Desenvolvimento de jogos eletrônicos para a aprendizagem da programação

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1 Desenvolvimento de jogos eletrônicos para a aprendizagem da programação Dailson M. Campos¹, Lucas Antônio F. de Sousa², Enoque Calvino Melo Alves 3 ¹Ciência da Computação Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA) Santarém, PA Brazil ²Sistema de Informação Universidade Federal do Pará (UFPA) Santarém, PA - Brazil dailson_campos@hotmail.com, lucatoniv8@gmail.com, enoque@gmail.com Abstract: This paper presents a project developed within the Federal University of Western Pará volunteer students who were in an Introduction to Computer Science (ICC). It emphasizes the learning of computer programming developing video games for the Nintendo Wii console business. Resumo: Este artigo apresenta um projeto executado dentro da Universidade Federal do Oeste do Pará com alunos voluntários que estavam cursando a disciplina de Introdução à Ciência da Computação (ICC). Ele enfatiza a aprendizagem de programação computacional através do desenvolvimento de jogos eletrônicos para o console comercial Nintendo Wii. 1. Introdução Estamos vivendo a revolução do mundo digital, onde ter noções de programação é tão essencial quanto saber o básico da matemática, da física, da economia, e quem sabe até dos primeiros socorros médicos... Até mesmo artistas e designers já perceberam que programar está na essência das novas mídias [Feijó, Clua e Silva 2010]. O desafio de ensinar programação para pessoas que estão interessadas no curso de Ciência da Computação ou querem conhecê-lo para escolher dentre as áreas disponíveis para sua formação superior foi aceito como uma oportunidade única, pois procura-se levar o ensinamento além da sala de aula utilizando uma metodologia mais dinâmica. Este trabalho mostra como foi elaborado essa experiência de programação atraindo os alunos para um ambiente em que os mesmos entendessem a aplicação dos conceitos mostrados em sala de aula e com consequência diminuir a resistência em seu aprendizado. Além da introdução, o artigo é dividido em mais quatro seções. Na seção 2 é discutida a importância dos jogos para a aprendizagem. Na seção 3 é apresentado o processo de desenvolvimento do projeto. Na seção 4 são abordados os resultados e discussões do trabalho. E por último são expostas as conclusões obtidas ao decorrer do trabalho. 2. A importância dos jogos como forma de aprendizagem Os jogos podem ser empregados em uma variedade de propósitos dentro do contexto de aprendizado. Um dos usos básico muito importante é a possibilidade de construir-se a

2 automotivação. Quanto é o incremento da motivação (...) um método eficaz que possibilita uma prática significativa daquilo que está sendo aprendido [Fernandes, 1995]. A sociedade moderna vive a era da informação e, consequentemente, a experiência educacional deve ser diversificada uma vez que envolve uma multiplicidade de tarefas. Os alunos necessitam dominar o processo de aprendizagem para o desenvolvimento de suas competências, e não mais absorver somente o conteúdo. Faz-se necessária uma educação permanente, dinâmica e desafiadora visando o desenvolvimento de habilidades para a obtenção e utilização das informações. O jogo educativo deve proporcionar um ambiente crítico, fazendo com que o aluno se sensibilize para a construção de seu conhecimento com oportunidades prazerosas para o desenvolvimento de suas cognições.... por muitos anos os jogos têm sido usados apenas para diversão, mas só recentemente têm sido aplicados os elementos estratégicos de jogos em computadores com propósitos instrutivos [Lerner, 1991]. O enlace entre computador e jogos se torna eficiente, pois há riqueza nos jogos educativos com o poder de atração dos computadores. E, como consequência desta associação, teremos os jogos educacionais computadorizados, onde o computador será usado de forma lúdica e prazerosa, para explorar um determinado ramo de conhecimento, além de trabalhar com algumas habilidades, como, por exemplo, destreza, associação de ideias e raciocínio lógico e indutivo, entre outras. 3. Metodologia aplicada Segundo Valente (1997) o computador não é um instrumento que ensina, mas instrumento de criação nas mãos do aluno. O ensino de programação envolve exatamente o uso do computador como instrumento de criação. Nossa proposta é engajar o aluno com uma experiência real de programação através do desenvolvimento de jogos para videogame. A metodologia aplicada consistia em convidar alunos da disciplina de ICC (Introdução a Ciência da Computação) do IEG (Instituto de Engenharia e Geociências) da UFOPA (Universidade Federal do Oeste do Pará), para que eles desenvolvessem um jogo eletrônico para a plataforma comercial Nintendo Wii. Inicialmente os alunos selecionados participaram de oficinas de programação de jogos para Wii. Nas oficinas foram enfatizados os conceitos básicos de desenvolvimento de jogos eletrônicos, programação C e C++ e design gráfico. O cuidado neste momento foi mostrar as diferenças entre a ferramenta Visualg e a linguagem de programação propriamente dita, como por exemplo, as inclusões de bibliotecas e o uso da língua inglesa.

