Desenvolvimento de um Jogo Computacional como Objeto de Aprendizagem (oa) para o Ensino da Matemática

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1 Desenvolvimento de um Jogo Computacional como Objeto de Aprendizagem (oa) para o Ensino da Matemática Resumo: Palavras Chave:

2 Desenvolvimento de um Jogo Computacional como Objeto de Aprendizagem para o Ensino da Matemática Rafaela G. de Almeida, Victor Kléber S. L. Melo, Zildomar Carlos Felix, Alane Vitória M. Lima e Edilson Carlos de S. Neves Bacharelando em Sistemas de Informação - Universidade Federal Rural de Pernambuco Unidade Acadêmica de Serra Talhada (UFRPE - UAST) CEP Serra Talhada PE Brasil {rafaela.a93, victorklbr, zildomarf}@gmail.com {alane.vitoria16, edilson.carlos}@gmail.com RESUMO Este trabalho faz referência ao desenvolvimento de um jogo computacional como sendo um objeto de aprendizagem para o ensino da matemática. Mas especificamente, para o ensino da matemática básica para crianças com uma faixa etária entre 6 e 7 anos, fazendo uso dos conceitos de objeto de aprendizagem no tocante à tecnologia da informação, com uso de jogos. Faz abordagem dos jogos computacionais como recurso didático utilizado pela informática na educação, a qual é de suma importância no quesito pedagógico onde se insere a máquina o computador. No entanto, aborda que com o avanço tecnológico em que estamos inseridos, o conhecimento hoje pode ser adquirido não somente por meio de jogos educacionais no computador, mas também através da prática m-learning, ou seja, de forma a aprender com a utilização de dispositivos móveis como smartphones e tablets. Para construção foi utilizada a plataforma Android para o desenvolvimento do OA, por isso se enquadra no padrão m-learning, levando em consideração a sua fácil portabilidade e integração no ambiente de ensino. Sob essa ótica constrói-se o jogo intitulado Number Count como sendo um objeto de aprendizagem facilitador didático de ensino. Palavras-Chave: Objetos de Aprendizagem, m-learning, Ensino da matemática. 1. INTRODUÇÃO Este trabalho traz como proposta um jogo computacional para o ensino de Matemática Básica, buscando atuar como um facilitador no processo de ensino. Há algum tempo os jogos têm sido utilizados como um recurso didático de apoio ao ensino de modo geral, por sua importância, a área da informática na educação tem crescido e ganhado maior credibilidade. A informática na educação atua segundo a pedagogia inserindo a máquina o computador, como o meio pelo qual se pode extrair informação dependendo da visão educacional envolvida. Segundo Valente (1993), o computador está sendo usado para informatizar os processos de ensino que já existem. Isso tem facilitado a implantação do computador na escola, pois não quebra a dinâmica por ela adotada. Embora as primeiras aplicações voltadas ao ensino tenham sido desenvolvidas em ambiente desktop, hoje, devido aos avanços das pesquisas, das descobertas e do desenvolvimento dos mais sofisticados meios tecnológicos de informação e comunicação

3 [SILVA e CONSOLO], foi concebida a ideia de que a utilização de um dispositivo móvel seria mais viável para o ambiente proposto. O público alvo são as crianças, especificamente alunos do 1º ano do Ensino Fundamental, com faixa etária entre 6 e 7 anos. A estratégia é fazer com que os mesmos aprendam jogando e que o raciocínio seja estimulado pela interatividade do jogo. Esse trabalho está organizado da seguinte forma, uma breve introdução contendo os principais conceitos e objetivos do trabalho. Uma sessão conceituando objetos de aprendizagem e m-learning, outra abordando a diferença entre construcionismo e instrucionismo, uma sessão mostrando projetos relacionados e uma sessão dedicada aos materiais e métodos utilizados para o desenvolvimento do aplicativo. Por fim, são apresentados os resultados obtidos. 2. OBJETOS DE APRENDIZAGEM E M-LEARNING Objetos são ferramentas que auxiliam na transmissão do ensino, desde um objeto em seu estado físico, até a concepção intangível que temos sobre objetos de aprendizagem. Pode ser entendido como qualquer entidade, digital ou não, na qual pode ser usada, reusada ou referenciada durante o ensino auxiliado por tecnologia. [IEEE-LTSC P ]. Em meio ao cenário atual, várias formas de aprendizagem surgem para auxílio no processo de ensino-aprendizagem. Diante disso, os objetos de aprendizagem se enquadram no modelo mobile learning (m-learning) o qual possibilita o aprendizado por meio da utilização de dispositivos móveis, tais como: smartphones, tablets, entre outros. A utilização do m-learning modificou a dinâmica do ensino a distância, as estratégias e o comprometimento dos alunos e professores. [TAROUCO, FABRE, KONRATH e GRANDO]. De acordo com a teoria pedagógica de Naismith, seis categorias são amplamente relacionadas a atividade de m-learning, porém nesse trabalho utilizamos a Construtivista, que como já abordado, o aluno é responsável por construir novas ideias e conceitos de forma independente. Os objetos de aprendizagem podem ser desenvolvidos em diversas plataformas. Nesse trabalho abordamos a plataforma Android para o desenvolvimento do OA, por isso se enquadra no padrão m-learning, levando em consideração a sua fácil portabilidade e integração no ambiente de ensino. Dessa forma, o aluno poderá estar sempre praticando e aprendendo matemática direto do seu dispositivo móvel. 3. CONSTRUCIONISMO VERSUS INSTRUCIONISMO A filosofia do Construcionismo foi escolhida como base para fundamentação pedagógica do projeto uma vez que é um conjunto de ideias que trabalha o desenvolvimento aliado à tecnologia na construção de objetos de aprendizagem. Dentro da informática na educação, inicialmente, foi proposto o Instrucionismo, que se fundamenta na teoria comportamentalista do behaviorismo, cujo objeto de estudo é a análise do comportamento. As primeiras concepções de informática aplicada à educação foram empregadas nessa corrente pedagógica, a qual consiste em implantar informações no computador que, por conseguinte repassará para o aprendiz. Algumas técnicas utilizadas para transmitir essa informação são tutoriais, manuais, exercícios, entre outros.

