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Construindo um Jogo Para Uso na Educação Matemática

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1. o setor de jogos de computador vem ocupando uma fatia cres cente e importante na ind stria de software No ltimo levantamento reali zado pela ABRAGAMES em 2005 o mercado brasileiro de produ o de Jogos de computador tem mostrado um grande potencial sendo que de 2003 para 2004 o crescimento chegou a 40 o que representa cerca de 18 milh es de reais de faturamento 2 5 Os Jogos na Educa o A utiliza o dos jogos na educa o tem atra do a aten o de diversos estudiosos e profissionais da rea tornando se objeto de diversas pesquisas De acordo com Vygotsky apud Pierozan amp Brancher 2004 o l dico influencia no desenvolvimento da crian a Atrav s do jogo ela aprende a agir a sua curiosidade estimulada e adquire iniciativa e autoconfian a O jogo proporciona o desenvolvimento da linguagem do pensamento e da concentra o Como argumentam Pierozan amp Brancher 2004 5 A utiliza o de jogos educativos no ambiente escolar traz vantagens para o processo de ensino e aprendizagem O jogo um impulso natural da crian a funcionando assim como um grande motivador A crian a atrav s do jogo obt m prazer e realiza esfor o espont neo e volunt rio para atingir o objetivo 3 L dico Adjetivo Que se refere a jogos e brinquedos BUENO 2000 16 O jogo mobiliza esquemas mentais estimula o pensamento a ordena o de tempo e espa o O jogo integra v rias dimens es da person
2. HEARN D BAKER M P Computer Graphics with OpenGL 3 ed Upper Saddle River NJ 07458 Person Prentice Hall 2004 857 p ISO IEC 9126 1 International Organization for Standardization Information technology Software quality characteristics and metrics Part 1 Quality characteristics and sub characteristics ISO IEC 9126 1 2001 JUNG C F Metodologia Para Pesquisa amp Desenvolvimento 1 ed Av Paris 571 Bonsucesso Rio de Janeiro RJ Axcel Books do Brasil 2004 312 p LERNER D O Ensino e o Aprendizado Escolar In ANTONIO J FERREIRO E LERNER D OLIVEIRA M K Piaget Vygotsky Novas Contribui es Para o Debate 1 ed S o Paulo SP tica 2005 Volume nico cap 3 p 85 146 MAGINA S M P O Computador e o Ensino da Matem tica Revista Tecnologia Educacional S o Paulo v 26 n 140 p 41 45 Jan Fev Mar 1998 MARTINS J S O Trabalho com Projetos de Pesquisa Do Ensino Fundamental ao Ensino M dio 4 ed R Dr Gabriel Penteado 253 Campinas SP Papirus 2003 136 p MONSERRAT N J CASTRO C L Estudo de T cnicas Computacionais Aplicadas ao Desenvolvimento de Jogos com nfase na rea Educacional 2007 9 p ginas Projeto de Pesquisa submetido FAPEMIG Universidade Federal de Lavras N o publicado MORATORI P C Por que utilizar jogos educativos no processo de ensino aprendizagem 2003 28 p Trabalho de conclus o Mestrado em Inform tica aplicada
3. educa o Pode se observar as consegi ncias do uso de m todos de educa o tradicionais em disciplinas como a Matem tica A Matem tica est presente no cotidiano de cada indiv duo de diferentes formas Quando esta presen a n o se faz de forma expl cita a Matem tica assim como qualquer outra disciplina torna se muito dif cil de ser compreendida como explicam Bittencourt amp Figuei redo 2005 2 A Matem tica uma das disciplinas inserida no contexto dos conte dos program ticos que se caracteriza de forma negativa devido ao fato de n o despertar o interesse e consegientemente n o ser atrativa ao aprendiz Essa disciplina respons vel por altos ndices de reprova o dos educandos tanto no Ensino Fundamental como no Ensino M dio sendo respons vel muitas vezes pela evas o escolar Paradoxalmente os princ pios matem ticos s o estudados de forma dissociada da realidade do aprendiz tornando se pouco significativo para ele em virtude disso passa a considerar a matem tica como algo absolutamente te rico e distante de seu cotidiano 1 2 Motiva o Na disciplina Matem tica Discreta ministrada pela Professora Renata Couto Moreira do Departamento de Ci ncia da Computa o DCC da Universidade Federal de Lavras UFLA come ou a ser desenvolvido um trabalho de estudo e implementa o de jogos mate m ticos os quais eram estudados em aula tais como O Problema de Josephus e
4. 1 INTRODU O 1 1 Considera es Iniciais Os computadores est o cada vez mais inseridos em nosso dia a dia Seu uso deixou de ser privil gio de grandes corpora es para se tornar obrigat rio em qualquer empresa de m dio ou pequeno porte assim como um equipamento quase indispens vel em qualquer domic lio de classes m dia e alta Muito antes do advento dos computadores no entanto j existiam os jogos Como afir mam Pierozan amp Brancher 2004 o ato de jogar t o antigo quanto o pr prio homem Como a pedagogia nos mostra o jogo necess rio no processo de desenvolvimento do ser humano tendo uma fun o vital para o indiv duo principalmente como forma de constru o e recons tru o da realidade de conhecimento geral que as crian as e os adolescentes est o cada vez mais cedo e com maior frequ ncia tendo contato com novas tecnologias bem como com jogos de compu tador e video game Al m disso desde a d cada de 80 do s culo passado os computadores vem sendo cada vez mais utilizados na rea educacional demonstrando de forma clara o grande potencial dos programas educacionais em especial o dos jogos Argumenta se aqui que o processo de educa o n o deve se restringir aos mesmos m todos de ensino utilizados tradi cionalmente pois o uso da inform tica na educa o est relacionado com o avan o da ci ncia e da tecnologia que nos permite ampliar de sobremaneira a gama de ferramentas de aux lio
5. Com as palavras de Coll amp Mart 2004 425 Essa exig ncia pode criar frustra o em alguns usu rios que se sentem incomodados diante da pouca flexibilidade da m quina que se nega a 2 Semi tica Do grego semeiotik ou a arte dos sinais a ci ncia geral dos signos e da semiose que estuda todos os fen menos culturais como se fossem sistemas s gnicos isto sistemas de significa o WIKIP DIA 2007 responder se n o se faz exatamente o que se tem que fazer Mas tamb m podem favorecer como mostram alguns autores pessoa que utiliza as NTIC o desenvolvimento de uma maior capacidade de planejamento de suas a es e sobretudo que tome consci ncia da diferen a existente entre seus desejos e suas inten es significado pretendido e o que tem de fazer para que a m quina responda significado manifesto distin o fundamental em qualquer atividade humana inclu da a aprendizagem escolar Quanto a interatividade conforme Coll amp Marti 2004 426 O car ter interativo das NTIC por si s n o garante um conhecimento mais elaborado e uma aprendizagem mais significativa ineg vel no entanto que as NTIC favorecem a reciprocidade e a conting ncia das rela es entre o sujeito e o objeto do conhecimento o que por sua vez contribui para refor ar o envolvimento do primeiro no processo de aprendizagem ao mesmo tempo que lhe permite um maior controle desse processo
6. Educa o Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro OPENGL Silicon Graphics Inc Desenvolvido por Khronos Group 2007 P gina oficial da OpenGL Dispon vel em lt http Awww opengl org gt Acesso em 14 ago 2007 PELIZZARI A KRIEGL M de L BARON M P FINCK N T L DOROCINSKI S I Teoria da Aprendizagem Significativa Segundo Ausubel Psicologia Educa o Cultura Curitiba v 2 n 1 p 37 42 Julho 2002 37 PIEROZAN C BRANCHER J D A Imp do Jogo Educativo e suas vantagens no processo Ensino e Aprendizagem In Congresso Nacional de Ambientes Hiperm dia para Aprendizagem Florian polis UFSC 2004 p 2 PJCC Portal de Jogos Cooperativos Computacionais Desenvolvido por Rubens Takiguti Ribeiro 2004 2007 Site oficial do Grupo de Jogos Cooperativos Computacionais GJCC Dispon vel em lt http www comp ufla br pjcc gt Acesso em 28 jun 2007 ROLLINGS A MORRIS D Game Architecture and Design 1 ed Upper Saddle River NJ 07458 Pearson Prentice Hall 2003 960 p SDL Simple DirectMedia Layer Desenvolvido por Scott Call Ga tan de Menten e Tim Jones 2007 P gina oficial da Simple DirectMedia Layer Dispon vel em lt http www libsdl org gt Acesso em 15 jul 2007 VYGOTSKY L S Aprendizagem e Desenvolvimento Intelectual na Idade Escolar In VYGOTSKY L S LURIA A R LEONTIEV A Linguagem Desenvolvimento e Aprendizagem 8 ed S o Paulo SP
7. abordado em sala de aula contribui fortemente para que o aprendiz o assimile com maior facilidade Para auxiliar o educador nesta tarefa de contextualiza o do conte do ele pode fazer uso de algumas ferramentas ou t cnicas O professor pode estimular a iniciativa dos alunos por meio do trabalho em grupo destinado a promover a interatividade e o esp rito associativo sementes da colabora o e da solidariedade Entretanto algumas vezes seja por falta de incentivo ou por falta de uma forma o profissional adequada que possibilite ao professor usar instrumentos pertinentes ao seu traba lho o mesmo se limita a ser apenas um agente para a transmiss o mec nica de conte dos Como argumenta Martins 2003 10 O educador que tem como compromisso ser agente de transforma o social n o pode deixar de procurar o melhor caminho para vencer o desafio de mudar seu pr prio modo de pensar e de proceder tampouco pode esquecer sua miss o de facilitador do crescimento de seus alunos contribuindo desse modo para que as gera es futuras possam usufruir uma exist ncia mais digna Pode se perceber que um dos grandes problemas da Matem tica no ensino fundamen tal a falta de contextualiza o dos conte dos e para solucion lo como argumentado acima o educador pode fazer uso de novas ferramentas que aproximem o conte do abordado do coti diano do aluno Para melhor compreender como e quais ferramentas podem ser util
8. cone 2003 Volume nico cap 6 p 103 117 WIKIP DIA Wikimedia Foundation Desenvolvido por Contribuidores da Wikip dia 2007 Apresenta conte do enciclop dico Dispon vel em lt http pt wikipedia org gt Acesso em 5 fev 2007 38 AP NDICES AP NDICE A OTIMIZA O DA M QUINA DE ESTADOS O trecho de c digo abaixo ilustra como poderia ser implementada a m quina de estados de um jogo utilizando se um comando condicional Inicializa o do jogo Loop de controle while blJogoAcabou switch itEstado case ESTADO EXECUTANDO MENU PRINCIPAL Tratar o estado em que o menu est sendo exibido break case ESTADO EXECUTANDO NUCLEO Tratar o estado principal do jogo break case ESTADO JOGO EM PAUSA Tratar o estado em que o jogo est em pausa break Finalizando o jogo O trecho de c digo abaixo ilustra como a mesma m quina de estados exibida acima pode ser implementada utilizando se um ponteiro para fun o Fun es que representam estados do jogo void EstadoExecutandoNucleo void void EstadoExecutandoMenuPrincipal void void EstadoJogoEmPausa void Declara o do ponteiro para a fun o da m quina de estados void pProcessarJogo void EstadoExecutandoMenuPrincipal Inicializa o do jogo Lo
