UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIAS E SAÚDE
DEPARTAMENTO DE COMPUTAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO
Daverton Miguel Camilo de Oliveira
PROPOSTA DE JOGO DIGITAL EDUCATIVO EM REALIDADE VIRTUAL IMERSIVA NO AUXÍLIO DO ENSINO DAS OPERAÇÕES MATEMÁTICAS
PARA ALUNOS DO 3º E 4º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
Araranguá 2019
Daverton Miguel Camilo de Oliveira
PROPOSTA DE JOGO DIGITAL EDUCATIVO EM REALIDADE VIRTUAL IMERSIVA NO AUXÍLIO DO ENSINO DAS OPERAÇÕES MATEMÁTICAS
PARA ALUNOS DO 3º E 4º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
Trabalho Conclusão do Curso de Graduação em Engenharia de Computação do Centro de Ciências Tecnologias e Saúde da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Computação Orientadora: Prof.ª Eliane Pozzebon, Drª.
Araranguá 2019
Daverton Miguel Camilo de Oliveira
PROPOSTA DE JOGO DIGITAL EDUCATIVO EM REALIDADE VIRTUAL IMERSIVA NO AUXÍLIO DO ENSINO DAS OPERAÇÕES MATEMÁTICAS
PARA ALUNOS DO 3º E 4º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
Este Trabalho Conclusão de Curso foi julgado adequado para obtenção do Título de “Bacharel em Engenharia de Computação” e aprovado em sua forma final pelo Curso de
Engenharia de Computação
Araranguá, 25 de novembro de 2019
________________________ Prof. Fabricio Ourique, Dr.
Coordenador do Curso
Banca Examinadora:
________________________ Profª Eliane Pozzebon, Dra.
Orientadora
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Profª Luciana Bolan Frigo, Dra.
Avaliadora
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________ Profª Tatiana Nilson dos Santos, MA.
Avaliadora
Universidade Federal de Santa Catarina
Profª Eliane
Pozzebon
Assinado de forma digital por Profª Eliane Pozzebon Dados: 2019.12.10 11:35:42 -03'00'
Assinado de forma digital por Luciana Bolan Frigo:91038979900 Dados: 2019.12.10 17:45:51 -03'00'
Tatiana Nilson dos Santos SIAPE 3017565
Assinado de forma digital por Tatiana
Dados: 2019.12.12 10:53:17 -03'00' Documento assinado digitalmente
Mauricio Girardi
Data: 12/12/2019 11:40:09-0300 CPF: 947.553.619-15
Este trabalho é dedicado à minha família e a todos que contribuíram nesta longa caminhada.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiro a Deus por ter me dado saúde e força por toda essa caminhada ao longo da graduação
Aos meu pais Miguel dos Santos Oliveira e Rosemar Camilo de Oliveira pelo amor incondicional, incentivo e todo apoio necessário para que eu pudesse chegar até onde estou. Ao meu irmão Douglas Camilo de Oliveira por estar comigo desde o início e estar fazendo parte desse sonho, meu muito obrigado pelo companheirismo.
A Kaleandra Chaves de Almeida pela paciência que teve ao longo desse tempo, por me motivar cada vez mais, estendo esse agradecimento também para toda a sua família.
Aos meus padrinhos por me aconselharem e me ajudarem a conquistar meus objetivos.
Agradeço profundamente aos meus familiares que de certa forma torceram e auxiliaram todo esse tempo, em especial para meu Tio, Gilmar de Oliveira Camilo e toda sua família, minha prima/irmã Leticia Camilo Custódio que muito esteve presente ao longo desta caminhada.
A minha orientadora Eliane Pozzebon que muito me ensinou e me ajudou não só neste trabalho, mas também ao longo de toda a graduação.
Agradeço de forma conjunta as Professoras Eliane Pozzebon e Luciana Bolan Frigo por me concederem a oportunidade de fazer parte da família LabTeC, na qual tive o prazer de participar e muito me ajudou em toda carreira acadêmica, estendo esse agradecimento a todos os amigos que fiz no LabTeC.
Agradeço também ao Fabiano Naspolini de Oliveira que muito contribuiu para minha aprendizagem na área de games.
Agradeço a UFSC e a todos os professores, mestres e doutores, que de forma geral fizeram parte de toda essa caminhada ao longo desse tempo, meu profundo obrigado.
Por fim, aos amigos, colegas e todos que de certa torceram ou participaram desta etapa em minha vida. Obrigado!
“Se você pode sonhar, você pode fazer.” (Walt Disney)
RESUMO
O objetivo deste trabalho é apresentar a proposta para o desenvolvimento de um jogo digital educativo em realidade virtual imersiva, aplicado na educação, mais especificamente no ensino das operações matemáticas no ensino fundamental. O desenvolvimento do jogo digital educativo contemplou as seguintes etapas: i. criação da proposta; ii. definição das ferramentas utilizadas;iii. Definição dos cenários e desafios que compõe o jogo. Este trabalho mostra a mecânica do jogo, o fluxo do jogo, os controles, as regras, a pontuação e níveis de dificuldade, por fim um panorama geral dos desafios ao longo dos cenários. Com o jogo concluído aplicou-se em sala de aula. Foram realizados testes com crianças do 3º e do 4º ano do ensino fundamental. Além disso, foi feita a validação através da metodologia GameFlow para verificar o nível de diversão que o jogo proporcionou. Com os resultados, pode-se perceber que o jogo e sua experiência imersiva traz benefícios como ferramenta complementar no processo de ensino, e tende a trazer uma motivação a aprender jogando. Contudo, o jogo não vem de forma alguma substituir o papel do educador, mas sim auxiliar no ensino, como forma de motivar os alunos no aprendizado.
ABSTRACT
The objective of this paper is to present the proposal for the development of an educational digital game in immersive virtual reality, applied in education, more specifically in the teaching of mathematical operations in elementary school. The development of the educational digital game included the following steps: i. creation of the proposal; ii. definition of the tools used iii. Definition of the scenarios and challenges that make up the game. This paper shows the game mechanics, game flow, controls, rules, score and difficulty levels, and finally an overview of the challenges throughout the scenarios. With the game completed it was applied in the classroom. Tests were conducted with children in the 3rd and 4th grades of elementary school. In addition, validation was done through the GameFlow methodology to verify the level of fun the game provided. With the results, it can be seen that the game and its immersive experience brings benefits as a complementary tool in the teaching process, and tends to bring a motivation to learn playing. However, the game does not in any way replace the role of the educator, but assist in teaching as a way to motivate students in learning.