4 Como citado no início deste trabalho, o Construcionismo é contrário ao Instrucionismo. O primeiro fundamenta-se numa perspectiva diversa, o aprendizado é encarado como uma atitude ativa, onde o aluno constrói o próprio conhecimento, já a segunda é a ação de ensinar fortemente relacionada com a transmissão de informação (instrução) ao aluno. Nesse sentido, o uso dos computadores sob a ótica construcionista é feita através de um software apropriado, o aluno aprende exercitando uma tarefa de "ensinar" o computador [VALENTE 1993]. A figura 1 ilustra o processo de interação entre aluno e computador, onde esse processo poderá gerar conhecimento. Figura 1: Processo de interação entre aluno e computador (Valente,1993). Sob essa ótica, o Construcionismo mostrou-se mais adequado aos propósitos do jogo educacional, levando em consideração a construção do aprendizado pelo próprio jogador, conceito que está relacionado a proposta do OA, ferramenta interativa que tem capacidade de promover a autoaprendizagem. 4. PROJETOS RELACIONADOS Com a área dos jogos computacionais educacionais em expansão, os objetos de aprendizagem têm ganhado maior espaço, pois são ferramentas indispensáveis para o ensino aprendizagem. Hoje já é possível ter acesso a jogos de maneira totalmente gratuita, isso através da disponibilização em sites, sendo possível jogar online ou realizar download. Um desses sites bastante condizentes é o do Banco Internacional de Objetos Educacionais que é um Repositório de Objetos de Aprendizagem (ROA) criado pelo Ministério da Educação, em parceria com o Ministério da Ciência e Tecnologia, Rede Latinoamericana de Portais Educacionais - RELPE, Organização dos Estados Ibero-americanos OEI, entre outros. Nele encontramos recursos digitais de acesso livre, para diferentes escolaridades e sobre os mais diversificados conteúdos, como é o caso do Jogar com a Matemática, um jogo voltado a crianças do jardim de infância com atividades matemáticas como organizar, contar e adicionar. Por meio do brincar jogando as crianças desenvolvem o raciocínio lógico, a aprendizagem de números naturais e adição simples. Dentre os demais, encontramos o Jogando com os Números que tem como intuito fortalecer e ampliar o aprendizado de números e ajudar na noção de quantidade dos algarismos 0 a 9. Ele é voltado a crianças da educação infantil, e trabalha principalmente na aquisição do conceito numérico, na comparação de quantidades e na ordenação de grupos em função do número de objetos

5 (antecessor e sucessor). Tanto o Jogar com a Matemática como o Jogando com os Números são jogos computacionais voltados ao ensino aprendizagem desenvolvidos para plataforma Java e executável em máquina. A figura 2 demonstra uma das interfaces do jogo Jogar com a Matemática. Figura 2: Objeto de Aprendizagem Jogar com a Matemática, (ROA). Figura 3: Objeto de Aprendizagem Jogando com os Números, (ROA). Aplicações para dispositivos móveis estão em ascensão, e a aplicabilidade do mlearning é indispensável, principalmente se tratando da atividade Construtivista. Em contra partida, ainda é resumido o número de OAs para dispositivos móveis abordando matemática básica para crianças.

