UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Ambiente de apoio à avaliação pedagógica e colaboração no uso de games
educacionais
Marcela Santana
Florianópolis – SC
2014/2
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA E ESTATÍSTICA
CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
Ambiente de apoio à avaliação pedagógica e colaboração no uso de games
educacionais
Marcela Santana
Trabalho de conclusão de curso apresentado como parte dos requisitos para obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação.
Florianópolis – SC
2014/2
Marcela Santana
Ambiente de apoio à avaliação pedagógica e colaboração no uso de games
educacionais
Trabalho de conclusão de curso apresentado como parte dos requisitos para obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação
Orientador: Professor José Eduardo De Lucca
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS...7
LISTA DE QUADROS...9
LISTA DE REDUÇÕES, ABREVIATURAS E SIGLAS...10
RESUMO...11 ABSTRACT...13 1 INTRODUÇÃO...14 1.1 Objetivo Geral...16 1.2 Objetivos Específicos...16 1.3 Escopo...16 1.4 Metodologia...17 1.5 Estrutura do trabalho...17 2 REFERENCIAL TEÓRICO...18
2.1 Educação, ensino e aprendizagem...18
2.1.1 Abordagem instrutivista (tradicional)...18
2.1.2 Abordagem construtivista...18 2.1.3 Abordagem sociointeracionista...19 2.2 Avaliação pedagógica...20 2.2.1 Avaliação instrucionista...20 2.2.2 Avaliação construtivista...22 2.3 Informática na educação...23 2.3.1 Paradigma instrucionista...24
2.3.2 Paradigma construcionista...25
2.3.3 Conceitos e ferramentas de apoio a informática na educação...25
2.3.3.1 Jogos digitais e educação...26
2.3.3.2 Jogo Online Multijogador Social em Massa...29
2.3.3.3 Ferramentas de e-learning...29
2.3.4 Jogo Universo de Ciências (Univerciência)...32
2.3.4.1 Minijogo Termodinâmica...36 2.3.4.2 Minijogo Óptica...38 2.3.4.3 Minijogo Reciclagem...39 2.3.4.4 Minijogo Fotovoltaico...41 2.3.4.5 Minijogo Fotossíntese...43 3 PROJETO...45 3.1 Levantamento de requisitos...46 3.1.1 Requisitos funcionais...47
3.1.2 Diagramas de Casos de Uso...48
3.1.3 Pacotes de desenvolvimento...49
3.1.3.1 Pacote 1: Linha do tempo...49
3.1.3.2 Pacote 2: Painel do Estudante...51
3.1.1.1 Pacote 3: Painel do Professor...53
3.1.1.1.1 Visão geral da turma...53
3.1.1.1.2 Visão individual do estudante...55
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS...64
TRABALHOS FUTUROS...66
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...67
APÊNDICE A – ESPECIFICAÇÃO DE REQUISITOS DE SOFTWARE...72
APÊNDICE B – ACOMPANHAMENTO QUALITATIVO DAS INTERAÇÕES...89
APÊNDICE C – CÓDIGO FONTE...90
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Instruções da cartilha virtual...28
Figura 2: Estrutura de armazenamento de dados de aprendizagem – Adaptação...32
Figura 3: Ilustração inicial da narrativa do Jogo Univerciência...33
Figura 4: Tela de gestão dos avatares...34
Figura 5: Cenário 3 – Praça Central...35
Figura 6: Todos os NPCs do jogo...35
Figura 7: Ícones que reapresentam as realizações do mundo do jogo...36
Figura 8: Fase 11 do minijogo Termodinâmica...37
Figura 9: Ícones que representam as realizações do minijogo Termodinâmica...38
Figura 10: Fase 3 do minijogo Óptica...38
Figura 11: Ícones que representam as realizações do minijogo Óptica...39
Figura 12: Fase 5 do minijogo Reciclagem...40
Figura 13: Ícones que representam as realizações do minijogo Reciclagem...41
Figura 14: Fase 1 do minijogo Fotovoltaico...41
Figura 15: Ícones que representam as realizações do minijogo Fotovoltaico...42
Figura 16: Fase 2 do minijogo Fotossíntese...43
Figura 17: Ícones que representam as realizações do minijogo Fotovoltaico...44
Figura 18: Tela Linha do Tempo Geral...50
Figura 19: Diagrama de casos de uso: Linha do tempo...51
Figura 20: Diagrama de casos de uso: Painel do Estudante...52
Figura 21: Gráfico de andamento geral da turma nos minijogos...53
Figura 22: Gráficos de Realizações alcançadas pela turma...55
Figura 23: Gráfico de progresso do estudante nos minijogos...56
Figura 25: Estrutura de arquivos de um novo módulo do Moodle...60 Figura 26: Arquivos do módulo Timeline...61 Figura 27: Imagem da tela desenvolvida (Linha do Tempo)...62 Figura 28: Código fonte de exemplo para a geração de gráficos utilizando a biblioteca Chart API...63 Figura 29: Resultado do exemplo de código fonte para a geração dos gráficos...63
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Requisitos funcionais da ferramenta Diário de Bordo do Projeto
Univerciência...47 Quadro 2: Definição dos atores...49 Quadro 3: Definição de métricas de progresso e engajamento...57
LISTA DE REDUÇÕES, ABREVIATURAS E SIGLAS
ADL – Advanced Distributed Learning
CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CVA – Comunidade Virtual de Aprendizagem
eLML – eLesson Markup Language
GeNESS – Centro de Geração de Novos Empreendimentos em Software e Serviços LMS – Learning Management System
LRS – Learning Record Store
MMOSG – Jogo Online Multijogador Social em Massa
Moodle – Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment NPCs – Non-Playable Characters
RF – Requisito Funcional RN – Regra de Negócio UC – Caso de Uso
UFRGS – Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina
RESUMO
O presente trabalho propõe o projeto e desenvolvimento de uma ferramenta de software que complemente a utilização de jogos eletrônicos educacionais no ambiente escolar, para apoio à prática do ensino e ao processo de avaliação da aprendizagem.
A ferramenta foi projetada com base na arquitetura e necessidades dos jogos da Plataforma Univerciência. Esta plataforma tem seu foco no ensino de ciências naturais para adolescentes na faixa etária de 12 a 14 anos, oferecendo aos estudantes um ambiente interativo no formato de jogo online multijogador social em massa.
Aos estudantes, como suporte à prática do ensino, a intenção é fornecer um ambiente em que possa haver discussão sobre a experiência vivenciada nos jogos educacionais, oferecendo funcionalidades que estimulem a ajuda mútua e consequentemente a troca de conhecimentos através de relatos textuais. Esta necessidade fundamenta-se nas abordagens pedagógicas do sociointercionismo, que atribui o desenvolvimento cognitivo-intelectual às interações interpessoais, e do construtivismo/construcionismo, que caracteriza o desenvolvimento da inteligência humana a partir da interação entre o estudante e o computador, submetendo-o a um processo criativo onde se possa efetivar a construção do conhecimento.
Ao professor, o objetivo é oferecer meios de identificar o que os estudantes estão supostamente aprendendo com a utilização dos jogos eletrônicos, dando embasamento ao processo docente de avaliação da aprendizagem. Para tanto, a ferramenta permite que o professor trabalhe numa perspectiva de avaliação que seja não intrusiva aos estudantes. Primeiramente, beneficiando-se das informações produzidas por estes enquanto jogam, com as quais o docente pode realizar o processo de verificação do aprendizado através da observação. Este método de avaliação faz também parte da abordagem construtivista, que tem seu foco em avaliar o caminho utilizado pelo estudante para chegar ao resultado final, em vez do que o resultado em si. Em segundo lugar, permitindo que o professor tenha acesso também às informações que digam respeito ao desempenho do estudante nos desafios propostos pelos jogos, para este propósito a ferramenta provê instrumentos gráficos e relatórios.
Este trabalho explicita as etapas de construção da ferramenta proposta. Inicialmente apresenta a fase de projeto, em que foi realizada a análise resultando nas
especificações de requisitos de software. E por fim a fase de desenvolvimento, na qual são demonstradas as soluções utilizadas para cada necessidade e os resultados da fase de desenvolvimento.
