Social Networks and Web-based Serious Games as Novel Educational Tools
M.Carrozzinoa*, C.Evangelistaa, R.Brondia, C.Lorenzinia, M.Bergamascoa
aPERCRO, TeCIP Institute, Scuola Superiore SantAnna, Pisa, Italy
Abstract
This paper presents the concept and the work in progress of SONNA, a research project aiming to analyze the impact of social networks, web 2.0 and interactive multimedia as tools for learning. The overall architecture, the technical details of the platform and the storyboard of two samples interactive web-based serious games are also presented, highlighting challenges and current issues.
copy; 2012 The Authors. Published by Elsevier B.V. Selection and/or peer-review under responsibility of the scientific programme committee of VS-Games 2012
Keywords: Social Networks; Serious Games; Interactive Digital Storytelling; Web 3D
1. Introduction
Social networks and collaborative platforms are bringing about a change, radical for certain aspects even if unnoticed, in the way people read, interpret and share information and content. They have established themselves as real cultural and social phenomena and they are reshaping the way in which services are proposed to users. There is a great interest in research and testing of new models of learning supported by new technologies and by the availability of ubiquitous network access. Many studies are focusing their attention on social networking, trying to adopt the principles typical of these environments for learning purposes. The research project SONNA intends to investigate novel technology-enhanced learning methodologies, applied to the case-studies of citizenship education, bioethics and life-long learning for health professionals, addressing different age groups. The main objective of the project is the analysis of the impact of social networks and web 2.0 [1]as educational tools, investigating in particular the feasibility of protocols based on Social Virtual Environments, i.e. web-based collaborative 3D environments, employing interactive paradigms such as Digital Storytelling [2][3] and Serious Games [4] to support collaborative learning.
The project is participated by three categories of partners: scientists of education (SE), content providers (CP) and technology provider (TP). SE and CP are currently setting up well defined learning contexts involving groups of people who are presented activities related to a specified educational theme. All of these activities will have a social dimension, some of them face-to-face, some other using the software platform realized by TP which is built on top of both traditional Web 2.0 bricks and of more innovative modules such as social serious 3D games. The hypothesis is that the experience inside these mixed contexts would generate learning processes different from those produced in traditional contexts. The last stage of the project will experiment and validate the procedures in order to assess the different impact of the proposed tools, the influence of the personal variables, the relations between content and tool, etc. The validation will be conducted by means of evaluation questionnaires at the beginning and at the end of the experimental stage, enriched by a series of information automatically extracted by the social activities performed on the software platform. Following the analysis of these results, a deeper evaluation will be carried on a sample of the involved individuals based on a methodology of qualitative research.
2. The software platform
The main requirements of the SONNA software platform can be identified in the connection with social networks as a platform for content dissemination, and to gather data and contributions of the users for subsequent software analysis; moreover the platform should allow authoring and distribution of multimedia and 3D content. From an high-level point of view the software architecture is composed by four components: data and information (structured and user-generated); tools to author the educational software applications; platform modules implementing low level features, including social features; application and related clients.
2.1. Social Networks
Boyd and Ellison [5] define these networks as web services enabling people to create a public profile within a bounded system, to articulate a contacts list and to access own contacts data. Three of them have been identified as possible tool of choice for the SONNA platform: Facebook, Twitter and Google . We decided to use Facebook, being it without doubt the most successful social network in the world (and notably in Italy) and because of the maturity of the API available to integrate applications on the platform. Facebook makes available to the developer a series of tools using the so-called Graph API, representing a simplified view of the 'social graph' of the network. Through this API the developer can access Facebook objects (users, photos, videos, etc.) and their interconnections. The SONNA platform will host itself traditional web 2.0 tools, such as custom wikis and/or access to other well-known online tools (such as Google, Wikipedia, etc.) whose usage will be monitored for statistical analyses. Users accessing the SONNA platform will be required to log in with their Facebook credentials and to grant access to a subset of their personal data (although statistical analysis will be performed only on aggregate data). This will allow to monitor also the social interaction among the users, part of which will be required for some of the activities (e.g. cooperative solutions to progress in the games levels, collaborative creation of documents etc.) performed on the platform.
