ESUD 2013 – X Congresso Brasileiro de Ensino Superior a Distância
Belém/PA, 11 – 13 de junho de 2013 - UNIREDE
PROPOSTA DE SISTEMA LÚDICO PARA ENSINO DE
PROGRAMAÇÃO A ALUNOS DO ENSINO MÉDIO
Eulália C. da Mata1, Marcia F. Pinheiro1, Antônio F. L. Jacob Jr.1, C. R. L. Francês1, Á.
L. Santana1, João C. W. A. Costa1
1
Universidade Federal do Pará/Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho,
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Resumo – Este artigo apresenta a etapa de prototipação de um ambiente que busca
apresentar de maneira lúdica o conteúdo de algoritmos e programação de
computadores. O público-alvo são alunos do ensino médio que utilizarão este
sistema como forma de preparação para uma Olimpíada de Informática. O foco é
tornar atrativo aprender programação por meio de um jogo educativo, incentivando
a participação desses alunos nos cursos de computação no ensino superior. A
participação de alguns dos usuários no processo de desenvolvimento diminuíra o
risco de produzir um ambiente não adaptável aos alunos. A comunicação será um
meio importante durante esse processo para o refinamento de ideias até o design
final do artefato. Neste artigo são elucidados os principais requisitos deste ambiente
por meio da utilização de um Processo Centrado no Usuário, bem como as
estratégias escolhidas.
Palavras-chave: Design Centrado no Usuário, jogo educacional, desenvolvimento.
Abstract – This paper presents the prototyping stage, we present an environment in
a playful manner the content of algorithms and computer programming. The target
audience is high school students who will use this system in preparation for an
Olympiad of Informatics. The focus is to make learning attractive programming
through an educational game, encouraging the participation of these students in
computing courses in higher education. The participation of some of the users in the
development process diminished the risk of producing a non-adaptive student. The
communication will be an important way during this process for refining ideas to
the final design of the artifact. Elucidated in this article are the main requirements
of this environment through the use of a User-Centered Process as well as the
strategies chosen.
Keywords: User-Centered Design, educational game, development.
1. Introdução
A educação passa por transformações com a inserção de tecnologias de comunicação e
informação para realizar o processo de aprendizagem. No sistema educacional brasileiro no
nível de graduação há uma lacuna sobre os alunos que iniciam cursos da área de computação.
Muitos alunos desistem de concluir e trocam de cursos por enfrentarem dificuldades com as
disciplinas básicas. A evasão escolar acontece em instituições particulares ou públicas. Em
geral os fatores para evasão são por falta de condições financeiras para se manter estudando,
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desconhecimento do curso, formação básica ineficiente, mudança de residência, dificuldades
em compreender os assuntos abordados nas disciplinas básicas entre outros (INSTITUTO
LOBO, 2012).
O Ministério da Educação - MEC (2012) tornou publico que a evasão no ano de 2010
nas universidades publica foi de 13,2% e nas universidades privadas de 15,6%. Segundo
Sérgio Sgobbi, diretor de Educação e Recursos Humanos da Brasscom, Associação Brasileira
das Empresas de Tecnologia da Informação e Comunicação, o índice de desistência dos
cursos superiores no Brasil justifica a carência por profissional de TI no mercado. Estudo
mostra que a evasão escolar na área é de 87%. “A concorrência de alunos por vaga em cursos
de TI é baixa, e muitos deles chegam à graduação com pouca base em matemática, por
exemplo, por conta de deficiências nos níveis fundamental e médio” (BRASSCOM, 2013).
No ensino de computação existem sete grandes problemas a serem solucionados. Entre eles
destaca-se o ensino de programação. Devido ao método utilizado para ensinar e outros fatores
o ensino de programação é muitas vezes visto como difícil e desestimulante pelos alunos
iniciantes que muitas vezes desistem do curso e pelos concluintes de cursos de computação
(BENNEDSEN; CASPERSEN, 2009).
O propósito desse trabalho é mostrar uma possível solução de motivação para os
alunos de ensino médio, afim de que tenham interesse na área de computação. O artefato
consiste no protótipo do desenvolvimento de um sistema lúdico, baseado na ideia de jogos.
Esse espaço deverá ser um lugar virtual, onde todos os alunos possam interagir competir e ao
mesmo tempo aprender esse novo conteúdo que está fora da grade curricular. Aliando o
prazer de jogar e competir entre os amigos como fator de motivação.
O artigo está organizado na seguinte forma: na seção 2 são expostos trabalhos
relacionados. Na seção 3, são apresentados jogos educacionais. Na seção 4, apresenta-se a
proposta e prototipação do ambiente. Por fim, a seção 5 traz a conclusão e trabalhos futuros.
2. Estudos Correlatos
Bosh et al. (2012), apresentam a análise de algumas variáveis relacionadas ao sucesso na