ABSTRACT
This work proposes a software tool with the purpose to promote a more effective use of electronic games at school, supporting the practice of teaching and the process of learning evaluation. The tool design is based on the architecture requirements of the Project Univerciência software platform. Such comprises a Massively Multiplayer Online Social Game focused on supporting the teaching of Natural Sciences for teenagers aged 12-14 years.
The goal is to provide students with a supporting environment for learning where it can be offered features that encourage student cooperation by exchanging knowledge through textual reports. Such feature draws on the pedagogical approaches that assigns the cognitive-intellectual development to interpersonal interactions, and on the constructivism/constructionism that supports the development of human intelligence from the interaction between the student and the computer, as a creative process where the student can implement the construction of his/her own knowledge.
Furthermore, the proposed tool is intended to provide the teacher with means to identify what students are supposedly learning with the use of electronic games, giving basis to the process of learning evaluation. Therefore, the tool allows teachers to approach evaluation in a non-intrusive way. First, taking advantage of the information produced by the students as they play, with which the teacher can make the learning process of verification through observation. This method of assessment is also part of the constructivist approach, which focuses on evaluating the path used by the student to get to the final result, rather than the result itself. Second, allowing that the teacher has access to information that informs about the student's performance in the challenges proposed by the games, for this purpose this tool provides graphics and reports.
This paper explains the stages of construction of the proposed tool. Initially presents the design phase, it was performed the analysis resulting in the specification of software requirements. Finally the development phase, in which the solutions used are shown for every need and the results of the development phase.
1 INTRODUÇÃO
Este trabalho compreende a proposição e desenvolvimento de um ambiente virtual que sirva como ferramenta de apoio a estudantes inseridos no contexto de aprendizado auxiliado por jogos eletrônicos. Aos estudantes a ferramenta auxilia no sentido de possibilitar a colaboração entre eles e fortalecer a construção do conhecimento através do compartilhamento das experiências adquiridas, ao enfrentar os desafios propostos pelos jogos. Além disso, a ferramenta permite que o professor possa acompanhar o desempenho e o interesse dos estudantes e, eventualmente, verificar em que medida se dá a efetividade do uso dos games1 eletrônicos no processo
ensino-aprendizagem.
O ambiente será projetado e desenvolvido com base nas necessidades e requisitos do projeto Univerciência2. Este projeto vem sendo desenvolvido pelo
Laboratório GeNESS da Universidade Federal de Santana Catarina em parceria com a empresa Mentes Brilhantes Brinquedos Inteligentes Ltda. com o apoio financeiro do CNPq, edital MCT/CNPq Nº 62/2009 RHAE – Pesquisador na Empresa (projeto nº 561723/2010-9). O foco do projeto Univerciência está no desenvolvimento de jogos eletrônicos educacionais, que visam motivar e dinamizar o aprendizado de crianças e jovens na área de ciências naturais (Física, Química e Biologia).
A plataforma do mundo do jogo do Projeto Univerciência foi estruturada no formato de um jogo social online multiusuário em que os usuários podem transitar e interagir, em um cenário desenvolvido em duas dimensões, permitindo a realização deatividades individuais ou em grupo (Univerciência, 2012).
De acordo com Souza et al. (2010), citado por Will e Dantas (2012) “os jogos eletrônicos vem se tornando uma excelente opção de ferramenta no processo ensino-aprendizagem, pelas suas capacidades motivacional e interativa”. Um reflexo disso pode ser visto nas escolas, que vêm apostando no uso de jogos eletrônicos numa tentativa de trazer o lúdico para dentro da sala de aula. A pretensão da maioria dos professores, com
1 Ao longo do texto, os termos games e jogos eletrônicos se referem ao mesmo conceito. 2 Universo de Ciências e Univerciências são termos que se referem ao mesmo projeto.
a sua utilização, é a de tornar as aulas mais agradáveis com o intuito de fazer com que a aprendizagem torne-se algo fascinante (LARA, 2004).
Outra vantagem apontada na aplicação de jogos eletrônicos em sala de aula se dá pela sua versatilidade de uso. Por exemplo, de acordo com Valente(2001), a aplicação da tecnologia no ambiente escolar, é classificada de acordo com sua finalidade: o paradigma instrucionista abrange as ferramentas que suportam a metodologia tradicional de ensino, em contraposição ao paradigma construcionista, na qual se enquadram tecnologias que promovam a construção do conhecimento, a partir atividades que estimulam o raciocínio lógico, como a resolução de problemas.
No entanto, apesar de suas variadas possibilidades de aplicação, os jogos eletrônicos somente são ferramentas úteis para uma educação de maior qualidade quando aplicados de forma coerente à rotina da sala de aula (MEDEIROS E SCHIMIGUEL, 2012). Algumas questões ainda dificultam esta prática. De acordo com Almeida e Moreira (2014), dentro da escola e em ambientes formais de educação, muito se questiona sobre a validação da aprendizagem através do uso de jogos eletrônicos. Além disso, várias questões como a relevância para currículo, precisão de conteúdos, interatividade e capacidade de imersão são diferenciais para jogos eletrônicos educacionais (SAVI e ULBRICHT, 2008).
Com o intuito de ampliar a utilização de jogos eletrônicos como ferramenta no processo ensino-aprendizagem, inclusive em situação de sala de aula, este trabalho propõe um ambiente de apoio à colaboração e à avaliação no uso de jogos educacionais, adotando como estudo de caso o projeto Univerciência. A ferramenta proposta neste trabalho atua em, pelo menos, duas vertentes. A primeira pretende promover a discussão e colaboração entre os estudantes, através dos relatos sobre as suas experiências ao percorrer as fases dos minijogos, motivando assim a reflexão e permitindo a construção do conhecimento. A segunda pretende prover aos professores subsídios para a prática da avaliação pedagógica, através de relatórios elaborados especificamente para a visualização do professor, que permitem a ele ter uma visão clara da participação de cada aluno nos jogos e sua atuação nas frentes de discussão.
1.1 Objetivo Geral
Desenvolver um ambiente de apoio à colaboração e à avaliação do processo ensino-aprendizagem através de jogos eletrônicos educacionais, tendo como referência o caso do projeto Universo de Ciências (Univerciência).
1.2 Objetivos Específicos
• Pesquisar as teorias pedagógicas sobre o processo ensino-aprendizagem através de jogos eletrônicos que se adéquam ao propósito deste trabalho; • Apresentar o funcionamento do jogo Univerciência e sua relação com o
conteúdo pedagógico;
• Identificar estratégias para estimular a colaboração entre estudantes e professores em ambientes educacionais digitais;
• Identificar técnicas de avaliação e acompanhamento do desempenho de estudantes em jogos educacionais digitais;
• Delimitar o escopo e as funcionalidades necessárias da ferramenta a ser proposta através de análise de levantamento de requisitos;
• Definir as tecnologias utilizadas na implementação da ferramenta;
• Implementar a ferramenta, utilizando plataformas e tecnologias open-source.
1.3 Escopo
Este trabalho visa ao desenvolvimento de um ambiente virtual que sirva de apoio a estudantes e professores ao utilizar games educacionais, com os seguintes objetivos:
• Promover a interação entre os estudantes, incentivando a troca de experiência em relação a experiência vivenciada por eles no jogo.
• Promover a avaliação pedagógica, possibilitando o acompanhamento por parte dos professores do desempenho do aluno, através da observação das linhas de discussão e a disponibilização de relatórios sintéticos contendo
informações sobre o desempenho dos estudantes no jogo e sua participação nas linhas de discussão.
Como cenário de aplicação da ferramenta, será utilizado o Projeto Univerciência, jogo educacional voltado para o ensino de ciências naturais, conforme visto no início da introdução. Nesse sentido, é importante ressaltar que apesar de o referencial teórico tratar sobre conceitos de jogos eletrônicos, a abordagem não prevê o desenvolvimento de jogos educacionais.