6 Temos como exemplo o MobileMaths, que é um sistema computacional algébrico e permite traçar gráficos de funções em 2D e 3D, resolver sistemas, trabalhar com matrizes, efetuar cálculos estatísticos, resolver equações polinomiais, calcular integrais, entre diversas outras ações. Como também o Geometry Stash10, cujo objetivo é apresentar propriedades e teoremas de Geometria, sendo compatível com iphone, ipod Touch e ipad. As aplicações para dispositivos móveis encontradas apresentam a resolução para conteúdos de alta complexidade matemática, pois são desenvolvidos para um público alvo com escolaridade muito aquém. 5. NUMBER COUNT O uso da Informática na Educação apresenta-se como uma inovação nas metodologias educacionais, dado o seu caráter pedagógico e lúdico, motivando aos alunos a resolver problemas de forma divertida e dinâmica. Além disso, existe uma contribuição relevante quanto a flexibilidade cognitiva dos alunos, uma vez que funcionam como um meio onde o conhecimento pode ser assimilado de forma intuitiva, sem a mediação do professor, através da construção do autoconhecimento, que está relacionado ao Construcionismo. Existem várias maneiras como os jogos podem promover o aprendizado: Eles possuem a habilidade de criar um contexto social entre os jogadores, podem acomodar uma variedade de modalidades de aprendizado, favorece um maior engajamento da criança através da imersão, e encoraja os estudantes a adquirirem riscos intelectuais sem grandes medos de fracasso, um conceito que pode ser visto como uma antítese direta dos atuais modelos educacionais baseados em testes de avaliação [WANG apud JENKINS]. A partir das considerações feitas anteriormente, foi desenvolvido um OA para auxílio na aprendizagem da matemática básica Number Count, que possibilita aos alunos a realização de operações matemáticas de soma e subtração, sem exigir inicialmente o conhecimento da representação gráfica dos numerais. Espera-se que no decorrer das fases o aluno construa conhecimento necessário para associar a quantidade apresentada ao numeral correspondente e então realizar as operações que o jogo dispõe de maneira satisfatória. O objeto de aprendizagem proposto possuí três fases ambientadas segundo a perspectiva de um supermercado, para construir um ambiente lúdico e comum ao dia a dia do aluno, estimulando assim seu interesse pelo jogo. É um aplicativo para o sistema operacional móvel Android, amplamente utilizado nos celulares modernos segundo demonstra a fatia de mercado em (NET MARKET SHARE). Na primeira fase o jogador deverá realizar operações com conjuntos de elementos do mundo real (maçã), que pode ser feito através da contagem, e responder com um conjunto de elementos do mundo real. Dessa forma é disposto ao jogador dois conjuntos com uma quantidade X de elementos do mundo real, o jogador terá que realizar a operação entre os dois conjuntos e arrastar a quantidade certa para um elemento agrupador. Nessa fase busca-se fornecer ao jogador uma base para a contagem de elementos, independente do conhecimento sobre os numerais, apenas assume-se a capacidade do jogador entender quantidade. A figura 4 mostra a interface inicial da aplicação Number Count.

7 Figura 4: Objeto de Aprendizagem Number Count, tela inicial. Figura 5: Objeto de Aprendizagem Number Count, Fase 1.

8 Figura 6: Objeto de Aprendizagem Number Count, Feedback da Fase 1. Na segunda fase o jogador deverá estar apto a realizar operações com conjuntos de elementos do mundo real e responder com uma representação numérica. Dessa forma é disposto ao jogador dois conjuntos com uma quantidade X de elementos do mundo real, um espaço para resultado e um conjunto de números que podem ser utilizados como resposta. O jogador terá de arrastar o número (que ele acredita ser a resposta da operação entre os dois conjuntos de elementos) para o campo específico de resposta. Aqui o que se espera é que o jogador comece a assimilar quantidade com a representação através de numerais. Assumese que o jogador tenha a capacidade de, dado uma quantidade, encontrar o numeral correspondente. Por fim, na terceira fase o jogador deverá realizar operações entre dois valores representados numericamente e responder, também, com uma representação numérica. Dessa forma é disposto ao jogador dois numerais, um campo para resposta e um conjunto de números que podem ser utilizados como resposta, o jogador terá que arrastar o número para o campo específico de resposta. Nessa fase busca-se exercitar a capacidade do jogador realizar as operações com a representação de numerais. Assume-se que o jogador seja capaz de identificar os numerais e realizar as operações entre eles. A arquitetura das informações e disposição dos elementos gráficos nas telas foram implementadas obedecendo diretrizes que norteiam a relação entre homem e máquina afim de apresentar uma interface rica e funcional, atingindo a satisfação do usuário. É importante salientar a necessidade de apresentar informações claras, intuitivas e adequadas ao público alvo em questão. Para garantir a facilidade, simplicidade e satisfação do usuário formam utilizados conceitos de affordance, um bom modelo conceitual e visibilidade, que devidamente associados proveem um bom nível de conversação entre o usuário e o sistema.

