Jogo Eletrônico para dispositivos mobile com foco no ensino
de geometria para alunos do ensino fundamental
Abner Cardoso da Silva (Bolsista PIBIC/UFPA) - [email protected]
Manoel Ribeiro Filho (Orientador) – [email protected]
Figura1: Na esquerda o modo "Ângulos", na direita a representação de um garoto no modo "Tangram".
Resumo
Este trabalho apresenta um framework para o
desenvolvimento de um jogo eletrônico
educacional para plataformas mobile. Para
demonstrar a eficácia do framework apresentado
implementou-se três jogos relacionados a
conceitos geométricos que constituem parte
importante do currículo de matemática das
turmas do 9o ano do ensino fundamental. Um
dos jogos aborda reconhecimento de figuras
geométricas planas, outro permite que o aluno
construa objetos e animais a partir de um
conjunto primitivo de figuras geométricas
planas e o terceiro aborda problemas de cálculo
de ângulos, possibilitando, assim o aprendizado
lúdico de variados temas da geometria. A
virtualização destas atividades na forma de um
jogo eletrônico tem como objetivo despertar, de
uma forma lúdica, o interesse de estudantes em
geometria. São apresentados scripts dos jogos e
detalhes das interfaces. O aplicativo está
disponibilizado para download gratuitamente na
Web, facilitando assim, o acesso dos usuários ao
conteúdo oferecido.
Palavras-chave:
educativos.
Geometria,
mobile,
jogos
Abstract
This work presents a framework for the
development of educational electronic games
for mobile platforms. Three games were
implemented to illustrate the efficacy of the said
framework, all of which related to important
geometrical concepts taught to middle school
students. The first game showcases recognition
of flat geometric figures, the second allows the
student to build objects or animals from a basic
set of flat geometric shapes, and the third
addresses angle calculations. These tools are
intended to assist the student in learning various
concepts of geometry in a playful way. The
Virtualization of those activities in form of an
electronic game aims to awaken interest in
students, about geometry. The application will
be available for digital download at no cost in
order to make it more accessible to interested
users.
Keywords: Geometry, mobile, educational
games.
1. Introdução
Os dispositivos móveis, em especial celulares,
têm sido usados massivamente por jovens já a
partir dos 10 anos de idade, em função de sua
portabilidade e de ser um dispositivo com alto
grau de interação, disponibilizando uma grande
variedade de serviços e aplicações, entre as
quais os jogos eletrônicos, que são ao
aplicativos preferidos por
crianças e
adolescentes.
Os jogos digitais têm recebido grande
atenção entre pesquisadores educacionais e
professores que defendem o seu uso na
aprendizagem, por apresentar o potencial de
fornecer um ambiente altamente envolvente,
com alto nível de interação e feedback
(MACHADO, 2014).
Os jogos educacionais se mostram ser
um mecanismo útil para a educação, já que são
ferramentas
muito
bem
aceitas
independentemente de classe social, gênero ou
idade do aluno, e em certos casos serem mais
eficazes que a leitura de textos. (DUBIELA;
BATTAIOLA, 2014). Reinoso, Bolonha Neto e
Lopes (2012) discutem o uso de GAMES como
ferramenta educacional, recomendando seu uso
no processo de ensino-aprendizagem.
Alunos do ensino fundamental
apresentam dificuldade no estudo da geometria.
Constatando-se que esse público usa em excesso
jogos para dispositivos móveis, assim um jogo
lúdico educativo para celulares que aperfeiçoe a
percepção
de
espaço
destes
alunos,
normalmente entre a quinta e nona série do
ensino fundamental, será de grande importância
social.
Este artigo apresenta os resultados do
desenvolvimento de um jogo lúdico educativo,
de gênero puzzle, que pretende unir o potencial
de ensino dos jogos eletrônicos, com a
popularidade
de
dispositivos
móveis,
especificamente plataformas que fazem uso do
sistema operacional android, de forma que seu
público alvo, garotos e garotas na faixa etária de
10 a 14 anos, desenvolvam uma melhor
percepção de espaço relacionada a geometria
euclidiana, como ângulos, espaços e formas 2D.