2.2. Data and information
The SONNA platform will use several type of information (documents, texts, images, videos, 3D models), partly coming from the CP (and therefor
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社会网络和基于Web严肃游戏作为一种新型的教育工具的开发研究
摘要
网络发展迅速，尤其是在近几年规模不断扩大，然而由于传统的大型网络游戏开发速度慢，投入资金高等因素，使得网页游戏在行业中占有其自身的优势，加上它又将传统游戏开发技术与图像处理技术相结合，应用了无客户端设计开发理念，让网页游戏的研究与开发更具有现实价值和意义。伴随着游戏产业的创新和精进，游戏的设计思想和理念在这几年也不断的被研发和提高。本文就当下发展势头较好的一种网页游戏为背景，介绍网页游戏的设计与研究。
关键词：社会网络；严肃游戏；互动数码故事；Web 3D
1.简介
在不知不觉中社交网络和协作平台在某些方面带来了巨大的变化。人们的阅读方式，理解和分享的信息和内容都与过去产生了变化。网络交互已经确立了自己作为真正的文化和社会现象的地位。这是通过无处不在的网络接入的可用性和测试新的模式支持的新技术和研究来确立的。许多研究都将注意力集中在社交上，试图采用原有的这些典型的环境来促进学习。该项目的主要目的是社会网络和网页游戏作为教育工具的影响分析和开发研究，特别是采用互动模式如数字故事场景来制作支持协作学习的游戏。
该项目有三块内容：科学家参与教育（SE），内容提供商（CP）和技术提供商（TP）。SE和CP是建立明确的学习内容，参与项目的人员提出了活动指定的教育主题相关组件。所有这些活动都的人都是有一定的研究成就的，其他一些人也都是传统的Web 研究开发的专家，如参与社会性的3D游戏更创新的模块实现的软件平台的研究开发的专家，他们假设在这些混合环境的经验学习过程中会产生不同于传统的背景下产生的学习效果。项目的最后阶段将实验和验证这项程序，以评估该工具通过创造的新的内容和工具之间的关系来产生的不同以往的对个人的影响，我们已确认在开始和在实验的最后阶段将进行评估问卷调查方式，将一系列信息通过软件平台进行自动的信息收集。在分析这些结果后，我们将更深入的评价这个对所涉及的个人的基础上的定性研究方法的样本。
游戏的目的就是让玩家在休闲的过程中得到放松，快乐的体验。而轻松地游戏体验，正是网页游戏开发设计的根本目标。无客户端网页游戏的发展，使网络游戏的运行环境限制得到很大地降低，网页游戏设计使玩家随时便捷地进入游戏成为了可能。Flash网页游戏是近几年才出现的无客户端网络游戏设计思路，是网页游戏技术的发展趋势，它把传统游戏开发技术与Flash图像处理技术相结合，应用了无客户端设计开发理念，是未来游戏发展方向。同时，游戏产业的发展在中国有十分重要的意义，而Flash网页游戏作为未来游戏设计与发展的市场热点，对其深入的研究和学习是十分有现实价值和意义的，它的研究价值和意义主要体现在：
·Flash网页游戏技术加快了游戏发展，它是网页游戏制作的一次技术性革命。
·Flash游戏技术很大程度上更降低了游戏运行的硬件限制，使游戏的表现形式
和游戏开发有了新一次的飞跃。
·Flash网页游戏可以在竞争激烈、发展迅猛的游戏产业中取得一定的市场竞争
的优势。
·对Flash网页游戏设计思想和开发技术的深层研究，运用设计领域的创新技术
和设计模式，是目前应该特别关注和考虑的问题。
2.软件平台
网游Web化是趋势,自2006年以来,网页游戏呈现迅猛发展的趋势,充满商机的互联网时代即将到来,网页游戏相比传统网络游戏能够更好的与其衔接。传统的游戏大厅是一种成熟的商业模式,将其网页化以承载网页游戏的运行是有广阔前景的。本文致力于设计实现一款能满足不同类型网页游戏开发和部署需求的Web化的游戏大厅平台。 本文以获取各类网游部署时的共性为目标,对主流网游的网络架构进行研究分析,并得出以下结论:纯网页型WebGame都使用了Web服务器,而传统C/S模式网游和插件型WebGame基本上都使用了游戏网关服务器。基于这些部署时的共性,并采用将大厅平台提供的基础服务通过游戏网关服务器或者Web服务器暴露给具体WebGame的服务端的方式,本文成功设计了大厅平台服务端的网络架构和应用架构,此方案满足不同类WebGame服务端的开发和部署需求。