1.4 Metodologia
Será utilizada a metodologia de pesquisa bibliográfica do tipo exploratória. Para o desenvolvimento da ferramenta proposta neste trabalho, inicialmente será feito um levantamento de requisitos objetivando identificar as necessidades do público-alvo (estudantes e professores). Esta fase será dividida entre entrevistas de levantamento, elaboração de protótipos e definição de regras de negócio. O desenvolvimento será iniciado somente após a aprovação dos requisitos definidos, por parte dos membros da equipe do projeto Univerciência, que possuem know how na área da educação, e conhecem as necessidades de profissionais da área.
1.5 Estrutura do trabalho
O conteúdo do presente trabalho está dividido em 5 capítulos nos quais o capítulo 1 apresenta a introdução, evidenciando os objetivos gerais e específicos, delimitando o escopo do trabalho e a definição das metodologias utilizada no decorrer da pesquisa e do desenvolvimento da ferramenta proposta. No capítulo 2, é apresentado o referencial teórico, que discorre sobre as teorias pedagógicas e ferramentas ligadas ao uso de tecnologias educacionais. No capítulo 3, são identificadas as necessidades e é realizada a análise de requisitos, que serve como base para a construção da ferramenta proposta. No capítulo 4 estão relatadas as informações sobre a fase de desenvolvimento e as tecnologias utilizadas nesta fase. E, por fim, no capítulo 5 são feitas as considerações finais e identificadas oportunidades de trabalhos futuros.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Este capítulo apresenta um panorama sobre algumas abordagens de educação e métodos de ensino-aprendizagem, bem como sobre a inserção das tecnologias digitais nos processos educacionais. Haja vista os objetivos e o escopo deste trabalho, as seguintes abordagens são postas em perspectiva: a abordagem instrutivista (adotada tradicionalmente) e as abordagens construtivista/construcionista e sociointeracionista (adotadas em alguma medida pela plataforma de jogo do projeto Univerciência) com seus critérios avaliativos. Em seguida, a plataforma de jogo do projeto Univerciência é descrita, sendo apresentada ao lado de outros recursos tecnológicos de informática disponíveis no mercado que são utilizados no desenvolvimento de ferramentas voltadas para área educacional.
2.1 Educação, ensino e aprendizagem
O processo de ensino-aprendizagem é um tema complexo que vem sendo visto sob óticas distintas ao longo do tempo, de acordo com diferentes correntes teóricas. As subseções a seguir apresentam uma breve descrição sobre as principais características de algumas delas.
2.1.1 Abordagem instrutivista (tradicional)
A abordagem tradicional de ensino, também conhecida como instrutivista, considera que o modelo ideal de aprendizagem é aquele em que o professor atua como transmissor de conhecimento e o estudante como receptor. Adota como método a ministração de aulas expositivas, uso de cartilhas ou apostilas, e a avaliação é feita por meio de metas e prazos, na qual o aluno necessita atingir notas mínimas para progredir de ano (VALENTE, 1999).
Piaget, através da abordagem construtivista, assume que a inteligência humana é formada a partir da interação entre o indivíduo e o meio. Contrapondo as ideias instrutivistas, que consideravam o estudante um simples receptor de informações (BARBOSA, 2010). A eficácia do aprendizado está na formação a partir das experiências vividas na resolução de problemas. Esta linha pedagógica construtivista prega o desenvolvimento cognitivo e a formação de sujeitos com capacidade crítica através de experiências (WERNECK, 2006).
A presença do professor é fundamental nesse processo de aprendizagem, mas seu papel é o de intermediador. Ele age no sentido de desafiar e orientar o estudante, para que ele tenha êxito na resolução do problema (CHAKUR, SILVA e MASSABNI, 2004).
Diferente da metodologia tradicional, o construtivismo e os professores preparados pra esta forma de ensino se preocupam com o modo de pensar do indivíduo, dando base para que ao longo da vida e da sua formação ele seja capaz de progredir de forma independente (BORGES, 2008).
2.1.3 Abordagem sociointeracionista
Na teoria sociointeracionista defendida por Vygotsky, é enfatizada a ideia da colaboração, do desenvolvimento sociocognitivo que se dá a partir das interações com o outro. Nesse sentido, é da troca de experiências entre indivíduos durante o processo de ensino-aprendizagem que são desenvolvidas as estratégias e habilidades gerais de solução de problemas através da internalização de um processo cognitivo construído na interação e na comunicação (BARBOSA, 2010). Martins (2002) define zona de desenvolvimento proximal como a distância entre os níveis de desenvolvimento real e potencial do estudante, sendo o desenvolvimento real referente à capacidade de o estudante resolver suas tarefas sozinho, e o desenvolvimento potencial referente à capacidade de o estudante buscar a cooperação do outro para a resolução dessas mesmas tarefas.
2.2 Avaliação pedagógica
Assim como as teorias pedagógicas, o processo de avaliação utilizado no meio escolar é amplamente discutido. Os métodos de avaliação têm evoluído muito, sua aplicação é bastante variada e está diretamente ligada ao método de ensino adotado.
A avaliação escolar é uma importante ferramenta que permite ao professor e ao núcleo de administração escolar diagnosticar e medir a eficácia do plano de ensino adotado. Sua importância é ressaltada por Ferreira (2010):
“A avaliação é um recurso fundamental em todo o processo ensino/pedagógico, mesmo em nosso dia a dia, observamos um conjunto de análises avaliativas em nossas praticas comuns, essas avaliações geram efeitos e dão impulso em nossa vida. Na educação formal, a avaliação acompanha a vida do educando e produz alguns efeitos. Em análise chamo de efeitos as movimentações no processo educativo: avaliação, adequação do saber, novamente avaliação. Esta intervenção da suporte a todas as ações pedagógicas que estabelecemos.”
Leite e Kager (2009), citando Luckesi (1984), discorrem sobre a avaliação de forma geral, como sendo o ato de fazer juízo de valor, a partir de dados coletados, visando a tomada de decisão. No entanto, segundo Melo e Bastos (2012), diante da necessidade de determinar se o aluno está apto a avançar, o professor ainda age com insegurança, pois o impacto de um processo avaliativo não eficiente reflete ao longo da vida do estudante além de interferir nos índices de evasão e repetência escolar.
A aplicação da avaliação pode ser benéfica, servindo como termômetro que indica possíveis falhas no processo, ou maléfica quando tem caráter autoritário e punitivo (LEITE e KAGER, 2009).
Neste item, serão abordados os métodos de avaliação mais utilizados nas abordagens pedagógicas tratadas anteriormente.
2.2.1 Avaliação instrucionista
O método mais comumente utilizado para avaliação escolar no Brasil ainda é o tradicional, que consiste na aplicação de provas e realização de atividades que são
classificadas numa escala, a partir do número de acertos (NOVA ESCOLA, 2009). Como resultado a metodologia tradicional de avaliação possui caráter meramente classificatório, em que:
“busca-se uma taxinomia hierarquizada dos alunos, mediante a aferição de seus rendimentos, que são quantificados em relação a um padrão preestabelecido de desempenho acadêmico e comportamental. Essa ótica avaliatória aloca unicamente no aluno a responsabilidade pelos resultados do processo educacional, bastando ao professor utilizar didáticas e metodologias fixas e padronizadas – o sucesso ou fracasso da relação pedagógica dependerá, no caso em questão, da capacidade e do mérito de cada aluno.” (MINAS GERAIS, aaaa)
O estudante em busca de atingir os objetivos mínimos de pontuação determinados é estimulado à memorização, tornando-se mero reprodutor do conteúdo absorvido através de leitura de livros e apostilas (KASAI, 2000). Esta prática não incita o estudante a questionar, caraterizando uma relação de autoritarismo em que ele limita-se a responder questões (OLIVEIRA, APARECIDA, SOUZA, 2008), e o professor a verificar a quantidade de erros e acertos. A função principal deste tipo de avaliação é classificar o aluno para fins de aprovação ou reprovação (GHELLI, 2010).