9. o para este problema foi obtida substituindo o comando condicional por um ponteiro para fun o Cada estado da m quina de estados do jogo foi implementado em uma fun o que trata apenas o estado em quest o O loop de controle apresenta um ponteiro que aponta para a fun o correta de acordo com o estado em que se encontra o jogo Este ponteiro atualizado pela pr pria fun o chamada sempre que o estado atual do jogo alterado Desta forma n o existe nenhuma compara o para determinar o estado atual do jogo no loop de controle o que o torna mais eficiente O Ap ndice A fornece um exemplo de uma m quina de estados simples implementada utilizando se as duas t cnicas mencionadas anteriormente O segundo problema encontrado foi a manuten o da velocidade do jogo em diferentes m quinas de conhecimento geral que m quinas com configura es diferentes necessitam de tempos diferentes para processar uma mesma informa o Este fato normalmente n o repre senta um problema para aplica es como editores de texto ou planilhas eletr nicas mas em aplica es multim dia como o caso dos jogos isso se torna um problema s rio como exemplificado a seguir Imagine que um personagem em um determinado jogo caminhe com uma velocidade tal que este demore 5 segundos para cruzar a tela de um canto a outro em uma m quina com configura o X Se o mesmo jogo for executado em uma m quina com configura o Y tal que Y d
10. A Torre de Han i O desenvolvimento dos conceitos de combinat ria rela es de recorr ncia teoria dos grafos se davam com exemplos de jogos os quais s o conhecidos desde a antig idade Os Jogos implementados eram ent o avaliados e depois arquivados Observando se que os jogos al m de servirem como forma de avalia o de aprendiza gem dos alunos poderiam ser aproveitados para divers o foram num primeiro momento apre sentados aos alunos de computa o e em seguida estas apresenta es foram aberta comunidade durante dois semestres consecutivos Estas apresenta es realizadas em um labo rat rio com cinco computadores disponibilizado pelo DCC da UFLA com um bom espa o e condi es adequadas para a circula o de pessoas se tornaram ent o oficinas de jogos e obti veram resultados muito acima das expectativas pois atingiam um p blico em torno de 80 pessoas por oficina incluindo estudantes de outros cursos universit rios educadores do ensino fundamental e m dio e estudantes de duas escolas de Lavras Posteriormente com a constru o do Laborat rio de Educa o Continuada LEC contendo 30 computadores no campus hist rico da UFLA a oficina encontrou espa o para ampliar seu atendimento A III Oficina de Jogos Cooperativos Computacionais foi ent o montada nesse espa o e conseguiu atender em torno de 200 pessoas incluindo a participa o de quatro institui es de ensino de Lavras A satisfa o dos
11. Learning Brazil Desenvolvido por MicroPower 2007 Cont m artigos livros e not cias sobre tecnologia em educa o Dispon vel em lt http www elearningbrasil com br home artigos artigos asp id 1921 gt Acesso em 5 fev 2007 BRASIL 1997 Secretaria de Educa o Fundamental Par metros curriculares nacionais introdu o aos par metros curriculares nacionais MEC SEF L DICO In BUENO F S Minidicion rio da L ngua Portuguesa S o Paulo FTD 2000 p 480 COBUCCI C E M RIBEIRO R T MOREIRA R C NETO J M Experi ncia de uma Oficina Continuada de Jogos Cooperativos Computacionais 2005 10 p ginas Artigo Universidade Federal de Lavras N o publicado COLL C MART E A educa o escolar diante das novas tecnologias da informa o e da comunica o In COLL C et al Desenvolvimento psicol gico e educa o psicologia da educa o escolar 2 ed Porto Alegre Artmed 2004 v 2 cap 25 p 420 439 GLADCHEFE A P OLIVEIRA V B SILVA D M O Software Educacional e a Psicopedagogia no Ensino de Matem tica Direcionado ao Ensino Fundamental Revista Brasileira de Inform tica na Educa o S o Paulo v 8 n 8 p 63 70 Abril 2001 36 GLADCHEFFE A P ZUFFI E M SILVA D M Um Instrumento para Avalia o da Qualidade de Softwares Educacionais de Matem tica para o Ensino Fundamental In VII Workshop de Inform tica na Escola Fortaleza SBC 2001 12 p
12. Prova disso a atitude positiva e a maior motiva o para aprender que costumam manifestar crian as e jovens quando se envolvem em processos de aprendizagem utilizando as NTIC No quesito dinamismo as NTIC se assemelham ao r dio ou a televis o na capacidade de transmitir informa es din micas isto que se modificam ou podem se modificar ao longo do tempo No entanto com as palavras de Coll amp Marti 2004 427 o que as distingue a sua capacidade para criar ou recriar utilizando e articulando diferentes sistemas simb licos modelos virtuais de todo tipo de fen menos e situa es o que tem um interesse evidente para a proje o de situa es de ensino e aprendizagem nas quais a observa o a explora o e a experimenta o ocupem um lugar de destaque A caracter stica multim dia das NTIC deve se sua capacidade de combinar diferentes sistemas simb licos para apresentar a informa o e a facilidade que possuem gra as digitali za o da informa o para passar de um sistema para outro Conforme Mayer apud Coll amp Mart 2004 427 medida que cada formato de representa o introduz suas pr prias restri es apela para um tipo de processamento cognitivo mais do que outro e mais adequado para representar um tipo de fen meno mais do que outro 10 a capacidade de combinar formatos de representa o e de traduzir as informa es de um formato para outro pode
13. as pessoas que acreditaram em mim e me apoiaram durante todos estes anos CONSTRUINDO UM JOGO PARA USO NA EDUCA O MATEM TICA RESUMO Desenvolve se neste trabalho um jogo educacional de Matem tica para o ensino fundamental Primeiro realizou se um levantamento bibliogr fico sobre o desenvolvimento de jogos educacionais e sobre o uso de jogos no processo de ensino aprendizagem compondo a base te rica para a cria o de um jogo educacional Em seguida descreve se as t cnicas e os procedimentos utilizados para a constru o do jogo de matem tica utilizando se a linguagem de programa o C a biblioteca multim dia Simple DirectMedia Layer e a API gr fica OpenGL O resultado foi um jogo de matem tica simples e divertido que pode ser modificado ampliado e refinado para as diversas etapas do ensino da matem tica Palavras chave Jogos Educacionais Matem tica Ensino Fundamental SDL BUILDING A GAME FOR USING IN MATHEMATICAL EDUCATION ABSTRACT The current work develops an educational math game for primary classroom First a research about educational games development and their use in the educational process was done offering theoretic basis to develop an educational math game A description of the technics and procedures used in the development of the game follows using the C programming language the multimedia library Simple DirectMedia Layer and the graphics API OpenGL The result was a simple and fun math game that can be mo
14. computacional o da coli s o entre dois ret ngulos Por exemplo o quadrado ABCD movimenta se da esquerda para direita e est prestes a colidir com o quadrado FGHI que se movimenta da direita para a esquerda conforme a Figura 3 1 F G Pi O D C Figura 3 1 Quadrados em rota de colis o A exist ncia ou n o de uma colis o entre eles poderia ser facilmente verificada simples mente comparando a posi o do ponto B com a posi o do ponto I Se o ponto B estiver mais direita e mais acima que o ponto I os quadrados estar o se sobrepondo e portanto estar o colidindo Caso contr rio n o h uma colis o Infelizmente a detec o de colis o envolvendo objetos circulares n o t o simples devido a enorme quantidade de v rtices que estes objetos possuem Se o mesmo m todo utili zado para a detec o de colis o entre ret ngulos fosse utilizado para esferas ou c rculos o tempo necess rio para comparar a posi o de todos os v rtices envolvidos inviabilizaria o jogo Este problema foi ent o solucionado aplicando se uma t cnica de detec o de colis o com o uso de Bounding Boxes Esta t cnica consiste em utilizar um objeto simples como um quadrado para envolver um objeto complexo como por exemplo uma esfera e considerar apenas o objeto mais simples Bounding Box durante a verifica o por colis es Sendo assim o algoritmo implementado 28 para detectar colis es entre o proj til do jogador e as
15. do aluno e do grupo b possui pelo menos um dos itens Projeto ou Manual Pedag gico Plano de Ensino Proposta Educacional c explora o conhecimento matem tico dentro da realidade do aluno a fim de que ele compreenda a Matem tica como parte de sua vida cotidiana d real a a troca de experi ncias entre os alunos e o trabalho cooperativo e preza diferentes formas e compreens o na resolu o de situa es problema por parte do aluno f exp e situa es onde a crian a valoriza e usa a linguagem Matem tica para expressar se com clareza e precis o 20 Quanto usabilidade necess rio observar se a o tipo de interface adequada faixa et ria a que o sofiware se destina b as representa es das fun es s o de f cil reconhecimento e utiliza o c as orienta es dadas pelo software sobre sua utiliza o s o claras e f ceis de serem entendidas d a quantidade de informa o em cada tela apropriada faixa et ria a que se destina o software se homog nea de f cil leitura e n o possui erros e o software possui sa das claras de emerg ncia para que o aluno possa deixar um estado n o desejado quando escolheu erroneamente uma fun o sem que o fluxo do di logo e sua continuidade sejam prejudicados f a anima o o som as cores e outras m dias s o utilizadas com equil brio evitando polui o sonora e ou visual g a interface possui sistema de ajuda e permite que o aluno recorra a ele em q
