APLICAÇÃO DE JOGOS SÉRIOS NO DESENVOLVIMENTO DO RACIOCÍNIO VOLTADO À LÓGICA PARA PROGRAMAÇÃO

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1 APLICAÇÃO DE JOGOS SÉRIOS NO DESENVOLVIMENTO DO RACIOCÍNIO VOLTADO À CASSENOTE, Mariane Regina Sponchiado 1 ; ANTONIAZZI, Rodrigo Luiz 2 RESUMO Tem-se vivenciado uma época de constantes avanços e difusão das Tecnologias de Informação e Comunicação. Tais recursos têm se mostrado importantes aliados das mais diversas áreas de atuação humana, dentre elas a educação. Os paradigmas de ensino, tradicionalmente conservadores, têm evoluído e agregado características tecnológicas ao cotidiano escolar, tornando as aulas mais dinâmicas e inovadoras. Assim, a Universidade de Cruz Alta, por meio do projeto de extensão (PIBEX) intitulado Cabecinhas em Ação se propôs a capacitar discentes da rede pública de ensino a partir da utilização de jogos sérios em prol do desenvolvimento do raciocínio lógico voltado à programação. Por meio desse projeto foi possível melhorar o rendimento acadêmico dos educandos, além de suas habilidades motoras, cognitivas e sociais. Palavras-chave: Jogos sérios. Programação. Raciocínio lógico. Educação. ABSTRACT It has experienced an era of constant progress and diffusion of Information and Communication Technologies. These resources have proven important allies in several areas of human activity, among them education. Educational paradigms traditionally conservative, have evolved and added technological features to school everyday, making classes more dynamic and innovative. Thus, the University of Cruz Alta, through the extension project (PIBEX) entitled Cabecinhas em Ação proposed to empower students of public schools from the use of serious games for the development of logical reasoning oriented programming. Through this project it was possible to improve the academic performance of students, as well as their motor, cognitive and social skills. Keywords: Serious games. Programming. Logical reasoning. Education. 1 Discente do Curso de Ciência da Computação Bolsista PIBEX/UNICRUZ 2 Coordenador do Curso de Ciência da Computação Orientador PIBEX/UNICRUZ CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

2 INTRODUÇÃO A difusão dos jogos, o uso generalizado da internet e a necessidade de criar práticas educacionais mais atraentes têm levado ao surgimento de jogos sérios como uma nova forma de educação e de formação (FREITAS; LIAROKAPIS, 2011). De acordo com Michael e Chen (2006), a principal característica do jogo sério é sua finalidade educacional explícita e cuidadosamente pensada, não tendo como intenção principal ser utilizado por diversão, mas sem significar que o mesmo não deva ser divertido. Nesse contexto, pode-se afirmar que os jogos sérios oferecem um meio inovador de ensino capaz de combinar jogos digitais com educação. Assim, quando utilizados em sala de aula, esses recursos permitem que os estudantes vão além do saber contido em livros, permitindo não apenas o aprendizado, mas também a demonstração e a aplicação dos conhecimentos adquiridos (MICHAEL; CHEN, 2006). Conforme Pivec e Dziabenko (2004), ao utilizar jogos de computador ou jogos em geral para fins educacionais, vários aspectos do processo de aprendizagem são apoiados: os aprendizes são estimulados a combinar o conhecimento de diferentes áreas para tomar uma decisão ou escolher uma solução entre várias; os estudantes podem testar como o resultado do jogo muda com base em suas decisões e ações; e, por fim, os mesmos são incentivados a interagir com outros membros da equipe, discutir e negociar etapas subsequentes, melhorando assim, entre outras coisas, suas habilidades sociais. Michael e Chen (2006) corroboram essa ideia na medida em que afirmam que os jogos sérios possibilitam representações dramáticas de um assunto ou de um problema que está sendo estudado, além de permitir que os jogadores assumam papéis realísticos, encarem problemas, formulem estratégias, tomem decisões e tenham rápido feedback das consequências de suas ações. Tudo isso sem o ônus decorrente dos erros do mundo real. CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