O jogo está disponível para download no
endereço:
<https://www.dropbox.com/s/k82an71i83naamb
/Jogo%20Geometria.apk?dl=0>
2. Trabalhos Relacionados
Dispositivos moveis são aparelhos portáteis,
pequenos e leves o suficiente para serem
carregados no bolso ou na palma da mão e
possuem a capacidade de se comunicar com
outros dispositivos a partir de diferentes tipos de
redes de dados (3G, GMS, EDGE, entre outras).
Novas tecnologias, com maior capacidade de
armazenamento, processadores mais rápidos e
menores, baterias de maior duração e novas
tecnologias de displays, proporcionam a estes
aparelhos executarem tarefas que há pouco
tempo atrás eram possíveis apenas com
computadores pessoais, o que lhes garante um
caráter de uso ubíquo (em qualquer lugar, a
qualquer hora) (JANSSEN, 2015).
A partir dessa tecnologia surge uma
nova forma de aquisição de conhecimento,
denominada aprendizagem móvel, ou mlearning (do inglês mobile learning), que é
definido como as oportunidades de aprendizado
oferecidas por dispositivos móveis. Desta forma
os estudantes não estão mais limitados às
fronteiras geográficas da sala de aula (CHEN et
al., 2015).
Segundo Barbosa Neto e Fonseca
(2013), jogos educativos são uma importante
ferramenta de aprendizado, já que são ambientes
capazes de propagar conhecimento, ao mesmo
tempo que estimulam a atenção e impulsiona a
cooperação e a competição entre os alunos.
Muitas vezes o processo de aprendizado é tido
como uma atividade enfadonha por parte do
aprendiz, o que afeta seu desempenho nestas
tarefas, no entanto quando um afazer envolve
divertimento, motivação e prazer, a tarefa tornase algo de interesse para o aluno, que é capaz de
dedicar a ela uma considerável quantidade de
tempo e esforço.
Unindo-se as já citadas características
de portabilidade e desempenho, dos aparelhos
celulares, com os jogos eletrônicos, e suas
características de interação e ludicidade, o que
torna a ambos, especialmente em conjunto, itens
de grande relevância entre jovens, adolescentes
e mesmo entre a população adulta, educadores
tem usado jogos eletrônicos para dispositivos
móveis
como
meio
para
transmitir
conhecimento (DEMIRBILEK, 2010).
Silva e Piau (2009) apresentam um
jogo educativo para celulares centrado no
ensino de matemática, mais especificamente
aritmética. Neste jogo o jogador tem como
objetivo principal encontrar respostas de
questões de aritmética básica. Para concluir este
objetivo o jogador deve controlar uma nave e
atirar em meteoros que que possuam as
alternativas corretas para a questão atual.
Barbosa Neto e Fonseca (2013) propõe
a utilização de um jogo educativo, para
plataformas android, baseado no livro: O
homem que calculava, em que o aluno passa por
diversos estágios que representam problemas
vividos pelo personagem principal da obra
literária, aplicando conhecimentos ensinados em
sala de aula, sob uma perspectiva diferente.
3. Projeto e Implementação
A proposta do projeto é de um jogo lúdico,
do gênero puzzle, que aborde diferentes temas
da geometria aplicada no ensino fundamental. A
partir deste critério, foram desenvolvidos três
jogos que fazem uso de elementos da geometria,
sendo estes: um jogo de perguntas e respostas
sobre ângulos, tangram (DANTAS, 2014) e
jogo da memória. Cada um com objetivos
diferentes e interfaces in, com informações ao
jogador sobre a jogabilidade e botões para
escolha de temas (figura 2).
Figura 2 – Seleção de jogos
3.1 Coleta de dados
Para o primeiro jogo foram retiradas questões
do livro “A conquista da Matemática”
(GIOVANNI;
GIOVANNI
JUNIOR;
CASTRUCCI, 2012), e sua interface, assim
como o do segundo e terceiro jogo, foi
desenvolvida a partir de sprites (objetos
estáticos ou animados e interativos que
representam parte do ambiente do jogo)
retirados da internet. Para o terceiro jogo foi
necessário o software Blender (Blender, 2015),
que é responsável de criar os objetos
tridimensionais, onde primeiramente os objetos
são modelados e em seguida texturizados, ou
seja, as faces poligonais dos modelos são
mapeadas em texturas (imagens) que são
tratadas no software de edição de imagem
GIMP (GIMP, 2015).
do projeto em dispositivos que usam o sistema
operacional android, e para edição de imagens,
foi usado o software GIMP, que é de grande
importância para tratar os sprites usados no
projeto.