Segundo da Silva (2003), a avaliação baseada na memorização não é uma prática apreciada nem mesmo pelos estudantes, eles reconhecem que apenas gravam (decoram) o conteúdo ao se preparar para um prova, mas num curto espaço de tempo a informação é esquecida.
De acordo com uma reportagem do Jornal Zero Hora em 02 de abril de 2014, o Brasil ocupou a 38º posição entre 44 países segundo um estudo organizado pelo Programa Internacional de Avaliação de Alunos (Pisa), no qual se avaliou a capacidade de estudantes de 15 anos resolverem questões práticas e cotidianas3. Tais questões
exigiam que o estudante acionasse determinados processos cognitivos para resolver problemas de lógica.
3 Reportagem em <http://zh.clicrbs.com.br/rs/noticias/noticia/2014/04/com-nota-baixa-brasil-aparece-em-38-lugar-em-ranking-de-ensino-4463385.html>. Acesso em 02/09/2014. Resultado original em <http://www.oecd.org/pisa/keyfindings/PISA-2012-results-volume-V.pdf>, página 87. Acesso em xx/xx/xxxx.
“A professora do Laboratório de Estudos Cognitivos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Diuali Fagundes Jost sintetiza a explicação para o fraco desempenho dos alunos em uma frase: Não são as escolas que ensinam, mas os alunos que aprendem.
Para ela, as instituições brasileiras focam mais a abordagem dos conteúdos do que a troca de conhecimentos e a construção do aprendizado. Assim, o aluno precisa ser motivado a aprender: quem foi ensinado simplesmente cristalizou – às vezes, decorou – um conhecimento, enquanto quem efetivamente interagiu e foi instigado a buscar respostas acostumou-se a achar soluções pelo próprio esforço.” (ZERO HORA, 2014)
Segundo a professora do Laboratório de Estudos Cognitivos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Diuali Fagundes Jost, os resultados sugerem que é preciso rever o processo de avaliação pedagógica em nosso país. De uma forma geral, o ensino no Brasil não prepara seus jovens e crianças para ter bom desempenho na resolução de problemas lógicos (ZERO HORA, 2014). Atualmente o foco da avaliação está em saber se o resultado final está correto ou não. O caminho utilizado para chegar a tal resultado não é considerado (GHELLI, 2010).
2.2.2 Avaliação construtivista
A partir do momento em que as metodologias de ensino-aprendizagem caminham em direções diferentes, é preciso rever o processo de avaliação do aprendizado.
Diferente da avaliação na abordagem tradicional, onde o estudante busca respostas para perguntas pontuais definidas pelo professor, a avaliação na abordagem construtivista ocorre ao longo do processo de ensino, e deve propiciar ao estudante meios para que ele externalize o que foi aprendido. O mais importante, nesse contexto, é utilizar essas produções para identificar os pontos fracos e melhorar as competências do estudante, e não para quantificar o que foi aprendido (MELO e BASTOS, 2012).
A identificação dos erros é útil e determinante para que seja possível retomar a discussão, analisar a trajetória do estudante na resolução do problema e entender seu raciocínio para chegar a tal resultado. Neste contexto o erro passa a ter um caráter
construtivo, possibilitando a correção de conclusões equivocadas (NOVA ESCOLA, 1995). Essa conceito é reforçado por Silva (2008):
Nessa perspectiva, o erro revela, para aquele que aprende, a inadequação de seus esquemas e evidencia a necessidade da construção de outros e/ou a reformulação daqueles previamente existentes. Esse enfoque leva alunos e também professores a serem sujeitos de seus próprios processos de reconstrução do conhecimento.
A metodologia de avaliação construtivista tem um caráter qualitativo e não intimidador, possibilitando ao aluno aprender enquanto é avaliado sem sentir-se intimidado. Este método de avaliação demanda uma intensa interação entre o aluno e o mediador, para que este possa ter a percepção real do conhecimento construído e dos meios utilizados para se chegar ao resultado final (MELO e BASTOS, 2012).
2.3 Informática na educação
Diante da revolução tecnológica digital iniciada a partir da segunda metade do século XX e, desde então, da crescente presença dos recursos de informática em nosso cotidiano, pode-se assumir que a utilização de tecnologias no processo ensino-aprendizagem é fundamental senão inevitável. As crianças nascidas a partir da década de 1990 têm seu primeiro contato com a tecnologia antes mesmo de iniciarem a vida escolar (GUERRA, 2012). Esta geração não se contenta mais com os métodos tradicionais de ensino, necessita de interação, o que gera um novo desafio aos professores que são resistentes ao uso do computador (GEBRAN, 2009).
Por outro lado, os anseios do professor em relação ao uso das tecnologias digitais no processo ensino-aprendizagem giram em torno de quais métodos e ferramentas são realmente eficazes. Entre outros pontos, a insegurança por parte de alguns docentes está em avaliar a qualidade do aprendizado e o ganho de conhecimento dos estudantes ao lidarem com essas tecnologias (FARIA, 2004).
Segundo Valente (2001), o computador é utilizado de diversas formas no processo ensino-aprendizagem. Porém existem dois paradigmas que caracterizam a aplicação da tecnologia na educação: o paradigma instrucionista, este se carateriza por dar suporte a abordagem de ensino tradicional (instrutivista) e o paradigma
construcionista que busca meios de aprendizagem que possibilitem a construção conhecimento a partir de atividades em que o estudante constrói algo de seu interesse.
Nas seções a seguir serão aprofundados os conceitos dos paradigmas instrucionista e construcionista, apresentando as possibilidades de uso do computador de acordo com estes paradigmas.
2.3.1 Paradigma instrucionista
No instrucionismo ocorre a utilização do computador como meio de transmitir a informação ao aluno. Esta prática caracteriza a informatização dos processos de ensino-aprendizagem tradicionais. É o meio mais simples de introduzir o uso do computador na sala de aula, pois não altera o método tradicional de ensino, ao qual o professor está habituado. Segundo Costa (2010):
O processo de transmissão de conteúdos programados acontece quando um aluno faz uso do computador e, através dele, recebe o “pacote de informações” previamente programado. O aluno é o espectador para um volume de conhecimentos pré-determinados, pois, a interação existente entre o discente e o computador limita-se ao fornecimento de respostas a exercícios e a avanços ou retrocessos no conteúdo
Dentro dessa abordagem enquadram-se os softwares de tutoriais, exercício-e-prática4, certos jogos educacionais5 e os simuladores (VALENTE, 1993).
4 Softwares de exercício-e-prática: são utilizados para revisar material visto em classe principalmente, material que envolve memorização e repetição, como aritmética e vocabulário. Estes programas requerem a resposta frequente do aluno, propiciam feedback imediato, exploram as características gráficas e sonoras do computador.
5 Jogos: jogos educacionais para ensinar conceitos que podem ser difíceis de serem assimilados pelo fato de não existirem aplicações práticas mais imediatas, como o conceito de trigonometria, de probabilidade, etc.
2.3.2 Paradigma construcionista
O paradigma construcionista, teoria desenvolvida por Papert, fundamentada no construtivismo de Piaget, define que a forma de ensino mais proveitosa é aquela em que o aluno utiliza o computador como meio para resolver problemas de seu interesse, sendo estimulado a pensar, concretizando neste processo a construção do conhecimento (VALENTE, 2005).
Na noção de construcionismo de Papert existem duas ideias que contribuem para que esse tipo de construção do conhecimento seja diferente do construtivismo de Piaget. Primeiro, o aprendiz constrói alguma coisa ou seja, é o aprendizado por meio do fazer, do "colocar a mão na massa". Segundo, o fato de o aprendiz estar construindo algo do seu interesse e para o qual ele está bastante motivado. O envolvimento afetivo torna a aprendizagem mais significativa. Entretanto, na minha opinião, o que contribui para a diferença entre essas duas maneiras de construir o conhecimento é a presença do computador (VALENTE, 1997).
