Espacios. Vol. 37 (Nº 11) Año 2016. Pág. E-2

Desenvolvimento e Validação de um Serious Game para apoio ao ensino da lógica do algoritmo de ordenação Heapsort

Development and Validation of a Serious Game to support the teaching of algorithm Heapsort logic ordination

Alex CANDIAGO 1, Amanda Botelho de MORAES 2; Luiz Teruo KAWAMOTO Jr. 3

Recibido: 19/12/15 • Aprobado: 28/01/2016


Contenido

1. Introdução

2. Referencial teórico

3. Metodologia

4. Desenvolvimento

5. Discussão dos resultados

6. Considerações finais

7. Referências bibliográficas


RESUMO:

Os estudantes de Tecnologia da Informação têm dificuldades com a lógica de algoritmos de ordenação. Dentre eles, Heapsort se destaca pela árvore binária. O projeto propõe aplicação lúdica como ferramenta auxiliar para o professor. Portanto foi desenvolvido e validado um Serious Game 3D para PC para apoio ao ensino da lógica de ordenação Heapsort. Os materiais utilizados são o Adobe Photoshop CS6 para o tratamento das imagens, Autodesk Maya 2014 na modelagem e Unreal Engine 4, na programação com Blueprint e C++. A metodologia adotada é a ICS. Os testes foram aplicados a alunos e professores. Foi evidenciado que a motivação é o fator determinante quando Serious Game é utilizado no ensino de lógica por meio da interação e simulação de uma árvore binária.
Palavras chave: Serious Game, Jogo, Algoritmo Heapsort.

ABSTRACT:

Students of Information Technology have difficulty with the logic of algorithms ordination. Among them , Heapsort stands out for the binary tree . The project proposes ludic application as an auxiliary tool for the teacher. So it has been developed and validated a 3D Serious Game for PC to support the teaching of Heapsort logic ordination. The materials used are the Adobe Photoshop CS6 for the treatment of images, Autodesk Maya 2014 for modeling and Unreal Engine 4 , for programming with Blueprint and C ++ . The methodology applied is the ICS. The tests were applied to students and teachers. It was shown that motivation is the determining factor when Serious Game is used in tea ching logic through interaction and simulation of a binary tree .
Keywords: SERIOUS GAME, Laboratories, Chemistry.

1. Introdução

Há dificuldade na compreensão de conceitos abstratos de programação, além de sua consequente aplicação, por uma parte significativa de alunos que frequentam disciplinas introdutórias na área que exige. (GOMES; HENRIQUES; MENDES, 2008).

Essa dificuldade por parte dos alunos, deve-se a exigência de um processo mental que os mesmos não estão acostumados. Provocando no ensino de algoritmo, na maioria das vezes, resistência ao que está sendo ensinado. (FALCKEMBACH, 2013)

O modo tradicional de ensino não consegue facilmente motivar os alunos a se interessar pela disciplina, entre outras razões, pois não é clara para os mesmos a importância de certos conteúdos para sua formação. (BORGES, 2000).

Frente ao ensino de maneira motivacional, o autor Battistella (2012) afirma que os jogos, em especial, são considerados poderosas ferramentas de ensino por sua capacidade de gerar ambientes de alta imersão e interação.

Segundo Castilho (2006, p. 34), "O aluno durante o jogo, explora as situações a serem resolvidas com maior liberdade, sem a pressão da avaliação, buscando a solução dos mesmos em um ambiente adequado à investigação e a busca".

Remetendo-se assim ao conceito de "Serious game". Que como definem Protopsaltis et al. (2001) são jogos que envolvem tarefas orientadas no alcance de metas baseadas em mundo real ou não, objetivando a melhora do desempenho e habilidades cognitivas do jogador.

Com base nessa problematização e provável ferramenta auxiliar, surgiu essa pesquisa, que objetiva desenvolver um jogo de apoio ao ensino da lógica do algoritmo de ordenação Heapsort para computador pessoal. Contribuindo com o ensino da lógica por meio da interação com uma simulada árvore binaria.

A escolha de algoritmos de ordenação deve-se a sua importância para performance em sistemas de buscas. E do Heapsort por, segundo Battistella (2012), o algoritmo possuir uma dificuldade mais alta com relação aos demais dados inicialmente na disciplina.