Keywords: Educational digital game. Immersive virtual reality. Math operations
LISTA DE FIGURAS
Figura 1:As quatro características fundamentais dos jogos. ... 20
Figura 2: Cartaz de divulgação SENSORAMA. ... 25
Figura 3: Head-mounted display desenvolvido por Ivan Sutherland. ... 25
Figura 4: Jogadores utilizando óculos VR com visualização 3D imersiva-estereoscópica. ... 26
Figura 5: Óculos de RV VR BOX ... 27
Figura 6: Processamento de uma aplicação em RV ... 28
Figura 7: Óculos de RV VR BOX ... 29
Figura 8: PlayStation VR ... 29
Figura 9: Integração do game engine no jogo ... 31
Figura 10: Óculos de RV VR BOX ... 32
Figura 11 : Cenários desenvolvidos para o jogo +Ma1stemática ... 33
Figura 12: Vilão da fase Oceano Soma ... 33
Figura 13: Peixes disponíveis na fase oceano soma ... 34
Figura 14: Vilão da fase Ilha da Subtração ... 34
Figura 15: Bolhas de sabão na fase ilha subtração ... 34
Figura 16: Vilão fase da multiplicação ... 35
Figura 17: Balões na fase céu da multiplicação ... 35
Figura 18: Fluxograma principal do jogo ... 36
Figura 19: Menu principal ... 37
Figura 20: Controles de jogo ... 38
Figura 21: Pontuação do jogo ... 39
Figura 22: Início da fase Oceano soma ... 40
Figura 23: Jogador em busca dos peixes para o objetivo ... 41
Figura 24: Início da Fase subtração ... 42
Figura 25: Início da fase multiplicação ... 42
Figura 26:Resultado da pergunta se havia jogado antes. ... 44
Figura 27: Resultado da pergunta você aprendeu algo jogando. ... 44
Figura 29: Resultado da pergunta se um jogo educativo pode ajudar no aprendizado das operações matemáticas. ... 45 Figura 30: Aplicação do jogo com os alunos ... 46
LISTA DE TABELAS
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
RV Realidade Virtual
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 15 1.1 Problemática ... 16 1.2 OBJETIVOS ... 16 1.2.1 Objetivo Geral ... 16 1.2.2 Objetivos Específicos ... 16 1.3 JUSTIFICATIVA E MOTIVAÇÃO ... 17 1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ... 17 1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ... 18 2 Referencial teórico ... 19 2.1 Jogos Digitais ... 19
2.1.1 Jogos digitais educativos ... 20
2.1.2 Metodologia de avaliação de jogos educativos ... 22
2.2 Realidade virtual ... 24
2.2.1 Realidade virtual imersiva e não imersiva ... 27
2.2.2 Processamento de Realidade virtual ... 28
2.2.3 Dispositivo de saída e entrada ... 28
3 Proposta ... 30
3.1.1 Descrição ... 30
3.1.2 Público Alvo ... 30
3.1.3 Ferramentas e materiais para o desenvolvimento ... 30
3.1.4 Cenário... 32
3.1.5 Desafios e Elementos do jogo ... 33
4 Funcionamento do Jogo ... 36
4.1.2 Controles ... 37 4.1.3 Regras do jogo ... 38 4.1.4 Pontuação ... 38 4.1.5 Níveis de dificuldade ... 39 4.1.5.1 Nível Fácil ... 39 4.1.5.2 Nível Médio ... 39 4.1.5.3 Nível Difícil ... 39 4.1.6 Fases do jogo ... 40 4.1.6.1 Oceano Soma ... 40 4.1.6.2 Ilha da Subtração ... 41 4.1.6.3 Céu da Multiplicação ... 42 5 Aplicação ... 43
5.1.1 Aplicação em sala de aula ... 43
5.1.2 Análise dos resultados ... 46
5.1.2.1 Desafio ... 46 5.1.2.2 Habilidades do jogador ... 47 5.1.2.3 Controle ... 48 5.1.2.4 Objetivos ... 48 5.1.2.5 Imersão ... 49 5.1.2.6 Interação social ... 50 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 51 6.1.1 TRABALHOS FUTUROS ... 52 REFERÊNCIAS ... 53
ANEXO A – QUESTIONÁRIO INICIAL ... 56
ANEXO B – QUESTIONÁRIO UTILIZADO PARA AVALIAR O JOGO EDUCATIVO ... 57
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1 INTRODUÇÃO
Com a Indústria 4.0 em constante evolução, a tecnologia vem impactando na sociedade e modificando os valores das novas gerações. Por este motivo, gradativamente os alunos das novas gerações têm uma facilidade maior quanto ao uso das mesmas, modificando inclusive o perfil dos alunos que desejam o uso das tecnologias em sala de aula. A Realidade Virtual (RV) é uma ferramenta que pode ser aplicada de diversas formas, inclusive na área de jogos digitais, por apresentar pontos positivos e ter como característica principal a imersão do usuário em um mundo virtual.
Segundo Ramos (2013) “os jogos digitais têm potencial para contribuir com o processo de aprendizagem em uma perspectiva integral do sujeito, indicando que o uso deste recurso no contexto escolar propõe a intersecção entre a diversão, cognição e tecnologias”. Portanto, a união dos jogos digitais com a RV tem despertado a curiosidade, principalmente de crianças e adolescentes, pelo fato da imersão e diversão que ela proporciona, bem como a possibilidade de mesmo que intuitivamente estar presente em uma realidade diferente da qual está habituado.
Em meio ao avanço tecnológico, é de fundamental importância e se faz necessário que a escola aprenda sobre as inovações para poder repassá-las aos alunos, para que assim proporcione conhecimento e habilidades para que exerça a cidadania (PINTO, 2004).
É importante salientar que se faz necessário analisar o impacto do uso da realidade virtual e jogo digital, bem como buscar uma forma de transmitir o conhecimento através de um jogo educativo, mas que além disso faça com que o aluno tenha motivação e consiga aprender de maneira intuitiva e que consiga evoluir à medida que joga.
Desta forma, o trabalho tem como objetivo identificar como um jogo digital educativo, aplicado em realidade virtual imersiva pode auxiliar no ensino das operações matemáticas em estudantes do 3º e 4º ano do ensino fundamental, bem como analisar os pontos positivos e negativos que esta tecnologia proporciona em sala de aula, visando evidenciar quais os benefícios de entretenimento e diversão seu uso proporciona.
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1.1 PROBLEMÁTICA
Cada vez mais se faz necessário inventar metodologias para ensinar a nova geração, utilizando os estudantes para guiar e utilizar a tecnologia a serviço do ensino. (PRENSKY, 2001). Utilizar um jogo digital educativo pode também ser uma ótima alternativa para o ensino e aprendizado, além de motivar e divertir está muito presente no cotidiano do aluno. Contudo criar um jogo educativo que agrade e faça com que o jogador consiga se divertir e melhorar suas habilidades, não é uma tarefa fácil.
Com o avanço de novas tecnologias, mais especificamente da Realidade Virtual Imersiva em Jogos, novas formas de ensinar e aprender surgem de uma maneira mais ampla, o presente estudo estabelece como problema de pesquisa: é possível um jogo digital educativo em realidade virtual imersiva auxiliar e motivar alunos no ensino das operações matemáticas?
1.2 OBJETIVOS
Nas seções abaixo estão descritos o objetivo geral e os objetivos específicos deste trabalho.
1.2.1 Objetivo Geral
Desenvolver um jogo digital educativo em realidade virtual imersiva, tal qual, avaliar o aspecto de entretenimento e diversão do jogo utilizando a metodologia GameFlow, como forma de auxílio no ensino aprendizado das operações matemáticas.
1.2.2 Objetivos Específicos
Para alcançar o objetivo geral serão necessários atingir os seguintes objetivos específicos:
● Realizar um estudo sobre jogos educativos e Realidade Virtual Imersiva; ● Realizar um estudo a respeito das áreas na qual a Realidade Virtual Imersiva
tem sido utilizada;
● Elaborar uma proposta e implementar um jogo educativo em realidade virtual imersiva;
● Aplicar o jogo educativo e avaliar utilizando a metodologia GameFlow para avaliação de jogos educativos;
1.3 JUSTIFICATIVA E MOTIVAÇÃO
Ensinar de forma que o aluno aprenda e não apenas memorize é um tema muito recorrente (DA SILVA, 2014), portanto, é de fundamental importância fornecer novos instrumentos e alternativas que façam com que este ensino seja motivador, motivador e que cumpra com o papel principal de auxiliar na educação.
A inovação tecnológica tem um grande impacto na educação, assim como, é um essencial para a Educação 4.0. O primeiro passo para ter uma escola que atenda às necessidades do século XXI é colocar a realidade virtual no dia a dia de alunos e professores. O hábito se encarregará de tornar a tecnologia um elemento natural nas rotinas escolares, e em pouco tempo a nova realidade estará completamente assimilada por todos. (CARON, 2017).
O grande desafio das escolas é inserir mecanismos que permitam que os alunos possam desenvolver potencialidades que são requeridas pelas profissões do futuro.
1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A metodologia de desenvolvimento deste trabalho é dividida em algumas etapas, das quais, a ordem cronológica e os detalhes são apresentados na sequência.
