -un context organiza țional. In cazul cercet ării de fa ță, au fost realizate
următoarele studii de evaluare a cerin țelor de proiectare spa ții virtuale 3D în scop educațional .

Interviu ante -experiment privind utilitatea unei clase virtuale 3D în realitate mixtă
Date demografi ce : 17 persoane, 2 profesori între 30 -40%, 15 studenți între 20 -30 ani, 6
femei, 11 bărbați.

CLASA 3D MIXED REALITY: INTERVIU ANTE -EXPERIMENT
Varianta în romană: http://tinyurl.com/o7d2elg
Varianta în engleză: http://tinyurl.com/p68pqnw

Tabel 7.1 Rezultate procentuale referitoare la utilitatea clasei 3D în realitate mixtă, pe
categorii (profesori, studenți)
FOARTE UTIL UTIL INTR -O MASUR Ă UTIL UNEORI INUTIL
PROFESORI 50% 50% 0 0
STUDEN ȚI 47% 13% 33% 7%
Tabel 7.2 Rezultate procentuale referitoare la utilitatea clasei 3D în realitate mixtă, pe
categorii (femei, bărbați)
FOARTE UTIL UTIL INTR -O MASUR Ă UTIL UNEORI INUTIL
FEMEI 50% 17% 33% 0
BĂRBAȚI 46% 9% 18% 27%

50%
47%50%
13%
033%
07%
0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%UTILITATEA UNUI MEDIU VIRTUAL
PROFESORI STUDENTIPROFESORI 50% 50% 0 0
STUDENTI 47% 13% 33% 7%FOARTE UTIL UTIL INTR-O MASURA UTIL UNEORI INUTIL

Figura 7.1 Evaluarea utilității clasei 3D în realitate mixtă, pe categorii (profesori, studenți)

Sondaj de investigare a utilității integrarii de echipamente pentru interacțiunea dintre
mediul real și virtual
Date demografice : 7 persoane, 1 profesor în tre 30 -40%, 6 studenți între 20 -30 ani, 1 femeie,
6 bărbați.
CLASA 3D Mixed Reality: Investigarea utilității integr ării de echipamente pentru
interacțiunea dintre mediul real și virtual ( profesori ) : http://tinyur l.com/qjmzvq3

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
28
CLASA 3D Mixed Reality: Investigarea utilității integr ării de echipamente pentru
interacțiunea dintre mediul real și virtual ( studenți ) : http://tinyurl.com/pmza3zh
Răspunsurile au fost favorabile 100% , dar numărul mic al respondenților nu poate constitui
o validare statistic ă a răspunsurilor.

Sondaj post -experiment clasă virtuală 3D în realitate mixtă
După utilizarea experimentală am realizat un sondaj pentru evaluarea calit ății și a utilității
clasei 3D și colectarea de sugestii pentru îmbunătățirea utilizabilității și a acceptan ței mediilor
virtuale 3D. In cercetarea noastră am evaluat urm ătorii factori: Calitatea sistemului
(imersivitate);Comunicarea în mediul virtual;Utilitatea sistemului .
In cazul nostru ipoteza testată a fost: " CLASA 3D Mixed Reality îmbunătățește performan ța
învăț ării prin accesul la resurse educaționale și crearea unei comunități moderne de învățare și
practică " și a fost verificat ă cu datele de la următoarele sondaje.

CLA SA 3D Mixed Reality : SONDAJ POST -EXPERIMENT : http://tinyurl.com/ns76vr7
Date demografice : 7 persoane, 1 profesor între 30 -40%, 6 studenți între 20 -30 ani, 1 femeie,
6 bărbați.
Răspunsurile au indicat ca un a stfel de sistem prezintă mai multe avantaje în comparație cu
un curs clasic cu prezență fizică sau prin videoconferin ță. Sistemul a fost considerat util, cu note
între 4 și 5. Comunicarea în lumea virtuală a fost preferat ă celei în mediul real.

Evaluarea ante-experiment privind proiectarea unui campus 3D
Urmatorul sondaj a avut ca obiectiv definirea unor cerințe de proiectare a unui campus 3D
online, în functie de asteptarile utilizatorilor. In cazul de fa ță, respondenții au fost numai studenți.

PROIECTA REA UNUI CAMPUS 3D: INTERVIU ANTE -EXPERIMENT:
http://tinyurl.com/pokuh3a
Date demografice : 12 studenți, din care 10 băieți și 2 fete

Răspunsurile la intreb ările :
Dacă a ți implementa un CAMPUS 3D ce optiuni de pr oiectare arhitecturală a ți alege?
Dacă a ți implementa un CAMPUS 3D cum ati proiecta elementele de mediu?
Să nu aib ă similitudini cu campusul real: 8% ; Să aibă similitudini cu
campusul real: 17 ; Combinat : 75%
Să nu aib ă similitudini cu campusul rea l: 8% ; S ă aibă similitudini cu
campusul real: 17 ; Combinat : 75%