该软件平台的主要要求是与社会网络的连接确定为内容的传播平台。从一个高层次的角度来看，软件体系结构由四部分组成：数据和信息（结构化和用户生成）；工具作者的软件应用；平台模块实现的低级别的功能，包括社会功能；与相关客户的应用。
2.1.社交网络
博伊德和埃里森确信这些网络作为Web服务使人们能够创建一个有界系统内的公众形象，呈现一个联系人列表和访问自己的联系人数据。三人已确定索纳平台是一个可以选择的工具，facebook，推特和谷歌都包括其中。我们决定使用facebook，它无疑是世界上最成功的社交网络（特别是意大利），由于可用的API集成平台应用的成熟度，facebook可以提供给开发者一系列使用所谓的图形API工具，代表“社会图的简化视图”的网络。通过这个API的开发者可以访问facebook对象（用户，照片，视频等）和它们的互连。在索纳平台将主机本身传统的Web 2工具，如自定义维基或访问其他知名的在线工具（如谷歌，维基百科等）的使用将被监测的统计分析。用户访问索纳平台需要登录他们的facebook的证书和授予访问他们的个人数据的一个子集（虽然统计分析将对汇总数据进行）。这将允许监视也用户之间的社会互动，其中一部分会被一些所需的活动（例如，合作解决游戏中的水平，进步文件等平台上进行协同创作）。
多媒体是一个组合的文本，图像，声音，动画和视频通过计算机或电子和数字设备来一起呈现画面和互动。沃恩说，多媒体可以从根本上改变学习过程，学生从被动学习会改变为主动学习。多媒体是来自多种媒体的组合，我们定义的数字多媒体是文本的任意组合，图形（静态和动态），声音，和视频多种组合后才呈献给计算机用户。计算机多媒体的一个内在组成部分。所有这些元素：文本，图形，声音，和视频或者计算机生成或传输通过计算机。多媒体系统是用于教育，演示文稿，信息亭或游戏，同时允许用户进行交互的程序。因为互动是这样一个强大的概念，许多在多媒体领域的专家认为交互性是多媒体的重要组成部分。在多媒体系统中，如果有能使用户控制输送的元素和时间的能力，该系统被称为交互式系统。今天几乎所有的工具，都支持键盘和鼠标，或者能使用按钮，甚至触摸屏。触发相关按钮，屏幕上的对象，会产生一些反应，当最终用户点击鼠标或触摸它们时也是同样的。在Windows对话框按钮控制是一个一个按钮的例子。编辑按钮包括定义屏幕上的按钮的外观，的位置，和被点击时的行动。
另外，网页游戏在监管商业模式，产业链，运营模式，产品类型，产品设计，用户特征上还有其自己的特点：
· 商业模式：网页游戏的商业模式已经呈现多元化的发展。不仅包括面向个人收费、网页游戏海外市场授权或运营，同时看到已经有运营商在尝试IGA(In-gameAdvertising，游戏广告)。易观国际认为网页游戏的IGA在2年之后将取得发展；
·产业链：网页游戏的产业链目前尚不完善，各环节之间的界限并不清晰。由于进入门槛低，开发商甚至营销渠道都在向利润丰厚运营环节靠拢，但是这种情况往往导致运营的质量大打折扣，玩家的利益得不到保障。
·运营模式：多方联合运营是目前主要运营的模式，但是随着行业的进一步发展，该模式的弊端将逐渐显现，易观国际认为网页游戏的主要运营模式最终将回归独立运营，而多方联合运营将会变成非主流；
·产品类型：目前市场上战争策略类产品仍然占据主导地位。但是易观国际认为产品的下一步发展必然会突破战争策略类，这主要是因为战争策略类游戏用户群有限，难以支撑一个产业。可以预测将会有更多的RPG(Role Playing Game．角色扮演游戏)类、模拟经营类等网页游戏产品出现；
2.2.数据和信息
在索纳平台将使用信息的几个类型（文件，文本，图像，视频，3D模型），部分来自CP，部分用户产生直接在平台或从Web检索（例如三维数据从谷歌仓库，从YouTube，等电影）。数据形式的转换助于用户的操作，例如科学，工程和医学可视化，提出了图形化的形式信息介绍就有助于这些学科的进展。此外，业务的可视化是用于连接数据商业，管理，社会，行业相关的设置，和其他非科学领域的。
2.3.创作工具
传统的超文本和多媒体内容的撰写使用一个建立在Drupal CMS平台基础上工具，具体的插件被用来开发所需的有教育目的的软件（即协同创作的幻灯片，测验和问卷调查等实现）或社交网络
VR框架允许部署的内容在一个范围广泛的可能的容器，从复杂的VR安装HTML页。算法可视化技术以图形方式说明算法的工作。这个方法可以用来解释所有的数据移动到适当的位置顺序进行排序显示计算机原理。本研究分6个步骤，设计，获取内容材料，装配，测试，和发布。测试步骤期间，运行应用程序并检查确认它正是作者有意设计的使学生还可以选择的通过可视化算法排序的程序。利用这些数据进行分析描述的方法，在基于研究结果分析叙事解读。这个算法可视化显示程序是能提高学生们对语言学习的能力的排序程序。