Papert é co-autor de uma linguagem de programação voltada para o ensino infantil, denominada LOGO. Nessa linguagem o papel principal é desempenhado por uma tartaruga, que se move de acordo com os comandos programados (RODRIGUES, 1993). A criança constrói um raciocínio lógico a partir das instruções que precisa determinar ao computador para que a tartaruga se movimente. A partir desse contexto o professor pode propor desafios, para que a criança resolva utilizando a linguagem LOGO (MAGGI, 2002. A linguagem LOGO é um símbolo forte do construcionismo, a partir de sua aplicação, o uso do computador na educação passou a ser visto com outros olhos.
Outras ferramentas que são utilizadas no paradigma construcionista são as planilhas eletrônicas, os gerenciadores de bancos de dados, os mecanismos de busca na internet, as ferramentas de cooperação e comunicação em rede e também, as linguagens de programação (COSTA, 2010).
Nas seções a seguir serão apresentados alguns modelos de tecnologias educacionais e sua relevância nas práticas de ensino-aprendizagem.
2.3.3.1 Jogos digitais e educação
A necessidade de tornar a sala de aula um ambiente atrativo as novas gerações, fez com que a busca por tecnologias educacionais se intensificasse. Nesse contexto os jogos eletrônicos passaram a ser vistos como uma valiosa ferramenta de apoio as práticas de ensino aprendizagem (SAVI e ULBRICHT, 2008).
Entretanto, na prática, a aplicação de jogos digitais com objetivos educacionais representa um verdadeiro desafio, questão trazida à tona por alguns autores na literatura. Para Costa (2009), o problema consiste no fato de que, ao contrário dos jogos eletrônicos de entretenimento, os jogos desenvolvidos com fim assumidamente pedagógico não parecem ser tão divertidos. De acordo com o autor, são os jogos de entretenimento que, quando explorados por um viés pedagógico, parecem ser mais funcionais do ponto de vista educacional. O desafio, portanto, está em projetar jogos digitais pedagogicamente efetivos cujo poder de diversão e imersão esteja à altura dos jogos de entretenimento (COSTA, 2009). Porém, como ressalva Cardenas (2013), citando Tang e Hanneghan (2010), é difícil conciliar ambos os valores lúdico e educacional no jogo, que deve se preocupar tanto em envolver o jogador como mantê-lo conectado aos propósitos pedagógicos em vista.
Para Savi e Ulbricht (2008), em alusão a Balasubramanian e Wilson (2006), ainda é desafiador para muitos professores o uso efetivo de jogos educacionais. Basicamente, relatam os autores, pelo fato de que são poucos os jogos desse tipo que se preocupam na prática com princípios pedagógicos durante seu desenvolvimento. Savi e Ulbricht (2008), apoiados em Van Eck (2006), apontam dois fatores para tanto: ora porque certos desenvolvedores de jogos digitais carecem de conhecimento sobre o uso de jogos em situação de aprendizagem, criando jogos atraentes mas com um efeito pedagógico fraco; ora porque certos jogos são desenvolvidos por educadores acadêmicos que são leigos em desenvolvimento de jogos, criando jogos pedagógicos mas pouco divertidos.
Outro problema identificado por Savi e Ulbricht (2008) no uso de jogos eletrônicos na educação diz respeito a como realizar a avaliação do progresso de aprendizagem dos alunos, etapa fundamental do processo educacional. Segundo os autores, tal fator impede o uso dos jogos digitais por parte dos professores, especialmente no ensino online e em turmas com muitos alunos. Nesse sentido, prosseguem Savi e Ulbricht (2008), é sintomática a pouca oferta de recursos de avaliação nos jogos digitais existentes, tais como relatórios de progresso e canais de comunicação entre aluno e professor, o que, por exemplo, permitiria que os professores acompanhassem o quanto os alunos (supostamente) aprenderam.
Uma forma de dotar os jogos eletrônicos educacionais de recursos de avaliação é explorar a chamada avaliação não invasiva, que consiste em avaliar o estudante enquanto joga sem que ele se dê conta que está sendo avaliado (KICKMEIER-RUST et al., 2008). O interessante desse tipo de avaliação é que, entre outros pontos, ele não afeta o estado de imersão e interação do estudante, não desviando sua atenção (e, possivelmente, desmotivando-o) em relação ao que ocorre no jogo (CARDENAS, 2013). É nesse contexto que, tendo em vista a característica dinâmica dos jogos digitais, Cardenas (2013) destaca a pertinência de se explorar a avaliação não invasiva, que respeita a interação do jogador com o jogo, a despeito da existência de outras estratégias de avaliação mais tradicionais comprovadamente eficientes (via a aplicação de questionários dirigidos aos alunos, por exemplo). Porém Underwood, Kruse e Jakl (2010) dissertam que ainda é um desafio fornecer evidências de que as metas pedagógicas estão sendo cumpridas. Para que isso seja possível, é preciso considerar essa necessidade na fase de projeto do jogo. A identificação das ações que geram conhecimento e a criação de mecanismos que possibilitem a análise do desempenho do jogador, como gráficos e relatórios estatísticos são oportunos.
Hounsell, Miranda e Kemczinski (2010) abordaram a identificação de métricas para a avaliação da aprendizagem em jogos sérios6, a partir da implementação do jogo
“Sherlock Dengue: The Eliminator”. Neste jogo o objetivo é ensinar aos estudantes a identificar e eliminar possíveis focos do mosquito da dengue no cenário de uma
6 “Jogos Sérios são jogos que não tenham o entretenimento ou diversão como propósito primário”. Esta definição abrange jogos educacionais e também simuladores, jogos para divulgação de produtos comerciais, aplicações militares, jogos para a saúde e até treinamento de gerência em grandes corporações. (HOUNSELL, MIRANDA E KEMCZINSKI, 2010)
residência. A missão do jogador é identificar os focos do mosquito e eliminá-los com base em instruções contidas em uma cartilha virtual. A partir das instruções o jogador percorre os cômodos da casa em busca dos objetos que devem ser recolhidos para eliminar os focos. Há situações em que esses objetos móveis precisam ser levados até outros objetos que foram definidos como fixos no cenário para que algum procedimento seja feito.
Por exemplo, a 1 apresenta instruções para eliminação do possível foco de mosquito em um vaso de planta. Neste contexto o vaso de planta (objeto móvel), deve ser carregado até o tanque (objeto fixo) para ser lavado e depois deve ter seu prato preenchido com areia grossa (objeto fixo). O jogador tem um limite e pode carregar somente três objetos ao mesmo tempo.
As métricas definidas para avaliação do jogador foram: • Os objetos móveis que foram carregados;
• Os objetos móveis que foram carregados e passaram por alguma interação com objetos fixos;
• O número de consulta às instruções da cartilha; • A ordem das interações anteriores.
Segundo Hounsell, Miranda e Kemczinski (2010), através das métricas é possível identificar se os jogadores estão realmente consultando a cartilha, conforme o proposto pelo jogo, para efetuar as atividades de acordo com as instruções. Após a interação o jogo fornece relatório baseado nas métricas propostas.
Endossando a afirmação de Underwood, Kruse e Jakl (2010) no parágrafo anterior, ao destacar a importância de se identificarem as ações que geram conhecimento, Hounsell, Miranda e Kemczinski (2010) identificaram a consulta à cartilha como uma ação geradora de conhecimento, com isto destaca-se o comportamento inquisitivo e a busca por informações acerca do contexto do estudo.
2.3.3.2 Jogo Online Multijogador Social em Massa
A ideia de rede social iniciou na década de 1990. Existem redes sociais com diversas finalidades, mas a caraterística comum a todas é conectar pessoas com os mesmos interesses. Nessa mesma época e com os mesmos objetivos surgiram os jogos online, onde os jogadores podiam interagir através de mensagens e compartilhar fatos e ideias através de texto (NUNES e BISPO, 2013).
O aperfeiçoamento da tecnologia digital, da forma de socialização virtual e a necessidade de unir um grande número de jogadores no mesmo espaço virtual deram origem a um novo conceito: MMOSG (Jogo Online Multijogador Social em Massa). Essa categoria de jogo oferece ao jogador a possibilidade de entrar num mundo virtual no qual pessoas separadas geograficamente vivem a experiência de existir em uma nova realidade, criada em um ambiente comum de jogo (SOUSA, 2008). Outra característica desse tipo de jogo é a possibilidade de criar um avatar ao qual o jogador pode atribuir características próprias, representando-as no mundo virtual (NUNES e BISPO, 2013).