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
29

8. IMPLEMENTAREA UNUI C AMPUS 3D ONLINE GAMI FICAT
Propuneri pentru implementarea campusului virtual "3 DUPB "
Campusul virtual ―3DUPB‖ cuprinde în prezent amfiteatre și laboratoare ale Fa cultății de
Automatic ă și Calculatoare, modelate ca o replic ă realist ă a acest eia. Inafar ă de modelarea
spațiului 3D ca o clonă a celei reale, este necesar ca mediul 3D să ofere cel puțin servicii similare
celor oferite prin platformele virtuale tradiționa le existente, care funcționează în mediul web și
web 2.0, la care să se adauge servicii specifice mediului 3D. Propunem funcțiile sintetizate în
continuare.
CONECTAREA LA SERVICII WEB oferite în mod tipic prin intermediul unor platforme
de tip LMS (de ex . Moodle).
CONECTAREA LA SERVICII WEB 2.0, respectiv rețelele sociale (blog -uri, forum -uri,
documente colaborative în cloud).
SERVICII IN MEDIUL 3D: tururi virtuale; întalniri și conferințe virtuale; comunități de
învățare în mediu 3D, realizarea de proiec te colaborative, asisten ți virtuali; componente de
analitică a învăț ării.
ALTE SERVICII: realizarea unor interfețe grafice care să faciliteze accesul și gestionarea
unui mediul virtual 3D complex și extins , de exemplu, lansarea simulatorului dintr -o interf ață
pentru particularizarea mediului virtual; lansarea clientului dintr -o interfață care să permită
autentificarea utilizatorilor, verificarea rolurilor și particularizarea unor funcționalități după rolul
utilizatorului.
8.1 DESCRIERE FUNCTIONAL A
Pentru cerce tarea noastră a fost realizat un simulator educațional (SE) experimental pe
platforma OpenSim, denumit 3DCampSim , cu funcționalități care pot fi ulterior integrate ca
subspatii în platforma virtuală "3DUPB". După modelarea grafica 3D au fost proiectate și
implementate mai multe obiecte educaționale colaborative și adaptive . Metodologia cercetării a
fost identificarea mecanismelor de extensibilitate ale OpenSim și aplicarea acestora împreună cu
mecanismele de scriptare a mediului 3D . Materialul educațional este creat cu alte programe (de
ex. Power Point, filme video) și încărcate în SE, în obiecte educaționale dedicate. At ât profesorii
cât și studenții pot crea artefacte 3D utilizând facilitățile mediului 3D și pot configura anumite
obiecte educaționale . Stu denții pot înc ărca prezentări ale proiectelor lor. Majoritatea obiectelor
educaționale gestionează informa ții media. Avatarurile (agenți umanoizi controla ți de către
utilizatori) au fost create pentru profesori, studenți, vizitatori și administrator. Boti (agenți
inteligenti controlati de mediul virtual) au fost creați pentru un ghid virtual. Toate avatarurile sunt
augmentate cu un atașament ( attachement ) de identificare a rolului în cadrul SE.
Au fost proiectate componente de gamificare pentru profesori ș i studenți și s-a realizat o
conectare cu sistemul LMS Moodle a facultății. Pe lângă analiza cantitativ ă oferită de
componenta de gamifica re, a fost implementat un sistem de monitorizare a utilizării SE și
instrumente de analitic ă a învățării (LA), pentru furnizarea de introspec ții calitative legate de
utiliz area SE, performanța studenților și a profesorilor ca urmare a utilizării SE, după o perioad ă
de timp semnificativă , respectiv : a) participarea la cursuri; b) timpul mediu petrecut în LE; c)
cursurile cele mai frecventate; d) zonele cele mai frecventate.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
30
Pentru a putea desfășura experimentele de fa ță a fost utilizat DBMS Microsoft SQL Server
2008 Express Edition instalat pe calculatorul local de dezvoltare a simulatorului și care oferă
funcții de anal iză și integrare rapid ă cu alte instrumente de analiz ă (de ex. Excel).
Baza de date CampSim , stocheaz ă grupuri și roluri asociate utilizatorilor sistemului LMS
Moodle, care se transfer ă și în mediul virtual, precum și date pentru activități didactice și pentru
componenta de gamificare. Con ține 20 tabele.
Aplicația desktop CampSimApp realizează administrarea sistemului , respectiv
autentificarea LDAP (utiliz ând o metod ă a serviciului "3DUPB") , interfața cu baza de date
CampSim si cu baza de date a sistemul ui LMS Moodle al universității (Fig. 8. 1). Un serviciu
Microsoft SQL Server actualiz ează la 24 h situa ția din tabelele de suport al gamific ării.

Figura 8. 1 Schema de integrare între mediul virtual educațional și sistemul LMS Moodle (L.
Ștefan, [STEF,2 015/4])

Arhitectura spa țiului virtual
In Fig. 8. 2 este prezentată o modelare conceptual ă a spațiului educațional, în care se îmbin ă
spații modelate după s ăli de curs sau de laborator din Facultatea de Automatică și Calculatoare
(de ex. laborator EG 304) cu spații pur virtuale, fără corespondența cu campusul UPB.

Figura 8. 2 Modelarea conceptuala a unui spatiu educational din simulatorul 3D propus [STEF,
2015/1]
Legenda culorilor : cu gri sunt reprezentări ale clasei reale; cu roz, reprezentări pur virt uale; cu
portocaliu, elementele de gamificatie.
Simulatorul de campus 3D online propus pentru experimentare (Fig. 8. 3) este compus din:

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
31
 clădire A, care conține săli de laborator și alte spații virtuale, și constituie o
comunitate virtuală educațională cu t ehnologii de realitate mixtă ;
 clădire B, conceput ă ca o extensie a campusului , care constituie un centru de
excelen ță pentru studii masterale, doctoral e, și cursuri post -universitare ;

Compartimentarea clădirii A (Fig. 8. 3) este următoarea: un spațiu d e socializare (lounge ),
săli de laborator ; săli de expozi ții;sala pentru întâlniri în grupuri restr ânse studenți -profesori,
spațiu pentru administratori și socializare pentru profesori (secretar, personal tehnic); spațiu
de tip sandbox (zona izolat ă) .

Figura 8. 3 Campus virtual experimental, explicarea elementelor arhitecturale (exterior și
interior) ( modelare Marius Hodea, captură ecran, L. Ștefan)

Figura 8. 4 Campus virtual experimental, zona Sandbox și notecard mini -instruc țiuni (captură
ecran, L. Ștefan)

Clădirea B (Fig. 8. 4) reprezintă un corp de clădire cu acces gamificat , respectiv permis în
urma performan țelor avatarurilor -studenți. Accesul la aceasta se va face prin teleportare din sala
A cu ajutorul unui obiect de teleportare și pe baza unei liste de acces.
Legătura dintre clădiri se poate realiza prin mijloacele de deplasare specifice avatarurilor
(mers, fug ă sau zbor) și prin teleportare de la un punct de teleportare, cu indicatoare grafice.
8.2 MODELAREA GRAFIC A
Modelul grafic al campusul ui fost realizat în 3dsMax și optimizat cu Trimble Sketchup
2014 (de către student designer grafic Marius Hodea), și importat în OpenSim în format Autodesk
Collada 1.4. Alte obiecte , de ex. mese, scaune, monitoare TV , au fost preluate din depozitul de
obiecte grafice Trimble 3D Warehouse, sub licen țe de tip Creative Commons . Mesele și scaunele
din zona de lounge au fost realizate cu primitive OpenSim. Tabelul 8. 1 redă elemente ale
modelului 3D al spațiului virtual al campusului 3D experimental.