● Etapa 1: Análise e definição do escopo do trabalho;
● Etapa 2: Levantamento bibliográfico sobre jogos educativos, realidade virtual, além do uso da realidade virtual imersiva atualmente, bem como estudar o método avaliativo para o jogo educativo;
● Etapa 3: Definir a proposta do jogo educativo em realidade virtual imersiva, assim como as ferramentas para o desenvolvimento;
● Etapa 4: Mostrar como é o funcionamento do jogo educativo, as fases existentes, os níveis de dificuldade disponíveis e suas características;
● Etapa 5: Implantar o jogo em sala de aula utilizando a metodologia GameFlow, avaliar e discutir os resultados obtidos;
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● Etapa 6: Elaboração, escrita e apresentação do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC).
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
Este trabalho é fragmentado em 5 capítulos. O Capítulo 1 apresenta uma introdução, problemática do trabalho, os objetivos gerais e específicos, justificativa e motivação, procedimentos metodológicos e a organização do trabalho.
O Capítulo 2 trata sobre conceitos da área de jogos educativos, realidade virtual e o cenário atual dos jogos educativos, informações importantes para o um melhor entendimento desse trabalho. Também é apresentado algumas formas de uso da realidade virtual imersiva atualmente.
O Capítulo 3 apresenta a proposta do jogo educativo, bem como as ferramentas para seu desenvolvimento
O Capítulo 4 demostra como é o funcionamento do jogo, as características do jogo e informações relevantes.
O Capítulo 5 mostra como foi a implantação do jogo em sala de aula, assim como a forma como o método avaliativo e os resultados obtidos.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo são apresentadas as principais fundamentações teóricas utilizadas na elaboração deste estudo. São abordados assuntos como jogo e suas divisões, jogo digital, panorama do jogo digital no meio educativo e a metodologia de avaliação. Além disso, é abordada a realidade virtual, característica, divisão e ferramentas utilizadas.
2.1 JOGOS DIGITAIS
Antes de entrar no tema jogos digitais é necessário contextualizar o assunto que é de grande importância para o entendimento deste trabalho, que é o conceito de jogo.
Segundo Karl Kapp (2012), o jogo pode ser definido como “um sistema no qual os jogadores se empenham em um desafio abstrato, definido por regras, interatividade, feedback, que resulta em produtos quantificáveis e que desperta reações emocionais”. Salen e Zimmerman (2012), reforça o conceito de jogo como sendo, “um sistema no qual os jogadores se envolvem em um conflito artificial, definido por regras, que implica um resultado quantificável”
Além disso, Huizinga (1971) reforça o conceito, na qual “o jogo é uma atividade ou ocupação voluntária, exercida dentro de certos e determinados limites de tempo e de espaço, segundo regras livremente consentidas”
Este trabalho adota o conceito de jogo como um sistema composto por regras, interatividade e um resultado quantificável, tendo o ato de jogar como uma atividade voluntária.
Mattar (2010) também salienta a possibilidade de o jogo propiciar o aprendizado através dos erros cometidos, sem gerar frustrações nos estudantes, estimulando novas tentativas.
McGonigal (2012), aprofunda o tema jogo e classifica mediante quatro características que são fundamentais: meta, regras, sistema de feedback e participação voluntária.
Pascotini (2018) aprofunda os fundamentos relatados por McGonigal (2012), segundo suas características de acordo com a Figura 1.
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● Meta: Objetivo central do jogo, aquilo que os jogadores almejam ao final do jogo e que dá propósito durante o percurso do jogo;
● Regras: limitações que estão ao longo do jogo, fazendo com que a trajetória não seja tão simples, fazendo com que melhore ao longo do tempo.
● Sistema de feedback: informa aos jogadores o quanto perto estão de atingir a meta ou não. Esse feedback pode ser informado através de pontos, placar ou barra de progresso, entre outros. O feedback, fornece a motivação para o jogador continuar jogando;
● Participação voluntária: Garante que de forma intuitiva aceite, consciente e voluntariamente, a meta, as regras e o feedback.
Tendo o conceito do que é um jogo consolidado, é possível agora abranger o contexto do trabalho para o conceito de jogos digitais e seu uso na educação.
2.1.1 Jogos digitais educativos
De acordo com Hoffmann et al. (2016) “Os jogos digitais no processo de ensino e aprendizagem buscam despertar o interesse a partir de uma metodologia envolvente, lúdica e desafiadora.”.
Além disso, segundo Grubel e Bez (2006) também destaca que “Jogos educativos podem facilitar o processo de ensino-aprendizagem e ainda serem prazerosos, interessantes e desafiantes”
O termo jogo de certo modo arremete a diversão e motivação, unir estes conceitos com jogo digital educativo não é uma tarefa fácil, contudo tende a auxiliar e muito a sociedade que está cada vez mais exposta a novas tecnologias.
Segundo Bittencourt e Giraffa (2003) “Como o processo educacional está sendo influenciado pela cibercultura é necessário definir uma metodologia e um conjunto de
Figura 1:As quatro características fundamentais dos jogos.
crenças de aprendizagem que permitam superar o desafio de capacitação humanística e tecnológica de aprendizes e educadores”
Cada vez mais é possível observar o avanço tecnológico na sociedade, este tem sido de grande influência em sala de aula, por este motivo se faz necessário utilizar estratégias para que seja possível utilizar as novas tecnologias a favor do ensino.
Santos (2017) destaca o uso de jogos educacionais por parte dos docentes no ensino aprendizagem,
Os jogos educacionais são ótimas ferramentas para um docente utilizar no processo de ensino aprendizagem, tendo como base que eles (os jogos) contribuem para o desenvolvimento cognitivo, intelectual e social do educando, desta forma propiciando aos alunos habilidades que farão parte de outras competências que ainda serão desenvolvidas.(SANTOS, 2017, p36.)
O jogo digital é uma alternativa para auxílio no ensino aprendizagem e tem se mostrado de grande aplicabilidade na educação, pois tem como umas das características despertar o interesse e divertir o jogador, essas duas características têm despertado o aspecto motivador de jovens, adolescente e crianças.
É importante destacar que o jogo não vem substituir o papel do docente, mas sim auxiliar no ensino- aprendizagem e compartilhar o conhecimento de uma forma diferente da qual estão habituados, onde o aluno não só fica copiando os conteúdos, mas sim que o aluno se motive a ser melhor e aprenda de forma efetiva.
Segundo Hoffmann et al. (2016),
[..] o modelo de educação com uma prática pedagógica, relacionando o jogo digital com a aprendizagem, não reduz o papel do professor nesse processo. Sempre que a aprendizagem existir, o professor estará envolvido. O professor deve estar muito bem preparado para exercer seu papel de mediador e atento à importância do planejamento e dos métodos apropriados para a utilização dos jogos digitais. Deve estar atento às diferentes maneiras que seus alunos aprendem, para que de fato haja a relação do aluno com o jogo e com o conteúdo desenvolvido pelo mesmo. (HOFFMANN et al., 2016, p. 6)
No entanto, um jogo para obter sucesso em sua aplicação, não deve de forma alguma ser empurrado para turma, mas sim trabalhado os aspectos relevantes antes de aplicar, tais como mostrar qual conteúdo o jogo abrange. Este tipo de cuidado é de importância grande, pois tem um impacto direto na forma como o aluno aprende e se motiva efetivamente.
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Mattar (2010) aborda os jogos sérios como um bom começo para a introdução dos jogos na prática escolar.
Uma diferença interessante apontada entre jogos sérios e convencionais é que os jogos sérios devem responder mais às decisões conscientes dos jogadores do que a um elemento exterior de sorte. Apesar da interação, os jogadores devem enxergar que foi uma decisão específica deles que iniciou um conjunto de consequências, e não um elemento do acaso. E como, quando estão jogando, os jogadores entram num estado de fluxo, é essencial uma discussão pós-jogo para avaliar o percurso e as decisões tomadas (MATTAR, 2009).
A aprendizagem baseada em jogos digitais é considerada uma das novas maneiras das pessoas aprenderem, principalmente àquelas que fazem parte da geração dos nativos digitais, podendo se estender a todos que percebem a aprendizagem como algo irrelevante e desagradável (PRENSKY, 2012).
