Minecraft Education
In una tesi precedente e' stato sviluppato un sistema che permette di eseguire esercizi, sotto forma di giochi basati nel mondo di MineCraft.
Gli esercizi ora presenti nel sistema sono sostanzialmente su circuiti logici, e hanno applicazione per gli studenti di "Architettura dei Calcolatori Elettronici" ed "Elettronica I".
Il sistema e' istallato su un server del Laboratorio di Sistemi per l'eLearning - sezione Technology Enhanced Learning.
Possibili argomenti di lavoro per una o piu' tesi
- scrivere un manuale di istruzione rapida sull'uso di minecraft;
- dare supporto alla sperimentazione del sistema, con studenti dei corsi di Elettronica I e Architettura dei Calcolatori Elettronici;
- Arricchire il parco esercizi, in collaborazione con i docenti dei corsi suddetti;
- verificare l'esistenza di applicazioni e sperimentazioni simili, con cui confrontare questa;
- iniziare l'applicazione di questa metodologia ad altri campi (es. Economia)
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OpenAnswer
Si tratta di un'applicazione web che permette di gestire domande a risposta aperta:
la correzione delle risposte avviene usando la PEER-EVALUATION, con la mediazione permessa da alcune correzioni del docente.
In una tesi precedente e' stato sviluppato un sistema che permette di gestire gruppi di studenti, far loro rispondere ad una domanda, far loro correggere tre risposte di colleghi, far corregere alcune risposte al docente, in modo che alla fine ogni risposta sis astata corretta ed abbia un voto.
La correzione, dei peer e del docente, avviene in base a criteri prestabiliti.
Ogni studente ha un profilo, nel sistema, mediante il quale e' possibile rispondere, correggere, accedere ai propri risultati, ed infine "vedere il proprio modello" cioe' la rappresentazione dello studente nel sistema, basata su
- conoscenza (come risponde bene alle domande)
- capacita' di giudizio (come valuta precisamente le risposte dei peer).
E' prevista una sperimentazione del sistema, per raccoglere dati e testarne il funzionamento.
Il sistema e' istallato su un server del Laboratorio di Sistemi per l'eLearning - sezione Technology Enhanced Learning.
Possibili argomenti di lavoro per una o piu' tesi
- migliorare l'interfaccia che permette agli studenti di consultare i propri dati (su stato del modello, e sulla partecipazione alle varie sessioni di Peer assessment);
- introdurre un sistema di badge, come riconoscimenti di capacita' dimostrate dal singolo studente. Qui si cerca di usare lo standard proposto da OpenBadges.
- arricchire il sistema con una migliore gestione dei criteri di correzione;
- arricchire il sistema con editor adatti alle diverse discipline su cui vertono i questionari;
- integrazione nel sistema di un meccanismo per la modellazione dello studente basato su un web service gia' esistente;
- integrazione nel sistema di un meccanismo per la valutazione automatica della affidabilita' del modello studente, in modo da permettere conclusioni affidabili sullo stato dello studente e sulla eventuale necessita' di aiuti.
- supporto alla sperimentazione e raccolta dati
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Virtual Reality for education
Il Laboratorio di Sistemi per l'eLearning - sezione Technology Enhanced Learning si e' dotatodi strumenti per la gestione di realta' virtuale a scopo educativo (HTC Vive).
Visori e applicazioni di accompagnamento vengono preparati per permettere lo svolgimento di attivita' di apprendimento da parte di studenti.
I visori sono associati a software ed hardware specifici.
La programmazione delle attivita' didattiche avviene mediante linguaggi come C# in Unity3d.
Possibili argomenti di lavoro per una o piu' tesi
- messa in funzione del visore, con software pre-esistente;
- analisi delle applicazioni esistenti, dedicate all'educazione;
- messa a punto di un'applicazione di simulazione di laboratorio di fisica (piano inclinato e caduta dei gravi, in ambiente virtuale.
- sviluppo di una o piu' applicazioni educative da far fruire tramite il visore;
- sperimentazione dell'attivita' con studenti.