Para tornar compatível o motor gráfico
com o kit de desenvolvimento de android, foi
baixada e descompactada a ferramenta de
desenvolvimento de softwares para android
(Android ADT bundle, 2015), que disponibiliza
todos os recursos necessários para o
desenvolvimento em plataformas android, com
exceção do kit de desenvolvimento java (JDK,
2015), que foi baixado e instalado
separadamente na unidade principal do
computador.
Usando a game engine, foram
desenvolvidas as interfaces e a lógica de cada
um dos três jogos. O jogo "Ângulos" usa scripts
para controlar os Botões com as respostas das
questões, script que gerencia a aleatoriedade em
que as questões são apresentadas, script que
possibilita o controle da câmera a partir do
toque do usuário e scripts para gerenciar a
pontuação do jogador. Para o jogo "Tangram"
foram usados scripts que controlam a posição
das peças por meio do toque do jogador. E para
o jogo "Jogo da Memória", foram criados scripts
que controlam as animações das cartas quando o
jogador às seleciona, assim como a lógica que
controla o número de jogadas feitas pelo
jogador.
3.2 Construção do jogo
A
principal
ferramenta
utilizada
no
desenvolvimento de um jogo eletrônico é a
game engine que é o intermediário entre
hardware e o conteúdo do jogo, encarregada de
gerenciar o que é comum a grande maioria dos
jogos eletrônicos atuais.
O projeto foi implementado no motor
gráfico Unity3D (UNITY, 2014), usado em
conjunto com o Android SDK (Android
SDK, 2014), que possibilita a compatibilidade
Figura 3 - Tela de apresentação.
Figura 4 - Inventário.
Figura 5 - Jogo "Ângulos".
Ao iniciar os jogos, o jogador é
introduzido a um “inventário”, que o ensinará os
controles e as regras utilizadas em seus
respectivos jogos (Figura 4).
O jogo "Ângulos" funciona com um
sistema simples de perguntas e respostas (Figura
5), em que questões corriqueiras de variados
tópicos sobre ângulos são escolhidas
aleatoriamente, onde o jogador deve resolvê-las
e escolher a resposta correta. Neste modo, o
jogador deve responder um total de 26 questões,
tendo que acertar todas as questões para
prosseguir. Todas as questões são apresentadas
usando um mesmo formato, em que é mostrado,
ao jogador, um texto com a questão corrente e
uma imagem que está relacionada a questão, no
canto superior esquerdo existe um contador de
questões respondidas corretamente e no canto
superior direito há outro contador com o número
de questões restantes para o jogador concluir o
mini-jogo.
Este mini-jogo foi desenvolvido com o
propósito de testar os conhecimentos básicos, do
jogador, de resolução de questões relacionadas
aos tópicos de ângulos complementares,
suplementares, opostos pelo vértice, soma dos
ângulos internos e externos, ângulos alternos e
ângulos colaterais. Desenvolvido de forma que
compreenda
conceitos
importantes
que
constituem o currículo de matemática da oitava
série do ensino fundamental, segundo a matriz
de referência de matemática fornecida pelo
MEC (Portal.inep.gov.br, 2015).
O modo "Tangram" (Figura 6) é
constituído por uma versão digital do quebracabeça chinês, de mesmo nome, onde existe um
quadrado subdividido em sete peças (cinco
triângulos de tamanhos diferentes, um quadrado
e um paralelogramo) e o jogador deve formar
objetos a partir destes polígonos, de forma que
nenhum polígono se sobreponha e todas as
peças sejam utilizadas (DANTAS, 2014). Sendo
reconhecido mundialmente como uma forma de
estimular o interesse e a curiosidade do aluno
(PADILHA; MARTINI, 2012). Diferentemente
da grande maioria dos jogos de tangram
disponíveis na web, em que é apresentado ao
jogador a silhueta do objeto que deve ser
montado, na versão implementada neste
trabalho não existem limitações quanto as
formas que o jogador pode montar usando as
peças, assim como sua versão real, permitindo
que o jogador tenha uma maior liberdade para
criar variadas formas e objetos.