Segundo Bittencourt e Giraffa (2003) alertam, “No planejamento de jogos e simulações é de vital importância definir e fixar os objetivos da atividade, a determinação do contexto desejado para a mesma, a identificação dos recursos utilizáveis para se alcançar os objetivos finais e a determinação da sequência de interações”
Tendo em vista que se faz necessário um cuidado especial no planejamento e avaliação de jogos digitais educativos, este trabalho não visa avaliar o aspecto pedagógico no qual o jogo apresenta, mas sim o quão motivador e divertido se mostrou ao aluno. Além de avaliar o objetivo e verificar os aspectos que influenciam no jogo, portanto, para isso foi escolhida uma metodologia para análise de jogos educativos, tendo o foco principal no aspecto de diversão e motivação.
2.1.2 Metodologia de avaliação de jogos educativos
Com objetivo de consequentemente validar e verificar o nível de entretenimento que o jogo proporcionou ao jogador, optou-se por um método para análise de jogos educativos, proposto por Sweetser e Wyeth (2005) denominado GameFlow.
O método avaliativo GameFlow é direcionado para entretenimento e diversão que é o grande foco do trabalho, de acordo com Oliveira et al. (2015) “O GameFlow tem como objetivo avaliar o quão prazerosos é o jogo para o jogador”, Segundo Fu (2009 apud Shimohara, Sobreira e Ito (2016)) “O GameFlow consiste em uma avaliação com o propósito de verificar o nível de prazer de um jogo, facilitando assim a aplicação de melhorias no
design”. Além disso, o termo “Flow”, descreve o sentimento da experiência mais agradável, que não acontece em qualquer momento, mas sim quando estamos ativamente envolvidos em uma tarefa que exige habilidade físicas ou mentais. Mihaly csikszentmihalyi (1993 apud Shimohara, Sobreira e Ito (2016)).
Para avaliar de acordo com a metodologia é necessário entender os critérios que compõe o método, definidos como: (a) Concentração, (b) Desafios, (c) Habilidades do Jogador, (d) Controle, (e) Objetivos Claros, (f) Feedback, (g) Imersão e (i) Interação Social. (Sweetser e Wyeth, 2005)
Oliveira et al. (2015) apresenta uma pequena descrição dos critérios avaliativos.
Concentração: Jogos devem exigir concentração; Desafio: Jogos devem ser desafiadores e corresponderem ao nível de habilidade do jogador; Habilidade do Jogador: Jogos devem apoiar o desenvolvimento da habilidade do jogador; Controle: O jogador deve ter sensação de controle sobre suas ações no jogo; Objetivos Claros: Jogos devem fornecer metas claras ao jogador; Feedback: O jogador deve receber feedback adequado em momentos apropriados; Imersão: O jogador deve ter envolvimento profundo; e Interação Social: Jogos devem apoiar e criar oportunidades de interação social. (OLIVEIRA et al., 2015)
Neves et al. (2014) descreve os critérios e a forma como pode ser avaliado.
● Concentração: Avalia o quanto o jogador se conectou com o jogo, ou seja, o quanto a atenção foi retida e mantida no jogo, além de que, visa
identificar se o nível do desafio é adequado às habilidades e se não existe distrações que retiram a atenção do jogador para com o jogo.
● Desafio: Considerado um dos mais importantes, tende a avaliar se o
objetivo do jogo corresponde ao nível do jogador, fornecendo ainda formas para melhorar a habilidade em jogo.
● Habilidades do jogador: Avalia o equilíbrio entre habilidade do jogador e os desafios ao longo do jogo, sendo que alguns aspectos que ajudam o jogador durante o jogo, auxiliam neste critério, tais como, fase tutorial e a presença de elementos informativos durante a game play.
● Controle: Verifica os aspectos de controle do personagem e suas ações, além de repassar ao jogador a influência de suas ações no universo do jogo.
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● Objetivos claros: Identifica a presença de elementos que auxiliam a identificar os objetivos principais e secundários no jogo
● Feedback: Valida a presença elementos que auxiliam a mensurar o avanço no jogo, além de formas de auxílio durante o processo.
● Imersão: Identifica o nível de imersão que o jogo proporcionou, tendo em vista que, os aspectos de enredo, áudio e efeitos visuais colaboram para uma boa avaliação deste critério.
● Interação social: Verifica a presença do aspecto de interação entre o jogador e os outros jogadores, além do uso de chats e salas online.
Com a definição de cada critério é possível então desenvolver uma forma de extrair a informação do jogador, portanto, criou-se um questionário, a fim de aplicar ao jogador logo após sua experiência com o jogo, a fim de abstrair as informações relevantes para a metodologia e primordiais para a avaliação do jogo digital.
2.2 REALIDADE VIRTUAL
A definição de RV é basicamente o uso da tecnologia com o objetivo de representar a realidade física em um ambiente virtual, capaz de tornar essa experiência cada vez mais próxima da realidade. Segundo Latta (1994, apud Netto et al. 2002, p.5) “Trata-se de uma
interface que simula um ambiente real e permite aos participantes interagirem como mesmo”. Outros autores também reforçam o conceito principal da RV, segundo Pimentel (1995, apud Rodrigues; Porto, 2013, p. 99) define realidade virtual como “o uso de alta tecnologia para convencer o usuário de que ele se encontra em outra realidade, provocando o seu envolvimento por completo".
Tendo em vista a forma de definir RV de outros autores, a que será utilizada para este trabalho será a proposta por Tori et al.(2006) “é uma interface avançada para aplicações computacionais, que permite ao usuário a movimentação(navegação) e interação em tempo real, em um ambiente tridimensional, podendo fazer uso de dispositivos multissensoriais, para a atuação ou feedback”. Pontando é possível verificar mediante as definições que a grande característica da RV é simular a realidade real em virtual, em tempo real e permitindo até mesmo a movimentação no ambiente, no entanto a RV atual se beneficiou muito com os avanços tecnológicos, para chegar a este ponto.
A RV conhecida atualmente, tem seu marco inicial na década de 1950, com o cineasta Morto Heilig, no qual produziu o equipamento chamado de SENSORAMA mostrado na Figura 2. (TORI et al., 2006, cap 1, p.5)
O SENSORAMA era composto por um ecrã3D, som estéreo, inclinação de corpo em sua cadeira e sensações de vento e aromas. Ribeiro et al. (2017). Este tipo de imersão na época era inimaginável, entretanto Heilig não transformou sua invenção em sucesso comercial, porém iniciou a ideia a respeito da RV conhecida atualmente. (TORI et al., 2006, cap 1, p.5)
Na década de 60, Ivan Sutherland produziu o primeiro capacete de RV Figura 3, além disso também foi precursor de uma série de pesquisas e desenvolvimento que permitiram surgimento de aplicações atualmente. (TORI et al., 2006, cap 1, p.5)
Figura 2: Cartaz de divulgação SENSORAMA.
Fonte: (Tori et al., 2006)
Figura 3: Head-mounted display desenvolvido por Ivan Sutherland.
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Através do avanço tecnológico, foi possível tornar a RV viável no mercado. A empresa denominada Virtual Group quem iniciou a produção sistemas de entretenimento em realidade virtual, focados em jogos digitais Figura 4, sendo futuramente disponibilizada esta tecnologia pela primeira vez para a cidadão comuns. (CARDOSO et al., 2017, p. 14)
Segundo Ribeiro et al. (2017) “partir da década de 90, o mundo dos jogos digitais, começou a utilizar a tecnologia de Realidade Virtual, com o intuito de proporcionar as melhores experiências possíveis.”.
Desta forma surgiu a necessidade de se aprofundar mais nas formas de uso, tal como em quais outras áreas a RV poderia ser aplicada, além de evoluir a tecnologia. Em meio aos estudos sobre a RV, foi possível verificar que a tecnologia podia ser caracterizada pela coexistência integrada de três ideias básicas: imersão, interação e envolvimento. (RODRIGUES; PORTO, 2013).
Como o intuito de tornar mais claro as características, (RODRIGUES; PORTO, 2013) descreve cada item de acordo com sua definição.