A justificativa deste trabalho deve-se pela importância de dar apoio nas aulas ao professor, na difusão do conhecimento da lógica do algoritmo de ordenação Heapsort de forma interativa. Com esta ferramenta auxiliar, o professor fica possibilitado a dar ênfase ao que está sendo ensinado. Já que o lúdico trará resultados bons, de maneira motivacional, logo que aprendemos melhor quando vivenciamos, experimentamos, sentimos (MORAN, 2000, p.23). 

2. Referencial teórico

2.1 Algoritmos

Em um conceito amplo, não exclusivamente a programação, Ferrari e Cechinel (2009) conceituam algoritmo como uma sequência finita de passos ou instruções a fim de se resolver um dado problema. 

Moreira (2012), do Departamento de Computação da Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR), aponta que algoritmos são usados no nosso dia-a-dia e cita como exemplos: "parte do manual de um telefone celular [...], na receita que orienta em como fazer um brigadeiro ou mesmo nas instruções que alguém solicita na rua quando está perdido. " Dentre os exemplos citados, o mais utilizado para comparar a algoritmo é a receita. 

Para um algoritmo eficiente, Ferrari e Cechinel (2009) apontam algumas premissas básicas a serem adotadas para o desenvolvimento do mesmo: " - Definir ações simples e sem ambiguidade; - Organizar as ações de forma ordenada; - Estabelecer as ações dentro de uma sequência finita de passos". 

2.1.1 Algoritmos de ordenação

Para definir algoritmos de ordenação, é preciso saber sua necessidade. Pensando nisso, Júnior (2008) cita o exemplo da lista telefônica, colocando-o na situação de consultar um determinado número se os nomes não estivessem na devida ordem alfabética. 

Para facilitar esse ou qualquer resgate de itens de um determinado conjunto, surge a necessidade de ordenar. Segundo Magalhães et al. (2005), significa rearranjar um conjunto de valores em ordem crescente ou decrescente.

Em Ciência da Computação, o autor Laureano (2008, p. 100) define algoritmo de ordenação como sendo o que coloca os elementos de uma sequência dada em uma definida ordem. Ainda afirma que as ordens mais usadas são a numérica e a lexicográfica. Existem alguns métodos de ordenação para tanto: BubbleSort, SelectionSort, InsertionSort, QuickSort, MergeSort e o abordado neste trabalho, HeapSort. 

2.1.1.1 Heapsort

Heapsort, inventado por J. W. J. Williams em 1964, é parte da família de ordenação por Seleção (Selection Sort). Melhora na ordenação por seleção usando uma fila de prioridade de tempo logarítmica ao invés de uma busca em tempo linear. Mesmo que um pouco mais lento na prática, na maioria das máquinas do que um bem-implementado Quick Sort como exemplo, ele tem a vantagem mais favorável de pior caso O (n log n) de tempo de execução. (KOCHER E AGRAWAL, 2014) Segundo Cormen, Leiserson e Rivest (2002) abordam, neste tipo de ordenação utiliza-se também a estrutura de dados Heap como técnica para criação no algoritmo, gerindo as informações durante a execução do algoritmo. 

A estrutura de dados Heap pode ser visto como uma árvore binária. Na qual cada nó da árvore corresponde a um elemento do vetor armazenando o valor do nó. É completamente preenchida em todos os níveis, mas pode ter o mais baixo nível não totalmente.  (CORMEN, LEISERSON, RIVEST, 2002) Como se pode ver na Figura 1. 

Figura 1 - Uma heap vista como uma árvore binária e vetor

Fonte: CORMEN, LEIVERSON, RIVEST (2002, c. 7). 