16. esferas foi o mesmo utilizado para detec tar colis es entre dois ret ngulos A desvantagem do uso de Bounding Boxes a redu o na precis o do local de colis o entre os objetos Ao utilizar um quadrado para envolver uma esfera uma falsa colis o pode ser detectada caso um dos objetos se movimente em um ngulo tal que este colida com a Boun ding Box mas n o colida com o objeto em seu interior A Figura 3 2 ilustra este caso A Figura 3 2 Exemplo de uma colis o com a Bounding Box Utilizando o algoritmo de detec o de colis o entre dois ret ngulos o ret ngulo FGHI exibido na Figura 3 2 ir colidir com o v rtice AD da Bounding Box do c rculo formada pelo quadrado ABCD No entanto pode se perceber que na realidade o ret ngulo n o colidir com o circulo A imprecis o na detec o de colis o inerente a este algoritmo pode ser amenizada utilizando se um objeto mais complexo como Bounding Box como por exemplo um oct gono sem que o algoritmo de detec o sofra modifica es significativas ou que o custo computacio nal se eleve consideravelmente Uma vez solucionados estes problemas a implementa o do jogo n o apresentou maio res dificuldades e o resultado final pode ser observado na se o seguinte 29 4 RESULTADOS E DISCUSS O Este Cap tulo tem por objetivo apresentar de forma sucinta o jogo educacional imple mentado neste trabalho Para isso ser o apresentadas imagens de cada ele
17. favorecer para a compreens o e a generaliza o de muitos conceitos ensinados habitualmente na escola A qualidade hiperm dia das NTIC se deve sua capacidade de apresentar as informa es em uma l gica n o necessariamente sequencial ou linear como a das informa es escritas habituais Segundo Coll amp Mart 2004 n o se sabe ainda at que ponto essa caracter stica das NTIC ben fica ou prejudicial aprendizagem mas fato que dependendo das estrat gias de pesquisa do aluno e da qualidade e riqueza das informa es que encontra ele poder aprender muito mais do que o esperado ou ent o estancar em uma navega o intermin vel condenada ao naufr gio final Para uma melhor compreens o das possibilidades que as NTIC oferecem ao processo de aprendizagem necess rio uma breve reflex o sobre o ensino o desenvolvimento e a aprendizagem 2 3 Desenvolvimento e Aprendizagem Existem diferentes teorias sobre como o processo de desenvolvimento est relacionado com o de aprendizagem Segundo Vygotsky 2003 as teorias mais importantes referentes rela o entre desenvolvimento e aprendizagem na crian a podem agrupar se esquematica mente em tr s categorias fundamentais Nas palavras de Vygotsky 2003 103 O primeiro tipo de solu es propostas parte do pressuposto da independ ncia do processo de desenvolvimento o do processo de aprendizagem Segundo estas teorias a aprendizagem um pro
18. fico convalidado e principalmente inova es tecnol gicas produtos ou processos Considerando se os procedimentos a serem adotados esta pesquisa ser do tipo experi mental pois como afirma Jung 2004 155 a pesquisa tecnol gica de novos produtos e processos essencialmente experimental 3 2 Materiais A plataforma de desenvolvimento do jogo foi um microcomputador com processador Intel Pentium 4 de 3 GHz 2 GB de mem ria RAM sistema operacional Microsoft Windows Vista placa de som Creative Sound Blaster Audigy 2 ZS e placa de v deo nVidia GeForce 6800 Ultra com 256 MB de RAM As ferramentas utilizadas para o desenvolvimento do jogo foram o Integrated Develop ment Environment IDE Eclipse para desenvolvedores C C vers o Europa e a biblioteca para desenvolvimento de aplicativos multim dia Simple DirectMedia Layer SDL vers o 1 2 11 em conjunto com a Application Programming Interface API gr fica OpenGL A linguagem de programa o utilizada na implementa o foi a linguagem C e o compilador utili zado foi o GNU C Compiler GCC vers o 4 2 1 juntamente com a vers o para Windows do depurador GDB vers o 5 2 1 O jogo foi testado em microcomputadores com diversas configura es A configura o mais simples utilizada nos testes foi a de um microcomputador com processador Intel Pentium II 550 MHz com 146 MB de mem ria RAM sistema operacional Ubuntu Linux 7 04
19. ncia sobre resultado final Existem v rios tipos de jogos de estrat gia desde os que controlam quase todos os aspectos de por exemplo controle de na es jogos onde se controlam apenas as batalhas e alguns aspectos econ micos de na es at jogos onde a estrat gia se mistura com a simula o bem como os tradicionais como o jogo de Damas WIKIP DIA 2007 De acordo com Bittencourt amp Figueiredo 2005 jogos do tipo simulador s o aqueles cujo objetivo reproduzir o comportamento de algum sistema Os simuladores reproduzem sensa es que na realidade n o est o ocorrendo como acontece no caso dos simuladores de v o Existem diversos tipos de simuladores desde os que simulam a vida de uma nica pessoa The Sims at aqueles que simulam mundos inteiros SimEarth Segundo tais autores dentre os tipos de jogos mais populares est o os de esporte que envolve alguns tipos de pr ticas esportivas e os jogos de azar nos quais a possibilidade de ganhar ou perder n o depende da habilidade do jogador mas exclusivamente do azar ou sorte do apostador Ainda segundo Bittencourt amp Figueiredo 2005 os jogos de aventura s o caracteriza dos pela explora o dos cen rios pelos enigmas e quebra cabe as pela intera o com outros personagens e pelo foco na narrativa Concentram se quase por completo no racioc nio de l gica e de explora o e em hist rias complexas e envolventes Os jogos classificados como ed
20. o Iniciar Jogo inicia o jogo O usu rio assume ent o o controle da nave descrita anteriormente Os elementos apresentados nesta tela Figura 4 3 s o descritos com mais detalhes a seguir r r obter 500 pontos Do n i 4 q d Figura 4 3 Visualiza o da tela principal do jogo gt Painel O painel mostra a quantidade de pontos atual do jogador qual o objetivo do Jogo e a express o formada at o momento Caso a express o aritm tica esteja completa o 31 painel mostrar tamb m o resultado da mesma at que o jogador inicie a constru o de uma nova express o gt Nave Esta a nave do jogador Ela pode se movimentar livremente pelo cen rio pressionando se as setas do teclado e dispara proj teis quando a tecla Espa o pressionada gt Proj til Os proj teis s o disparados pela nave do jogador sempre que o mesmo pressiona a tecla Espa o Eles s o utilizados para destruir as esferas contendo os operandos e operadores gt Esfera Cada esfera cont m apenas um operando ou um operador Sempre que uma delas atingida por um proj til disparado pela nave do jogador ela desaparece e seu conte do se torna ent o parte da express o aritm tica sendo formada pelo jogador Se o conte do da esfera n o for compat vel com a express o formada caso o jogador atinja um operando logo ap s outro sem antes atingir um operador por exemplo o conte do da mesma ignorado As
21. ISO IEC 9126 1 Caracter stica Descri o ao Evidencia que o conjunto de fun es atende s necessidades expl citas e Funcionalidade impl citas para a finalidade a que se destina o produto Usabilidade Evidencia a facilidade de utiliza o do software e i i nh t l t ndi Confiabilidade Evidencia que o desempenho se mant m ao longo do tempo em cond es estabelecidas A Evidencia que os recursos e os tempos envolvidos s o compat veis com o Efici ncia n vel de desempenho requerido para o produto Manutenibilidade Evidencia que h facilidade para corre es atualiza es e altera es Evidencia que poss vel utilizar o produto em diversas plataformas com Portabilidade pequeno esfor o de adapta o Fonte GLADCHEFF ZUFFI amp SILVA 2001 4 19 No ponto de vista psicopedag gico um software usado para fins educacionais no Ensino Fundamental deve levar em conta caracter sticas formais se ele est ajudando a crian a a desenvolver sua l gica a raciocinar de forma clara objetiva criativa e aspectos de conte do se a tem tica desenvolvida por ele tem um significado atraente para a realidade de vida da crian a GLADCHEFF ZUFFI amp SILVA 2001 De acordo com os mesmos autores dentro do objetivo de analisar um software educaci onal de Matem tica direcionado ao Ensino Fundamental sob a tica de um professor e ou especialista da rea educacional as
22. OT VIO NERY CIPRIANI CONSTRUINDO UM JOGO PARA USO NA EDUCA O MATEM TICA Monografia de gradua o apresentada ao Departamento de Ci ncia da Computa o da Universidade Federal de Lavras como parte das exig ncias do curso de Ci ncia da Computa o para obten o do t tulo de Bacharel em Ci ncia da Computa o LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2007 OT VIO NERY CIPRIANI CONSTRUINDO UM JOGO PARA USO NA EDUCA O MATEM TICA Monografia de gradua o apresentada ao Departamento de Ci ncia da Computa o da Universidade Federal de Lavras como parte das exig ncias do curso de Ci ncia da Computa o para obten o do t tulo de Bacharel em Ci ncia da Computa o rea de Concentra o Inform tica na Educa o Orientador Co orientadora Jos Monserrat Neto Ila Maria Silva de Souza LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2007 Ficha Catalogr fica Cipriani Ot vio Nery Construindo um Jogo Para Uso na Educa o Matem tica Ot vio Nery Cipriani Lavras Minas Gerais 2007 53p il Monografia de Gradua o Universidade Federal de Lavras Departamento de Ci n cia da Computa o 1 Introdu o 2 Referencial Te rico 3 Metodologia 4 Resultados e Discuss o 5 Conclus o I CIPRIANI O N II Universidade Federal de Lavras III T tulo OT VIO NERY CIPRIANI CONSTRUINDO UM JOGO PARA USO NA EDUCA O MATEM TICA Monografia de gradua o apresentada ao De
23. S reitera erere cre reeeremeacereresererertrertaa 36 AP NDICE A OTIMIZA O DA M QUINA DE ESTADOS vil LISTA DE FIGURAS Figura 2 1 Tela principal do jogo Trilha Matem tica meire 15 Figura 2 2 Visualiza o do ltimo Teorema de Fermat com n 5 meme 17 Figura 3 1 Quadrados em rota de COlISAO sas aaa o DS a 28 Figura 3 2 Exemplo de uma colis o com a Bounding BOX sssesssssessesseseesessessessesesesseseese 29 Figura 4 1 Visualiza o da tela inicial do Jogo ssesessseesseseesssessessssresseesrssressmesresseesesressee 30 Figura 4 2 Visualiza o da tela de instru es do jogo c is cmcereerereeerrenana 31 Figura 4 3 Visualiza o da tela principal do jogo ii ireerereeramereeereanaaa 31 Figura 4 4 Visualiza o da tela de congratula es do jogo reias 32 Figura 4 5 Visualiza o da tela de pause do jogo c si ireerrmmecereerereeeeranada 33 Figura 4 6 Visualiza o da tela de escolha de operadores do jJogo s sssssessseneseesseesseseessee 33 viii LISTA DE TABELAS Tabela 2 1 Principais caracter sticas das NTIC relevantes para os processos de ensino e aptendizag emi zaone lesada SD a da CRS OR SA Da Tabela 2 2 Vantagens e desvantagens do uso de jogos no contexto de ensino aprendizagem 18 Tabela 2 3 Caracter sticas da Qualidade de Software segundo a ISO IEC 9126 1 19 ix