Tabel 8. 1 Elemente ale modelului 3D al spațiului virtual al campusului experimental

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
32

Laborator virtual, obiecte din sala EG304 , modelare
grafic ă Alexandru Grădinaru (Grădinaru,2014 ),
import în OpenSim L. Ștefan Campus virtual cu 2 s ăli compartimentate
(captură din viewer Singularity , L. Ștefan )

Campus virtual, modelare Sketchup Marius Hodea (captură din viewer Singularity), import în
OpenSim L. Ștefan. Versiunea actuală imbunătățită în urma experienței din model ările anterioare.

Campus virtual – vedere e xterioar ă Campus virtual – zona de lounge

Campus virtual – zona administrativă Campus virtual – amfiteatrul

Campus virtual – sala de întâlniri Campus virtual – laborator
8.3 OBIECTE 3D EDUCAȚIONALE , DE GAMIFICARE SI M ONITORIZARE MEDIU
VIRTUAL
Au fost create obiecte educaționale pentru lucru l colaborativ : PANEL_ PRESENTATION;
PANEL_WHITEBOARD; PANEL_EXHIBIT; NOTECARD _QA; PANEL_ANNOUNCEMENTS ;
MONITOR_TV –pentru realitatea mixtă (streaming video). PANEL_QUIZ .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
33
Au fost realizate obiecte pentru a implementa gamificarea : PANEL_LEADERBOARD;
HUD_STUDENT –HUD ;HUD_TEACHER -HUD ;MEDIA_STORE ;PRIVILEGED_DOOR.
Obiectele sunt configurabile prin mesaje text -chat.
Au fost realizate obiecte pentru monitorizarea mediului virtual: PANEL_PRESENCE ;
LANDMARK ; PANEL_ COMMS ; DATASCAPE_CMD . Obiectele sunt monitorizate în baza de
date.
De asemenea sunt realizate obiecte cu funcții utilitare : ONOFF_INDICATOR – pentru
marcare s ăli ocupate/libere ; TELEPORT_HUB – punct de orientare și teleportare în zone
cheie ;NOTECARD_HELP ; HUD_MULTILINK; ROLE_INDICATOR.
8.4 REALITATEA MIXT A
Profesorul și studenții din sal ă se conecteaz ă la mediul virtual și vizualizeaza în permanen ță
audien ța fizică și pe cea virtuală. Reciproc, utilizatorii conectați la distanță vor vedea sala de
laborator pr in intermediul camerei video locale ( din laborator) care va trimite fluxuri video în
cadrul simulatorului, pe textura obiectului MONITOR_TV. Se poate utiliz a o singură camer ă
comandat ă, care își schimb ă periodic unghiul de filmare. Predarea lec țiilor va a vea loc în mod
sincron/în timp real, dar vor fi și înregistrate.
8.5 EXTENSIBILITATEA OPENSIM
Extensibilitatea OpenSim se sprijin ă pe mai multe mecanisme, atât programatice cât și de
configurare , care sunt sintetizate într-un tabel în teza de doctorat . Extensi bilitatea poate avea ca
scop extinderea actualelor capabilități ale framework -ului sau utilizarea sa cu o mai mare
flexibilitate: ad ăugarea dinamic ă de regiuni, integrarea cu servicii și sisteme externe. Ambele
caracteristici au fost explorate pentru scopu l cercetării de fat ă, pentru a soluționa persisten ța
datelor în baza de date și func ționalitatea dinamic ă a obiectelor 3D.
Module Regiune OpenSim (Region Modules ) sunt mecanisme specifice OpenSim care
actioneaza numai la nivel de regiune , la care se conect ează prin înreg istrarea la diferite
evenimente, cum ar fi mesaje de chat, logare utilizatori.
Funcții MOD. Un alt mecanism de integrare a OpenSim cu lumea exterioar ă este prin
intermediul funcțiilor MOD. Datele pot circula între Modulele regiune și scriptu rile din mediul
virtual utilizând funcția de scripting modSendCommand() .
8.6 GAMIFICAREA SIMULATO RULUI EDUCAȚIONAL
Motivația gamific ării spațiului 3D
Principiile gamific ării (Deterding et al. ,2011) sunt instrumente eficiente în îmbunătățirea
motivației studen ților și a performanței învăț ării (Lee& Hammer, 2011) și sunt tot mai frecvent
luate în considerare în crearea unor medii virtuale moderne de învățare (Kapp, 2012; Craven,
2015).
Deși conceptele de clasă și laboratoare în realitate mixtă au fost apreciate ca utile în urma
sondajelor, participarea a fost determinat ă în principal de curiozitatea tehnică și nu de o motivație
intrinsecă. Prin integrarea conceptelor de gamificare într -un mediu grafic 3D interactiv ,
reprezentat de mai multe sali de clasă și labo ratoare , au fost implementate elemente suplimentare
de motivare a studenților și a profesorilor de a participa și de a reveni în acest mediu virtual de
învățare. Gamificarea a permis, de asemenea, o cuantificare și evaluare a activităților din mediul
virtu al 3D, a rezultatelor de învățare, într -un mod vizibil (transparent pentru studenți) și sintetic.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
34
Obiecte de gamificare
Obiectele educaționale concepute pentru gamificarea participării studenților și a
profesorilor în cadrul simulatorului sunt panoul de clasament (LEADERBOARD) și obiectele de
tip HUD. Primul obiect este public, în timp ce informațiile din HUD -uri pot fi v ăzute numai de
către fiecare avatar -student, respectiv avatar -profesor.
Spatiul privilegiat este conceput ca un spațiu gamificat . Studenții care au atins un nivel
suficient (puncte totale de ținute) sunt recompensa ți cu posibilitatea de a fi teleportați în acest
spațiu special de învățare, în care studenții se pot întâlni cu instructori/profesori și studenți de la
alte universități.
8.7 EXEMPLIFICARE IMPLEME NTARE SIMULATOR DE CAMPUS 3D ONLINE
Tabelul 8. 3 Ilustrare funcționalități campus 3D online experimental

După logare, avatarul este invitat să selecteze rolul. Avatar cu atașament la m ână cu obiect
ROLE_INDICATOR.