Para ser heap, a árvore binária apresenta todos pais maiores (ou menores) ou iguais que os filhos. Quando não, deve-se fazer a construção da mesma, reorganizando a matriz original da esquerda para direita. E para ordena-la, proceder com o sorting down, onde se remove os maiores (ou menores) itens restantes da heap e coloca na posição de matriz desocupada conforme a heap encolhe. (SEDGEWICK & WAYNE, 2011)

Quando o valor do nó da raiz é maior ou igual que o dos seus filhos, que por sua vez, têm valores maiores ou iguais de seus filhos e assim em diante, considera-se uma max-heap, resultando em ordenação crescente. E quando menor ou igual, um min-heap, de ordem decrescente. (OPENDSA, 2013)

2.2 Construtivismo

Os estudos sobre a Teoria Construtivista começaram com Piaget (18961980). Segundo Piaget, o conhecimento resulta de uma inter-relação entre o sujeito que conhece e o objeto a ser conhecido. (GREGORIO, 2012, p. 51-61)

Ao contrário da atividade tradicional de valorizar a memorização das "respostas corretas", o professor considera o conhecimento "preexistente" para mediar o processo de construção do conhecimento. (FERNANDES, 2001).

Segundo Niemann (2012), o construtivismo propõe que o aluno participe ativamente do que está absorvendo, mediante a experimentação, a pesquisa em grupo, entre outros procedimentos. Desistindo da ideia de conhecimento independente do indivíduo e enfatizando o conhecimento baseado na experiência no mundo real para nossa adaptação à vida. (GOMES, 2001) 

Para essa participação, no entanto, é dever do professor assegurar um ambiente dentro do qual os alunos possam reconhecer e refletir sobre suas próprias ideias. (JÓFILI, 2002, p. 196) Piaget vê o professor mais como um espectador do desenvolvimento e favorecedor dos processos de descobrimento autônomo de conceitos do que como um agente que pode intervir ativamente na assimilação do conhecimento.

2.3 Dificuldades em algoritmos

Rapkiewicz (2006) afirma que as dificuldades na compreensão de Algoritmos ocorrem por falta de um método de ensino adequado para essa disciplina. Segundo Falckembach (2011), o ensino é o mesmo para todos alunos, pois é difícil para um professor considerar o perfil dentre outros atributos de modo a proporcionar a cada um, um ensino adaptado. 

Contudo Falckembach (2011) ainda relata que através das inovações tecnológicas aliadas às ações pedagógicas, com uma estratégia condizente é possível melhorar a qualidade do ensino. Que são propostas como meio para motivar o aluno, considerando que o aspecto lúdico é um importante fator motivador (JESUS; RAABE 2010). 

2.4 Jogos como ferramenta de ensino

Um jogo pode ser considerado educativo quando mantém um equilíbrio entre duas funções: a lúdica e a educativa. (CUNHA, 2012). Quanto a validade deste tipo de jogo, a autora afirma ser considerável este ser uma atividade controlada pelo professor, levando assim a ser uma atividade séria, a um Serious Game.

Segundo Kearney (2011), apesar de se verificar que os jogos são recursos de grande motivação e potencial em desenvolvimento de diversas competências, são ainda um tipo de recurso pedagógico pouco aproveitado no ensino formal. É importante que os jogos pedagógicos sejam utilizados como instrumentos de apoio no reforço de conteúdos já aprendidos anteriormente. (FIALHO, 2008) 

Os Serious Game estão presentes em várias áreas do conhecimento e têm maior volume direcionado a educação. (RODRIGUES, 2014). Oferecem a capacidade dos participantes assumirem um papel ativo em um processo de absorção de conhecimento por experiência. (PROTOPSALTIS et al., 2011)  

3. Metodologia

O funcionamento do entendimento da lógica de Heapsort, é baseado numa atividade elaborada em projeto de livro interativo on-line completo para estruturas de dados e algoritmos (DSA), (E. Fouh, D. Breakiron, M. Elshehaly, T.S. Hall, V. Karavirta, and C.A. Shaffer, 2013). Na Figura 2 segue uma ilustração da atividade:

  Figura 2- Atividade Avaliação Interativa do Heapsort do projeto OpenDSA

Fonte: http://people.cs.vt.edu/~shaffer/ Presentations/opendsa_sigcse13.pdf (2013)

Na realização do projeto, foi adotado o Modelo Clássico, também conhecido como Modelo Cascata e uma metodologia adaptada para desenvolvimento de jogos, ICS.

A metodologia ICS foi proposta pelo Alex Candiago e Luiz Teruo Kawamoto Júnior no artigo Virtual Multimedia Environment to Teach Safety Procedures in Laboratories. É dividida em três fases principais: Game Design Document (GDD), implementação e testes. Como mostra o diagrama da Figura 3.