24. WIKIP DIA 2007 Uma outra forma de classifica o dos jogos computadorizados foi proposta por Rollings amp Morris 2003 Esta forma baseada na concep o dram tica em que se caracteri zam os g neros como sendo compostos por diferentes estilos de forma semelhante utilizada em obras dram ticas do teatro literatura e cinema Conforme tais autores estes estilos s o os seguintes a o aventura estrat gia simula o quebra cabe a brinquedos e educacionais Tais estilos referem se forma como o jogo executado e a combina o destes elementos podem criar um g nero que caracteriza os jogos Por exemplo o g nero RPG uma represen ta o computacional dos RPGs de mesa com elementos de simula o a o e aventura Usando essa mec nica passa se a considerar combina es de estilos ao inv s de se adotar um enfoque 15 determinista de uma nica classifica o Nesta abordagem existe uma concep o difusa onde cada jogo pode apresentar n veis diferentes de cada um dos estilos ou seja um n vel de estrat gia e um n vel de aventura por exemplo A exist ncia de jogos educativos como o Trilha Matem tica torna bvio que a utiliza o dos jogos na educa o n o algo in dito e que h portanto amplo potencial para cria o de mais e novos jogos de Matem tica O potencial econ mico dos jogos tamb m merece ser considerado como ilustrado por Monserrat amp Castro 2007 2
25. a s regras o senso de responsabi lidade e justi a e a iniciativa pessoal e grupal Uma vis o semelhante da utilidade dos jogos compartilhada por Monserrat amp Castro 2007 3 Jogos de forma geral s o importantes no desenvolvimento infantil pois desempenham papel motivador no processo de ensino aprendizagem e mant m rela o estreita com a constru o do conhecimento pelos alunos brincar por meio de jogos uma atividade natural das crian as Para determinar quais jogos s o mais indicados para serem utilizados como ferramentas de aux lio a aprendizagem necess rio conhecer os tipos de jogos existentes 13 2 4 1 Os Tipos de Jogos Segundo Bittencourt amp Figueiredo 2005 n o existe um consenso sobre uma taxono mia dos jogos computadorizados mas a classifica o dos jogos em geral n o somente os computadorizados nos permite determinar um conjunto de caracter sticas comuns Atrav s de tais caracter sticas poss vel dividi los em alguns grupos estrat gia simulador esporte jogos de azar aventura educacional e Role Playing Game RPG Classificar os jogos em grupos facilita o desenvolvimento dos enredos dos motores e das interfaces gr ficas dos jogos compu tadorizados Os jogos de estrat gia s o aqueles onde a habilidade do jogador em tomar decis es s o de grande import ncia O que diferencia este g nero dos outros que nele a sorte do jogador exerce pouca ou nenhuma influ
26. a base para o aprendizado da matem tica mais avan ada e para o seu desenvolvimento como a linguagem das Ci ncias As dificuldades que muitos alunos encontram no aprendizado da matem tica n o s o recentes nem exclusivas de pa ses em desenvolvimento Parte desses problemas se deve s dificuldades que eles t m em formar estruturas conceituais ou seja em formar os conceitos e as conex es entre eles Esses problemas entretanto n o ser o solucionados com a retirada de conte dos do curr culo importante salientar que os pa ses desenvolvidos que realizaram reformula es curriculares nos anos 70 e 80 envolvendo a retirada de conte dos complexos como fra es tiveram seu desempenho reduzido em compara es internacionais As consequ ncias desse tipo de reformula o poder o ser ainda mais dr sticas em nosso pa s que j vem ocupando os ltimos lugares nesse ranking Atualmente trabalhos como os PCN BRASIL 1997 defendem a id ia de que a potencialidade do conhecimento matem tico deve ser explorada da forma mais ampla poss vel no ensino fundamental e com isto levar o aluno entre outros objetivos a 1 compreender e transformar o mundo a sua volta ii resolver situa es problema sabendo validar estrat gias e resultados iii desenvolver formas de racioc nio iv estabelecer conex es entre temas matem ticos e outras reas De acordo com Ausubel apud Pelizzari et al 2002 o princ
27. a essa rica experi ncia tornou evidente um problema a falta de mais jogos educati vos que fossem ao mesmo tempo divertidos gratuitos e principalmente que se adaptassem s necessidades dos educadores pois os jogos criados ou dispon veis muitas vezes abordavam conte dos aqu m e ou al m dos que j haviam sido passados aos alunos pelo professor o que prejudicava ou mesmo inviabilizava seu uso 1 3 Objetivos Gerais O presente trabalho tem como objetivo a cria o de um guia para o desenvolvimento de Jogos educacionais adequado Este guia ter como base a identifica o de caracter sticas que segundo a literatura s o importantes para um jogo educacional de qualidade O presente trabalho visa tamb m a implementa o de um jogo educacional gratuito cujo objetivo ser o de proporcionar ao aluno uma forma de entretenimento que al m de diverti lo o ajudar a fixar conceitos matem ticos do ensino fundamental Al m disso o jogo ser flex vel o suficiente para permitir que conte dos que ainda n o tiverem sido passados aos alunos n o inviabilizem a sua utiliza o 1 4 Objetivos Espec ficos De forma a atender aos objetivos citados na se o anterior t m se como objetivos espe c ficos realizar a um breve levantamento sobre a forma como a Matem tica atualmente abordada no ensino fundamental b uma pesquisa bibliogr fica sobre os benef cios que as novas tecnologias da informa o em especial os computadore
28. alidade afetiva social motora e cognitiva O jogo favorece a aquisi o de condutas cognitivas e desenvolvimento de habilidades como coordena o destreza rapidez for a concentra o As vantagens do uso dos jogos na educa o se tornam ainda mais f ceis de serem exploradas quando aliadas ao computador Conforme Magina 1998 a facilidade de constru o e de reconstru o de gr ficos a capacidade de movimenta o de figuras e desenhos na tela de um computador e o uso de c digos de comando por meio de ordens claras diretas e l gicas s o alguns dos recursos que os jogos computadorizados oferecem ao ensino de Matem tica e que devem ser explorados Modelos gerados por computador de sistemas f sicos matem ticos como ilustrado na Figura 2 2 financeiros pol ticos sociais econ micos etc s o frequentemente utilizados no aux lio educa o Modelos de processos f sicos fun es fisiol gicas tend ncias populacio nais ou equipamentos podem ajudar os estudantes a entender as opera es de um sistema HEARN amp BAKER 2004 Figura 2 2 Visualiza o do ltimo Teorema de Fermat com n 5 Fonte HEARN amp BAKER 2004 26 A utiliza o de jogos em mbito educacional traz uma s rie de vantagens e desvanta gens Grando apud Moratori 2003 elaborou a seguinte lista Tabela 2 2 de vantagens e desvantagens da inser o de jogos no contexto de ensino aprendizagem 17 Tabela 2 2 Van
29. alunos em especial daqueles que est o nos anos iniciais do ensino fundamental Os educadores a partir do conhecimento obtido em pesquisas que levavam em conta os problemas da rea buscaram ent o formas de solucionar o problema da dist ncia entre os alunos dos primeiros anos do ensino fundamental e os conte dos abordados Duas grandes tend ncias se tornaram bvias conforme Amato 2004 2 Alguns educadores acreditam que conte dos que n o s o importantes no quotidiano deveriam ser retirados do curr culo Outros acreditam que o ensino de conte dos mais complexos deveria ser adiado para s ries posteriores quando os alunos apresentarem maior maturidade para acomod los Tais abordagens no entanto oferecem perigos e n o seriam as mais indicadas para a solu o do problema em quest o De acordo com Amato 2004 2 Retirar do curr culo do ensino fundamental conte dos como Teoria de Conjuntos e Express es Num ricas os carro es parece ter fundamento a retirada de conte dos que constituem pr requisitos para o aprendizado de novos conte dos por sua vez pode ter graves consegi ncias para o aprendizado da matem tica Nesse caso incluem se as opera es com fra es e o aprendizado subsegiente de Probabilidade Propor es e lgebra Muitos dos conceitos matem ticos ensinados nas s ries iniciais do ensino fundamental n o s o triviais nem muito utilizados no quotidiano por m representam
30. cesso puramente exterior paralelo de certa forma ao processo de desenvolvimento da crian a mas que n o participa ativamente neste e n o o modifica absolutamente a aprendizagem utiliza os resultados do desenvolvimento em vez de se adiantar ao seu curso e de mudar a sua dire o A segunda categoria de solu es propostas para o problema das rela es entre aprendizagem e desenvolvimento afirma pelo contr rio que a aprendizagem desenvolvimento existe um desenvolvimento paralelo dos dois processos de modo que a cada etapa da aprendizagem corresponda 11 a uma etapa do desenvolvimento O desenvolvimento est para a aprendizagem assim como a sombra est para o objeto que a projeta O terceiro grupo de teorias tenta conciliar os extremos dos dois primeiros pontos de vista fazendo com que coexistam Por um lado o processo de desenvolvimento est concebido como um processo independente do de aprendizagem mas por outro lado esta mesma aprendizagem no decurso da qual a crian a adquire toda uma nova s rie de formas de comportamento considera se coincidente com o desenvolvimento Entretanto para Vygotsky 2003 116 o processo de desenvolvimento n o coincide com o da aprendizagem o processo de desenvolvimento segue o da aprendizagem No presente trabalho ser o consideradas as id ias de Vygotsky sobre o desenvolvimento e a aprendizagem Al m de estar relacionado com o process
31. clu das op es para controlar o n vel de detalhes visuais do jogo Estas op es melhorariam a compatibilidade do jogo com m quinas que possuem configura es mais modestas A mec nica do jogo tamb m pode ser melhorada impondo maiores desafios ao jogador como por exemplo naves inimigas ou esferas que explodem e causam danos Poderiam ser inclu dos tamb m itens que melhorariam temporariamente as caracter sticas da nave do joga dor Tais adi es ao jogo contribuiriam muito para aumentar o n vel de divers o proporcionado pelo jogo 34 5 CONCLUS O Como argumentado ao longo do trabalho a utiliza o de jogos na educa o algo n o somente vi vel mas que vem trazendo bons resultados principalmente como forma de trazer para o cotidiano dos alunos do ensino fundamental conceitos que normalmente s o apresenta dos como algo muito distante da realidade em que vivem ou na forma de tediosos exerc cios em l pis e papel especialmente em disciplinas como a Matem tica O presente trabalho procurou discutir como os jogos educacionais podem ser ben ficos ao desenvolvimento e ao aprendizado das crian as e buscou tamb m apresentar o potencial da utiliza o das novas tecnologias da informa o em prol da educa o Desenvolvi um jogo educacional gratuito e flex vel que pode ser utilizado como uma ferramenta para auxiliar na fixa o das quatro opera es matem ticas fundamentais e que serve tamb m como forma de