Sală de labo rator. Incărcare PowerPoint în obiectul
PANEL_PRESENTATION.

Configurare PANEL_PRESENTATION. Afișare număr avataruri prezen ți în sal ă, obiecte
PANEL_PRESENCE și LANDMARK.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
35

Afișare flux RSS de la
PANEL_ANNOUNCEMENTS. HUD multilink pentru acces la 3 site -uri pre –
definite: UPB, Facultatea de Automatică și
Facebook.

Panoul LEADERBOARD pe care sunt afișați studenții
cu scor >= 88%. Afișarea din HUD_TEACHER a informațiilor
referitoare la activitatea profesorului (gamificare
profesor).

Afișarea din HUD_STUDENT a informațiilor
referitoare la activitatea studentului (gamificare
student). Intrare în zona privilegiată, obiecte DOOR și
PRIVILEGED_DOOR.
8.8 IMPLEMENTARE CONCEPT DE LEARNING ANALYTICS IN LUMEA VIRTUAL A
Learning Analytics (LA) s -a dezvol tat ca o disciplin ă recent ă. Instrumentele de LA au ca
obiective monitorizarea, analiza, evaluarea (Chatti ,2012) sau r eflectare, mentorat și adaptare a
serviciilor (Yousef ,2015 ).
Ipoteza noastră de cercetare este faptul c ă instrumentele de LA împreună cu alte metode,
cum ar fi gamificarea sau metodele formale, pot fi utilizate pentru a evalua eficiența pedagogică a
unui simulator educațional complex. Aceast ă parte a cercet ării încearcă să evalueze campusul 3D
online experimental 3DCampSim din mai multe pun cte de vedere: utilizabilitate (calitatea
proiect ării obiectelor și a mediului), preferin țe în utilizare și utilitate pedagogic ă. Din metodele
de analiz ă aplicate de obicei în LA (Chatti,2012) , au fost utilizate statistici descriptive și
vizualizarea date lor.
Metoda noastră de cercetare difer ă de cele aplicate de către alti cercetători, care analizeaz ă
logurile serverului OpenSim sau cele de chat , respectiv se analizează un set de date istorice

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
36
proiecta te pentru a evidenția distribu ția avatarurilor în sp ațiu și timp în interiorul simulatorului,
activitățile studenților (de exemplu, participarea la cursuri, accesul la resurse, timpul petrecut),
preferin țele de comunicare, rezultat e la teste și proiecte. Post -proces ările de date sunt realizate cu
Microsoft SQL Server.
Un indicator de implicare ( engagement ) a studentului m ăsurat cu instrumentele de LA
realizate a fost comparat cu cel calculat din utilizarea platformei Moodle pentru învățare
colaborativă , prin extinderea funcționalit ății acesteia cu plugin -ul analitic Moodle Engagement
Plugin , care calculeaz ă indicatorul de implicare a studenților după 3 factori pondera ți după
importanț a lor: conect ări în sistem , rezultate la evalu ări și activitate pe forum .

Instrumente de raportare LA
Indicatorii pot fi vizu aliza ți din rapoarte de tip tablou de bord ( dashboard ) stocate în cloud,
respectiv în Google Sheets (Tabelul 8.4). Tabloul de bord " activitatea simulatorului " este public,
este accesibil de la un obiect MEDIA_PANEL amplasat în zona administrativă a simulat orului și
arată distribu ția avatarurilor în diferite zone ale simulatorului, tipuri de mijloace de comunicare,
prezenț ă la activități pe o perioadă de 2 ore. Tabloul de bord " activitatea studentului " indică un
raport cu scorul de învățare ponderat. Tabloul de bord " Activitatea profesorului " indic ă
performan ța profesorului, ca număr de studenți participanți la activitățile sale.

Tabel 8.4 Instrumente de analitica a invatarii in mediul virtual 3D (captură ecran, L. Ștefan)

Activitatea simulatorului i ntr-un
panou media în zona
administrativă Activitatea studentului intr –
un HUD student Activitatea profesorului
intr-un HUD profesor

Pentru studenți, raportul de implicare ( Engagement ) în sistemul Moodle este indicat mai jos.