Jogos do estilo MMOSG levam os jogadores, naturalmente, a criarem comunidades virtuais associadas, sejam fóruns, blogs, etc., ajudando a ampliar as relações entre seus jogadores (SOUSA, 2008). O conteúdo gerado a partir dessas interações se torna um grande banco de dados, rico em informações referentes ao funcionamento do jogo (SOUSA, 2008).
2.3.3.3 Ferramentas de e-learning
Nesta seção serão apresentadas algumas tecnologias da informação voltadas para o desenvolvimento de ambientes de apoio à aprendizagem.
Learning Management System. Para Dvorak (2011), Learning Management
System (LMS)7 é um sistema de software que permite o gerenciamento e entrega de
conteúdo de formação online, orientado por instrutor, para alunos. A maioria dos LMS são baseados na web para facilitar o acesso ao conteúdo de aprendizagem e administração do sistema.
LMS é a ferramenta de software que oferece suporte às atividades de uma Comunidade Virtual de Aprendizagem (CVA). Dispõe de uma série de recursos que dão suporte ao processo de aprendizagem, permitindo seu planejamento, implementação e avaliação. Dentre os LMS mais conhecidos e utilizados pode-se citar: Amadeus LMS8,
Moodle9, Chamilo10, TelEduc11 e eLML12.
Em Mussoi, Flores e Behar (2007), considera-se CVA as redes eletrônicas de comunicação interativa, organizadas em torno de um projeto mútuo, sendo constituídas a partir de interesses comuns de conhecimento estabelecidos em um processo colaborativo.
O Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment (Moodle) é uma plataforma de aprendizagem projetada para oferecer a professores, administradores e alunos um sistema de gerenciamento para criar ambientes de aprendizagem personalizados. O Moodle é um software open-source e sua arquitetura permite a implantação de plugins e extensões, caso haja necessidade da inclusão de funcionalidades não previstas (Moodle, 2013).
Advanced Distributed Learning (ADL), Learning Record Store (LRS) e Experience API (xAPI). A iniciativa Advanced Distributed Learning (ADL) foi o
7 Em uma tradução livre, Sistema de Gerenciamento de Aprendizado (SGA) 8 http://www.softwarepublico.gov.br/ver-comunidade?community_id=9677539 9 https://moodle.org/
10 http://www.chamilo.org/ 11 http://www.teleduc.org.br/ 12 http://www.elml.org/
resultado de uma ordem presidencial do Governo dos Estados Unidos da América assinada em 1999, para que funcionários federais aproveitassem ao máximo os avanços tecnológicos em prol de melhor capacitação. Os objetivos específicos da iniciativa ADL passam por identificar e recomendar padrões para softwares de treinamento e serviços relacionados, facilitar e acelerar o desenvolvimento de padrões técnicos de treinamento e o estabelecimento de guias de uso destes padrões, bem como fornecer um mecanismo para auxiliar as agências federais do governo americano no desenvolvimento, implementação e avaliação de interoperabilidade em larga escala e sistemas de aprendizagem reutilizáveis (Advanced Distributed Learning, 2014).
A Experience API (xAPI), conforme Advanced Distributed Learning (2014), é uma especificação que descreve regras de armazenamento e leitura de registros de experiências de aprendizagem, oferecendo uma interface para a implementação de um serviço de rastreamento de experiências de aprendizagem (learning experience tracking). Nesse sentido, por meio da xAPI torna-se possível manipular informações diversas referentes a experiências de aprendizagem, declarando-as e registrando-as em um Learning Record Store (LRS). As declarações são apresentadas como afirmações a respeito do processo de aprendizagem no formato “Eu fiz isso”, envolvendo um ator, um verbo e um objeto, onde:
• O ator é o agente do ao qual a declaração se refere, como, por exemplo, um aluno, professor ou grupo;
• O verbo descreve a ação da declaração, como, por exemplo, “leu”, “passou” ou “ensinou”;
• E o objeto refere-se à entidade com o qual o ator interagiu, podendo ser um livro ou um teste, por exemplo.
Um Learning Record Store (LRS) (em tradução livre, Repositório de Registros de Aprendizagem) segundo Advanced Distributed Learning (2014), é um sistema que armazena informações referentes a experiências de aprendizagem sob a forma de declarações, informadas através da Experience API (xAPI). O LRS trabalha em conjunto com a xAPI coletando e retornando informações que podem ser acessadas por aplicações como LMS, outros LRS ou ferramentas de relatórios.
2.3.4 Jogo Universo de Ciências (Univerciência)
Desenvolvida no âmbito do Projeto Universo de Ciências, a plataforma de jogo do Projeto Univerciência é um Jogo de Relacionamento Social Online Multiusuário que tem como público principal esperado adolescentes na faixa etária de 12 a 14 anos. O jogo tem como objetivo central apoiar o ensino formal e informal de temas na área de Ciências Naturais (no caso, Biologia, Física e Química) (UNIVERCIÊNCIA, 2009)
A história descrita pela narrativa do jogo se dá na Ilha de Univerciência, no ano de 2100. Um satélite importante se choca em plena órbita com um detrito espacial e tem parte de suas peças espalhadas pelo planeta Terra. Convocado por cientistas de uma agência espacial, o jogador deverá protagonizar a missão de recuperar os destroços do satélite e, ainda, participar da construção do foguete que levará a equipe de manutenção do satélite, a ser reparado em órbita. Para isso deve enfrentar uma série de desafios, apresentados como minijogos cuja temática abrange as áreas de Física, Química e Biologia (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 3: Ilustração exibe a primeira página da história em quadrinhos inicial do jogo, que introduz a narrativa do jogo para o jogador.
Figura 2: Estrutura de armazenamento de dados de aprendizagem – Adaptação FONTE: Tin Can API, 2014.
Na história, o jogador encarna a figura de um avatar, estratégia que faz com que a imersão do jogador se torne maior, aumentando sua motivação para permanecer no jogo, conforme destacam Howard e Madley (1996 apud DANTAS e WILL, 2012). A 4 apresenta a tela onde o usuário pode selecionar as características do seu avatar.
Figura 3: Ilustração inicial da narrativa do Jogo Univerciência Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Se por um lado o jogador tem o dever de enfrentar todos os desafios impostos pelos minijogos a fim de completar sua missão principal, por outro o Univerciência funciona como um jogo de livre exploração, na medida em que o jogador tem a liberdade de percorrer os cenários oferecidos pelo mundo do jogo. A 5 traz um exemplo de um desses cenários de livre exploração no mundo do jogo, a Praça Central da Ilha de Univerciência.
Figura 4: Tela de gestão dos avatares Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Ao explorar o mundo do jogo, o avatar do jogador se depara com diferentes NPCs (non-playable characters), personagens que fazem parte da trama do jogo e que interagem com o jogador no intuito de auxiliá-lo na realização de sua missão principal. A 6 apresenta os NPCs que fazem parte do jogo.
Além do dever de completar sua missão principal, o jogador do Univerciência tem ao seu alcance a possibilidade de desempenhar outra série de determinadas tarefas
Figura 5: Cenário 3 – Praça Central Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Figura 6: Todos os NPCs do jogo Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
secundárias associadas ao mundo do jogo e aos minijogos. Essas tarefas são chamadas de “Realizações”, nomenclatura adotada pelo projeto Univerciência como uma tradução para o termo de Game Design “Achievements”. Após completar determinada Realização, no perfil do jogador as Realizações são representadas por ícones semelhantes a uma medalha, conforme 7. O mundo do jogo possui cinco Realizações a serem completadas, e cada minijogo possui cinco, totalizando trinta Realizações a serem alcançadas. As Realizações do mundo do jogo são:
• Visitar todos os ambientes; • Caminhar duzentos metros; • Ler a fala de todos os NPCs;
• Ficar numa sala com dez outros jogadores; • Ficar numa sala sozinho.