3 Este estudo faz parte do projeto de extensão (PIBEX) intitulado Cabecinhas em Ação, o qual foi desenvolvido pelo curso de Ciência da Computação da Universidade de Cruz Alta em uma escola da rede pública de ensino no ano de Essa ação teve como objetivo capacitar discentes do ensino fundamental na utilização de jogos sérios a fim de desenvolver competências relacionadas ao raciocínio lógico voltado ao conhecimento computacional, assim como a capacidade de simplificar e resolver problemas complexos. O presente trabalho encontra-se organizado da seguinte forma: a seção 2 apresenta a metodologia utilizada, enfatizando os jogos sérios empregados e cada uma de suas particularidades. Na seção 3 são expostos os resultados obtidos e algumas observações realizadas no decorrer das aulas. Por fim, na seção 4 são realizadas as considerações finais acerca do desenvolvimento do projeto. METODOLOGIA As atividades desenvolvidas foram compostas por 25 (vinte e cinco) encontros de 4 (quatro) horas cada e tiveram como público alvo 60 (sessenta) alunos de uma escola da rede pública de ensino de Cruz Alta - RS, sendo eles integrantes do 4º e 5º anos do ensino fundamental. Cada um desses encontros teve sua duração dividida igualmente entre as quatro turmas envolvidas no projeto. As aulas aconteceram no laboratório de informática da referida escola, o qual conta com 20 (vinte) computadores com o sistema operacional Windows XP Professional conectados à internet. Além disso, na maior parte dos encontros, foi utilizado um projetor multimídia. Ao longo do desenvolvimento do projeto foram trabalhados os seguintes jogos educativos digitais: CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

4 LightBot O jogo LightBot 3 é uma ferramenta online executada com o auxílio de uma plataforma Flash, a qual pode ser acessada por navegadores de internet. Os jogadores têm acesso a diversos comandos e devem organizá-los em sequência para mover um robô, a fim de acender os azulejos mais escuros (Figura 1). Percebese claramente, conforme o avanço do jogo, o emprego da lógica de programação implícita em cada um dos níveis. No nível básico, constituído de 8 (oito) fases diferentes, são apresentados comandos simples como andar, girar, pular e acender luzes, salientando-se que o jogador pode utilizar somente 12 (doze) instruções por fase. Nessa etapa, objetivase ambientar o aluno com a ferramenta, a fim de que ele entenda as regras e adquira o conhecimento necessário para solucionar os problemas mais complexos que serão propostos posteriormente. No segundo nível são apresentados 6 (seis) desafios distintos entre si. Nesse contexto, chamado procedimentos, trabalha-se com o conceito de reutilização de instruções, o qual é muito utilizado em programação no mundo real. Para tanto, são disponibilizados mais dois espaços além do principal, sendo que cada um deles pode contar com, no máximo, 8 (oito) comandos. Assim, são inseridas instruções nesses espaços e as mesmas são referenciadas no quadro principal. Cada vez que o robô se depara com essa referência, o mesmo executa as ordens nela contidas. Por fim, no nível laços são abordadas as estruturas de repetição. Nesse caso, é evidente a correlação do jogo com a lógica de programação propriamente dita. Dentro dessa etapa, constituída de 6 (seis) fases, é permitido ao usuário referenciar um espaço destinado às instruções dentro dele mesmo, criando um loop. O robô permanecerá executando esses comandos até que não seja mais 3 Disponível em: < CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

5 possível fazê-lo, seja por falta de espaço no cenário ou por ter acendido todos os ladrilhos azuis e solucionado o problema. Figura 1 - Jogo LightBot Gamestar Mechanic O Gamestar Mechanic 4 é um recurso computacional desenvolvido como parte da iniciativa da MacArthur Foundation Digital Media Learning, por meio da parceria entre o Gamelab, um estúdio de jogos com sede em Nova York, e a University of Wisconsin-Madison. Trata-se de um ambiente de aprendizagem inovador que se baseia em design de jogos como um dispositivo pedagógico. Trata-se, em poucas palavras, de um jogo sobre como fazer jogos no qual os usuários aprendem a pensar e se comunicar como projetistas, jogando, construindo e partilhando jogos por meio do ambiente online representado na Figura 2. A animação se passa dentro de uma narrativa que coloca os jogadores no papel 4 Disponível em: < CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