Tabel 8. 5 Implicarea studen tului în sistemul Moodle

După testele preliminare, obiectele virtuale și funcționalitățile realizate au fost salvate ca
arhive OAR și integrate într -o implementare on -line, în campusul virtual 3DUPB, apoi testate în
contextul acestuia. Simulatorul este accesibil de la adresa 3d.pub.ro:9000. Spațiile virtuale
experimentale pot fi integrate în campusul virtual 3DUPB ca extensii de regiuni.
CampSim are asociat un blog Google+ public la adresa URL http://tinyurl.co m/p9ec5fu .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
37
9. STUDII DE CAZ PENTRU VALIDAREA SIMULATORU LUI DE CAMPUS 3D
ONLINE
Având în vedere rezultatele empirice obținute din sondajele de utilizatori în etapa
precedenta a cercetării, pentru evaluarea simulatorului de campus 3D online s -a utilizat meto da
triangulatiei , pentru a realiza o evaluare mai complexa. Metoda este preluata din științele sociale
(Olsen,2004) (Lorenzo,2014).
Pentru a compensa volumul mic de participanți s-au combinat următoarele surse de
informații: a) date din evaluarea formală bazată pe metodologii preluate din literatură ;b) date din
sondajele de utilizatori;c) date provenite din sistemul automat de colectare de date din simulatorul
3D. Răspunsurile din scara Likert de la 1 la 5 au semnificația: foarte slab, slab, nu pot apreci a,
bun, foarte bun și, respectiv: absolut în dezacord, nu sunt de acord, neutru, de acord, absolut de
acord.
9.1 EVALUAREA FORMAL A
Framework -ul 4D
Pentru evaluarea formală, calitativ ă a obiectelor educaționale ( Learning Objects – LO) s -a
utilizat un framewor k în 4 dimensiuni (―4D Framework‖), propus în de Freitas & Olivier (2006),
pentru a fi utilizat de profesori în scopul evaluării jocurilor și a simulărilor înainte de a fi utilizate
în activități educaționale. Cele 4 dimensiuni sunt contextul, studentul, reprezentarea intern ă a
lumii virtuale și procesul de învățare și trebuie considerate împreună, nu separat, în vederea
susținerii învățarii individuale sau de grup într -un anumit context educațional.
Framework -ul a fost aplicat pentru evaluarea obiectelor educa ționale create în cadrul
simulatorului 3DCampSim , prin transpunerea informațiil or tabelare într-un chestionar online
denumit ― Simulator educațional 3DCampSim: Sondaj post -experiment ‖ pentru evaluarea
calității proiect ării (utilizabilității) obiectelor educaționale și a mediului virtual. Sondajul este
accesibil de la http://tinyurl.com/ns76vr7 .

Learning Object Review Instrument
Pentru evaluarea LO de către utilizatori (profesori, studenți) a fost adaptat un instrument
formal denumit Learning Object Review Instrument – LORI)(Lorenz, 2014), care se bazeaza pe
un model convergent de participare ( Convergent Participation Model – CPM) elaborat de Vargo,
Nesbit, Belfer și Archambault (2003), cu calificative de la 1 la 9 ale calit ății obiectelor de
învățare, individual și în panel. In cazul cercetării de fa ță, a fost realizată evaluarea individual ă și
în panel (prin discuții) de către mai mulți utilizatori în cadrul unei sesiuni de experimentare.
Chestionarul a fost transpus într -un sondaj online denumit ― 3DCampSim – Evaluarea eficienței
pedagogice”, accesibil de la http://tinyurl.com/oo3cy4t .

Technology Acceptance Model (TAM) (Davis, 1986) este o teorie a sistemelor inform atice
care modeleaz ă modul în care un utilizator accept ă și utilizează o tehnologie și ofer ă o predic ție a
acceptabilit ății unui sistem informatic. Modelul sugereaz ă că acceptan ța unui sistem informatic
este determinat ă de doi factori principali: utilitat ea perceput ă (perceived usefulness ) și ușurința de
utilizare perceput ă (perceived ease of use ) (Larcker et Lessig, 1980).
Pentru evaluarea percepției utilizatorilor asupra utilității si a u șurintei de utilizare, respectiv
a probabilității de acceptare a 3 DCampSim, a fost utilizat TAM , din care a derivat un sondaj
online denumit ― 3DCampSim: Sondaj de evaluare a intenției de utilizare ”, accesibil de la
http://tinyurl.com/oo2fs8s .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
38
9.2 DESCRIEREA EXPERIMEN TELOR
3DCampSim a fost evaluat de grupuri de studenți și c âtiva profesori, instrui ți în ceea ce
privește utilizarea simulatorului, navigarea, comunicarea în lumea virtuală și scopul cercetării.
Majoritatea studenților nu cunoșteau utilitatea pedagogică a simulatorului de campus 3D online .
Pentru evaluarea mediului virtual participanții au urmat un flux structurat de activități
după modelul tipic al cursurilor de inginerie (Lorenz, 2014) .
Sesiunile de experimentare (Tabel 9.1) au fost realizate cu: 1) Voluntari de la
Universitatea Rom âno-American ă București (iulie 2015 ; acces remote ; Date demografice : 2
studenți masteranzi (băieți), vârsta 20 -30 ani ) ; 2) Participan ți de la Scoala de Var ă, Facultatea
de Automatic ă București (august 2015 , sala EG 204 , Date demografice : 6 studenți (4 băieți, 2
fete), 1 profesor ); 3) Voluntari de la UNA București (august 2015 , sala Facultatea de Design ,
Date demografice : 2 studenți masteranzi (1 baiat, 1 fata), 1 profesor simulat de L. Ștefan ).

Tabel 9.1 Experimentare 3DCampSim

Prezentare și experimentare 3DCampSim la UPB (foto L. Ștefan)

Experimentare 3DCampSim la UNA București (foto Marius Hodea)

Au fost utilizate urm ătoarele sondaje:
EVALUAREA PROIECTĂRII MEDI ULUI VIRTUAL ȘI A OBIECTELOR
EDUCAȚIONALE :http://tinyurl.com/ns76vr7
EVALUAREA EFICIENȚEI PEDAGOGICE A SIMULATORULUI DE CAMPUS 3D
ONLINE : http://tinyurl.com/oo3cy4t
EVAL UAREA EFICIENȚEI PEDAGOGICE A PLATFORMEI
MOODLE :http://tinyurl.com/oo2fs8s
EVALUAREA INTENȚIEI DE A UTILIZA TEHNOLOGIA DE CAMPUS 3D
ONLINE :http://tinyurl.com/o7d2elg

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
39
9.3 INTERPRETAREA STUDIILOR DE CAZ ȘI A REZULTAT ELOR
In general calitatea proiectării mediului și a obiectelor educaționale 3D a fost apreciată
ca bună și foarte bună de 75% din respondenți. Utilizatorii au apreciat calitatea simulatorului 3D
în ceea ce privește imersivitatea, ușurința de utilizare , obiectele HUD și gamificarea, dar mai
puțin au apreciat experiența de realitate mixtă și calitatea proiectării obiectelor 3D.
Eficiența cognitivă și psiho -pedagogică a activităților educaționale desfășurate în
campusul 3DMUVE și obiectelor de comunicare și de învățare proiectate a fost recunoscută în
general de către 94% din respondenți. In ceea ce privește intenția de a utiliza în viitor
simulatorul de campus, 5 din 6 (83%) dintre utilizatorii chestionați au declarat c ă vor folo si
pentru anumite activități de predare și învățare, în timp ce un respondent a declarat ca are nevoie
să fie mai informat.
Răspunsurile din sondajele online indic ă faptul ca după experiment studenții au devenit mai
constienți de utilitatea educațională a simulatorului 3D, de exemplu pentru cei care nu pot
participa la activitățile cu prezență fizică.