32. dified extended and adapted to the various steps of mathematical teaching Keywords Educational Games Mathematics Elementary School SDL vi SUM RIO EISELDE FIGURA SRA e LG RA RR QUER N viii LISTA DE TABELAS ruceni a aa a a a a r RN ix INTRODUCA O inara a a a dao oo E a a 1 1 1 Considera es MAIS cassia Diga as a dO l A MOVA AO e a a a a a aaa aa aa bias 2 EROINA EE E T EE E UE 3 14 Objetivos ESpecificos iinan aia E HU a R aati 3 1 5 Estr t rado Trabalho nos sean n RS AV E TR AT a 4 DREFERENCIAETE RICO tr e a di a a 5 2 1 A Matem tica no Ensino Fundamental ss a estes ns opniao ONES LESS Grata te E aapa sediada 5 2 2 A Educa o Escolar e as Novas Tecnologias da Informa o e da Comunica o 8 2 2 1 As NTIC e a APTE dIZAD EM ada ADE SCG VE ENO ECA AS somme stresstest 8 2 3 Desenvoimento Aprendizad en suis aids aa ER ts Ta gi 11 24 Os Jogos em Gera aa DES IC iG E a a E 13 ZA Os Tip sde Todos aaa da dus e a a Da E A aaa 14 2 0 OsJogos na BONCa O ssni neti SG ai aaaea iaa 16 2 6 An lise da Usabilidade de Software Educacionais de Matem tica s nsessesse0sees000 19 3 METODOLOGIA oirra e A O a 22 3 1 Pipo de PESQUISA soanen a a A E de RR 22 SE Mat rials erer E E E a r A a A A E a a 22 3 3 D s nVolViINeNtO a asia E das a T A E A RE 23 4 RESULTADOS E DISCUSS O gaia sas crase soa EIA SARRO isa fat 30 A DISCUSS SAS a A NT RS 34 SCONCLUS O can a a pa Ria id a Ca a 35 REFER NCIAS BIBLIOGR FICA
33. emplo do aprendizado de opera es matem ticas que neces sita de muita pr tica para ser consolidado Esta pr tica geralmente obtida de forma tediosa atrav s de exerc cios em l pis e papel Neste contexto os jogos podem ser utilizados como uma alternativa prazerosa a estes exerc cios 2 4 Os Jogos em Geral Uma vez que um dos objetivos do presente trabalho mostrar como os jogos s o importantes no processo de ensino aprendizagem faz se necess rio uma breve reflex o sobre o que s o os jogos e como eles afetam o desenvolvimento das crian as Segundo Bittencour amp Giraffa 2003 o jogo se define como um processo intrinseca mente competitivo em que co existem as possibilidades de vit ria e derrota Esse sentido de competi o deve ser explorado positivamente Conforme os autores afirmam os jogos educa cionais s o exemplos de ambientes de resolu o de problemas que podem ser projetados e explorados com uma abordagem construtivista Os mesmos autores ainda acrescentam que as regras do jogo n o precisam ser expressas ao usu rio em um primeiro momento podendo ser oferecidas medida que o jogador vai avan ando na sequ ncia do jogo ou at mesmo como pr mio para as tarefas conclu das ao inv s de se utilizar o sistema de simples ganho de pontua o Para Pierozan amp Brancher 2004 a participa o em jogos contribui para a forma o de atitudes sociais o respeito m tuo a coopera o a obedi nci
34. entretenimento Al m disso este jogo foi constru do procurando atender s quest es sobre usabilidade de software educacionais como explicadas na Se o 2 6 Vimos tamb m que vers es futuras desse jogo educacional podem ser aprimoradas de diversas maneiras dentre elas a apresenta o de novos objetivos ao jogador novas op es para o controle do hardware e melhorias na interface e na mec nica do jogo No decorrer deste trabalho aprofundei meus estudos sobre o processo de desenvolvi mento e de aprendizagem aprimorei minha reda o de textos cient ficos e adquiri novos conhecimentos sobre programa o a biblioteca multim dia Simple DirectMedia Layer e a Application Programming Interface API gr fica OpenGL Esses estudos est o sendo impor tantes para minha forma o acad mica e pessoal e trar o benef cios para meu desempenho profissional REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS AMATO S A Reflex es Sobre Matem tica no Ensino Fundamental Jornal da Ci ncia Bras lia v 1 n 2560 p 3 Julho 2004 BITTENCOURT J R FIGUEIREDO C Z Jogos Computadorizados para Aprendizagem Matem tica no Ensino Fundamental Novas Tecnologias na Educa o Porto Alegre v 3 n 1 p 4 5 Maio 2005 BITTENCOURT J R GIRAFFA L M Modelando Ambientes de Aprendizagem Virtuais utilizando Role Playing Games In XIV Simp sio Brasileiro de Inform tica na Educa o Rio de Janeiro SBC 2003 p 718 727 BOTELHO L e
35. es futuras poderiam trazer outros objetivos como por exemplo a Obter o maior n mero de pontos em um determinado tempo o jogador permanece ria no jogo um per odo de tempo pr estabelecido determinado por ele mesmo Ao t rmino do tempo a pontua o obtida por ele seria ent o registrada em um placar geral com suas iniciais b Formar uma determinada express o seria apresentado ao jogador o resultado de uma express o aritm tica e este seria ent o encarregado de formar um determinado n mero de express es que forne am tal resultado c Permanecer no jogo por mais tempo o placar do jogador seria iniciado com um determinado n mero e este seria ent o reduzido em intervalos regulares Ao atingir um valor menor ou igual a zero o jogo terminaria e o jogador seria apresentado a um placar geral simi lar ao proposto anteriormente O jogador teria ent o que formar express es de forma a perma necer no jogo por mais tempo O exemplos acima s o apenas uma pequena amostra do que poderia ser feito de forma a diversificar a gama de op es apresentadas pelo jogo contribuindo muito para o aumento da divers o proporcionada pelo mesmo bem como propiciar meios diferentes de aprendizagem de temas matem ticos Dentre as novas op es para o controle do hardware poderiam constar op es para controlar o volume da m sica e dos efeitos sonoros presentes no jogo incluindo a op o de desabilit los Al m disso poderiam ser in
36. iferente de X o personagem deve continuar caminhando com a mesma velocidade de forma que este demore os mesmos 5 segundos para cruzar a mesma tela 9 Itera o Sin nimo de repeti o 26 Tal problema foi solucionado no presente trabalho utilizando se o tempo decorrido entre cada itera o do loop de controle A cada itera o o tempo que se passou desde a itera o anterior passado fun o que representa o estado do jogo Desta forma a nova posi o de cada objeto do jogo calculada utilizando se a fun o hor ria do Movimento Uniforme mente Variado 2 S S Vit onde S representa a posi o final do objeto S a posi o inicial Vo o valor da velo cidade inicial t o tempo decorrido e a o valor da acelera o do objeto Utilizando esta f rmula todos os objetos do jogo se movem de forma consistente independentemente da performance da m quina que o est executando Durante a fase de implementa o do jogo a exibi o de objetos como a nave as esferas e as nuvens na tela revelou se outro problema a ser solucionado Uma vez que a posi o destes objetos na tela varia ao longo do tempo estes precisam ser redesenhados constantemente Se tais objetos estiverem na mem ria principal do sistema o tempo gasto para copi los para a mem ria da placa de v deo de forma a desenh los na tela tornaria o processo de exibi o da cena t o lento que inviabilizaria o jogo A solu o para es
37. ipal no processo de ensino a aprendizagem ser significativa isto o material a ser aprendido precisa fazer algum sentido para o aluno Isto acontece quando a nova informa o ancora se nos conceitos rele 1 PCN Par metros Curriculares Nacionais Constituem um documento do governo contendo propostas para a renova o da base curricular do ensino fundamental em todo o pa s Este documento traz para a discuss o nacional objetivos conte dos e crit rios de avalia o escolar vantes existentes na estrutura cognitiva do aprendiz Quando o material a ser aprendido n o consegue ligar se a algo conhecido ocorre a chamada aprendizagem mec nica Assim o aluno decora f rmulas leis etc apenas para realizar as provas e as esquece ap s a avalia o Segundo o mesmo autor para haver aprendizagem significativa preciso haver duas condi es a o aluno precisa ter disposi o para aprender se o indiv duo quiser memorizar o material arbitrariamente e literalmente ent o a aprendizagem ser mec nica b o material a ser aprendido tem que ser potencialmente significativo ou seja ele tem de ser l gica e psicolo gicamente significativo o significado l gico depende somente da natureza do material e o significado psicol gico uma experi ncia pessoal que cada indiv duo tem Cada aprendiz faz uma filtragem dos materiais que t m significado ou n o para si pr prio Fica claro que a contextualiza o do conte do
38. izadas no aux lio aprendizagem necess rio examinar como as novas tecnologias da informa o e da comuni ca o NTIC podem influenciar e contribuir para a educa o escolar 2 2 A Educa o Escolar e as Novas Tecnologias da Informa o e da Comunica o Novas tecnologias s o criadas constantemente e as existentes evoluem em um ritmo acelerado Dentre todas as tecnologias aquelas que permitem a representa o e a transmiss o da informa o merecem aten o especial De acordo com Coll amp Marti 2004 420 as novas tecnologias de transmiss o da infor ma o e da comunica o surgem como resultado da integra o de duas possibilidades t cni cas que experimentaram um progresso espetacular ao longo das ltimas d cadas o incremento da capacidade e da rapidez do processamento da informa o gra as ao desenvolvimento da inform tica e a codifica o e a transmiss o da informa o gra as digitaliza o ao cabo ptico e aos sat lites Essas novas tecnologias modificam a forma de interagir com a informa o e fornecem novas maneiras de transmiti las Com as palavras de Coll amp Mart 2004 421 muito prov vel que os livros os jornais e as bibliotecas n o estejam destinados a desaparecer mas a sofrerem profundas modifica es devido s novas possibilidades que surgem de escrever de ler de transmitir a informa o escrita e armazen la Do mesmo modo que a i
