CONSTRUÇÃO DE JOGOS: FERRAMENTA ELETRÔNICA PARA ENSINO DA RESOLUÇÃO DO CUBO DE RUBIK

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1 CONSTRUÇÃO DE JOGOS: FERRAMENTA ELETRÔNICA PARA ENSINO DA RESOLUÇÃO DO CUBO DE RUBIK Resumo: César Augusto Goulart Universidade Estadual do Centro-Oeste, bolsista de iniciação cientifica PIBIC/FA O presente trabalho mostra as experiências de um professor de matemática para criar uma ferramenta de auxílio, com o intuito de facilitar o entendimento visual dos movimentos que são necessários para resolver o Cubo de Rubik. Foi desenvolvido um jogo interativo, com seis funções especificas para resolver o Cubo de Rubik pelo método de camadas. Utilizou-se o programa Blender para criar o modelo 3D do Cubo, e o programa Unity 3D para a criação do jogo. Foi necessário um conhecimento prévio em lógica de programação e de modelagem 3D para criar um programa que executasse os objetivos necessários. Nem sempre o professor tem os conhecimentos prévios ou tempo disponível para uma atividade como essa. O programa criado foi utilizado para ser ministrado em uma oficina sobre resolução do Cubo de Rubik. A oficina foi realizada para uma turma de 25 alunos da nona série do Colégio Estadual Bibiana Bitencourt. Como a metodologia não fazia parte da oficina, o período de realização não foi adequado e comprometeu um pouco a utilização mais eficiente do programa. Palavras-chave: ensino; jogo eletrônico; rubik. Introdução Uma das principais dificuldades encontradas pelos alunos durante a explanação de novos conteúdos é compreender os desenhos feitos pelos professores para representar condições que se alteram, como por exemplo, movimento de corpos na matéria de Física, divisão celular em biologia ou o movimento dos continentes em geografia. Muitas vezes os conteúdos apresentados em sala de aula parecem desassociados da realidade do aluno. Para reduzir essa dificuldade, o computador passou a ser uma ferramenta de ensino e aprendizagem. Os diversos modos de utilização do computador (aquisição de dados, modelização e simulação, multimídia, realidade virtual e Internet) permitiram a diversificação de estratégias no ensino. (Fiolhais e Trindade, 2003, p.271). Assim como os computadores, atualmente, são de fácil acesso para todos, os softwares de criação de jogos também o são. Dentro dos grupos de softwares com essa

2 função, encontram-se alguns que podem ser utilizados de maneira gratuita para a produção de jogos e simuladores. O software escolhido foi Unity 3D, que em suas licenças de uso encontra-se uma versão gratuita, o qual pode ser utilizada por qualquer pessoa ou instituição com orçamento anual inferior a US$ (Cem mil dólares) (UNITY3D, 2014). Ainda para a criação do modelo 3D foi utilizado o software Blender, que é distribuído sobre a licença de uso GPL (General Public License) (BLENDER, 2014), também conhecida como Software Livre. O Blender é um software de modelagem 3D, ou seja, é usado para criar modelos em três dimensões, esses por sua vez, podem ser utilizados em animações ou jogos. Foi feito uma primeira utilização do programa, como reforço do conteúdo que estava sendo explicado, na oficina Os segredos do cubo mágico e o desenvolvimento do raciocínio lógico, que foi ministrada no Colégio Estadual Bibiana Bitencourt em Guarapuava-PR, para os alunos da nona série. Metodologia Inicialmente foram baixados e instalados os softwares Blender e Unity 3D. O computador que foi usado tem a seguinte configuração: Processador I Gb memória ram 8,5 TB de HardDisks 2 Placas de vídeo GeForce GTX 570 Com essa configuração garante-se que todos os recursos disponíveis de forma gratuita dos dois programas podem ser utilizados de forma adequada. Sempre deve se levar em consideração que dificilmente o computador utilizado para criar o modelo 3D e o jogo não será o mesmo utilizado para mostrar o jogo para os alunos. Com isso em