9 Ao término de desenvolvimento do projeto espera-se que a ferramenta seja aplicada nas escolas, especialmente para o ensino fundamental, para que de fato possa comprovar sua contribuição para a construção do autoconhecimento dos alunos e demais interessados. O intuito é a utilização de uma ferramenta que sirva como objeto de aprendizagem no processo de ensino, embasado na filosofia do Construcionismo, podendo utilizar o Android como plataforma fundamental na criação de aplicativos para dispositivos móveis. 6. MATERIAL E MÉTODOS Para o desenvolvimento do jogo foi utilizada a Linguagem de Programação Java para plataforma Android, que teve seu desenvolvimento baseado no Linux, pela empresa Android Inc, atualmente pertencente à Google. O ambiente de desenvolvimento Android foi especialmente desenvolvido para dispositivos móveis tais como smartphones e tablets, que configuram-se como tendências na atualidade, pois atuam não somente como facilitadores, mas também como uma necessidade pertencente ao meio tecnológico em que estamos inseridos. A inserção desses meios torna-se cada vez mais comum pelo público-alvo que deseja-se atingir (crianças com faixa etária entre 6 e 7 anos). A utilização da linguagem Java para implementação do projeto aqui apresentado foi possível devido a um conjunto de ferramentas e APIs existentes no Android SDK (Software Development Kit), que permitem a integração da linguagem com a plataforma sugerida, a qual está disponível em várias versões de acordo com a necessidade exigida para o desenvolvimento. A API do Android que está sendo base para o desenvolvimento do jogo é a 8, portanto a versão mínima do Android requerida para o funcionamento do jogo é a 2.2 (Froyo). O Android SDK pode ser adquirido através do ADT (Android Development ToolKit) ou a partir da instalação de um plugin para desenvolvimento Android na IDE em utilização, no caso, o Eclipse. 7. CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS Observa-se cada vez mais a inserção da tecnologia no ambiente educacional para apoiar o processo de ensino-aprendizagem a partir de diversas mídias digitais, capazes de provocar mudanças nos paradigmas da educação. Ao unir essas ferramentas e a tecnologia, embasados em princípios pedagógicos cria-se um ambiente dinâmico e interativo, no qual o aluno deixa de ser mero espectador e passa a ser personagem ativo no processo de construção de conhecimento. A ferramenta Number Count busca despertar o interesse dos alunos nos anos iniciais a partir de uma proposta pedagógica baseada na abordagem do Construcionismo. Adotando os princípios básico da Matemática, visa preencher uma lacuna que tem provocado defasagem e comprometimento no desenvolvimento educacional dos alunos. Nessa perspectiva, acreditamos que a utilização de recursos digitais de maneira satisfatória, onde professores e alunos convergem para o mesmo propósito, tende a tornar a educação cada vez mais acessível e dinâmica. O projeto Number Count, está sendo testada e avaliada em ambientes de ensino, e pretende-se melhorar sua interface e comunicação com o usuário fazendo uso de um enredo mais adequado. Em breve serão publicados os resultados e consequentemente melhorias na aplicação.

10 8. REFERÊNCIAS IEEE Learning Technology Standards Committee (IEEE/LTSC). IEEE Standard for Learning Object Metadata. Disponível em: < Acesso em: 03 fev NET MARKET SHARE. Acesso em: 14 jan PAPERT, S. (1986). Constructionism: A New Opportunity for Elementary Science Education. Em Cambridge, Massachusetts. Disponível em: < Acesso em: 09 jan SILVA, M. G. M and CONSOLO, A. T. Uso de dispositivos móveis na educação o SMS como auxiliar na mediação pedagógica de cursos a distância. Disponível em: < Acesso em: 09 jan TAROUCO, L. M. R.; FABRE, M. J. M.; KONRATH, M. L. P e GRANDO, A. R. Objetos de Aprendizagem para M-Learning. Disponível em:< Acesso em: 03 fev VALENTE, J. A. (1993). Computadores e Conhecimento: Repensando a Educação. Em Campinas, Editado por Gráfica da Unicamp. Disponível em: < Acesso em: 09 jan WANG, W. O Aprendizado Através de Jogos para Computador: Por uma Escola mais Divertida e mais Eficiente. Disponível em: < Acesso em: 13 jan Powered by TCPDF (