39. mento importante que comp e a interface do jogo De acordo com as classifica es dos jogos apresentadas na Se o 2 4 1 o jogo imple mentado no presente trabalho pode ser considerado uma combina o de A o e Educacional O jogador representado por uma nave equipada com uma arma capaz de disparar proj teis voa em dire o a diversas esferas cada uma contendo um n mero ou um operador matem tico Ao atingir uma esfera com um proj til ela destru da e o seu conte do utilizado para formar uma express o aritm tica Quando uma express o aritm tica completa formada o seu resul tado calculado e adicionado pontua o atual do jogador Ao completar um total de 500 pontos o jogo termina e o jogador parabenizado Ao iniciar o jogo o usu rio levado ao Menu Principal Figura 4 1 Neste menu o usu rio pode escolher entre visualizar instru es sobre como jogar iniciar o jogo habilitar e desabilitar operadores ou sair do jogo Cada uma destas op es ser o explicadas com mais detalhes a seguir Figura 4 1 Visualiza o da tela inicial do jogo Caso o usu rio escolha a primeira op o Instru es lhe ser o apresentadas as instru es sobre como jogar os controles do jogo e qual o objetivo Figura 4 2 Uma vez nesta tela o usu rio pode retornar ao Menu Principal pressionando a tecla Escape ESC Figura 4 2 Visualiza o da tela de instru es do jogo A segunda op
40. nven o da escrita a imprensa e a televis o inauguraram novas pr ticas sociais e tiveram clara repercuss o no desenvolvimento humano com as NTIC vislumbram se novas formas de trabalhar de comprar de comunicar de divertir se e novas formas de aprender e de ensinar De acordo com Coll amp Mart 2004 as NTIC t m potencial para modificar significati vamente as formas tradicionais de ensino e aprendizagem Na se o seguinte ser apresentado como isso poss vel 2 2 1 As NTIC e a Aprendizagem As novas tecnologias da informa o e da comunica o NTIC segundo Coll amp Mart 2004 424 proporcionam pelo menos potencialmente um meio de representa o e de comunica o inovador cujo uso pode introduzir modifica es importantes em determinados aspectos do funcionamento psicol gico das pessoas As NTIC a partir da integra o dos sistemas semi ticos cl ssicos conforme Coll amp Mart 2004 425 criam condi es totalmente novas de tratamento de transmiss o de acesso e de uso das informa es transmitidas at agora pelos suportes cl ssicos da escrita das imagens do som ou da fala E essas condi es conferem s NTIC caracter sticas espec ficas como instrumentos psicol gicos como mediadoras do funcionamento psicol gico das pessoas que as utilizam As caracter sticas espec ficas as quais Coll amp Mart 2004 se referem s o formalismo interatividade dinamismo mul
41. o de desenvolvimento o processo de aprendi zagem est tamb m intimamente relacionado com o processo de ensino Para Lerner 2005 120 ensinar colocar problemas a partir dos quais seja poss vel reelaborar os conte dos escolares Para que uma situa o se caracterize como uma situa o problem tica necess rio que ela atenda a alguns crit rios Com as palavras de Lerner 2005 121 deve ter sentido no campo de conhecimento dos alunos por m n o deve ser resol vel s a partir dos conhecimentos que as crian as j possuem Em outras palavras uma situa o problem tica tem que permitir que os alunos ponham em pr tica os esquemas de assimila o que j constru ram e interpretem na a partir dos mesmos por m estes conhecimentos pr vios n o devem ser suficientes para resolv la a situa o deve exigir a constru o de novos conhecimentos ou de novas rela es entre os j elaborados Tamb m conveniente que o problema seja rico e aberto que coloque os alunos diante da necessidade de tomar decis es que lhes permita escolher procedimentos ou caminhos diferentes Como examinado anteriormente as NTIC oferecem diferentes formas de representa o da informa o Esta caracter stica pode ser utilizada para criar situa es problema para as 12 crian as seja expondo as a algo novo ou apenas como uma forma diferente de apresentar lhes algo j conhecido Essa a situa o por ex
42. oficial da SDL suas fun es s o agrupadas em dez categorias 1 geral que lidam com a configura o e inicializa o da pr pria SDL 2 v deo respons veis pela cria o e manipula o das imagens na tela bem como a configura o da pr pria tela 3 gerenciamento de janelas que manipulam a janela em que o jogo est sendo executado definindo o cone do aplicativo por exemplo 4 eventos respons veis pelo trata 5 http www eclipse org 6 http www libsdl org 7 GNU Lesser General Public License http www gnu org licenses lgpl html 24 mento dos eventos disparados pelo sistema operacional ou pelo usu rio como por exemplo o pressionamento de teclas 5 joystick que manipulam e interpretam os dados referentes a um controlador de jogo acoplado ao computador 6 som respons veis pela reprodu o e grava o de efeitos sonoros e m sica 7 CD ROM que fornecem acesso direto a unidades de CD ROM presentes na m quina bem como meios de reproduzir faixas de CDs de udio 8 programa o paralela que fornecem meios para a cria o de aplicativos que executam v rias tarefas simulta neamente 9 tempo respons veis pela medi o do tempo de execu o do programa e pela cria o de temporizadores e 10 arquivos que manipulam arquivos diretamente Para o desenvolvimento do jogo implementado no presente trabalho apenas as fun es relacionadas a eventos v deo som tempo e configura o da pr pria SDL fo
43. op de controle do jogo while blJogoAcabou Processa o jogo pProcessardogo Finalizando o jogo
44. partamento de Ci ncia da Computa o da Universidade Federal de Lavras como parte das exig ncias do curso de Ci ncia da Computa o para obten o do t tulo de Bacharel em Ci ncia da Computa o Aprovada em 09 de agosto de 2007 Cristiano Leite de Castro Ahmed Ali Abdalla Esmin Jos Monserrat Neto Orientador Ta Maria Silva de Souza Co orientadora LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL Guie uma crian a pelo caminho que deve seguir e guie se por ela de vez em quando J Bilings Agradecimentos Agrade o acima de tudo aos meus pais que sempre me apoiaram e acreditaram em mim durante toda a minha vida Agrade o ao meu orientador Professor Jos Monserrat Neto que me auxiliou n o somente no decorrer do desenvolvimento do presente trabalho como durante toda a minha gradua o Agrade o Professora Ila Maria Silva de Souza do Departamento de Educa o da Universidade Federal de Lavras que me orientou e colaborou na realiza o de um trabalho consistente em rela o aos aspectos cient ficos e did ticos Agrade o aos meus amigos pelas alegrias que compartilhamos ao longo destes quatro anos em especial ao Rubens pela contribui o dada ao jogo desenvolvido Agrade o ao meu irm o Henrique que ao longo toda a minha vida foi um grande amigo e companheiro Agrade o Milene pelo amor amizade respeito e carinho que tem me dado ao longo destes anos Finalmente agrade o a todas
45. participantes superou todas as expectativas e a demanda pela oficina aumentava constantemente PJCC 2007 Surgiu ent o a oportunidade de levar essas oficinas de jogos a v rias escolas da cidade de Lavras em oficinas m veis nas quais cinco computadores da UFLA eram levados com os Jogos instalados Esta experi ncia se mostrou proveitosa pois v rios dos alunos dessas escolas nunca haviam tido contato com computadores e assim aprendiam a utiliz lo de forma diver tida e proveitosa Uma vez que os resultados foram positivos durante as oficinas Cobucci et al 2005 decidiu se iniciar um projeto de acompanhamento mais prolongado em uma escola O objetivo do projeto era ir semanalmente em uma escola durante todo um semestre ensinar aos seus professores no es b sicas de inform tica e como poderiam utilizar os jogos para lecionar o conte do de suas disciplinas levando os alunos a terem prazer de estudar Observou se no entanto que algumas dessas escolas possu am seus pr prios laborat rios de inform tica mas que n o eram utilizados porque os professores dessas escolas tamb m n o possu am conhecimento de inform tica suficiente O objetivo das oficinas passou ent o a ser tamb m o de inclus o digital de professores de escolas do ensino fundamental Surgiu assim o Curso de Inclus o Digital e Jogos Cooperativos Computacionais sendo ministrado pela primeira vez em 2005 Cobucci et al 2005 e novamente em 2006 Tod
46. pectos t cnicos e pedag gicos devem ser abordados Os aspectos t cnicos envolvem a documenta o ou manual do usu rio seja ele on line ou impresso e as caracter sticas do software em si O manual do usu rio deve possuir instru es corretas e de f cil compreens o para instala o e desinstala o do software todas as fun es e as atividades que o mesmo executa devem estar descritas na documenta o de maneira simples e compreens vel a documenta o n o deve possuir erros gramaticais os termos utilizados devem estar no mesmo idioma que os usados na interface do produto e as mensagens devem ser explicadas O software em si deve ser de f cil instala o e desinstala o os requisitos necess rios de hardware e software devem ser compat veis com os requisitos do computador a ser utilizado e com os sofiware nele instalados as fun es dispon veis devem ser suficientes para realizarem as tarefas para as quais o mesmo se prop e e quando s o ativadas devem executar exatamente o que esperado caso o professor julgue necess rio o sofiware deve possuir recursos para acesso seletivo como senhas e n o deve apresentar falhas o produtor deve fornecer suporte t cnico e manuten o ao software Ainda segundo os mesmos autores os aspectos pedag gicos envolvem os objetivos a usabilidade os conceitos e a praticidade do jogo Quanto aos objetivos preciso verificar se o software a valoriza o progresso pessoal
47. placa de som C Media Electronics Inc CM8738 e placa de v deo Silicon Integrated Systems 530 com 8 MB de RAM A configura o mais robusta utilizada nos testes foi a de um notebook Acer 3050 1958 com processador AMD Sempron Mobile 3400 com 2 GB de mem ria RAM sistema operacional Ubuntu Linux 7 04 placa de som ATI SB450 HDA Audio e placa de v deo ATI Radeon Xpress 1100 Technologies Inc 3 3 Desenvolvimento O projeto exposto neste trabalho tem in cio no final do ano de 2006 ap s a realiza o do curso de Inclus o Digital e Jogos Cooperativos Computacionais quando ficou clara a necessidade de jogos educacionais gratuitos e flex veis De novembro de 2006 at mar o de 2007 foram realizadas pesquisas bibliogr ficas sobre o uso de jogos no processo de ensino aprendizagem e sobre a qualidade de software educacionais Na segii ncia foi feito um levantamento dos requisitos e a delimita o do tema do Jogo Ficou estabelecido que o tema seria a Matem tica do ensino fundamental uma vez que esta uma das reas onde os alunos encontram grande dificuldade para contextualiza o do conte do e como visto na Se o 2 1 a contextualiza o do tema abordado em sala de aula contribui muito para sua assimila o e consequentemente para sua aprendizagem Ap s a defini o do tema foram determinadas as principais caracter sticas do jogo como por exemplo sua interface sua mec nica e os objetivos propostos ao jogado