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Adaptive Game Based Learning
Attraverso i server presenti nel Laboratorio di Sistemi per l'eLearning - sezione Technology Enhanced Learning, e' possibile usare un sistema di costruzione di corsi di istruzione composti da attivita' di apprendimento di vari tipi: basate su multimedia, come video, o su applicazioni ludiche (giochi).
I giochi sono sviluppati in HTML5 e/o usando l'ambiente Unity3D.
Possibili argomenti di lavoro per una o piu' tesi
- Preparare applicazioni ludiche, usando le suddette tecnologie;
- Selezionare interessanti multimedia destinati ad essere usati per usi didattici, con l'accompagnamento di questionari adatti a verificare l'apprendimento;
- Specificare (definire formalmente all'interno del sistema, usando un semplice meccanoismo di definizione) le attivita' di apprendimento di cui api punti precedenti, in modo da permetterne una fruizione personalizzata ed adattiva (cioe' facendo in modo che la persona che apprende possa scegliere liberamente le attivita' da intraprendere;
- supporto alla creazione di corsi basati sui giochi e sui multimedia menzionati nei punti precedenti
- analisi delle applicazioni esistenti, relative alla gamification ed al game based learning;
- supporto alla sperimentazione.
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Sistema di supporto alle esercitazioni di controllo di robot
MindLab e' un'applicazione che permette allo studente di accedere ad un insieme di esercizi, la cui soluzione consiste nella programmazione dei movimenti di un robot.
Lo studente accede al sistema via web, consulta il proprio profilo (ad esempio per vedere quali esercizi ha svolto, e con quali risultati, quali skill possiede e quali deve ancora sviluppare) e puo' scegliere quale esercizio svolgere tra quelli presentati.
Il programma prodotto, come soluzione, viene fatto eseguire ad un robot in laboratorio, mostrando quel che succede attraverso webcam.
In base agli esercizi svolti, il modello studente (la rappresentazione dello studente nel sistema) viene aggiornato. Man mano che il modello si espande, nuovi esercizi vengono resi disponibili.
Possibili argomenti di lavoro per una o piu' tesi
- implementazione di un sistema, che permetta l'interazione con robot specifici (attraverso moduli software dedicati) e/o con Arduino.
- supporto alla creazione di corsi basati su insiemi di esercizi
- analisi delle applicazioni esistenti per la simulazione dell'esecuzione dei programmi-soluzione
- supporto alla sperimentazione.
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OpenAnswerKNN
Si tratta di un'applicazione software, in C, dedicata alla simulazione di grandi classi di studenti (come quelle dei Massive Open Online Courses (MOOCs). Viene svolta in collaborazione con il Prof. Filippo Sciarrone.
- Titolo tesi: Studio della dinamica di una comunità di apprendimento in ambiente MOOC.
- Durata: 4 mesi
- Requisiti: Buona conoscenza del linguaggio di programmazione C (eventualmente anche python)
- Ambito: Machine learning e deep learning
- Obiettivi: Creazione di un sistema inferenziale per la valutazione degli studenti in un corso MOOC. Un tale corso avendo grandi numeri non consente al docente di correggere centinaia di elaborati. Quindi si vuole implementare un sistema il quale, attraverso poche correzioni di compiti effettuate dai peer della community e pochissime effettuate dal tutor, riesca ad inferire i voti giusti per gli elaborati non corretti dal docente.
Per questo si utilizzano tecniche di machine learning, attraverso le quali il sistema impara a dare voti in linea con quelli che avrebbe dato il docente.
- Contenuti:
Peer evaluation
MOOC
K-NN
ambiente Weka per machine learning
ambiente in fase implementativa sviluppato in C language (debugging e completamento)
Test statistici di base per verifica delle ipotesi
- Programma di lavoro:
- studio della letteratura della peer evaluation.
- Studio delle tecniche di machine learning e deep learning (C, python, tensorflow).
- Analisi dell’ambiente K-NN per MOOC già sviluppato.
- Potenziamento del motore di machine learning.
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