realização de problemas de programação, propostas aos alunos que submetem as respostas em
um sistema. Mapeia o comportamento do aluno ao responder a solução correta, quantas
tentativas foram usadas, apesar do sistema em desenvolvimento não realizar a analise de
códigos é interessante realizar a avaliação da participação dos alunos. Poderá servir de base
para propor modificações se necessário e o nível de interesse de participação.
Pesquisa sobre videogames na área da educação e saúde. Onde informa sobre os jogos
de computador incentivar as crianças e os adultos a brincarem juntos para trabalhar em uma
equipe. Eles são uma forma divertida de ajudá-los a aprender a lidarem com a mudança de
tecnologia, e ajuda aumentar a auto-estima. A maioria das crianças e jovens adultos preferem
jogar em pares ou pequenos grupos, tornando-se uma competição como afirmou no artigo
(JANARTHANAN, 2012).
Tarouco, Koranth e Grando (2005) relatam a experiência de alunos serem construtores
de jogos educativos por meio das ferramentas: Hot potates e Flash MX. Enfatizam a
importância da ludicidade, da forma dinâmica e motivadora que esses novos recursos
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proporcionam na educação. Os jogos são atrativos por terem regras, metas, interatividade e
ser uma competição desenvolvendo o raciocínio lógico. Zanini e Raabe (2012) afirmam que
os problemas de programação devem ser contextualizados ao cotidiano do aluno, com base na
teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, uma nova informação se relaciona com
aspectos relevantes da estrutura cognitiva do indivíduo. Os recursos precisam ser
significativos, mas os alunos precisam está motivados.
Na proposta de Marques et al. (2011) os alunos de ensino médio são motivados por
meio da programação de jogos, usando a linguagem Phyton durante uma oficina. Apesar de a
experiência relatada tratar do jogo apenas como produto de programação, a ideia proposta
nesse artigo é de o jogo ser o meio onde os alunos de ensino médio poderão aprender ainda
mais sobre programação. Realizando oficina usando a linguagem C para introduzir os
conceitos de programação.
Aureliano e Tedesco (2012) analisam o uso do ambiente scratch como abordagem
alternativa para o ensino de programação. O sistema lúdico a ser desenvolvido também
surgirá como alternativa no processo de ensino e aprendizagem de programação de
computador.
O artigo de Dagiené e Skupiené (2004) trata da competição (Olimpíadas Lituanas de
Informática) e formas atraentes para desenvolverem habilidades em solucionar problemas de
programação. Elementos de competição estimulam o processo de aprendizagem. E atividades
práticas são mais interessantes que estudos teóricos para motivar alunos.
ProGame apresentado por Sales e Dantas (2010) como protótipo de um jogo
educacional para dar suporte no ensino-aprendizagem de algoritmo e programação. Aborda
criação, edição e manutenção de algoritmos, utiliza de desafios para chegar a fase final. Há o
projeto Computer Science Unplugged (2013) que usa da ludicidade sem o uso de computador
para ensinar ciência da computação. Relato de Costa et al. (2012) Sobre experiência da
aplicação do projeto computação desplugada com alunos de nível fundamental usando de
gincana para estimular o desafio de uma competição. Jutge é um ambiente de virtual de
aprendizagem de problemas de programação, onde professores podem criar seus cursos. O
artigo de Gimenés, Petit e Roura (2012) apresenta o ambiente virtual, onde os instrutores
podem administrar seus próprios cursos, gerenciar sua lista de alunos e tutores, adicione
problemas, anexar documentos, criar listas de problemas, tarefas, concursos e exames.
Esta pesquisa toma como referencial os trabalhos dos autores já citados. O foco deste
trabalho é motivar alunos de ensino médio a terem interesse em participar de cursos
relacionados a computação. Deverá ser realizada uma olimpíada de computação como forma
de atrair esses alunos para participarem de um curso no formato de oficina de capacitação em
programação. Este artigo apresentará o desenvolvimento de um ambiente modular que
englobe o jogo e a olimpíada como suporte para o ensino de algoritmo e programação. O
desafio é desenvolver uma solução com foco no usuário. Para isso usa-se o design centrado no
usuário. Humanizando o sistema de maneira que seja simples para compreensão e usabilidade.
Realizando as etapas de identificar requisitos, criar soluções alternativas, construir protótipos
testáveis e avaliar com usuários, para então desenvolver o artefato.
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3. Jogos Educacionais
Jogos e educação são áreas que podem se relacionar em função de trazer prazer no processo
de aprendizagem. Os jogos incorporam características de competitividade, colaboração,
ludicidade, conhecimento, respeito, regras, metas, criatividade e interatividade. Podem ser
motivadores para participação em cursos que desenvolvam ou usem o jogo para o processo de
aprendizagem.
Citando alguns tipos de jogos (FALKEMBACH, 2013) que podem ser utilizados:

Jogos de estratégia: habilidade com construção ou administração de algo;

Jogos de ação: habilidade para reagir rapidamente;

Jogos de lógica: habilidade para solucionar desafios;

Jogos de Advinhar: habilidade em descobrir charadas;
Falkemback (2013) destaca alguns elementos que caracterizam os jogos educativos
como:

a capacidade de absorver o aluno de maneira intensa e total;

o envolvimento emocional, pois os jogos têm a capacidade de envolver
emocionalmente o participante;

os jogos promovem uma atmosfera de espontaneidade e criatividade;

a limitação de tempo imposta pelo jogo determina um caráter dinâmico do jogo;

possibilita a repetição;

o limite do espaço, qualquer que seja o cenário, funciona como um mundo temporário
e fantástico;

a existência de regras determina o comportamento dos jogadores e isso auxilia o
processo de integração social das crianças;

o estímulo à imaginação, à auto-afirmação e à autonomia.
Existem alguns jogos e ferramentas educativas como (SCAICO et al., 2012):

Moodle: plataforma de ensino-aprendizagem, utilizada para oferta de cursos online;

Teleduc: plataforma de ensino-aprendizagem, utilizada para oferta de cursos online;

JClic: ferramenta para criação de jogos educativos;

Hot Potates: software educacional que possui cinco possibilidades de criação de jogos;

Robocode: jogo de competição de robos;

Ceebot: jogo para ensinar linguagem de programação;

Furbot: ambiente de ensino de lógica e programação;

WuCastle: jogo de programação através de loops aninhados;

ProGame: testes de mesa e interpretação de algoritmos;
4
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
Scratch: ambiente lúdico para o entendimento de algoritmos e programação;

Jutge: ambiente online para resolução de problemas de algoritmos e programação.
A proposta dos jogos educacionais segue a linha do pensar diferente para compreender
algum universo de informações. Os recursos didáticos implementados nos jogos trazem um
novo olhar para um assunto que era apresentado em sala de aula e nos livros de maneira
estática. O jogo traz embutido nas suas diversas formas: a interação, o prazer, a motivação em
ganhar, o aprender a perder, e ainda saber que poderá tentar novamente, o que irá resultar em
um processo educacional, divertido, ainda que responsável. E como Ken Robinson (2010)
disse sobre enfrentar novos desafios:
“Quando a única coisa que sabemos sobre o futuro é que ele será diferente, seria
prudente fazermos de tudo para também sermos. Precisamos pensar de maneira
diversa sobre os recursos humanos e como deveremos desenvolvê-los se quisermos
enfrentar esses desafios.” (ROBINSON, 2010, p.32).
Os jogos educacionais devem ter bons princípios de aprendizagem, conforme citado
por (GEE, 2003):
 Disponibilizar informações a respeito da demanda e tempo dentro do contexto;
 Jogos devem ser desafiadores;
 Jogadores podem customizar o jogo de acordo com suas habilidades e estilos de
aprendizagem;
 Jogadores devem ser produtores, não apenas consumidores;
 Níveis iniciais são bases introdutórias para problemas mais complexos a serem
abordados em níveis avançados;

Contextualizar os jogos usando recursos verbais, visuais, sonoros e táteis;

Estimular e facilitar o aprendizado e pensamento internamente, além da metalinguagem,
relacionamento e ações experimentados externamente. (GEE, 2004: 46 apud PEREIRA,
2008).
 Desenvolver habilidades metalingüísticas, possibilitando a reflexão sobre o próprio código do
jogo e o senso crítico do aprendiz. (GEE, 2004: 86 apud PEREIRA, 2008).
 Os videogames encorajam os jogadores a pensar sobre as relações, não sobre eventos,
fatos e habilidades isolados (GEE, 2009);
 Os personagens virtuais têm habilidades e conhecimentos próprios que emprestam ao
jogador. (GEE, 2009).
Criando jogos capazes de desenvolverem o aprendizado sem o aluno notar, já que irá
proporcionar a diversão (PEREIRA, 2008). Os jogos são novas formas de aprendizagem
(VALENTE; MATTAR; 2007 apud PEREIRA, 2008). Os jogadores podem ter desempenho
antes de serem competentes apoiados pelo design do jogo. As “ferramentas inteligentes”
oferecidas pelo jogo e apoio de outros jogadores mais avançados são os parâmetros para alcançar
o desempenho (GEE, 2009).
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Já (KISHIMOTO, 1994, p. 113 apud RAU, 2011, p. 35) através de uma visão que foca no
infantil para selecionar um jogo é preciso:

O valor experimental que visa permitir a exploração;

O valor da estruturação para dar suporte à construção da personalidade infantil;

O valor da relação que busca colocar a criança em contato com seus pares e adultos, com
objetos e com ambiente em geral para propiciar o estabelecimento de relações;

Valor lúdico ao avaliar se os objetos possuem as qualidades que estimulam o
aparecimento da ação lúdica.
“O jogo é um instrumento pedagógico muito significativo. No contexto cultural e
biológico é uma atividade livre, alegre, que engloba uma significação. É de grande
valor social, oferecendo inúmeras possibilidades educacionais, pois favorece o
desenvolvimento corporal, estimula a vida psíquica e a inteligência, contribui para a
adaptação ao grupo, preparando a criança para viver em sociedade, participando,
questionando os pressupostos das relações sociais tais como estão postos.”
(KISHIMOTO, 2008, p.37 apud RAU, 2011, p. 37).
Para (SANTOS, 1997, p. 12 apud RAU, 2011, p. 42) “a ludicidade é uma necessidade do
ser humano em qualquer idade, não pode ser vista apenas como diversão”.
Errar ou fracassar durante um jogo é visto como uma maneira de aprender, diferente do
que ocorre em sala de aula. O jogador poderá recomeçar seu último jogo. Sendo o aprendizado
baseado em jogos digitais fundamentado em duas premissas: os aprendizes mudaram em vários
aspectos e cresceram usando jogos (computadores e videogames). Jogar estimula a capacidade de
deduzir regras pela observação e manipulação de sistemas complexos. E as regras são
consideradas o ponto principal para o sucesso dos jogos (MATTAR, 2010).
4. Proposta do Ambiente
A visão sobre o design que surge a partir da sociedade industrial onde o foco era a produção,
os processos e as etapas eram sequenciais, impuseram o conceito do artefato para o usuário
final. Na sociedade pós-industrial novos conceitos são incorporados com base no usuário e
suas necessidades, o foco passa a ser o usuário e suas ações. Henry Dreyfuss desenhista que
iniciou a ideia de design centrado no usuário projetando objetos adaptáveis às pessoas
(DANTAS, 2010). O que mais tarde passa a ser conceito utilizado também no
desenvolvimento de softwares.
Design centrado no usuário no desenvolvimento de sistemas de computadores está
dividido em: requisitos, análise, design e implementação. Na etapa de Requisitos, o
desenvolvedor estabelece o que se espera do sistema por meio da caracterização dos usuários
e de suas necessidades. Esta caracterização é realizada através de coleta de dados
(questionários, pesquisa secundária), observação (filmagem), dentre outros. Na parte de
Análise, é realizada a reunião dos requisitos para análise e estruturação de tal maneira que
delimite as principais questões e proporcione uma comunicação adequada para as fases
posteriores. O Design é a fase de prototipação dos requisitos para avaliação heurística, sendo
que a etapa de Implementação somente é realizada após várias iterações de prototipação que
levem a satisfação dos requisitos fundamentais, conforme a Figura 1.
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Figura 1 - Design Centrado no Usuário. Adapatado de (MARTINS et al, 2010)
O momento ainda é de finalização da prototipação. O design centrado no usuário
permite o erro e a troca de ideias principalmente nessa fase. Ainda finaliza-se a definição da
interface humano computador. O ambiente será online, onde o jogo a ser desenvolvido passa
pelo processo de prototipação. Os usuários deverão fazer autenticação no sistema.
Previamente denominado de Enigma, o sistema irá conter a administração e o jogo.
O jogo será de perguntas e respostas. As perguntas serão denominadas de segredos, a
cada descoberta de um segredo, o aluno ganhará pontos, e no final da rodada dos segredos,
caso atinja entre 70% a 100% receberá uma chave (símbolo prêmio do conhecimento), para
abrir um cadeado (símbolo que representa o conhecimento guardado) e passar para próxima
rodada de segredos. Caso o aluno atinja pontuação menor que 70% da meta a ser alcançada,
ele permanecerá na rodada, serão sorteados novos segredos (perguntas), caso ele não atinja o
mínimo da meta (70%), serão sugeridos materiais complementares para que ele possa jogar
novamente.
O conceito de colaboração poderá ser inserido quando um aluno que tiver retido em
uma rodada deverá pedir ajuda a um aluno que estará na rodada posterior para responder uma
pergunta (extra) para então ser liberado para a próxima rodada, porém somente o aluno que
responder marcará pontuação.
Cada rodada irá abordar um assunto ou assuntos semelhantes, por exemplo,