6 de construtores, em um mundo de fantasia no qual as pessoas descobrem como compartilhar jogos bem desenvolvidos e aproveitar a sua energia para abastecer os sistemas que suportam as suas vidas (GAMES, 2009). À medida em que o usuário avança na tarefa de reestabelecer as fábricas desativadas do jogo, o mesmo progride como um membro de uma organização denominada Allied Mechanic Project, cujos membros são representados por personagens ou por pessoas reais. Para tanto, os jogadores devem visitar várias galerias em cada fábrica, jogando, projetando, construindo e reparando níveis. Figura 2 - Desafio do Gamestar Mechanic Scratch A ferramenta Scratch foi desenvolvida pelo Lifelong Kindergarten Group (LLK), grupo de pesquisa do MIT Media Lab, sendo que o ambiente de ensino inicial foi criado com o propósito de introduzir a programação de maneira fácil e rápida para aqueles que não possuem nenhum tipo de experiência no assunto (MALONEY et al., 2010). Assim, a interatividade do Scratch ocorre por meio de uma linguagem de CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

7 programação visual para a criação de histórias e animações que fazem uso de mídias como sons e imagens. A construção de projetos nessa ferramenta se dá em um plano de fundo estático (comumente denominado palco ) no qual os objetos inseridos interagem (Figura 3). Para definir o comportamento e dar vida a cada um desses elementos, os usuários precisam arrastar e soltar os recursos disponíveis na área reservada aos comandos, podendo-se reagrupar e reordenar essas instruções a qualquer tempo. De acordo com Malan e Leitner (2007), os comandos do Scratch assemelham-se a peças de quebra-cabeça e indicam com sua forma como podem ser combinados corretamente. Portanto, quando acoplados, os comandos formam programas que estão sempre sintaticamente corretos. Sem a preocupação com esse tipo de erro, os usuários focam apenas na criação da lógica de funcionamento de seus projetos. Figura 3 - Animação criada no Scratch CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

8 Code.org O Code.org foi criado pelo italiano Hadi Partovi, formado em Ciência da Computação pela Universidade de Harvard e grande investidor de empresas como Facebook, Dropbox e Airbnb. Em 2011 Partovi teve a ideia de criar um vídeo a fim de estimular jovens a aprender programação por meio de depoimentos de personalidades do mundo da tecnologia. A partir disso, com a ajuda de seu irmão Ali, lançou em fevereiro de 2013 um projeto para promover o ensino de programação nas escolas. De acordo com Geraldes (2014), inicialmente o Code.org recebeu o apoio de 60 (sessenta) pessoas, dentre elas Bill Gates, Mark Zuckerberg e Will.i.am. A partir disso, foi possível a obtenção do apoio financeiro do Google, da Microsoft, da Amazon e do LinkedIn. Assim, em 9 de dezembro de 2013, o Code.org lançou a iniciativa Hour of Code 2013, em português, A Hora do Código 2013, em que qualquer pessoa poderia dedicar uma hora para aprender conceitos relacionados à programação de computadores. O Code.org mantém um site 5 no qual o aluno em questão pode aprender os primeiros passos da lógica para programação por meio de uma plataforma de tutoriais interativos. Assim como nas outras ferramentas apresentadas, no tutorial para iniciantes o aluno tem o primeiro contato com o ambiente, cuja interação se dá a partir de blocos que representam linhas de código. 5 Disponível em: < CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

9 Figura 4 - Jogo sério da iniciativa "Hour of Code" inspirado em Plants Vs. Zombies Sendo assim, pode-se afirmar que esse recurso visa incentivar a aprendizagem de programação dentro de ambientes de ensino básico, tais como escolas da rede pública de todo o mundo. Para que isso seja possível, a aplicação apresenta diferentes tipos de jogos baseados em lógica e blocos, tendo como forma de chamar a atenção a utilização de personagens infantis conhecidos como participantes dos problemas a serem resolvidos (JUNIOR e BONIATI, 2015, p.66). Desta forma, selecionou-se dois dos desafios disponibilizados pela equipe Hour of Code. O primeiro deles tem como inspiração um jogo popularmente conhecido nas redes sociais, o qual denomina-se Plants vs. Zombies. Conforme pode ser observado na Figura 4, a interação entre o jogo e o usuário se dá de forma semelhante às outras ferramentas apresentadas. Tem-se um cenário representado à esquerda, os blocos disponíveis na área central e uma área de trabalho por meio da CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