Figura 3 - Diagrama da Metodologia ICS

Fonte: CANDIAGO et al. (2014).

A fase de testes é importante para a validação do jogo. Os aplicados foram: teste de software, teste de acuidade visual, teste de usabilidade e prova do Heapsort.

4. Desenvolvimento

4.1. Modelagem

A modelagem deu-se através do poderoso software Autodesk Maya sob licença acadêmica de 3 anos que a desenvolvedora oferece. É utilizado em grandes produções de jogos e até filmes como afirma e exemplifica Wood (2014): "É um componente chave de muitos estúdios, por exemplo, na fabricação de filmes como Avatar (2009, James Cameron), Reino Escondido (Chris Wedge, 2013), e o Meu Malvado Favorito (Chris Renaud e Pierre Coffin, 2010 e 2013). "

O processo da modelagem é quando você constrói a geometria para representar objetos e personagens. Esta geometria é descrita a posição e a forma de seus modelos e pode ser manipulado no espaço de trabalho 3D do Maya. (ART OF MAYA, 2007)

Foi levantado inicialmente os objetos que seriam modelados. No caso, foi o ambiente do quarto, constituído da mesa de estudos, cronômetro, blocos numéricos, canetas e copo de espécie porta-canetas. Esta composição pode ser vista na Figura 4.

Figura 4 - Cenário de Estudos

Fonte: do autor.

Posteriormente, foi feito o mapeamento UV que consiste no desdobramento da malha do objeto para a devida aplicação da textura.

4.2. Texturização

O processo da texturização é a aplicação das texturas nos objetos modelados. Mas antes disso, foi preciso fazer o tratamento destas imagens no Adobe Photoshop CS6. Depois deste tratamento, a aplicação deu-se através do Texture Editor do Autodesk Maya, como mostra a Figura 5.

Figura 5 - Texturização do Cronômetro

Fonte: do autor.

Por vezes, este processo da aplicação da textura foi feito no software Unreal Engine 4 por conta do tratamento dos materiais. Este software é, aliás, a engine selecionada para a mecanização do jogo.

4.3. Animação

O processo da animação deu-se através do software Unreal Engine 4 sob licença gratuita. É um motor que possui ferramentas para desenvolvimento de jogos. Esta e outras versões se destacam em grandes produções de jogos. 

Os objetos e texturas foram dispostos no Content Browser, que funciona como uma biblioteca da Unreal Engine 4. De cada textura foi criado material para que possa ser trabalhado e aplicado aos objetos.

O cenário foi definido possibilitando já o feito do processo da animação ou programação. Para tanto, esta dispõe do sistema Blueprint e a possibilidade do desenvolvimento em C++.  

O funcionamento baseia-se no jogador manipulando os blocos para ordená-los usando a lógica do Heapsort. Durante este processo, haverá a diminuição do tempo e o ganho ou perda de pontos. O principal script feito foi da troca dos blocos.

A troca dos blocos se baseia basicamente na mudança de posições dos mesmos se for correta ou não. O que diferencia é o ganho ou perda de pontos. Para tanto, é feita a validação das trocas conforme mostra a Figura 6.

Figura 6 - Validação das trocas

Fonte: do autor.

Após feito todo processo de animação do jogo, foi gerado pacote de execução para que os alunos e professores da área possam utilizar o jogo para fins de validação e avaliação do mesmo. A Figura 7 mostra uma tela do jogo final.

Figura 7 - Tela do jogo

Fonte: do autor.

4. Levantamento de dados

4.1 Coleta de dados

O levantamento dos dados de testes foi feito através de 30 alunos da área de TI constituindo Grupo A (15), como os que não utilizaram a ferramenta auxiliar e Grupo B (15), como os que utilizaram, durante a matéria que abordou "Algoritmos de ordenação". Além dos professores que presenciaram esta experiência e utilizaram também o jogo.

O uso do jogo pelo grupo B com mediação do professor ocorreu, quando se precisou do mesmo como ferramenta auxiliar, durante quase todo segundo semestre letivo da universidade que abrangeu o período de 16/08/2015 até 27/11/2015, nas quintas-feiras, dias referentes a disciplina.