As Realizações dos minijogos são relatadas ao longo das próximas seções, que trazem uma descrição dos minijogos previstos no jogo Univerciência.
2.3.4.1 Minijogo Termodinâmica
O minijogo Termodinâmica aborda a teoria física de transmissão de calor. Reforça o aprendizado sobre o índice de condutividade térmica dos materiais, levando em consideração o tamanho das barras e o tempo de exposição de calor (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 8 ilustra a fase 11 do minijogo Termodinâmica.
Figura 7: Ícones que reapresentam as realizações do mundo do jogo
Funcionamento: O objetivo do jogador consiste em fazer com que três esferas
numeradas caiam na sequência correta, passando pela boca do robô em ordem crescente. Para tanto, o jogador deve combinar os materiais das barras que sustentam as esferas, grudadas por uma cera que derrete quando entra em contato com o calor. Entre outros desafios, o jogador deverá lidar com o fato de que os maçaricos utilizados para gerar o calor podem ser ligados em tempos diferentes
Narrativa: O jogador deve ajudar os NPCs cientistas da agência espacial a
estabelecer quais materiais poderão ser utilizados na fabricação do foguete da expedição de manutenção do satélite avariado. Após passar as fases do Termodinâmica o jogador terá condições de determinar quais materiais são os melhores condutores térmicos e quais apresentam os piores índices de condutividade (UNIVERCIÊNCIA, 2012).
Realizações: No minijogo Termodinâmica o jogador pode alcançar cinco
Realizações. A 9 apresenta os ícones que representam essas Realizações. • Completar a missão do minijogo Termodinâmica;
• Completar todas as fases;
• Encontrar mais de uma solução para uma fase;
Figura 8: Fase 11 do minijogo Termodinâmica Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
• Passar a fase 1 sem errar (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); • Perder a fase na sequência inversa.
2.3.4.2 Minijogo Óptica
O minijogo Óptica aborda os fenômenos ópticos de reflexão e refração. Reforça algumas noções de reflexão em espelhos plano, como as noções de ângulo de incidência e ângulo de refração. Já em relação ao fenômeno de refração, reforça a noção de mudança de direção dos raios (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 10 ilustra a fase 3 do minijogo Óptica.
Figura 9: Ícones que representam as realizações do minijogo Termodinâmica
Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Figura 10: Fase 3 do minijogo Óptica Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Funcionamento: O jogador tem como objetivo destruir objetos que
representam lixos espaciais espalhados no espaço, atingindo-os com o laser disparado por um canhão fixo no chão. Para que o laser atinja o objeto a ser destruído, o jogador utiliza alguns objetos de apoio, tais como espelhos para refletir e peças de vidro para refratar o laser disparado. Tais objetos de apoio podem ser girados e/ou movidos, de modo que o jogador deve encontrar a combinação (ou, eventualmente, combinações) que lhe permita(m) atingir os lixos espaciais.
Narrativa: O jogador deve eliminar o lixo espacial em órbita para aumentar a
segurança do lançamento do foguete na missão de reparo do satélite (UNIVERCIÊNCIA, 2012).
Realizações: No minijogo Óptica o jogador pode alcançar cinco Realizações.
A 11 apresenta os ícones que representam essas Realizações. • Completar a missão do minijogo Óptica;
• Fazer a fase 7 sem usar todos os objetos disponíveis; • Fazer a fase 5 sem errar;
• Destruir 10 detritos em sequência; • Destruir 10 asteroides em sequência.
2.3.4.3 Minijogo Reciclagem
No minijogo Reciclagem o objetivo do jogador é realizar a classificação e a separação correta dos resíduos sólidos. São apresentadas caixas coletoras de diferentes cores para a separação de variados tipos de resíduo, de forma que é importante que o estudante estabeleça a ligação entre a cor do local de armazenagem e o resíduo a ser separado (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 12 ilustra a fase 5 do minijogo Reciclagem.
Figura 11: Ícones que representam as realizações do minijogo Óptica
Funcionamento: O jogador deve separar resíduos sólidos trazidos sobre uma
esteira rolante e lançá-los dentro das caixas coletoras correspondentes. Os resíduos são: plástico, papel, vidro, metal, orgânico ou alguns destroços do satélite que, em função de sua colisão inicial, se misturaram ao lixo da usina de reciclagem da Ilha de Univerciência.
Narrativa: O jogador recebe a missão de separar os resíduos sólidos dos
destroços do satélite que colidiram com a usina de reciclagem na Ilha de Univerciência e que se misturaram ao lixo reciclável. Os resíduos de metal que foram separados serão utilizados na construção do foguete (UNIVERCIÊNCIA, 2012).
Realizações: No minijogo Reciclagem o jogador pode alcançar cinco
Realizações. A 13 apresenta os ícones que representam essas Realizações. • Completar a missão do minijogo Reciclagem;
• Ter acima de 85 % de acerto numa fase; • Acertar 15 objetos sem errar;
• Acertar 100 plásticos, papéis, vidros, metais, orgânico;
Figura 12: Fase 5 do minijogo Reciclagem Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
• Errar o satélite quando estiver acima de 85% de acerto.
2.3.4.4 Minijogo Fotovoltaico
O minijogo Fotovoltaico trabalha o processo de captação da luz solar através de placas fotovoltaicas, para geração de energia elétrica (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 14 ilustra a fase 1 do minijogo Fotovoltaico.
Funcionamento: O jogador tem como objetivo atingir os elétrons dispostos
em uma placa fotovoltaica disparando raios de energia acumulados em um canhão. Os elétrons possuem 5 diferentes níveis de energia, que são representados por diferentes
Figura 13: Ícones que representam as realizações do minijogo Reciclagem
Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
Figura 14: Fase 1 do minijogo Fotovoltaico Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
cores. Ao acertar um elétron com um raio de mesmo nível de energia, o jogador provocará a geração de energia elétrica. O jogador vence o minijogo caso consiga acertar a quantidade mínima de elétrons que é necessária para a geração de energia elétrica.
Narrativa: Um dos destroços do satélite caído na Ilha de Univerciência atingiu
a usina e parte da cidade ficou sem eletricidade, afetando inclusive o funcionamento dos laboratórios da agência espacial. Está tudo pronto para o lançamento do foguete, e o jogador recebe a missão de ajudar no restabelecimento da eletricidade na ilha. Sua missão será controlar um canhão acumulador de energia que lançará raios de diferentes intensidades em direção a elétrons presentes em uma placa fotovoltaica (UNIVERCIÊNCIA, 2012).
Realizações: no minijogo Fotovoltaico o jogador pode alcançar cinco
Realizações. A 15 apresenta os ícones que representam essas Realizações. • Completar a missão do minijogo Fotovoltaico;
• Acertar 5 pombos e fechar a fase; • Completar a fase sem errar tiro; • Colocar 3 elétrons na zona proibida;
• Perder por um pombo. Precisava acertar o último tiro e acerta o pombo, perdendo o jogo.
Figura 15: Ícones que representam as realizações do minijogo Fotovoltaico
2.3.4.5 Minijogo Fotossíntese
O minijogo Fotossíntese trata do processo de fotossíntese, dando enfoque à importância dos três principais elementos envolvidos na chamada fase clara da fotossíntese: o gás carbônico, a água e a luz solar. (UNIVERCIÊNCIA, 2012). A 16 ilustra a fase 2 do minijogo Fotossíntese.
Funcionamento: Em diferentes biomas típicos do Brasil, o jogador deve captar
a água e o gás carbônico, bem como se expor à luz solar para realizar a fotossíntese. Cada fase do minijogo remete a um bioma diferente: Pantanal, Caatinga, Mata Atlântica (representado pelo mangue), Amazônia, Pampas e Cerrado. Cada cenário foi cuidadosamente planejado haja vista as características desses ambientes, considerando a abundância de cada um dos elementos (água, luz e gás carbônico) em cada bioma.
Narrativa: O laboratório da agência espacial necessita de oxigênio,
combustível para o foguete a ser utilizado na missão de reparo do satélite, que deve ser
Figura 16: Fase 2 do minijogo Fotossíntese Fonte: UNIVERCIÊNCIA, 2012
obtido por fotossíntese, através de um robô dotado de células vegetais. O objetivo do jogador é capturar CO2, H2O e luz solar de modo a produzir a energia para o robô (UNIVERCIÊNCIA, 2012).