3 mente deve-se reduzir a utilização desnecessária do processador, da placa de vídeo e memória. Com o programa Blender foi criado um modelo 3D do Cubo de Rubik e exportado para um formato de arquivo adequado para ser utilizado pelo programa Unity3D. No nosso caso a extensão fbx foi escolhida. O modelo 3D do Cubo de Rubik manteve as propriedades do Cubo original. O Cubo foi desenvolvido onde todos os blocos (subdivisões do Cubo) são independentes uns dos outros como mostra a figura 1. Figura 1: Cubo criado no programa Blender Fonte: acervo do autor No programa Unity 3D, foi criado um novo projeto e importado o Cubo feito no Blender como citado anteriormente. No Unity 3D cada bloco do Cubo é visto como um objeto com suas próprias propriedades, que podem ser mudadas através de programação em C# ou JAVASCRIPT. Como cada peça é independente, ao fazer o movimento de rotação de uma face é necessário agrupar os blocos dessa face. Dentro de muitas opções que foram testadas, foi escolhida a seleção de blocos baseado na posição em relação ao referencial.

4 O programa criado tem o principal objetivo de fazer uma relação visual através de uma apresentação interativa do Cubo de Rubik e o método de resolução por camadas. Para isso, como mostra a figura 2, foi colocado na tela seis botões que executam as sequências de rotações do Cubo que são usadas para resolver cada um dos passos do método de camadas. Figura 2: Programa sendo executado e em modo inicial Fonte: acervo do autor Também foi colocado um botão escrito Misturar, que usa funções randômicas para girar as faces do Cubo. Na figura 3 é possível ver o trabalho do botão misturar. Através do mouse ou mesmo do teclado é possível girar o cubo, ou mover a câmera para outra posição. No canto direito superior da tela aparece a visão da face traseira do cubo que é a única face, na qual é necessário girar o Cubo para ser vista pela câmera principal.

5 Figura 3: Posições dos blocos após o botão Misturar ser acionado Fonte: acervo do autor Nas Figuras 2 e 3 aparecem indicações com as palavras Horário" e Antihorário, ao clicar nas palavras é possível girar cada uma das faces individualmente pelo sentido horário ou anti-horário. Resultados e Discussão Para criar o programa foi preciso uma pesquisa nos manuais dos programas Blender e Unity3D, se fez necessário também de um conhecimento mínimo de lógica de programação e modelagem 3D. A construção do programa demorou 45 dias, sendo que foi utilizado em média uma hora por dia. Isso já evidenciou a primeira dificuldade para a maioria dos professores, a falta de tempo para execução de uma atividade como essa. Foi investigado quaisquer problemas que pudessem interferir no programa e foi tentado resolve-los. Entretanto, na hora da apresentação o programa se comportou de maneira diferente em relação aos testes, por ter sido usado um computador diferente do qual foi feito o programa. Por exemplo, quando apertado os botões que deveriam

6 mostrar as faces do Cubo rotacionado suavemente, no momento da aula, a rotação foi muito mais rápida do que esperado. Outro problema encontrado foi a falta de atenção dos alunos. Como o programa não fazia parte da metodologia proposta ele foi apresentado na penúltima aula da oficina. A principal função da oficina era introduzir o método de camadas,entretanto alguns alunos já tinham conhecimento de tal método. Outra dificuldade encontrada é que o programa foi apresentado aos alunos em um momento que eles já estavam com os Cubos em mãos, assim poucos prestaram atenção na demonstração do programa. Conclusão Ao criar uma ferramenta eletrônica, muitas dificuldades são encontradas pelos professores. Mesmo hoje, com inclusão digital e escolas informatizadas, os professores não tem oportunidade, nem tempo, nem apoio para aprenderem sobre como muitas ferramentas eletrônicas podem ser utilizadas no ensino. Todo o material utilizado pelo professor deve ser planejado, isto é preparado como ele vai ser utilizado. No caso de um programa, uma vez feito, o professor pode retornar para fazer melhorias quando for necessário. As vantagens são que o tempo gasto para realizar as melhorias é muito menor do que o tempo gasto para criar o programa inicialmente. O professor pode reutilizar o programa tantas vezes quanto seja necessário e para cada vez é utilizá-lo é melhorada a relação de horas investidas em sua criação, com as horas ganhas. Referências FIOLHAIS, C., TRINDADE, J.(2003) Física no computador: o computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem das ciências físicas. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, vol.25 no.3, p.271. Set UNITY3D, Acordo De Licença De Software Da Unity Versão 4.X. Disponível em : << Acesso em: 30/08/2014

7 BLENDER, License. Disponível em: << Acesso em: 30/08/2014. Agradecimentos A bolsa PIBIC/FA e para as professoras Dra. Tania Toyomi Tominaga e Ma. Camila Maria Sitko.

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