Compara ție cu prelucrarea automat ă a datelor
Rezultatele din sistemul automat de monitorizare referitoare la frecvența de vizitare a
zonelor din mediul vir tual au fost comparate cu rezultatele din sondajele de utilizator. Din
graficul din Fig. 9.1 se observ ă ca cei mai mulți utilizatori au fost în zonele de tip LABORATOR,
MEETING ROOM și EXHIBIT ROOM, cel mai utilizat mijloc de comunica re în mediul virtual a
fost text -chat-ul (graficul din mijloc ), participarea la sesiunea de întrebări și răspunsuri (Q&A) a
fost destul de slabă (graf icul d e jos ).

Figura 9.1 Dashboard activitate simulator
9.4 CONCLUZII PRIVIND VE RIFICAREA IPOTEZEI C ERCET ARII
Ipoteza generală de cercetare a fost verificată cu ajutorul rezultatel or sondajelor de evaluare
a simulatorului de campus 3D online 3DCampSim, respectiv, “Evaluarea eficienței pedagogice
a utilizării campusului 3D online”, comparativ cu “Evaluarea eficienței pedagogice a
utilizării platformei Moodle” , și cu rezultatele din Tabelul 8.5 .
Ipoteza specifică de cercetare, utilizarea gamific ării pentru stimularea motivație i studenți lor
și a profesorilor de a utiliza mediul virtual 3D, precum și pentru a monitoriza performanța
studenți lor și a profesorilor, a fost verificat ă cu rezultatele sondajului "Evaluarea proiect ării
mediului virtual și a obiectelor educațional e".

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
40
10. PROTOTIPIZAREA SPAȚI ULUI VIRTUAL 3D ȘI REUTILIZAREA
RESURSELOR
Crearea unui campus 3D online în OpenSim este un proces care cuprinde multe operații și
necesită o colaborare multi-disciplinar ă. Ca în cazul realizării oric ărui produs complex este
necesară prototipizarea anumitor componente și o metodologie de proiectare. In acest capitol al
tezei sunt analizate abordări ale acestui subiect de către al ți cercetători și sunt prez entate
propunerile noastre, care să reduca deficien țele actuale ale OpenSim, ca platformă de authoring
lumi virtuale 3D online . Propunerile sunt sintetizate in Fig. 10.1 .

Figura 10. 1 Propunere metodologie de creare medii educaționale 3D complexe (L. Șt efan)

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
41
11. CONCLUZII
Performanțe și limite ale platformei OpenSim

Considerăm ca OpenSim are caracteristici ofertante și validate de numeroase cercetări,
inclusiv de cea de față, dar dimensiunea 3D a predării și învățării prezintă încă multe provocări
pentru a fi pe deplin acceptată. Design -ul instrucțional, interactivitatea și stabilitatea mediului
sunt factori esențiali pentru acceptarea mediilor virtuale 3D online, ca medii de e -Learning.
Cercetarea de fa ță a relevat deficien țe și limitări ale platformei Op enSim, care ar putea fi o
barier ă în utilizarea acestei platforme pentru o versiune "de productie" a unui mediu virtual
complex. De asemenea, contextul MMO necesită optimizări ale infrastructurii de server.
In urma experiment ărilor cu cele două viewer -e principale concluzionăm, de asemenea, c ă:
Viewer -ul Firestorm este optim pentru faza de dezvoltare a unui simulator;
Viewer -ul Singularity este util pentru utilizatorii finali.

Performanțe și limite ale cercetării
In prezenta cercetare am evaluat diferite n iveluri de exploatare și extensibilitate a le
platformei OpenSim pentru medii virtuale interactive, cu realitate mixtă: funcțiile de scripting
LSL și OSSL; module regiune și funcții MOD, care extind capabilitățile funcțiilor de scripting;
capabilități de c omunicare între lumea virtuală și cea real ă.
Realizările practice din prezența cercetare doctorală sunt dezvoltări experimentale care au
permis evaluarea unor paradigme moderne de predare și învățare într-un mediu virtual 3D
online . Au fost implementate ș i experimentate trei concepte din domeniul tehnologiilor
educaționale moderne: realitate mixtă, gamificarea învăț ării și analitic a învăț ării (Learning
Analytics). Implementările au avut la bază studii științifice, teorii moderne de predare și învățare,
dezvoltări experimentale pentru evaluarea tehnologiilor VR și AR.
Fiecare dezvoltare experimentală a fost demonstrat ă și experimentat ă cu utilizatori de la
școli gimnaziale și de la trei universități .
Corelarea activităților din mediul virtual cu cele din pl atforma Moodle a fost demonstrat ă ca
posibilitate, dar necesită un efort suplimentar pentru integrarea deplină a celor două platforme.

Perspective ale cercet ării
Cercetarea doctoral ă va fi continuată cu implementări în cadrul unor proiecte educaționale
viitoare. Obiectele 3D educaționale pot fi rafinate cu caracteristici specializate, în special cele
care asigură suportul integr ării cu sistemul Moodle sau cele de realitate mixtă. De asemenea, vor
fi continuate experiment ările cu o baz ă mai larg ă de utili zatori și cu instrumente sociologice
îmbunătățite .