48. propostas para trabalhos futuros na mesma rea de concentra o Finalmente no Cap tulo 5 feita uma s ntese sobre a import ncia do trabalho relacio nando a com os resultados obtidos 2 REFERENCIAL TE RICO Neste cap tulo se encontra a base te rica necess ria compreens o do trabalho Ele est subdividido em se es que abrangem desde o processo de ensino da Matem tica at algumas quest es sobre qualidade de software educacional 2 1 A Matem tica no Ensino Fundamental A forma como a Matem tica atualmente abordada no Ensino Fundamental foi influ enciada por um movimento que ocorreu nas d cadas de 1960 e 1970 intitulado Matem tica Moderna conforme explicado por Gladcheff Oliveira amp Silva 2001 2 Nesta poca a pesquisa na rea da Did tica da Matem tica se intensificou pois os formuladores dos curr culos insistiam na necessidade de uma reforma pedag gica incluindo a pesquisa de novos materiais e m todos de ensino renovados A Matem tica era vista como uma via de acesso privilegiada para o pensamento cient fico e tecnol gico e o ensino passou ent o a ter preocupa es excessivas com abstra es internas pr pria Matem tica mais voltadas teoria do que pr tica exagerando no formalismo na axiom tica Mas ao aproximar a Matem tica escolar da ci ncia Matem tica pura esta reforma pedag gica n o considerou um ponto b sico o que se propunha estava fora do alcance dos
49. r A interface do jogo foi concebida tendo em mente as quest es abordadas na Se o 2 6 sobre usabilidade de sofiware educacionais Quanto aos objetivos foi determinado que nesta primeira vers o do jogo estes se limitariam simples obten o de um determinado n mero de pontos Vers es futuras do mesmo poder o contar com um leque maior de op es que ser o vistas com mais detalhes na Se o 4 1 A mec nica do jogo foi desenvolvida baseada nas quatro opera es matem ticas funda mentais adi o subtra o multiplica o e divis o e consiste na forma o de express es arit m ticas simples que envolvem apenas um operador e dois operandos O jogador escolhe um 23 operando um operador e outro operando respectivamente O resultado da express o formada ent o adicionado pontua o atual do jogador que inicialmente zero O jogo prossegue at que o jogador atinja a quantidade de pontos determinada pelo objetivo A mec nica do jogo apresentada aqui bem simples no entanto pr tica o suficiente para realizar o objetivo do trabalho proposto inicialmente fixar conceitos matem ticos do ensino fundamental Outras modalidades de jogo podem estar presentes em vers es futuras como as sugeridas na Se o 41 Determinadas as caracter sticas do jogo a ser desenvolvido tornou se ent o necess ria a escolha das ferramentas mais adequadas a esta tarefa Como ambiente de desenvolvimento foi escolhida a platafo
50. ram utilizadas Os efeitos sonoros e m sica no jogo foram reproduzidos com o aux lio de uma exten s o da SDL chamada SDL mixer A SDL mixer uma biblioteca que estende as funcionalida des de reprodu o de som da SDL uma vez que esta n o capaz de reproduzir v rios efeitos sonoros e m sica simultaneamente A SDL mixer est dispon vel gratuitamente em seu site oficial Como mencionado anteriormente a SDL capaz de se beneficiar da acelera o de v deo por hardware dispon vel com placas de v deo atuais quando utilizada juntamente com a OpenGL OpenGL uma Application Programming Interface API gr fica suportada por v rias plataformas e amplamente utilizada na cria o de jogos e programas do tipo Computer Aided Design CAD OpenGL 2007 Para tirar proveito da acelera o de v deo por hardware a parte visual do jogo foi implementada utilizando a API OpenGL Terminada a escolha das ferramentas que foram utilizadas para a implementa o do Jogo teve in cio a fase de codifica o Durante esta fase alguns problemas foram encontrados e solucionados Foram eles a a implementa o e otimiza o da m quina de estados do jogo b a manuten o de uma velocidade constante entre m quinas com diferentes configura es c exibi o dos objetos na tela de forma eficiente d detec o de colis o entre os objetos do jogo A implementa o e otimiza o da m quina de estados do jogo se deve ao fato de que
51. rma Eclipse dispon vel no site oficial da Funda o Eclipse Dentre os motivos que levaram escolha do IDE Eclipse destacam se o fato de ser este um IDE gratuito extremamente vers til pois pode ser utilizado tanto para a edi o do c digo fonte como uma interface gr fica para o depurador altamente personaliz vel e que se integra perfeitamente com o compilador e depurador utilizados durante todo o desenvolvimento do trabalho Uma vez que jogos s o aplica es de alto desempenho a linguagem de programa o utilizada para a implementa o do jogo foi a linguagem C por sua reconhecida performance No entanto embora a linguagem C seja uma linguagem extremamente eficiente lhe faltam fun es nativas para manipula o de imagens sons e perif ricos Tais fun es existem por m s o dependentes da plataforma a ser utilizada Para suprir esta defici ncia da linguagem C a biblioteca Simple DirectMedia Layer SDL foi utilizada A SDL uma biblioteca multim dia multi plataforma desenvolvida em C projetada para fornecer acesso em baixo n vel a udio teclado mouse joystick hardware 3D via OpenGL e v deo em 2D Ela utilizada por software que reproduzem MPEG emuladores e muitos jogos populares incluindo a renomada vers o para Linux do jogo Civilization Call to Power SDL 2007 A SDL est dispon vel gratuitamente em seu site oficial sob a licen a GNU LGPL vers o 2 De acordo com a documenta o
52. s o provenientes de falhas presentes nas pr prias ferramentas Para minimizar este problema necess ria uma an lise da usabilidade dos jogos educacionais computadorizados 2 6 An lise da Usabilidade de Software Educacionais de Matem tica Nesta se o ser o abordadas quest es sobre a usabilidade de software educacionais de Matem tica Embora algumas dessas quest es sejam espec ficas para este tipo de software grande parte delas se aplica a qualquer produto de sofiware Segundo a norma ISO IEC 9126 1 um Produto de Software definido como uma entidade de sofiware dispon vel para libera o a um usu rio e Qualidade de Software defi nida como a totalidade das caracter sticas de um produto de software que lhe confere a capa cidade de satisfazer necessidades expl citas e impl citas Em geral as necessidades expl citas s o expressas na defini o de requisitos propostos pelo produtor e as necessidades impl citas s o aquelas que podem n o estar expressas nos documentos do produtor mas que s o necess rias ao usu rio As caracter sticas de funcionalidade usabilidade confiabilidade efici ncia manuteni bilidade e portabilidade foram estabelecidas pela norma ISO IEC 9126 1 como um conjunto de atributos para se avaliar e descrever a qualidade de um sofiware gen rico A Tabela 2 3 descreve cada caracter stica segundo esta norma Tabela 2 3 Caracter sticas da Qualidade de Software segundo a
53. s trazem para o processo de ensino aprendizagem c realizar uma breve revis o bibliogr fica sobre a influ ncia dos jogos no processo de desenvolvimento intelectual de uma crian a d um levantamento sobre algu mas quest es relacionadas a qualidade de sofiware 1 5 Estrutura do Trabalho O presente trabalho est dividido em Cap tulos Se es e Subse es No Cap tulo 1 apresentada a contextualiza o do trabalho sua rela o com trabalhos anteriores e seus objeti VOS No Capitulo 2 feito um levantamento dos pontos chave para o entendimento dos prin cipais conceitos abordados no trabalho atrav s de uma revis o da literatura Neste cap tulo s o abordadas quest es sobre o desenvolvimento e a aprendizagem e quest es sobre o ensino da disciplina de Matem tica no ensino fundamental Al m disso s o estudados crit rios para determinar a qualidade de software educacionais em especial os voltados para a disciplina de Matem tica O Cap tulo 3 apresenta o desenvolvimento do trabalho propriamente dito Ele est divi dido em Se es que incluem o tipo da pesquisa os materiais utilizados e as fases de desenvol vimento apontando as estrat gias de implementa o adotadas e as principais dificuldades encontradas No Cap tulo 4 s o apresentados os resultados obtidos no trabalho ao longo das fases do desenvolvimento ou seja uma exposi o sucinta do jogo educacional implementado Al m disso s o feitas
54. sim que o jogador tenha obtido um n mero de pontos maior ou igual ao indicado pelo Objetivo mostrado no Painel uma tela de congratula es exibida Figura 4 4 Nesta tela o jogador tem a op o de reiniciar o jogo retornar ao Menu Principal ou encerrar a aplica o 3 minuto s e 37 segundo s Figura 4 4 Visualiza o da tela de congratula es do jogo A qualquer momento durante a execu o do jogo o jogador pode pressionar a tecla ESC Ao fazer isso o jogo ser interrompido e um menu lhe ser apresentado Figura 4 5 32 permitindo que ele retorne ao Menu Principal retorne ao jogo ou simplesmente encerre a apli ca o dese Eu PEVBE Figura 4 5 Visualiza o da tela de pause do jogo A terceira op o do Menu Principal Escolher Operadores permite que o jogador esco lha quais operadores aparecer o durante a execu o do jogo Atrav s do menu apresentado Figura 4 6 o jogador pode por exemplo habilitar apenas os operadores de adi o e multipli ca o tornando o jogo mais f cil S5E0LHEP bearers ADI O Ativado SUBTRA O Desativado MULTIPLICA O Ativado DIVIS O Desativado Figura 4 6 Visualiza o da tela de escolha de operadores do jogo 33 A quarta e ltima op o do Menu Principal encerra a aplica o 4 1 Discuss es Finais Esta primeira vers o do jogo conta apenas com o simples objetivo de se atingir um determinado n mero de pontos Vers