在计算机科学和数学领域，排序算法是一种算法，将元素都放在在一个特定的顺序列表。最常用的命令顺序和字典序。有效的排序是非常重要的优化使用其他算法（如搜索和合并算法）需要排序的列表的正确工作；它也常常是有用的canonicalizing数据和产生人类可读的输出。更正式地，输出必须满足两个条件：（1）输出的非递减的顺序（每个元素是不小比以前的元件根据所需的总订单）（2）每一次的输出是一个置换，或重新排序，输入的。由早期的计算机，排序问题已经吸引了大量的研究，也许由于其简单有效地解决它尽管复杂，熟悉的语句。排序算法在计算机科学入门课程是普遍的，那里的丰度对于这个问题的算法提供了一种温和的介绍各种核心算法概念，如大O符号，分而治之算法，数据结构，随机算法。
开发多媒体应用程序包括如下步骤：
1.概念
为了说明如何开发一个多媒体应用，包括可视化的选择在Adobe Flash的排序算法，第一是定义学习目。的研究的目的是鼓励学生在一个特定的应用程序的分类编程语言。可视化支持的算法和编程的学习课程。
2.设计
第二步是开发导航结构和故事的选择排序算法可视化。首先，建立了横向思维的过程，有助于打破通常嵌入在传统的授课方式的导航结构。其次，它可以导致基于比较抽象的设计概述，进而产生新鲜的实现。第三，它用于识别之间的关系提供了一个故事组件。导航结构是设计互动多媒体必不可少的应用3.获取内容的材料
第三步是获取内容的材料。在这个阶段中的所有数据，音频，视频和该项目在适当的数字格式的图像采集。他们可以收集来自内部文件和外部资源。
4.装配
第四步是制作和ActionScript编程。ActionScript。是编程语言，使我们能够使用Adobe Flash专业创造高度交互式，多媒体网站，产品演示，教学材料，和更多。发布的应用程序可以运行在任何装有Flash播放器的电脑。ActionScript是之间的桥梁，我们了解什么闪光的差距的语言理解。像所有的语言一样，ActionScript包含许多不同的元素，如字，标点符号和结构，都必须采用适当的让我们的Flash项目行为我们想的方式。对游戏的结构通过XML配置文件定义。游戏是由一个主文件，包含的一般描述game.xml，设置和章节列表。每一章都是由一个单独的XML文件描述和划分层次；每个人可以定义资源（图像，声音，视频，三维模型，文本，语音等），情景（资源及其关系的群体），和序列（动作包括可选的非交互式的序言和postambles树）。
2.4.应用
在索纳平台将传统的Web 2工具，用户访问索纳平台需要登录他们的facebook的证书和授予访问他们的个人数据的一个子集（值得一提的是，统计分析只能对汇总数据进行）。这将允许监视用户之间的社会互动，其中一部分会在一些所需的活动（例如协同严肃游戏）所在的平台上进行。到目前为止两这些游戏的故事情节都初步设计了一个层次，一个对公民教育的主题相关，另一个生命伦理学的主题。
第一个游戏主题的目的是让十八岁的学生接近政治知识和一系列政治问题，他们直接参与并成为这些故事中的主角。在本章的第一级，玩家将学习政府获得议会的批准的流程。第二级，他/她将创建他/她的政治计划，期间会有一系列的合法和非法的选项之间的选择；这一层次的目标是解释为什么有些选项是违宪的，以达到游戏目的。第三级将出现紧急时和不同时间段的可用选项的相关财务问题（税收，投资，信贷等）。
生命伦理学主题游戏：这个背景在医院的游戏将把玩家放在医院，并提出了一系列伦理批判的情况。可以预见不同行为者之间的互动：医生，护士，病人和他们的亲属。目的是学会如何正确面对生命伦理。每个玩家都是处在一部他/她独自一人（在这个意义上，他只与非玩家角色互动）的故事中。玩家可以在自由区那里讨论关于他们所面对的情况并交换意见。案件本身跨越一系列不同的难度级别，一些简单的奖励/惩罚机制是取决于玩家们的选择的。
通过以上游戏内容介绍，可以多少透露出一点该两款游戏的游戏体验。游戏性是一种综合的用户体验，不能简单地说成是交互、规则或者叙事的作用，也不能机械的看成各个游戏元素的相加。游戏性是多个设计元素搭配有致的结果，是围绕核心概念架构的有机整体。在游戏中，绝大多数的设计工作均围绕游戏性展开。一个典型的游戏包含元素属性、玩家关系、核心机制、交互方式以及叙事情节五大设计内容。其中，元素属性是设计者给予游戏中各个元素的特性，包含了视觉属性、符号属性、数值属性等。它决定了
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