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
42
BIBLIOGRAFIE SELECTIV Ă
[1] Abt, C. C. (1970). Serious Games. Viking Press.
[2] Azuma, R. (1997): A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual
Envi ronments. Vol. 6, No. 4, pp 355 -388.
[3] Baldi , P. & Lopes, C. (2012). Universal Campus. An open virtual 3 -D world infrastructure
for research and education, ACM Library, DOI: 10.1145/2181207.2206888.
[4] Barab, S. & Squire, K. (2004). Design -based research: putting a stake in the ground. In
Journal of t he Learning Sciences, 13(1), pp 1 -14, Accesat 2015.
[5] Bell, M.W. 2008. Toward a Definition of Virtual Worlds. Journal of Virtual World Research.
Vol. 1. No. 1., http://journals.tdl.org/jvwr/article/viewFile/283/237.
[6] Billinghurst,M.(2002). Augmented Reality in Education,
http://www.it.civil.aau.dk/it/education/reports/ar_edu.pdf
[7] Burdea, G. & Coiffet ,Ph. (2003). Virtual Reality Technology. Second Edition, Wiley.
[8] Chatti, M.A., Dyckhoff, A.L., Schroeder, U. & Thüs, H. (2012). A reference model for
learning ana lytics. International Journal of Technology Enhanced Learning, 5, pp. 318 -331.
[9] Conole, G., & Alevizou, P. (2010). A literature review of the use of Web 2.0 tools in
HigherEducation, http://tinyurl.com/33ujhfa.
[10] Costa, C. J., & Aparicio, M. (2011). Analysis of e-learning processes. In Proceedings of
the 2011 workshop on open source and design of communication, pp. 37 -40. New York, NY,
USA: ACM.
[11] Craig A.B., Sherman, W. R. & Will, J. D. (2009). Developing Virtual Reality
Applications, Morgan Kaufman Publisher s.
[12] Craven, D. (2015). Gamification in Virtual Worlds for Learning: A Case Study of
PIERSiM for Business Education, Gamification in Education and Business, Torsten Reiners
and Lincol C. Woods (eds.), pp 385 -401.
[13] Davis, F. D. (1989). Perceived usefulness, pe rceived ease of use, and user acceptance.
MIS Quarterly, 13 (3), 319 -340.
[14] de Freitas, S. (2008). Serious virtual worlds: A scoping study. JISC e -Learning
Programme, The Joint Information Systems Committee (JISC), Coventry, England: Serious
Games Institute .
[15] de Freitas, S., & Oliver, M. (2006). How can exploratory learning with games and
simulations within the curriculum be most effectively evaluated?, Computers & Education,
46, pp. 249 –264.
[16] DeCoursey, C. & Garett, S. (eds.). (2014). Teaching and Learning in virtual Worlds,
Interdisciplinary Press.
[17] Dede, C. (2009). Immersive Interfaces for Engagement and Learning, Harvard Graduate
School of Education.
[18] Deterding, S. & et al. (2011). From Game Design Elements to Gamefulness: Defining
Gamification, Mindtrek P roceedings.
[19] Dewey, J. (1938). Experience & Education. New York, NY: Kappa Delta Pi., ISBN 0 –
684-83828 -1.
[20] Dickey, M. D. (2005). Engaging by design: How engagement strategies in popular
computer and video games can inform instructional design. Educational Te chnology
Research and Development, 53(2), pp. 67 –83.
[21] Downes, S. (2005). E -learning 2.0, National Research Council of Canada,
http://elearnmag.acm.org/featured.cfm?aid=1104968 , Accesat 2014.
[22] Gabrielova E., & Lopes, C. V. (2014). Impact of Event Filtering o n OpenSimulator
Server Performance, Proceedings of the 2014 Summer Simulation Multiconference, 31.
[23] Gardner M., Scott J., & Horan B. (2008). Reflections on the use of Project Wonderland as
a mixed -reality environment for teaching and learning, Open Universi ty Press.
[24] Gee, J. P. (2003).What video games have to teach us about learning and literacy.New
York: Palgrave/St. Martino.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
43
[25] Grădinaru, A. (2014). Lucrare de disertație, Contribuții la dezvoltarea platformei 3DUPB
– Replica virtuală masiv multiutilizator în t imp real a Universității POLITEHNICA din
București.
[26] Gütl, C. (2009). E -Learning in modern Learning Settings: Recent Research Activities,
Technical University of Graz.
[27] Heim, M. (1993). The Metaphysics of Virtual Reality,OUP.
[28] Hermon, S. (2004). 3D Modelling and Virtual Reality for the Archaeological Research
and Museum Communicationof Cultural Heritage, in Presenting Cultural Heritage
Resources On -line International Summer Course, Bu șteni.
[29] Holotescu, M.C. (2015). Emerging Technologies in Education. Conceiving and Building a
Microblogging Platform for Formal and Informal Learning, PhD Thesis. Universitatea de
Vest, Timișoara.
[30] Holotescu, C., Cre țu, V., & Grosseck, G. (2013). MOOC's Anatomy: Microblogging as
the MOOC's Control Center. In Proceedings of eLSE 2013 – eLearning and Software for
Education, Bucharest, Romania.
[31] Holotescu, C., & Knight, J. (2002). Methodologies in e -Learning – eWorkshop Notes. In
eLearning eJournal.
[32] Jung, Y. (2008). Building Blocks for Virtual Learning Environments, Fraunhofer IGD,
Darms tadt, WSCG2008.
[33] Kafai Y., B. (2006). Playing and Making Games for Learning, Games and Culture, vol. 1,
no.1, p. 26 -40.
[34] Kapp, K. M. (2012). The Gamification of Learning and Instruction, John Wiley and
Sons.Pfeiffer.
[35] Kapp, K. M., & O’Driscoll, T. (2010). Le arning in 3D: Adding a New Dimension to
Enterprise Learning and Collaboration, John Wiley and Sons.Pfeiffer, ISBN -10:
0470504730.
[36] Kappe, F., & Guetl, C. (2009). Enhancements of the realXtend framework to build a
Virtual Conference Room for Knowledge Transf er and Learning Purposes, Hypermedia and
Telecommunications Conference (EDMEDIA).
[37] Lee, J. J., & Hammer, J. (2011). Gamification in education: What, how, why bother?. In
Academic Exchange Quarterly, 15(2). Accesat in 2015,
http://www.gamifyingeducation.org/ files/Lee -Hammer -AEQ -2011.pdf
[38] Lifton J., & Paradiso, J. (2010). Dual Reality: Merging the Real and Virtual, Lecture
Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications
Engineering, vol. 33, no. 1, pp. 12 -28.
[39] Lorenzo, C. M., L., Lezcano, S., & Sánchez -Alonso. (2013). Language Learning in
Educational Virtual Worlds –a TAM Based Assessment, Journal of Universal Computer
Science, vol. 19, 1615 -1637.
[40] Madden L. (2011). Professional Augmented Reality Browsers for Smartphones, Wiley
Publishing Inc.
[41] Manovich, L. (2002). The Poetics of Augmented Space. In Everett, A., & Caldwell, J.
(Eds.), Digitextuality. London: Routledge.
[42] McLellan H. (2001). Virtual realities, McLellan Wyatt Digital.
[43] Milgram, P., & Kishino, F. (1994). A Taxo nomy of Mixed Reality Visual Displays. In
IEICE Transactions on Information Systems, pp. 1321 –1329.
[44] Moldoveanu F., Racoviță Z., Petrescu S., Hera G., & Zaharia M. (1996). Grafică pe
Calculator, Ed. Teora.
[45] Moldoveanu, A. Grădinaru, O. M. Ferche, and L. Ște fan. (2014). The 3D UPB Mixed
Reality Campus Challenges of mixing the real and the virtual. In CSTCC Proceedings of the
18th International Conference on System Theory, Control and Computing, Sinaia, Romania,
pp. 544 -549.