● Imersão: Tem como objetivo mostrar ao usuário imerso, a sensação de estar dentro do ambiente. Entretanto, a identificação do nível de imersão é atrelada a capacidade dos dispositivos, no qual transmitem ao utilizador a sensação de entrada no
ambiente virtualizado, além de prenderem a atenção e com isso isolá-lo do mundo exterior, permitindo a interação com o meio e não ser apenas um observador.
● Interação: Está diretamente ligada á capacidade do computador de identificar as entradas dos usuários, com isso modificar o mundo virtual de acordo com os comandos em tempo real.
Figura 4: Jogadores utilizando óculos VR com visualização 3D imersiva-estereoscópica.
● Envolvimento: Definido pelo grau de motivação e o envolvimento de uma pessoa em determinada atividade. Podendo ser passivo ou ativo, o passivo por sua vez tem como exemplo a leitura de um livro, já o ativo tem como exemplo participar de um jogo com um parceiro.
Além de caracterizar a RV é possível também classificar, de acordo com Tori et al. (2006) “A Realidade Virtual pode ser classificada, em função do senso de presença do usuário, em imersiva ou não-imersiva.”
2.2.1 Realidade virtual imersiva e não imersiva
A RV imersiva transporta o usuário para o domínio da aplicação, ou seja, isola o usuário do mundo real, através de dispositivos multissensoriais (capacete, caverna, luva de dados e seus dispositivos) Figura 5, provendo assim uma sensação de presença no mundo virtual. Com base neste conceito que o presente trabalho será baseado, em prover um ambiente imersivo ao usuário.
Sendo o oposto da RV imersiva, a RV não-imersiva tem como papel o acesso ao ambiente virtual apenas, sem o isolamento do mundo real, nesta definição estão os computadores (Tela e mouse), notebooks e equipamentos de projeção, entretanto nesta definição o usuário continua a se sentir no mundo real.
Para se utilizar a Realidade Virtual como sendo uma ferramenta de simulação e interação em tempo real, é necessário o uso de dispositivos, hardware e software específicos para esta finalidade.
Figura 5: Óculos de RV VR BOX
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2.2.2 Processamento de Realidade virtual
Para desenvolver uma aplicação em realidade virtual se faz necessário entender um pouco de como é seu funcionamento. Segundo Tori et al. (2006) “Um sistema de realidade virtual possui vários módulos de processamento[..]”, estes módulos estão representados pela Figura 6.
Quando uma aplicação em RV é iniciada, segue um ciclo de acordo com o processamento, este ciclo é composto pela Leitura dos dados dos dispositivos de entrada, execução da simulação/animação e renderização sensorial. Dentre estas etapas a renderização sensorial é de fato a mais ampla e reúne a renderização visual, auditiva e háptica. (TORI et al., 2006).
Contudo Tori et al. (2006) alerta sobre o tempo de latência, “Para não causar desconforto ao usuário, normalmente o tempo de latência deve ser no máximo, 100 ms, que implica em uma taxa de, no mínimo, 10 quadros/s para a renderização visual”
2.2.3 Dispositivo de saída e entrada
Com o objetivo de fazer com que o usuário esteja imerso em um ambiente virtual, é necessário o uso de dispositivos de entrada e saída de dados. Além disso, para o uso da RV é necessário um equipamento com um processador para gerar imagens virtuais e uma tela para produzir essas mesmas imagens, entre eles estão os computadores e smartphones. (CARDOSO et al., 2017, p. 18)
● Videocapacetes (HMDs)
Figura 6: Processamento de uma aplicação em RV
Dispositivos de saída de dados, entretanto também pode ser de entrada de dados, pelo fato de fornecer informações a respeito da posição e orientação da cabeça. Além disso, são capazes de influenciar no nível de imersão de um sistema em RV. (MACHADO, 1995)
Atualmente os dispositivos de visualização mais utilizados são os óculos ergonómicos, produzindo uma sensação de tridimensionalidade alta, pois faz uso da técnica do visor estereoscópio, além disso, permite uma grande adaptação por qualquer utilizador.
Segundo Cardoso (2017) “Existem dois tipos de óculos, os que tem a tela incorporada e os que necessitam de um smartphone para servir de tela, ambos considerados Head Mounted Display (HMD)”. Entretanto vale ressaltar que os que possuem uma tela incorporado possui um custo elevado Figura 8, ao passo que sua qualidade é relativamente melhor.
Porém uma alternativa de baixo custo é os óculos sem tela Figura 7, contudo é necessário incorporar um smartphone, no qual possui um sensor de acelerômetro e giroscópio
● Dispositivos de entrada
Pimentel (1995, apud Botega,2009) “divide os dispositivos de entrada em duas categorias: dispositivos de interação e dispositivos de trajetória”. Os dispositivos de interação permitem a manipulação de objetos no mundo virtual, entretanto os de trajetória monitoram partes do corpo do usuário, detectando os movimentos e criando a sensação de presença no mundo virtual.
No presente trabalho será necessário utilizar o dispositivo de interação, na figura de um joystick, responsável pela movimentação do jogador.
Figura 7: Óculos de RV VR BOX Figura 8: PlayStation VR
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3 PROPOSTA
Este capítulo descreve a proposta do jogo educativo em realidade virtual imersiva, roteiro, metodologia utilizada. Além disso o capítulo também apresenta as ferramentas utilizadas para o desenvolvimento do jogo, cenários e desafios.
3.1.1 Descrição
O jogo educativo +Ma1stemática, desenvolvido para este trabalho é do gênero aventura, a temática do jogo é fazer com que o jogador seja parte de uma jornada, em busca de uma nova aventura , o jogador toma a decisão de deixar a ilha em que se encontra, com isso a jornada tem início, motivado em buscar um lugar melhor e descobrir novos lugares.
Contudo sua jornada não é simples, pois contém desafios que aparecem em seu caminho e que devem ser derrotados utilizando a matemática e as operações básicas, contando com a ajuda de elementos para vencer os desafios e chegar em um lugar melhor, ao longo da jornada o jogador vai evoluindo e melhorando suas habilidades, consequentemente seu raciocínio para derrotar os desafios de forma mais rápida e assertiva tende a aumentar.
3.1.2 Público Alvo
A decisão do público alvo é de grande importância na etapa inicial, pois define como serão desenvolvidos os elementos e os cuidados necessários, para que o jogo atenda ao público em questão. Para o jogo desenvolvido no trabalho o público alvo escolhido será os alunos do 3º e 4º anos do ensino fundamental, ou aqueles que se interessem em melhorar e evoluir ainda mais nas operações matemáticas.
3.1.3 Ferramentas e materiais para o desenvolvimento
Com o aumento da complexidade presente nos jogos, se tornou inviável desenvolver jogos construindo todo o código, devido a limitações de tempo, custo e qualidade.(TORI et al., 2006), portanto para desenvolver um jogo digital é necessário o uso de algumas ferramentas, visto que é composto por vários elementos, cada um com sua função específica.
Segundo Kirner (2014) “o projeto em RV ou aumentada exige a atuação de um game
engine para sintetizar as imagens e gráficos que irão ser utilizados no decorrer da experiência
do usuário.”, neste caso é de extrema importância escolher a ferramenta que melhor atende as necessidades do projeto, pois ela é responsável por unir o conteúdo do jogo com os respectivos dispositivos de entrada e saída Figura 8. Além disso, sua escolha determina muito de como será o andamento do mesmo e a equipe que faz o uso destas ferramentas.
Tendo em mente a importância que a game engine representa, sendo também a ferramenta necessária para construir e unir elementos, além de dar vida aos cenários disponíveis no jogo. No jogo educativo +Ma1stemática a game engine que será utilizada é a Unity 3D, pois é uma ferramenta muito recomendada por oferecer diversas ferramentas para a construção de games e integração com outras ferramentas, além de ter um custo gratuito para jogos com uma renda baixa.
Contudo para desenvolver jogos em RV no Unity 3D é necessário que se tenha instalado na game engine um Plugin chamado Google Vr SDK for unity. através dele é possível simular o ambiente virtual, contando com scripts que auxiliam no desenvolvimento destas aplicações.