Este modo foi implementado com o
intuito de desenvolver a noção espacial de
figuras geométricas planas, do aluno, assim
como a possibilidade de criar figuras
semelhantes a objetos do cotidiano do aluno, a
partir da combinação das figuras geométricas
primitivas. Também sendo possível ser utilizado
para trabalhar vários outros aspectos
fundamentais da matemática como lógica,
fração, figuras geométricas e suas propriedades,
além de estimular a criatividade (SOSTISSO;
FARIAS; OLIVEIRA, 2010).
Figura 6 - mini-jogo "Tangram"
Figura 7 - Jogo da memória
E finalmente o modo "Jogo da
memória" (Figura 7), neste jogo existe um
número predefinido de cartas, com imagens de
quadriláteros e triângulos em uma de suas faces,
posicionadas de forma que não seja possível ver
o que está desenhado em cada carta, o jogador
tem como objetivo encontrar duas cartas com o
mesmo desenho, para montar pares de cartas
iguais. Os níveis só serão concluídos quando
todos os pares estiverem montados.
Neste jogo são apresentadas 16 cartas,
formando 8 pares de cartas com formas
geométricas iguais. Na parte superior da tela
existe um contador de jogadas, que é
incrementado a cada jogada feita pelo jogador
(figura 8).
Este modo tem como objetivo fazer
com que o aluno assimile e reconheça as
principais formas geométricas planas.
Figura 8 - Pares corretos
3.3 FRAMEWORK
Ao iniciar o jogo, é introduzido ao jogador uma
"tela título", que apresenta o título e instruções
que o jogador deve seguir para prosseguir
(Figura 3). Após tocar uma vez na tela, o jogo é
direcionado a tela de seleção de mini-jogos,
onde existe um grupo de ícones que representam
mini-jogos que o jogador pode escolher, ao
tocar em uma das imagens presentes nesta tela o
jogador é encaminhado à um dos modos (Figura
2). Ao iniciar cada modo um inventário é
exibido ao jogador, explicando o funcionamento
do jogo e seus objetivos. Ao concluir o objetivo
de cada jogo, o jogador é enviado de volta a tela
de seleção de mini-jogos, onde é possível repetir
o último jogo ou jogar outros jogos. Abaixo é
demonstrado o fluxograma da aplicação (Figura
9).
Foi apresentada a framework de um jogo de
puzzle, que tem como o objetivo principal
ensinar jovens sobre geometria euclidiana. O
jogo inspira-se em atividades comuns à alunos
de ensino fundamental, fazendo uso do meio
digita, no caso dispositivos mobile, com o
objetivo de tentar engajar estes alunos e tornar
estas atividades mais prazerosas.
Quando comparado com os outros
jogos mostrados nos trabalhos relacionados, o
projeto que foi desenvolvido apresente
vantagens por abordar variadas atividades que
treinam não apenas o conhecimento lógico,
como também as habilidades cognitivas, que são
de grande importância para o desenvolvimento
de crianças e adolescentes.
Pode-se baixar o jogo implementado do
endereço apresentado na introdução e em
seguida instala-lo em um dispositivo com
plataforma Android, de maneira a se constatar a
eficácia do framework apresentado.
REFERÊNCIAS
Figura 9 - Fluxo de execução da aplicação
O Fluxograma apresentado na figura 9,apresenta
de maneira clara e objetiva o framework para o
desenvolvimento de um jogo eletrônico
educacional para plataformas mobile . No
exemplo implementado, para demonstrar a
eficácia do framework , foram construídos três
jogos educacionais simples sobre aspectos da
geometria que fazem parte da matéria do 9o ano
do ensino fundamental. Mas o número de jogos
a serem implementados pode variar, para mais
ou menos de três, com facilidade, assim como o
assunto objeto de estudo. De maneira
generalizada, o jogo sempre inicia com a tela de
apresentação (figura 3), seguindo-se da tela de
seleção de jogos (figura 2). Após o jogo ser
selecionado, o jogador é direcionado para a tela
de inventário (figura 4), e em seguida para o
jogo escolhido. Após o jogador aprendiz
concluir o jogo em questão, o jogador é
direcionado novamente para a tela de seleção de
jogos, é o processo se repete, enquanto o
jogador aprendiz quiser continuar jogando.
4. Conclusão
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