3 Figura 1. Console Nintendo Wii Uma vez aprendidos os rudimentos do desenvolvimento de jogos, os alunos partiram para a escolha do tema e definição do jogo à ser desenvolvido. Sendo acompanhados pelos bolsistas do projeto durante todo o processo até a conclusão do mesmo. Uma vez concluída a disciplina foram comparados o desempenho dos alunos participantes do projeto com os demais alunos da disciplina, para coletar dados como média da nota final e índice de reprovação Inclusões de bibliotecas Diferentemente das linguagens de programação a ferramenta Visualg não faz a utilização de bibliotecas, e por consequência foi uns dos primeiros questionamentos dos alunos. Para sanar as dúvidas dos alunos, primeiramente foram inclusas no código do jogo algumas bibliotecas padrões da linguagem C/C++ e algumas das quais seriam de extrema importância para as funções básicas do jogo, que foram: stdio.h, stdlib.h, gccore.h, wiiuse/wpad.h e wiisprite.h. Biblioteca stdio.h: possui definições de sub-rotinas relativas às operações de entrada/saída. Biblioteca stdlib.h: possui funções envolvendo alocação de memória, controle de processos, conversões e outras. Biblioteca wiiuse/wpad.h: usada para controlar o WiiMote. Biblioteca wiisprite.h: importante para o desenvolvimento facilitado de jogos. Foi dado a entender que as inclusões de bibliotecas serviriam para a economia de código, pois nelas existem os códigos necessários para alguma função específica Tipos de dados Um dos pontos fundamentais a serem tratados foi sobre os tipos de dados. Além de serem apresentados os tipos de dados básicos como inteiros (int), ponto flutuante (float/double), booleano (bool) e caracteres (char), e que os alunos já haviam conhecido em sala de aula, foram abordados alguns tipos de dados que são essenciais para o desenvolvimento de

4 jogos, em particular para o console Nintendo Wii, que inclusive estão contidos nas bibliotecas mencionadas anteriormente Controles de fluxos e de seleção Um dos recursos mais utilizados no projeto foi o de controle de fluxos e de seleção, pelos motivos das tomadas de decisões e de como dar continuidade nas funções do jogo. A equipe utilizou, por exemplo, a rotina while para o uso do tempo, para a leitura dos controles do console e atualização dos objetos na tela e o desenho dos mesmos. Figura 2. Trecho do código utilizando a rotina "while" Para o entendimento do controle de seleção foi utilizada a sentença switch que proporciona condições múltiplas e empregada. Como exemplo, para a seleção do som a ser emitido depois de ser sorteado ou se o jogador decidir ouvir novamente Vetores Figura 3. Trecho do código referente ao uso do switch

5 A escolha por colocar os personagens principais do jogo em um vetor linear favoreceu a aprendizagem da utilização do mesmo, pois os alunos tiveram uma melhor visualização de para quê serviria e de como empregá-lo. Ou seja, os alunos primeiramente atribuíram um número de elementos a serem inseridos no jogo, no caso, os animais, e após a atribuição eles interligaram cada elemento em uma posição do vetor. Figura 4. Partes do código com a utilização de vetores 4. Resultados e discussões O jogo desenvolvido pela equipe foi intitulado de O Som dos Animais com intuito totalmente educativo para crianças de 5 à 10 anos, procurando melhorar a coordenação motora, a memorização e o incentivo a leitura. O mesmo apresenta dois estágios. O primeiro é a apresentação dos animais, suas características e o som que o animal emite (Figura 1). O segundo estágio é o jogo em si que é divido em três fases com a duração total de 60 (sessenta) segundos em que o jogador ouve o som sorteado e tem de escolher dentre as opções apresentadas, o animal correto que emite o som. Figura 1. Tela de apresentação dos animais

6 A primeira fase consiste na apresentação dos animais em desenhos coloridos e de acordo com o que foi apresentado anteriormente. Nessa fase o jogador tem como condição para passar para o próximo nível ter de acertar ao menos dois animais sorteados. Já na segunda fase, o jogador terá a mesma condição da primeira para passar para a próxima, sendo que desta vez terá como opções apenas as sombras dos animais. Na terceira e última fase, o jogador para finalizar o jogo com sucesso, terá de acertar todas as tentativas, tendo em vista que nessa fase só serão apresentados os nomes dos animais. Do ponto de vista acadêmico observou-se que a média de notas obtidas pelos alunos participantes do projeto em relação à média da turma foi 14,4% maior. Em relação ao índice de aprovação 100% dos alunos participantes do projeto foram aprovados, enquanto que a turma deles teve um índice de aprovação de apenas 85,3%. Mas provavelmente o fator mais importante é a motivação dos alunos participantes do projeto em aprender programar. Ao criar suas próprias soluções para os problemas, os alunos experimentam a emoção de realização genuína, ou seja, uma experiência diferente de simplesmente observar o que os outros fazem. 5. Conclusão Durante esse trabalho constatamos que o ensino da programação ainda é um grande desafio e nesse sentido temos a seguinte questão em foco: Como melhorar o ensino de programação de computadores? Buscando responder essa pergunta identificamos que precisamos utilizar abordagens diferentes das comumente usadas. Diferentes estilos de aprendizagem requerem abordagens pedagógicas diversas e multi sensoriais [Bueno 2010]. Através do projeto foi observado que ao decorrer das atividades os alunos enfrentaram dificuldades na utilização de uma linguagem de programação desconhecida por eles até então. Mesmo com dificuldades, os mesmos relataram que compreenderam melhor os conceitos dados em sala de aula quando foram utilizados na prática. Há muito ainda o quê se estudar, mas o uso de jogos no ensino da programação se mostrou uma alternativa viável para manter o interesse dos alunos e diminuir a evasão da disciplina. Referências Bueno, Fabrício (2010) Jogo educacional para ensino de Estatística, In: Proceedings do SBGames, Florianópolis. Valente, J. A. (1997) O uso inteligente do computador na educação, Revista Pátio Ano I nº 1, Mai/Jul, p Lerner, M. (1991) Uma Avaliação da Utilização de Jogos em Educação, Rio de Janeiro: COPPE/UFRJ, (Oficinas de Informática na Educação). Fernandes, L. D. et al. (1995) Jogos no Computador e a Formação de Recursos Humanos na Indústria, In: VI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Anais. Florianópolis: SBC-UFSC.