MetaSEE: An Approach to Enable the Metaverse-based Software Engineering Education
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Pesc publication
Esta tese apresenta uma abordagem para habilitar a Educação de Engenharia de Software (EES) baseada no Metaverso. A abordagem define um conjunto de mecanismos para apoiar o projeto e desenvolvimento de aplicações de realidade estendida (XR apps), como por exemplo, um framework que suporta a definição de principais requisitos de XR apps, uma abordagem baseada em Linha de Produto de Software (LPS) para a instanciação de Web XR apps, bem como um componente reutilizável para a renderização de diagramas de classes UML em 3D. Além disso, um protótipo de plataforma foi implementado a fim de permitir que professores e alunos tenham experiências no Metaverso. Para validar a abordagem, quatro experimentos foram conduzidos, cada um com o propósito de observar uma perspectiva específica. O primeiro experimento avaliou o nível de importância das diretrizes do framework no contexto da definição de requisitos de XR apps. O segundo experimento avaliou a aderência de um modelo de características em relação aos principais aspectos de Web XR apps. O terceiro experimento avaliou a facilidade de uso e utilidade de um componente reutilizável para a renderização de diagramas de classes UML em 3D. Finalmente, no quarto experimento, foi avaliada a usabilidade da plataforma. No total, 54 participantes (acadêmicos, desenvolvedores, professores e alunos) validaram a abordagem. De modo geral, os resultados dos experimentos demonstram que a abordagem é promissora e possui vantagens no apoio à SEE. Contudo, algumas limitações foram identificadas em cada perspectiva observada. Esta tese contribui para o campo da EES em fornecer percepções e o desenvolvimento de pesquisas futuras para habilitar a EES baseada no Metaverso.
This thesis presents an approach to enable Metaverse-based Software Engineering Education (SEE). The approach defines a set of mechanisms to support the design and development of eXtended Reality applications (XR apps), such as a framework that supports the definition of main requirements for XR apps, a Software Product Line (SPL)-based approach for instantiating Web XR apps, as well as a reusable component for rendering UML class diagrams in 3D. In addition, a platform prototype was implemented in order to allow teachers and students to experience the Metaverse. In order to validate the approach, four experiments were conducted, each one with the purpose of observing a specific perspective. The first experiment evaluated the level of importance of framework guidelines in the context of defining requirements for XR apps. The second experiment evaluated the adherence of a features model in relation to the main aspects of Web XR apps. The third experiment evaluated the ease of use and usefulness of a reusable component for rendering UML class diagrams in 3D. Finally, in the fourth experiment, the usability of the platform was evaluated. In total, 54 participants (academics, developers, teachers, and students) validated the approach. In general, the results of the experiments demonstrate that the approach is promising and has advantages in supporting SEE. However, some limitations were identified in each observed perspective. This thesis contributes to the field of SEE by providing insights and the development of future research to enable the Metaverse-based SEE.