O levantamento de dados foi feito de acordo com a sequencia abaixo:

  1. Teste de software, realizado por professores da área de TI – grupo formado por 3 professores do ensino superior da área de computação após utilização do computador pessoal disposto, realizando as fases que o jogo proporciona. A avaliação do software ocorreu no período de 07/12/15 a 11/12/15, mediante o preenchimento de questionário utilizado como instrumento de pesquisa;
  2. Teste de usabilidade, realizado por professores de TI – o mesmo grupo que realizou o teste de software, avaliaram os requisitos relacionados a usabilidade do jogo.  A avaliação aconteceu no período de 07/12/15 a 11/12/15;
  3. Teste de acuidade visual, realizado por professores de TI – o grupo avaliou a usabilidade do mesmo, no período de 07/12/15 a 11/12/15;
  4. Teste de acuidade visual, realizado por alunos. Pesquisa realizada pelo Grupo B de alunos de TI, após utilizarem o jogo no período letivo informado, avaliou a usabilidade no dia 09/12/15 anteriormente ao teste do Heapsort;
  5. Teste do Heapsort – Ao final do semestre letivo, os 30 alunos distribuídos nos Grupos A e B realizam no dia 09/12/15, mediante preenchimento de questionário utilizado como instrumento de pesquisa, o teste de avaliação do impacto do jogo como ferramenta auxiliar aos alunos.
  6. Teste de opinião – Após a realização do Teste de Heapsort foi disponibilizado com perguntas a mais para os que jogaram.

4.2 Análise dos dados

Com a aplicação do teste de software, realizado com professores da área de Tecnologia da Informação, obteve-se resultados mais que satisfatórios dos quais requisitos funcionais poderiam ser avaliados em A, como ATENDE e NA, como NÃO ATENDE. Este teste foi de caixa preta, já que não foi sob análise do código.

Os requisitos funcionais avaliados estão apresentados no Quadro 1.

Quadro 1 - Requisitos funcionais que foram avaliados

[RF0001]

O jogo deve emitir sons das animações de troca dos blocos (nós).

[RF0002]

O jogo deve possuir ao menos uma fase inicial para fins de validação

[RF0003]

O jogo deve exibir instruções antes de começar primeira fase.

[RF0004]

O jogo deve exibir visão em primeira pessoa.

[RF0005]

O jogo deve exibir a opção "Sair" em qualquer tela (exceto de "Configurações").

[RF0006]

O jogo deve executar a troca entre blocos (nós) selecionados caso esta esteja correta.

[RF0007]

O jogo deve emitir som de erro caso a troca esteja incorreta. E de acerto, quando for o caso.

[RF0008]

O jogo deve ter tela de pausa entre fases esperando por interação do jogador para prosseguir.

[RF0009]

O sistema deve permitir o ligamento ou desligamento do som do jogo.

[RF0010]

A fase do jogo durará 1 minuto em nível fácil, médio e difícil. Se o tempo esgotar com o não término da fase, o sistema oferecerá para o jogador retornar ao menu.

[RF0011]

O ambiente contará 20 pontos por troca correta. Perderá 6 pontos por erro e todos ganhos da fase se não concluir o ordenamento a tempo.

[RF0012]

O sistema terá a possibilidade de seleção do nível de dificuldade. Se fácil, possibilita ordenação em simulação de árvore com 6 nós. Se médio, de 9. E se difícil, de 11.

[RF0013]

O jogo distinguirá a seleção dos blocos da cor original.

Fonte: do autor

Na Tabela 1 pode ser visto os requisitos funcionais sendo avaliados grande parte como atendidos no jogo por professores de Tecnologia da Informação que estiverem dispostos a participar do teste. O requisito 9 não foi atendido segundo o professor 3, pois para o ligar e desligar do som, é preciso sair do jogo voltando ao menu a fim de ir em configurações. Ele deu como sugestão que esta função tivesse disponível no decorrer das fases facilitando o jogador.  