Realizações: No minijogo Fotossíntese o jogador pode alcançar cinco
Realizações. A 17 abaixo apresenta os ícones que representam essas Realizações. • Completar o minijogo Fotossíntese (todos os biomas);
• Completar o bioma Caatinga sem aquecer 50%;
• Completar a fase em só uma ida ao sol. (completar a barra de O2 de uma vez só); • Dar um super pulo nos pampas;
• Completar a fase do mangue sem bater no tronco.
O conteúdo teórico apresentado nesta seção baseia-se nos relatórios técnicos de projeto e desenvolvimento do Projeto Univerciência.
Figura 17: Ícones que representam as realizações do minijogo Fotovoltaico
3 PROJETO
Este capítulo descreve a etapa de elaboração conceitual de um ambiente virtual que sirva de apoio ao uso de jogos eletrônicos em situação de ensino-aprendizagem. No caso deste trabalho, as atividades realizadas têm como estudo de caso a plataforma de jogo Universo de Ciências (Univerciência), apresentada no capítulo anterior (Seção 2.3.4).
Com o objetivo de contribuir com a plataforma Univerciência, ampliando sua capacidade de jogo educacional, são vislumbrados dois conjuntos principais de funcionalidades para tal ambiente virtual de apoio. O primeiro deles visa a oferecer aos usuários do jogo Univerciência (em especial, aos estudantes-jogadores) um ambiente que intensifique sua comunicação e interação, para que possam refletir sobre o que foi vivenciado ao percorrer o jogo e favorecer o aprendizado em grupo.
A elaboração deste primeiro conjunto de funcionalidades vai ao encontro as propostas pedagógicas do sociointeracionismo, que identifica as interações interpessoais como um elemento relevante no processo de aprendizagem. Em particular, é interessante que tal funcionalidade faça com que o ambiente virtual de apoio ao Univerciência possua características de redes sociais. Isso facilita a adesão, uma vez que os usuários do Univerciência (estudantes-jogadores principalmente) muito provavelmente estejam habituados a utilizar esses recursos de rede social, presentes em comunidades de jogos online multiusuário sociais em massa (MMOSG). Conforme visto no capítulo anterior (Seção 2.3.3.2), comunidades virtuais em MMOSG são tipicamente adeptas da utilização de fóruns, blogues e outros tipos de redes sociais, o que, no caso do Univerciência, em paralelo ao mundo do jogo, torna possível que seus jogadores sociabilizem suas experiências e colaborem com os demais jogadores.
O segundo conjunto de funcionalidades previsto para o ambiente virtual de apoio ao jogo Univerciência consiste na oferta de recursos que deem suporte ao professor no processo de avaliação da aprendizagem dos estudantes. Para isto serão disponibilizados ao docente, relatórios qualitativos e quantitativos que resumem o desempenho dos estudantes nos jogos e a interação com outros estudantes. Como visto na Seção 2.3.3.1 uma saída para a avaliação do aprendizado em jogos sérios é a criação de métricas baseadas em ações que geram conhecimento. Nesse contexto vislumbra-se
para esse segundo conjunto de funcionalidades algumas métricas de progresso que indicam o desempenho do jogador nas fases dos minijogos e métricas de engajamento que refletem sua participação e interação. Foram definidas também funcionalidades que facilitam a avaliação qualitativa, onde o professor pode, através de uma visualização gráfica, buscar o histórico de interações do estudante sobre determinado conteúdo.
Reconhecida a conveniência em proporcionar esse ambiente de apoio a professores e alunos, nas seções a seguir serão identificadas e mapeadas as necessidades do público-alvo através da análise de requisitos e definição do escopo da ferramenta. Serão detalhados os métodos e artefatos utilizados.
3.1 Levantamento de requisitos
O levantamento de requisitos inciou com conversas envolvendo membros da equipe responsável pelo projeto e desenvolvimento da Plataforma Univerciência, considerando as necessidades do público-alvo (estudantes e professores). A partir das informações levantadas nas conversas, de extensa investigação na documentação produzida pela equipe, resultado do desenvolvimento dos jogos e a da experimentação do jogo, foi possível fazer o levantamento.
No levantamento preliminar, os requisitos foram definidos em linguagem natural. Em seguida, a delimitação do escopo, dividindo as funcionalidades em três pacotes, para facilitar o desenvolvimento. E por último foi feita a análise de requisitos buscando dar um grau maior de detalhamento e suporte ao desenvolvimento. Para a realização da análise de requisitos foram utilizados os seguintes artefatos da engenharia de software:
• Definição de requisitos funcionais (RF); • Diagrama de casos de uso (UC);
• Protótipos de interface;
• Definição de regras de negócios (RN).
Nas seções a seguir serão apresentados os artefatos produzidos, com uma breve descrição do objetivo de cada um. Sendo que os documentos de especificação com maior grau de detalhamento estão dispostos nos apêndices deste trabalhos.
3.1.1 Requisitos funcionais
Os requisitos funcionais (RF) definidos buscam descrever o que o sistema deve fazer e como deve se comportar em situações específicas. Conforme apresentado no Quadro 1, para cada RF é apresentada a descrição, o pacote ao qual pertence e quais funcionalidades ele originou (representadas por casos de uso). Essa relação de requisitos funcionais com casos de uso viabiliza a rastreabilidade na manutenção do sistema, pois ao alterar um requisito é possível identificar facilmente quais os casos de uso serão afetados.
Quadro 1: Requisitos funcionais da ferramenta Diário de Bordo do Projeto Univerciência
Número Descrição Pacote UC
RF01 O sistema deve listar todos os eventos que representam as fases finalizadas, as realizações alcançadas e os pedidos de ajuda no formato de linha do tempo.
1 UC01
RF02 O sistema deve listar todos os eventos de determinado minijogo que representam as fases finalizadas, realizações alcançadas e os pedidos de ajuda no formato de linha do tempo.
1 UC02
RF03 O sistema deve permitir que os eventos da linha do tempo de um minijogo sejam filtrados por tipo de evento ou por jogador.
1 UC10
UC11
RF04 O sistema deve permitir a visualização da imagem da tela do jogo quando o evento se tratar de uma fase finalizada.
1 UC03
RF05 O sistema deve permitir a visualização, inclusão, alteração e exclusão de comentários nos eventos.
1 UC05,
UC07, UC08, UC09 RF06 O sistema deve permitir que os eventos e
comentários da linha do tempo sejam marcados
1 UC04,
como favoritos.
RF07 O sistema deve permitir que o jogador solicite ajuda indicando a fase em que está tendo dificuldade.
1 UC12
RF08 O sistema deve permitir a visualização das Realizações alcançadas no mundo do jogo, do próprio jogador.
2 UC14
RF09 O sistema deve permitir a visualização dos itens conquistados ao finalizar minijogos e fases concluídas do próprio jogador.
2 UC15
RF10 O sistema deve permitir a visualização das Realizações Sociais alcançadas pelo jogador.
2 UC16
RF11 O sistema deve permitir que o jogador indique se a ajuda concedida por outro jogador foi útil.
2 UC17
RF12 O sistema deve solicitar que o jogador comente sobre uma realização no jogo ou conquista própria.
2 UC18
RF13 O sistema deve conceder Realizações Sociais aos jogadores que ajudaram os colegas.
2 UC17
RF14 O sistema deve permitir a visualização das dicas de ajuda feitas por outros jogadores nos pedidos do jogador.
2 UC19
RF15 O sistema deve permitir a visualização de todos os eventos favoritos do jogador
2 UC13
RF16 O sistema deve permitir ao professor a visualização de dados estatísticos sobre o desempenho dos alunos de sua classe no jogo, agrupados por classe, agrupados por jogo ou de forma individual.
3
RF17 O sistema deve permitir ao professor a visualização de dados estatísticos sobre a participação do aluno na linha do tempo.
3