Outro motivo é a escolha da linguagem de programação utilizada que será C# para todos os scripts, pois o desenvolvedor apresenta uma maior afinidade com a linguagem e a Unity3D fornece suporte para esta opção.
Os objetos e elementos serão modelados utilizando o Blender, pois é um software de fácil uso e também é disponibilizado de forma gratuita, por fim para criar as texturas do jogo foi utilizado o software livre GIMP, no qual será desenvolvida a HUD presente no jogo, bem como os informativos de objetivos, pontuação, controles e fim de jogo.
Figura 9: Integração do game engine no jogo
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Para executar o jogo educativo se faz necessário o uso dos óculos de RV também chamado de HMD. Para o trabalho foi feita uma análise de custo benéfico e identificou que os sem a presença do display, ou seja, aqueles que precisam de um smartphone para executar, são mais baratos. Optou-se então pelo VR BOX figura 10 que é uma alternativa que possui um baixo custo e é uma alternativa confortável.
3.1.4 Cenário
No estágio inicial do projeto foi definido o modo como agregar os elementos de jogo, operações matemáticas e ainda criar uma forma divertida de aprender. Com isso se fez necessário criar lugares ou locais, chamados no termo técnico de cenários, que fizessem com que o jogador se desligasse do mundo real e participasse da jornada no mundo virtual.
Tendo em vista a ideia de uma jornada, cada cenário foi desenvolvido de acordo com os elementos de cada operação. Além disso, se preocupou em criar locais diferentes para que a experiência de jogo não se torne a mesma, mas sim a cada operação um cenário novo e um desafio diferente.
O jogo conta com quatro cenários, um para cada operação a figura 11 mostra os cenários de soma e subtração desenvolvido na Unity 3D, utilizando também objetos desenvolvidos no Blender.
Figura 10: Óculos de RV VR BOX
3.1.5 Desafios e Elementos do jogo
Com o propósito de promover uma experiência na qual o jogador seja de fato desafiado, cada fase possui um vilão, além de o vilão possuir uma barra de vida localiza na parte superior, sendo derrotado assim que a barra de vida for zerada. Neste caso a barra de vida tem o significado de progresso, ou seja, vem de encontro com os princípios do conceito de jogo no qual cita a importância de mostrar ao jogador o seu progresso durante o jogo.
Contudo para se chegar ao chefe final, é necessário concluir determinadas etapas, onde cada um oferece um objetivo secundário, a Figura 12 mostra o vilão escolhido para a primeira fase que representa a operação soma, também denominada no jogo como sendo “Oceano Soma”. Além disso seus objetivos secundários são representados pelos tentáculos.
Nesta fase além do vilão, também existem os peixes que auxiliam a chegar no objetivo proposto no desafio, de acordo com a Figura 13 é possível observar também todos os peixes que estão disponíveis na fase, cada qual com sua cor. A escolha de cada peixe ter uma cor se fez necessária para auxiliar no jogo em si e facilitar a visualização e identificação dos peixes.
Figura 11 : Cenários desenvolvidos para o jogo +Ma1stemática
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 12: Vilão da fase Oceano Soma
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A figura 14 representa o desafio presente na fase da subtração, o vilão em questão é um dirigível que está preso por cordas, este será utilizado para que o jogador consiga deixar a ilha antes que o vulcão entre em erupção, seus objetivos secundários são cortar as cordas que prendem o mesmo, para que consiga escapar. Assim como na fase anterior, nesta também existe elementos para auxiliar a derrotar os desafios, representada na Figura 15 como sendo bolhas de sabão.
Por fim a Figura 16, mostra a fase que representa a multiplicação, denominada como céu multiplicação, na qual testa os conhecimentos do jogador quanto a multiplicação, seu desafio principal é estourar o Sr balão antes que o tempo se esgote.
Figura 13: Peixes disponíveis na fase oceano soma
Fonte: Elaborada pelo autor
Figura 14: Vilão da fase Ilha da Subtração
Fonte: Elaborada pelo autor. Figura 15: Bolhas de sabão na fase ilha subtração
Os objetivos secundários são os balões guarda costas do Sr balão, cada objetivo secundário apresenta um número, e sua escolha tem como base de dados a tabuada do número um ao nove. Não sendo diferente das demais etapas para esta, também é utilizado os elementos auxiliares, sendo eles balões de festa, a Figura 17 mostra os balões que podem ser utilizados para a fase.
Figura 16: Vilão fase da multiplicação
Fonte: Elaborada pelo autor
Figura 17: Balões na fase céu da multiplicação
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4 FUNCIONAMENTO DO JOGO
Este capítulo descreve o funcionamento do jogo educativo em realidade virtual imersiva, fluxo e início do jogo, controles, regras, níveis de dificuldade e por fim as fases do jogo e seus desafios.
4.1.1 Fluxo e Início do jogo
Para um melhor entendimento de como é o fluxo do jogo, foi criado um simples fluxograma representado pela Figura 18.
O jogo inicia em uma ilha na qual uma tela de menu principal é apresentada à frente do jogador, como mostrado na Figura 19 no qual possui determinadas opções que estão definidas na tabela 1, para selecionar uma opção basta movimentar o cursor branco e incidir na opção desejada.
Tabela 1 – Opções do menu principal do jogo
Opção Descrição
Iniciar Habilita um menu auxiliar no qual é possível escolher os níveis de dificuldade, definidos em
fácil, médio e difícil
Fonte: Elaborada pelo autor. Figura 18: Fluxograma principal do jogo
Tutorial Habilita a opção para ser direcionado ao tutorial, no qual visa ensinar ao jogador o funcionamento
do jogo efetivamente.
Informações Mostra a configuração dos controles, bem como a forma como é feita a pontuação no jogo.
Sair do jogo Fecha o jogo
Fonte: Elaborada pelo autor.
4.1.2 Controles
Com o objetivo de diminuir a movimentação do jogador no ambiente real, se pensou em uma alternativa para qual o jogador pudesse explorar os cenários desenvolvidos. Portanto se fez necessário a integração do jogo com um controle externo, foi utilizado o controle
bluetooh, que é uma alternativa de baixo custo e pode ser integrada com o jogo de forma a
atender as expectativas.
Tendo essa integração em mente se pensou em como o controle funcionaria em jogo, a Figura 20 mostra as opções que podem ser realizadas durante o jogo, onde é possível movimentar o jogador utilizando o botão analógico para esquerda, direita, frente e trás, assim como atirar o dardo pressionando o botão B.
Figura 19: Menu principal
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4.1.3 Regras do jogo
Para que um jogo tenha sucesso em seu propósito, é de extrema importância que esteja envolto em regras. O jogo +Ma1stemática também possui regras de funcionamento tais como:
Regra 1: Caso o jogador ultrapasse o valor desejado nas operações, automaticamente a força é zerada e o jogador punido perdendo uma porcentagem de vida, sendo ela maior se o erro for consecutivo.
Regra 2: O jogador tem um tempo de até 9 minutos para terminar os objetivos da fase, caso o tempo exceda, ele é redirecionado para o início da fase e zerando a pontuação que conquistou na etapa.
Regra 3: Se o jogador tentar derrotar os objetivos sem a força correta para a etapa, ele perde uma porcentagem de vida.
Regra 4: Ao chegar a zero de vida, o jogador perde o jogo, em sua tela uma mensagem de
game over aparece na tela.
4.1.4 Pontuação
A pontuação no jogo é um requisito fundamental, pois além de motivar provoca no aluno o sentimento de competição e por não querer perder se dedica mais para resolver os desafios que o jogo apresenta. (FIALHO, 2008)
Para o jogo +Ma1stemática a pontuação é baseada no tempo que o jogador está jogando e acertos, o fato de limitar a pontuação de acordo com o tempo se faz necessária pela imersão que a RV proporciona, sendo importante criar um limitador de tempo para não gerar desconforto para o jogador. A Figura 21 mostra o panorama de como é feita a pontuação, portanto derrotar os inimigos de forma rápida sem erros faz com que a pontuação seja maior.