10 qual é possível que os alunos manipulem os comandos a fim de transportar o personagem até o girassol, evitando a planta carnívora. Por fim, o último recurso utilizado refere-se ao filme infantil Frozen: Uma Aventura Congelante (Figura 5). Esse desafio traz mecanismos semelhantes aos observados na Figura 4, mas adicionalmente trabalha conceitos matemáticos relacionados à ângulos e pixels. Além disso, salienta-se a possibilidade de visualização do código fonte resultante da resolução de cada um dos níveis durante e posteriormente à sua execução. Após cada tentativa, caso o programa não apresente o resultado esperado, torna-se possível corrigir o código por meio do botão Recomeçar. Além disso, são exibidas mensagens de incentivo dos personagens com dicas e observações a fim de auxiliar o usuário na resolução do problema. Ademais, o programa disponibiliza outros tutoriais para aprendizagem de linguagens de programação, tais como JavaScript, aplicações para dispositivos móveis e uma breve introdução à robótica (GERALDES, 2014). Figura 5 - Ferramenta do "Hour of Code" inspirada na animação Frozen: Uma Aventura Congelante CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

11 RESULTADOS E DISCUSSÕES O projeto possibilitou ao público-alvo diversos benefícios, dentre os quais pode se destacar o aprimoramento de habilidades motoras, sensoriais e intelectuais, além de melhora no rendimento escolar em disciplinas que envolvem diretamente o raciocínio lógico. Observou-se que alunos que apresentavam dificuldades relacionadas à coordenação motora, agilidade e orientação no tempo e espaço foram transpondo essas barreiras conforme o decorrer do curso. Evidenciou-se, também, o espírito de colaboração entre os estudantes, os quais rapidamente prontificavam-se a auxiliar sempre que algum colega enfrentava dificuldades. Nesses momentos as atividades tornaram-se ainda mais dinâmicas, sendo que o sentimento de equipe tornou os participantes muito mais motivados e ansiosos por desafios cada vez mais complexos. Além disso, foram percebidas melhoras significativas nas habilidades dos aprendizes de manusear o computador, tendo em vista que poucos possuíam máquinas pessoais e o laboratório de informática da escola era raramente utilizado. Vale destacar, ainda, os benefícios do sistema de tentativa e erro. Diferentemente do modelo de educação tradicional, caso ocorra alguma falha por parte do aluno na resolução dos problemas apresentados, o mesmo não experimenta nenhum tipo de ônus relacionado à avaliação de seu desempenho. Com essa característica, basta clicar no botão Recomeçar para realizar uma nova tentativa. Assim, é possível concluir que os jogos apresentados possibilitaram a aprendizagem por meio dos erros cometidos, isso sem gerar frustração para os alunos e estimulando que os mesmos façam novas tentativas. Foi constatado um caso específico em uma das turmas, no qual consta um aluno diagnosticado com Transtornos Específicos do Desenvolvimento das Habilidades Escolares (CID 10 F81) e Retardo Mental Moderado (CID 10 F71). Conforme orientação médica, o mesmo necessita de classe e escola especial, mas não dispõe desse atendimento especializado. No entanto, ao longo do CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

12 desenvolvimento do projeto o educando evoluiu notavelmente, estando entre os participantes que apresentaram maior facilidade para resolver os desafios propostos nos jogos. Observou-se que esse fato tornou o aprendiz mais alegre, aumentando a sua autoestima e satisfação pessoal. No decorrer do curso foi aplicado um questionário aos alunos a fim de verificar os efeitos das aulas sobre eles, sendo que 35 (trinta e cinco) educandos optaram por participar dessa avaliação. Os resultados obtidos podem ser observados na Tabela 1. Tabela 1 - Resultados do questionário Questão Sim Parcialmente Não Você considera a utilização dos jogos educativos na escola uma atividade relevante? 100% 0% 0% Os propósitos estabelecidos nos jogos são de fácil 80% 17% 3% entendimento? Completar os exercícios dos jogos gerou um sentimento de realização pela tarefa cumprida? 88% 6% 6% Você sentiu que estava tendo progresso no desenrolar dos jogos? 91% 0% 9% Você acha que houve colaboração entre os colegas? 83% 9% 8% A utilização dos jogos contribuiu para a melhoria de sua habilidade com computadores? 94% 6% 0% Conforme ilustrado na Tabela 1, quando questionados sobre a relevância dos jogos educativos no contexto escolar, todos os entrevistados concordaram se tratar de uma atividade válida. Com relação à facilidade com que os propósitos estabelecidos nos jogos podem ser compreendidos, 80% dos alunos alegaram ter entendido facilmente, enquanto 17% afirmaram ter encontrado algumas dificuldades e 3% acreditam que esses propósitos são de difícil compreensão. CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