SISTEME DE E -LEARNIG BAZATE PE TEHNOLOGII AVANSATE ÎN SPAȚII VIRTUALE 3D
44
[46] Moldoveanu, A., Morar, A. & Asavei, V. (2013) Campusul de realitate mixtă 3DUPB – o
perspectivă asupra felului în care mediile de realitate mixtă pot modela viitorul. Revista
Română de Interacțiune Om -Calculator, pp. 35 -56.
[47] Moldoveanu, A., Moldoveanu, F., Asavei, V. & Boiangiu, C. (2009). Realitatea Virtuala,
Editura MatrixRom, ISBN 973 -755-488-8.
[48] Nentwich, M. & Konig R. (2012). Cyberscience 2.0 – Research in the Age of Digital
Social Net -works. Campus Verlag GmbH.
[49] O’Reilly, T. (2005). What is Web 2.0? Design Patterns and Business Models f or the Next
Genera -tion of Software, http:oreilly.com/web2/archive/what -is-web-20.html. Accesat la 30
ianuarie 2014.
[50] Olsen, W. (2015). Triangulation in Social Research: Qualitative and Quantitative Methods
Can Really be Mixed, Developments in Sociology, Co urseway Press, 2004,
http://www.harep.org/Social%20Science/Triangulation.pdf.
[51] Peña -Ríos, A., Callaghan, V., Gardner, M. & Alhaddad, M. J. (2012). Remote mixed
reality collaborative laboratory activities: Learning activities within the InterReality Portal,
IEEE/WIC/ACM International Conferences on Web Intelligence and Intelligent Agent
Technology.
[52] Piaget, J. (1977). The role of action in the development of thinking. In Knowledge and
development (pp. 17 -42). Springer US.
[53] Popescu, E. (2013). Social Learning En vironments, Editura SITECH, Craiova, Romania.
[54] Prensky, M . (2001). Digital Game -Based Learning, McGraw -Hill.
[55] Savin -Baden, M. (2010). Second Life in Higher Education, Open University Press.
[56] Schmalstieg, D. (2005). Augmented Reality in Games. In: Proceedings of International
Symposium on Mixed and Augmented Reality, Vienna, Austria.
[57] Siemens, G. (2008). Learning and Knowing in Networks: Changing roles for Educators
and Designers, ITFORUM Conference Presentation,
http://it.coe.uga.edu/itforum/Paper105/Siemens.p df.
[58] Sutherland, I. (1963). Sketchpad, A Man -Machine Graphical Communication System,
MIT, republicata in 2003 de University of Cambridge.
[59] Thalmann, N. M., & Halmann, D. (1999). Virtual Reality software and technology,
Encyclopedia of Computer Science and Technology. vol. 41, ed: Marcel Dekker, pp. 331 –
361.
[60] Vargo, J., Nesbit, J.C., Belfer, K. & Archambault, A. (2003). Learning object evaluation:
computer -mediated collaboration and inter -rater reliability. International Journal of
Computers and Applications, 25(3), pp. 198 -205.
[61] Vlada, M. & Popovici M. (2004). Realitatea Virtuală (Virtual Reality), tehnologie
modernă a informaticii aplicate, Universitatea din București, Universitatea ―Ovidius‖
Constanța.
[62] Vygotsky, L. (1978). Mind and Society: the developmen t of Higher Mental Process,
Harvard University Press, Cambridge .
[63] Wenger, E. (1998). Communities of Practice: Learning, Meaning, and Identity.
Cambridge University Press. ISBN 978 -0-521-66363 -2.
[64] Winn, W. (2002). What can students learn in artificial enviro nments that they cannot learn
in class? University of Washington, First International Symposium, Open Education F aculty,
Anadolu Unversity, Turcia .
[65] Yousef, A. M., F., Chatti, M. A., Schroeder, U., Wosnitza, M., & Jakobs, H.(2014).
MOOCs – A Review of the S tate-of-the-Art, In Proceedings of The 6th International
Conference on Computer Supported Education –CSEDU 2014, Lis abona.
[66] Zyda M., 2005. From Visual Simulation to Virtual Reality to Games, Computer, 38(9),
pp. 25 -32.
[67] *** 3DCAMPSIM blog, http://tinyurl.com/p9ec5fu , Accesat 2015.
[68] *** 3DUPB Project web site, http://3d.pub.ro , Accesat 2015.