Fonte: Elaborada pelo autor. Figura 20: Controles de jogo
4.1.5 Níveis de dificuldade
Com o propósito de que o jogo tenha um efeito positivo em seu público, o mesmo deve acompanhar alguns aspectos, entre eles a evolução, por conta disso foi desenvolvido um sistema de níveis de dificuldade, na qual é dividido em fácil, médio e difícil.
4.1.5.1 Nível Fácil
Define um número aleatório entre dois e sete para cada desafio principal e secundário, além disso, também limita os elementos que auxiliam a obter os valores da etapa sendo limitado de um a quatro.
Para a fase “céu da multiplicação” a escolha dos valores para o objetivo principal e secundário é diferente, pois define um número aleatório que está presente na tabuada de um a três.
4.1.5.2 Nível Médio
Escolhe um número aleatório entre sete e doze para cada desafio e os elementos que auxiliam a obter os valores da etapa limitado de entre um a seis.
A fase céu da multiplicação define um número aleatório para ser o objetivo principal e secundário, ele deve estar que está presente na tabuada de três a seis.
4.1.5.3 Nível Difícil
Determina um número aleatório entre sete e vinte e cinco para cada desafio e os elementos que auxiliam a obter os valores da etapa limitado de entre um a nove.
Figura 21: Pontuação do jogo
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A fase céu da multiplicação define um número aleatório para ser o objetivo principal e secundário, ele deve estar que está presente na tabuada de três a nove.
4.1.6 Fases do jogo
O jogo é composto por cenários, divididos em Oceano Soma, Ilha da subtração e Céu da Multiplicação, cada qual tem seus objetivos definidos de acordo com a operação. Com o intuito de melhorar no entendimento a respeito de cada fase que compõe o jogo, este será dividido em subseções cada qual com a fase correspondente.
4.1.6.1 Oceano Soma
Assim que o jogador seleciona a opção iniciar no menu principal, o mesmo é redirecionado para a fase "Oceano Soma" e inicia com o objetivo na tela representado na Figura 22, porém para completar este desafio é necessário derrotar as etapas, que são representadas pelos tentáculos do vilão, cada etapa possui um objetivo específico.
Para vencer a etapa e completar os objetivos é necessário conseguir a força necessária para derrotar os desafios, os peixes surgem de forma aleatória no cenário e podem ser acertados ao atirar o dardo, cada peixe possui um valor, que é somado ao valor que o jogador possui, aumentado assim sua força para obter o objetivo esperado Figura 23. Quando possuir força necessária é preciso acertar o desafio com o dardo para derrotar e habilitar a nova etapa até chegar ao vilão principal no qual também possui um valor a ser adquirido para poder ser derrotado e o jogador avance de fase.
Figura 22: Início da fase Oceano soma
A cada acerto o jogador pontua, contudo a cada erro também é punido perdendo uma parte da vida atual e zerando sua força.
4.1.6.2 Ilha da Subtração
Logo após o fim da fase soma o jogador continua sua jornada pela mundo da matemática, porém agora o cenário é de uma ilha onde existe um vulcão pronto para entrar em erupção, contudo para sair da ilha é necessário cortar as cordas que prendem um dirigível a fim de utiliza-lo. Nesta etapa as cordas possuem um valor específico, sendo como um objetivo secundário cortar as cordas para se chegar a etapa final, além disso o jogo disponibiliza bolhas de sabão com valores, ao acertar a bolha com o dardo ela estoura e contabiliza o valor na força necessária, esta ação é executada até que consiga o valor necessário para vencer as etapas e chegar no objetivo principal da fase, que é desamarrar as cordas e sair antes que o vulcão entre em erupção.
Para fazer os cálculos da subtração é necessário tomar um certo cuidado, logo após a escolha do número para o desafio intermediário, é feito um novo sorteio para a escolha de um número inicial para a subtração. Na Figura 24 é possível observar que o número o escolhido foi o 12, portanto para que se tenha o valor necessário que é 11, é preciso então subtrair 1 do número 12 para que assim consiga avançar de nível.
Figura 23: Jogador em busca dos peixes para o objetivo
42
4.1.6.3 Céu da Multiplicação
A última fase do jogo é contemplada com a operação de multiplicação, o cenário de jogo agora é o céu e o dirigível o local onde o jogador está atualmente Figura 25, nesta fase é caracterizada a operação de multiplicação e seus desafios intermediários, o valor dos objetivos é escolhido de acordo com os números da tabuada de um a nove, por conseguinte é necessário fazer a multiplicação entre balões para que se consiga os desafios propostos.
Figura 24: Início da Fase subtração
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 25: Início da fase multiplicação
5 APLICAÇÃO
Este capítulo descreve a aplicação do jogo em uma escola, além disso descreve como foi feita a coleta de dados e mostra os resultados obtidos através da metodologia utilizada no trabalho.
5.1.1 Aplicação em sala de aula
Para que o jogo fosse avaliado, foi feita uma aplicação na Escola de Ensino Fundamental Rio dos anjos, localizada na cidade de Araranguá/SC no dia 5 de novembro de 2019 em uma turma com 14 alunos, no período matutino.
Na ocasião, antes de iniciar a implantação do jogo os alunos estavam fazendo alguns exercícios da disciplina de matemática. Logo após o fim das atividades, foi feita a apresentação e o objetivo do trabalho, além disso um pequeno teste escrito foi aplicado para saber o nível de conhecimento dos alunos em matemática.
Antes de aplicar o jogo de fato, foi realizado um pequeno questionário para saber o perfil dos alunos, bem como sua opinião sobre jogos educativos, entre outros questionamentos.
O questionário inicial serviu para verificar que a turma era composta por sete meninos e sete meninas, além disso a média de idade dos participantes foi de 9 anos, entre os participantes nove estavam do 4 ano, três do 3 ano e 1 do 5 ano.
Quando o aluno foi questionado se havia jogado antes, de acordo com a figura 26 a grande maioria disse que sim, em seguida foi indagado se tinha aprendido algo com jogos, as respostas foram bem distintas.
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De acordo com a figura 27 é possível observar a predominância maior na resposta nada, é importante salientar que esta pergunta foi discursiva, portanto, é a opinião do aluno quanto ao aprendizado que o jogo proporciona, como na pergunta anterior foi possível notar que grande maioria jogou algum jogo antes. Além do mais, o restante das respostas apresentou uma variedade maior de aprendizados, até mesmo a matemática apareceu neste momento.
Para finalizar o questionário duas questões foram levantadas, a primeira pergunta questionando o uso da RV e a outra sendo a opinião sobre se um jogo educativo pode auxiliar no ensino das operações matemáticas. O gráfico da figura 28, demostrar a divisão dos alunos
Figura 26:Resultado da pergunta se havia jogado antes.
11; 79% 3; 21%
Você havia jogado antes?
( ) Sim ( ) Não
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 27: Resultado da pergunta você aprendeu algo jogando.
5 1 2 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6
Você aprendeu alguma coisa jogando? O
que?
quanto aos que tiveram o contato com a RV e a outra que isso não ocorreu, este panorama é de certo modo comum, pois o mecanismo para uso da RV em um jogo de grande porte possui um preço elevado atualmente.
Por fim, a última pergunta teve como finalidade saber a expectativa para com o jogo que será aplicado, grande parte estava motivado a aprimorar seus conhecimentos a respeito das operações Figura 29.
Logo depois foi aplicado o jogo +Ma1stemática com os alunos, a Figura 30 mostra os alunos utilizando o jogo.
7; 50% 7; 50%
Já jogou algum jogo em Realidade
Virtual?
( ) Sim ( ) Não
Figura 28:Resultado da pergunta se jogou em RV
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 29: Resultado da pergunta se um jogo educativo pode ajudar no aprendizado das operações matemáticas.
11; 79% 3; 21%
Você acha que um jogo educativo pode
ajudar na aprendizagem das operações
matemáticas?
( ) Sim ( ) Não ( ) Talvez
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Posteriormente os alunos testarem o jogo, foi aplicado um questionário, tendo como base a metodologia de avalição de jogos educativos chamada GameFlow, no qual tem como premissa avaliar alguns pilares para saber a aceitação e a qualidade do jogo educativo em avaliação. Portanto se fez necessários criar um questionário que ilustrasse as experiências vividas pelo jogador ao jogar, o questionário foi baseado no que está contigo no trabalho de Santos (2017) a fim de avaliar as experiências relativas ao jogo.