55. ssa ser adaptado s necessidades do educador 4 Os temas transversais dos novos PCN incluem tica Meio ambiente Sa de Pluralidade cultural e Orienta o sexual Eles expressam conceitos e valores fundamentais democracia e cidadania e correspondem a quest es importantes e urgentes para a sociedade brasileira de hoje presentes sob v rias formas na vida cotidiana 21 3 METODOLOGIA Este cap tulo apresenta inicialmente o tipo de pesquisa em que se enquadra o presente trabalho Em seguida s o apresentados os materiais utilizados durante a execu o do projeto Por fim s o apresentadas a metodologia e as etapas de desenvolvimento do projeto 3 1 Tipo de Pesquisa De acordo com Jung 2004 a pesquisa a ser desenvolvida do tipo tecnol gica uma vez que se utiliza de conhecimentos e experi ncias adquiridos por estudiosos e profissionais na rea da educa o e t cnicas j existentes de engenharia de software para o desenvolvimento de um novo produto de software para aux lio ao ensino aprendizagem Quanto ao objetivo esta ser uma pesquisa explorat ria pois visa desenvolver um produto de software que ajudar o aluno a fixar o conte do abordado em sala de aula pelo professor e que possa servir tamb m como forma de entretenimento Conforme Jung 2004 152 este tipo tem por finalidade a descoberta de teorias e pr ticas que modificar o as exis tentes a obten o de alternativas ao conhecimento cient
56. tagens e desvantagens do uso de jogos no contexto de ensino aprendizagem Vantagens Desvantagens e Fixa o de conceitos j aprendidos de uma forma motivadora para o aluno e Introdu o e desenvolvimento de conceitos de difi cil compreens o e Desenvolvimento de estrat gias de resolu o de problemas desafio dos jogos Aprender a tomar decis es e saber avali las Significa o para conceitos aparentemente incom preens veis Propicia o relacionamento de diferentes disciplinas interdisciplinariedade e O jogo requer a participa o ativa do aluno na constru o do seu pr prio conhecimento e O jogo favorece a socializa o entre alunos e a conscientiza o do trabalho em equipe A utiliza o de jogos um fator de motiva o para os alunos e Dentre outras coisas o jogo favorece o desenvolvi mento da criatividade de senso cr tico da participa o da competi o sadia da observa o das v rias formas de uso da linguagem e do resgate do prazer em aprender As atividades em jogos podem ser utilizadas para refor ar ou recuperar habilidades de que os alunos necessitem til no trabalho com alunos de diferentes n veis As atividades com jogos permitem ao professor identificar diagnosticar alguns erros de aprendiza gem as atitudes e as dificuldades dos alunos Quando os jogos s o mal utilizados existe o perigo de dar ao jogo um car ter puramen
57. te aleat rio tornando se um ap ndice em sala de aula Os alunos jogam e se sentem motivados apenas pelo jogo sem saber porque jogam O tempo gasto com as atividades de Jogo em sala de aula maior e se o professor n o estiver preparado pode existir um sacrif cio de outros conte dos pela falta de tempo e A coer o do professor exigindo que o aluno jogue mesmo que ele n o queira destruindo a voluntariedade pertencente a natureza do jogo As falsas concep es de que devem ensinar todos os conceitos atrav s dos Jogos Ent o as aulas em geral trans formam se em verdadeiros cassinos tamb m sem sentido algum para o aluno e A perda de ludicidade do jogo pela interfer ncia constante do profes sor destruindo a ess ncia do jogo e A dificuldade de acesso e disponi bilidade de materiais e recursos sobre o uso de jogos no ensino que possam vir a subsidiar o trabalho docente Fonte MORATORI 2003 13 A partir destas observa es pode se afirmar que o uso de jogos como ferramenta de aux lio ao ensino aprendizagem traz vantagens mas somente se forem utilizados de forma adequada As vantagens podem ser ainda maiores se a utiliza o dos jogos for aliada a recursos computacionais E responsabilidade do educador utilizar de forma correta estes recursos mas isso n o significa que as ferramenta sejam perfeitas Alguns problemas enfrentados pelos educadores 18 nesta rea
58. te problema foi obtida com a utiliza o de Display Lists DL DL s o um recurso da OpenGL que permite que diferentes opera es sejam agrupadas na forma de um nico comando As DL n o apenas facilitam a cria o de objetos complexos mediante a uni o de v rios objetos mais simples como fornecem um consider vel aumento na performance pois os passos necess rios para desenhar tais objetos s o previamente compilados no momento da cria o da DL HEARN amp BAKER 2004 Para cada um dos objetos do jogo mencionados anteriormente foi criada uma DL As DL armazenam em mem ria de v deo as informa es necess rias para desenhar os objetos ao inv s de armazen las na mem ria principal do sistema acelerando o processo de exibi o da cena Uma vez que para obter pontos o jogador precisa atingir as esferas que aparecem foi necess ria a implementa o de um algoritmo para detec o de colis o entre os proj teis dispa rados pela nave e as esferas O processo de detec o de colis o consiste em verificar se um objeto se sobrep e a outro Se eles se sobrep em ent o h uma colis o O custo computacional para verificar se houve uma colis o entre dois objetos depende da forma dos objetos e da precis o desejada Quando mais irregular a forma dos objetos envol 27 vidos e ou quanto maior for a precis o desejada maior ser o custo computacional do algo ritmo O caso mais simples e portanto o que exige menor esfor o
59. tim dia e hiperm dia A Tabela 2 1 indica quais as potencialida des de cada uma dessas caracter sticas para a aprendizagem Tabela 2 1 Principais caracter sticas das NTIC relevantes para os processos de ensino e aprendizagem Caracter stica Potencialidades l Exige explicita o e planejamento das a es Tomada de consci ncia e Formalismo auto regula o ap Rela o mais ativa com as informa es Primeiro plano Ritmo individual Interatividade sd Motiva o Auto estima or a Possibilidade de interagir com rela es virtuais Explora o Experimen Dinamismo E ta o joe dota Possibilidade de passar de um sistema para outro Integra o e comple Multim dia a LAA mentaridade de formatos de representa o Generaliza o gar Nova organiza o espacial e temporal da informa o Facilidade de rela Hiperm dia E cionar informa es Fonte COLL amp MART 2004 426 Com rela o ao formalismo fazer uso das NTIC requer que o usu rio siga correta mente uma segii ncia muito bem definida precisa e em alguns casos extremamente r gida de comandos Esses comandos mudam de acordo com o dispositivo sendo operado e podem variar desde o pressionar de um bot o at um comando verbal Se a segu ncia dos comandos ou os mesmos estiverem incorretos o dispositivo seja ele qual for n o executar a tarefa dese jada O formalismo exigido pelas NTIC traz algumas vantagens
60. ualquer tela que se encontre Quanto aos conceitos deve se verificar se a os conceitos matem ticos que o educador pretende trabalhar com seus alunos est o dispon veis no software e caso este trate de conceitos que o professor n o pretende trabalhar no momento o sofiware deve permitir que este conte do seja desconsiderado pelo professor b a forma de abordagem compat vel com as concep es relevantes aos processos de ensino aprendizagem do professor Ainda em rela o aos conceitos o educador deve refletir sobre a possibilidade dos conceitos matem ticos trabalhados pelo sofiware serem relacionados com outros conceitos da Matem tica e ou de outras disciplinas e deve refletir sobre a possibilidade de o software vir a ser utilizado dentro de uma abordagem com temas transversais Com rela o praticidade o professor deve verificar caso julgue necess rio se a o sofiware possui uma vers o para ser utilizado em rede e se seu pre o compat vel com o or a mento da escola b o produtor recolhe sugest es e ou reclama es tanto por parte do professor quanto do aluno Em s ntese software educacionais de qualidade sejam eles voltados para o ensino de Matem tica ou n o s o aqueles que al m de n o apresentarem erros de implementa o seguem adequadamente as recomenda es internacionais de usabilidade de sofiware e s o vers teis o suficiente para permitir que o conte do para o qual foram desenvolvidos po
61. ucacionais s o aqueles que de acordo com Botelho 2004 se constituem por qualquer atividade de formato instrucional ou de aprendizagem que envolva competi o e que seja regulada por regras e restri es Como exemplo de um jogo educacional de Matem tica temos a Trilha Matem tica Figura 2 1 onde o jogador repre 14 sentado por um pe o passando por uma trilha Para passar de um ponto para o outro preciso que a pessoa responda quest es de matem tica Se acertar o jogador avan a o n mero de casas informado por um dado lan ado Ganha o jogo quem chegar primeiro ao final da trilha respon dendo corretamente as quest es de matem tica apresentadas O n vel de dificuldade aumenta conforme o jogador se aproxima do final da trilha As quest es propostas pelo jogo s o basea das nas quatro opera es fundamentais da Matem tica adi o subtra o divis o e multiplica o Trilha Matem tica E x 5 3 82 H HE a d lt Douglas gt Ol o que vc ta achando do jogo lt Todos gt Enviar Menu Figura 2 1 Tela principal do jogo Trilha Matem tica Fonte PIEROZAN amp BRANCHER 2004 2 O RPG ou Jogo de Interpreta o de Pap is um jogo de estrat gia e imagina o em que os jogadores interpretam diferentes personagens em diferentes mundos vivendo aventuras e superando desafios de acordo com as regras descritas pelo sistema escolhido
62. um jogo qualquer pode ser visto computacionalmente como uma grande m quina de estados onde cada estado representa um determinado ponto no jogo Por exemplo durante a exibi o do Menu principal o jogo se encontraria no estado Exibindo Menu Principal enquanto que durante a execu o do n cleo do jogo o estado atual poderia ser Executando N cleo Estes estados podem ser muito diferentes entre si Por exemplo o estado Exibindo Menu 8 http www libsdl org projects SDL mixer 25 Principal onde um menu com op es apresentado ao jogador para que este decida qual a o ser tomada totalmente diferente do estado Executando N cleo onde o jogador se depara com alguns operandos e operadores e tem que escolher rapidamente quais ser o utilizados para formar a express o Uma poss vel implementa o em C para a m quina de estados proposta anteriormente seria a utiliza o de um comando condicional onde o estado atual da m quina seria verificado e ent o tratado Este comando condicional se encontraria dentro do loop de controle e seria avaliado a cada itera o do mesmo Esta solu o pode ser considerada ineficiente pois o loop de controle itera v rias vezes por segundo enquanto que o estado muda raramente fazendo com que o processador da m quina realize um n mero consider vel de compara es que embora sejam efetuadas rapidamente s o em sua maioria desnecess rias A solu

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