algoritmos, história da programação entre outros. As rodadas de segredos serão organizadas
em ordem, conforme especificação do professor no cadastro da rodada. Uma rodada poderá
ter no mínimo cinco segredos.
Para incentivar a participação no jogo e uso do sistema, o usuário ganhará 100 pontos
a cada acesso realizado no sistema. E a cada rodada a pontuação duplicará iniciando, por
exemplo, com 1000 pontos a cada segredo descoberto na rodada 1, 2000 pontos na rodada 2 e
4000 pontos na rodada 3, tendo como meta, o total de número de segredos multiplicado pela
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pontuação do valor de um segredo. Sendo que ao final da última rodada os alunos receberão o
enigma um código de um mini programa na linguagem a ser estudada.
O jogo será no formato de um jogo de tabuleiro. Todos os alunos iniciam do mesmo
ponto de partida em busca de descobrirem o enigma.
Na Figura 2, apresenta-se a tela inicial do sistema na visão do professor e
administrador. Permitirá o movimento do usuário no sistema. O usuário aluno apenas terá
acesso aos links: ranking, perfil, desempenho, regras, olimpíada e jogo. Já os usuários
administrador e professor terão acesso a todos os links. Os cadastros das perguntas e respostas
serão realizados pelos perfis dos usuários administrador ou professor.
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Figura 2 - Página inicial do sistema
A Figura 4 mostra o caminho percorrido nas rodadas de segredos. E a partir dessa
janela se inicia o jogo. Nesse exemplo o jogador estaria na rodada 4 para iniciar o jogo.
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Figura 3 - Tela da Rodada de Segredos
A tela do jogo, na Figura 4, onde terá o assunto abordado, e logo abaixo os segredos e
suas respostas para que o aluno possa solucionar o problema apresentado.
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Figura 4 - Tela inicial do Jogo
5. Conclusão e Trabalhos Futuros
Um dos grandes problemas no desenvolvimento de sistemas é que estejam adequados as
necessidades dos usuários. Realizando o projeto com o design centrado no usuário, corre-se
menos riscos de errar na implementação de artefatos. O envolvimento do usuário e da equipe
de desenvolvimento melhora ainda mais a comunicação em todo o processo. A prototipação
mostra um cenário prévio em cima das ideias dos stakeholders (público estratégico) com a
visão do projetista do sistema. Que ainda deverão ser avaliadas pelos usuários.
Este trabalho mostra a prototipação de jogo educacional que tem como objetivo
principal, estimular os alunos de ensino médio a participarem de curso de computação na
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graduação, por meio de desmistificar a dificuldade em linguagem de programação
apresentada por diversos alunos da graduação. Além de mostrar a possibilidade de realizar um
trabalho que possa ter o envolvimento relacional com o usuário do sistema. O
desenvolvimento de o jogo ocorrer em equipe, de maneira a envolver um professor e dois
alunos do ensino médio diretamente no projeto.
Ainda com protótipos para serem testados, esse trabalho registra o processo desse
desenvolvimento, sendo ainda momento de realizar reuniões para os testes. E rever os
conceitos inseridos no jogo.
O brincar faz parte do crescimento humano, o jogar games a cada dia ganha outro
valor diante dos sistemas educacionais que usam do prazer de jogar para estimular a
aprendizagem de vários assuntos. Surgem jogos para ensinar álgebra (DragonBox Algebra)
secretamente para as crianças (ALENCAR, 2013b), game InsuOnline ensina como aplicar
insulinas aos médicos formados recentemente (GOMES, 2013), o jogo Vrum ensina educação
no trânsito (ALENCAR, 2013a), entre muitas outras ideias que surgem, inseridas no contexto
educacional.
Há uma necessidade imensa na formação de pessoas na área de tecnologia da
informação e comunicação, a medida, que se tem o crescimento de consumo desses bens. E
como a economia dos países também está relacionada com esse mercado, o próprio governo
vê esse “gap” de profissionais para serem formados, sendo assim o capital humano do país.
Sendo assim, esse artigo apresenta parte inicial de um trabalho que está em
desenvolvimento. Como trabalho futuro deverá ser testado o protótipo e passar por adaptações
do design primário, até chegar-se a etapa de implementação. Para então ser aplicado o uso em
uma escola de ensino médio, previamente selecionada. Ainda promover a capacitação da
linguagem de programação e realizar uma olimpíada.
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