5.1.2 Análise dos resultados
Como visto anteriormente, a metodologia GameFlow define alguns critérios para a avaliação de jogos, portanto para um melhor entendimento será dividido em subseções, cada qual com sua análise.
5.1.2.1 Desafio
De acordo com a metodologia a etapa de desafio, é um dos fatores mais importantes na avaliação e este critério visa verificar a satisfação no jogo, assim como a experiência com relação aos desafios e nível de dificuldade, se estavam coerentes com o seu nível de habilidade. Com base nos resultados obtidos é prudente dizer que de modo geral os alunos conseguiram identificar os objetivos, assim como assimilaram a escolha do nível no menu principal como sendo fonte de melhoria da habilidade à medida que joga.
Todavia alguns alunos se mostraram um pouco confusos quanto ao objetivo e precisou da ajuda do professor para um eventual auxílio.
Figura 30: Aplicação do jogo com os alunos
5.1.2.2 Habilidades do jogador
O jogo oferece um mecanismo de tutorial básico a respeito das ações que serão tratadas no jogo em si, além disso também é possível acessar no menu principal a aba informações que possui detalhes sobre o funcionamento do controle bluetooh, estes elementos foram adicionados ao jogo justamente para atender a todos que querem jogar, deixando assim a cardo do jogador o uso deste mecanismos.
Portanto é possível definir que a experiência em aprender o funcionamento do jogo foi definida como sendo prazerosa, no entanto alguns alunos se mostraram pouco familiarizados com a RV e consequentemente o jogo, por este fato consequentemente isso gerou impacto na avaliação deste item.
2 1 8 1 0 5 10
Os objetivos do jogo são
identificados facilmente.
( ) Discordo totalmente ( ) Discordo
( ) Nem discordo, nem concordo ( ) Concordo ( ) Concordo totalmente 1 1 7 3 0 5 10
Os níveis dos desafios
acompanha a evolução do
jogador.
( ) Discordo totalmente ( ) Discordo
( ) Nem discordo, nem concordo ( ) Concordo
48
5.1.2.3 Controle
Este critério é aplicado ao jogo, pois ele faz uso do controle bluetooh para fazer a movimentação do personagem e arremessar o dardo, quando questionados os alunos de modo geral responderam bem aos controles, contudo não utilizaram muito o mecanismo de direção, fazendo seu uso maior para arremessar o dardo.
5.1.2.4 Objetivos
De acordo com a funcionalidade do jogo, o objetivo é mostrado no início da fase, isso faz com que o jogador consiga pensar em uma estratégia que se adeque ao seu nível de
1 10 1 0 5 10 15
A experiência de aprender a
jogar é prazerosa.
( ) Discordo totalmente ( ) Discordo( ) Nem discordo, nem concordo ( ) Concordo ( ) Concordo totalmente 1 2 1 7 1 0 5 10
Aprender a jogar é fácil e
divertido.
( ) Discordo totalmente ( ) Discordo
( ) Nem discordo, nem concordo ( ) Concordo
conhecimento, para concluir os objetivos. Ao que tudo indica o aluno conseguiu identificar os objetivos no início da fase, refletindo assim o resultado obtido através do questionário.
5.1.2.5 Imersão
A RV em si tem como característica principal a imersão, além disso um jogo educativo deve proporcionar este aspecto também, de certo modo deve afetar o emocional do jogador. Para tanto analisou-se também todos os aspectos do jogo, efeitos sonoros, visuais, enredo, enfim tudo que o jogo proporcionou ao jogador e se isso fez com que o estado de imersão fosse atingido. Com o resultado obtido foi possível evidenciar que a maioria definiu estar envolvida emocionalmente no jogo, sendo um aspecto positivo, visto que a imersão faz com que o jogador tenha um foco maior no ambiente em que está contido.
50
5.1.2.6 Interação social
Mesmo o jogo não possuindo uma forma de interação social, através de chats e associações, o resultado se mostrou contrário, pois para a turma a interação entre eles durante o jogo se caracterizava como este tipo de definição, onde quando alguém estava com dificuldade avisava aos colegas para que pudessem auxiliar em determinado momento.
De modo geral notou-se que o jogo foi bem recebido pelos alunos, sobretudo a experiência de jogar em realidade virtual imersiva, os cenários e os objetivos que compõe o jogo só auxiliaram na aceitação do público-alvo, ao passo que para alguns era uma experiencia relativamente nova.
Além disso, o fato de o jogo educativo ser sobre a matemática não gerou desconforto, muito pelo contrário, gerou um pouco mais de motivação. Percebeu-se também que algumas melhorias podem ser realizadas no jogo para torná-lo melhor, tal como, inserir uma interação maior através de uma narrativa e um diálogo com o jogador. Assim como separar as operações de modo que o jogador possa escolher qual jogar, fazendo com que o professor possa utilizar o jogo à medida que avança no conteúdo.
Outro ponto importante foi a motivação do professor, fazendo com que os alunos pudessem ter esta experiência com novas tecnologias e o acesso a novas tecnologias para verificar o auxílio no ensino aprendizagem dos alunos.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho proporcionou entender, como um jogo digital educativo em realidade virtual imersiva, pode auxiliar no aspecto de diversão e entretenimento no ensino aprendizagem na disciplina de matemática, no 3º e 4º ano do ensino fundamental. Desta forma, percebeu-se que a imersão que a realidade virtual proporciona, torna a experiência com jogos um aspecto motivador.
Para que fosse possível compreender como a realidade virtual imersiva e os jogos educativos auxiliam na educação, definiu-se dois objetivos específicos. O primeiro é a proposta de um jogo digital educativo utilizando a RV imersiva, na qual demandou o desenvolvimento do jogo digital educativo e a análise de ferramentas necessárias para que fosse possível sua aplicação. Com o desenvolvimento do jogo percebeu-se que deve existir um bom planejamento para que seja utilizado juntamente com a RV, além disso, se faz necessário a escolha de equipamentos específicos.
Após o desenvolvimento do jogo educativo e escolha dos equipamentos, foi possível então atender o segundo objetivo específico: aplicar o jogo educativo em RV imersiva e avaliar utilizando o método GameFlow. Apesar de o número da amostra não ser tão grande, o resultado obtido ajudou a entender um pouco mais sobre como a tecnologia e os jogos educativos têm influência no ensino.
Observou-se através dos resultados que o uso de jogos educativos em realidade virtual imersiva, traz um aspecto motivador ao aluno, além de que, verificou-se também que o jogo digital educativo tende auxiliar o professor no ensino de operações matemáticas, visto que, o papel do jogo não é substituir o professor, mas sim fornecer uma ferramenta que pode ser utilizada para tornar as aulas mais dinâmicas.
Como mencionado na análise de resultados, tem-se, de forma geral, que a sensação de jogar foi divertida, além de os objetivos serem de fácil percepção e a RV imersiva permitir também o sentimento de estar envolvido no jogo. Logo após avaliação, perguntou-se a opinião da turma a respeito da experiência com o jogo, grande parte avaliou positivamente e jogaria novamente, reforçando assim a alternativa de usar a tecnologia a favor da educação.
Visto que o uso da RV imersiva pode ser aplicado em diversas áreas, contudo pode ser mais explorado na educação, não só na disciplina de matemática, tendo um potencial também na de história, literatura, geografia e até mesmo no ensino de outros idiomas.
52
Em pesquisas futuras, fica como sugestão um estudo mais aprofundado de outras formas de aplicar a RV imersiva, assim como, uma coleta maior de dados sobre o jogo desenvolvido neste trabalho, a fim de identificar melhorias pontuais que poderiam ser aplicadas.
6.1.1 TRABALHOS FUTUROS
• Testar o jogo em um número maior de alunos.
• Avaliar novos conteúdos onde a RV Imersiva pode ser aplicada