13 Na questão relativa à sensação de realização advinda do ato de completar os exercícios, 88% dos participantes dizem possuir esse sentimento, enquanto 6% afirmam que não o sentem e outros 6% declaram que sentem parcialmente. Quando indagados sobre o seu progresso no desenrolar dos jogos, 91% dos educandos alegaram estar progredindo, enquanto 9% negaram esse avanço. Ao total, 83% dos entrevistados acreditam que houve colaboração entre os colegas quando pelo menos um dos alunos enfrentava dificuldades no desenvolvimento dos jogos. Entretanto, 8% dos participantes relataram não ter observado esse tipo de comportamento e 9% disseram que isso só ocorreu ocasionalmente. Os estudantes foram indagados sobre a melhoria de suas habilidades com computadores no decorrer das aulas. Assim, 94% dos alunos admitem ter evoluído na utilização de elementos de hardware, como mouse e teclado, e de software, em funções básicas do sistema operacional utilizado nas máquinas do laboratório. No entanto, 6% dos alunos dizem ter percebido uma melhora parcial nessas habilidades. CONSIDERAÇÕES FINAIS O projeto Cabecinhas em Ação trouxe como proposta a capacitação de estudantes da rede pública de ensino na utilização de softwares apropriados para o desenvolvimento do raciocínio lógico voltado à programação, assim como a capacidade de simplificar problemas complexos. Sendo assim, acredita-se que tal proposta foi atendida, tendo em vista que os alunos apresentaram notáveis avanços intelectuais, motores e sociais. No entanto, a principal impressão a respeito do curso é a grande empolgação advinda dos educandos. A quebra de rotina em sala de aula motivou e encorajou os alunos a quererem aprender mais, tornando-os mais abertos e receptivos ao conteúdo ministrado. CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

14 Os desafios impostos pelos jogos elevaram o nível de concentração dispendido para o desenvolvimento das tarefas, aumentando o aproveitamento do conteúdo ministrado. Dessa forma, foram reforçadas características como disciplina, respeito às regras, autocontrole e habilidades cognitivas, tudo isso de forma dinâmica e divertida. Quando comunicados sobre o encerramento do curso em consequência do final do ano letivo os alunos mostraram-se desgostosos, tendo em vista que gostariam de dar continuidade às tarefas propostas pelo projeto. A associação entre esse fato e os questionamentos sobre a retomada das aulas no ano letivo seguinte foi avaliada como positiva, tratando-se de demonstrações de empolgação e satisfação com o curso. REFERÊNCIAS FREITAS, S. D.; LIAROKAPIS, F. Serious games: a new paradigm for education? Serious games and edutainment applications. Londres: Springer p GAMES, I. A. 21st Century Language and Literacy in Gamestar Mechanic: Middle SchoolStudents' Appropriation Through Play of the Discourse od Computer Game Designers. University of Wisconsin-Madison, GERALDES, W. B. Programar é bom para as crianças? Uma visão crítica sobre o ensino de programação nas escolas. Texto Livre: Linguagem e Tecnologia, 7, n. 2, JUNIOR, R. P. M.; BONIATI, B. B. LogicBlocks: Uma Ferramenta para o Ensino de Lógica de Programação. Encontro Anual de Tecnologia da Informação e Semana Acadêmica de Tecnologia da Informação. Frederico Westphalen p MALAN, D. J.; LEITNER, H. H. Scratch for budding computer scientists. Proceedings do 38th SIGCSE'07. Kentucky, USA p MALONEY, J. et al. The scratch programming language and environment. ACM Transactions on Computing Education (TOCE), v. 10, n. 4, p. 16, CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,

15 MICHAEL, D.; CHEN, S. Serious games: games that educate, train and inform. Boston: Thomson Course Technology, PIVEC, M.; DZIABENKO, O. Game-based learning in universities and lifelong learning: "UniGame: social skills and knowledge training" game concept. Journal of Universal Computer Science, CATAVENTOS ISSN: ANO 8, N. 01,