Tabela 1 - Resultado de Teste de Software por professores da área de TI - (A) ATENDE / (NA) NÃO ATENDE

Professor 1

Professor 2

Professor 3

TOTAL

RF0001

A

A

A

100%

RF0002

A

A

A

100%

RF0003

A

A

A

100%

RF0004

A

A

A

100%

RF0005

A

A

A

100%

RF0006

A

A

A

100%

RF0007

A

A

A

100%

RF0008

A

A

A

100%

RF0009

A

A

NA

66,6%

RF0010

A

A

A

100%

RF0011

A

A

A

100%

RF0012

A

A

A

100%

RF0013

A

A

A

100%

MÉDIA

100%

100%

92,13%

Fonte: do autor.

No teste de Acuidade Visual foi disposto questões que abordam a interface do jogo através de um questionário, com perguntas como exemplo: "O tutorial apresentou de maneira clara o que será feito no jogo? ". Estes questionários foram disponibilizados aos alunos que jogaram o software. Na Tabela 2 pode ser visto o resultado da avaliação dessas questões. A mesma pergunta exemplificada anteriormente, teve duas negações por parte dos alunos. O motivo foi que o tutorial poderia ser mais trabalhado pois apresenta de maneira muito reduzida o funcionamento do jogo. E opinaram por desenvolver um tutorial interativo.

Tabela 2 - Resultado de Teste de Acuidade Visual por alunos da área de TI - (1) SIM / (2) NÂO

 

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

TOTAL

ALUNO 1

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 2

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 3

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 4

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 5

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 6

1

2

1

1

1

80%

ALUNO 7

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 8

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 9

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 10

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 11

1

2

1

1

1

80%

ALUNO 12

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 13

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 14

1

1

1

1

1

100%

ALUNO 15

1

1

1

1

1

100%

MÉDIA

100%

86,66%

100%

100%

100%

Fonte: do autor

O mesmo questionário foi aplicado aos professores da Área de Tecnologia da Informação, que também interagiram com o jogo. A Tabela 3 mostra o resultado da avaliação.

Tabela 3 - Resultado de Teste de Acuidade Visual por professores da área de TI - (1) SIM / (2) NÃO

 

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

TOTAL

Professor 1

1

1

1

1

1

100%

Professor 2

1

1

1

1

1

100%

Professor 3

1

1

1

1

1

100%

MÉDIA

100%

100%

100%

100%

100%

Fonte: do autor

No teste de usabilidade realizado pelos professores da área de Tecnologia da Informação, foram avaliados requisitos não funcionais resultando no geral como "Muito bom". No quadro 2 pode ser visto esses requisitos:

Quadro 2 - Requisitos não funcionais que foram avaliados

[RNF0002]

O cenário deve ser próximo da realidade de ambiente de estudos.

[RNF0004]

O jogo terá opções de menu intuitivas já que isso facilitará o jogador na interação com o sistema.

[RNF0005]

O sistema do jogo deve disponibilizar o clique do mouse para seleção da opção característica de menu por parte do jogador e para seleção dos blocos (nós).

[RNF0006]

O sistema deve ter uma interface que ajude na orientação do jogador.

[RNF0007]

O sistema de ter uma boa performance para o uso do jogador.

[RNF0008]

O sistema deve dispor de instruções clara ao jogador.

[RNF0009]

O ambiente deve dispor de uma árvore binária fielmente simulada por blocos.

[RNF0010]

O ambiente deve apresentar sons coerentes com acertos e erros por parte do jogador.

[RNF0011]

O sistema deve informar através da HUD pontuação e tempo restante ao jogador enquanto este interage com o sistema.

Fonte: do autor

Já na Tabela 4 pode ser vista a avaliação feita de cada requisito apresentado acima pelos professores da área.

Tabela 4 - Resultado de Teste de Usabilidade por professores da área de TI -
(5) Muito bom/(4) Bom/(3) Razoável/(2) Ruim/(1) Péssimo

  Professor 1 Professor 2 Professor 3 TOTAL

RNF0002

5

5

5

100%

RNF0004

5

5

5

100%

RNF0005

5

5

5

100%

RNF0006

5

5

5

100%

RNF0007

5

5

5

100%

RNF0008

5

5

5

100%

RNF0009

5

5

5

100%

RNF0010

5

5

5

100%

RNF0011

5

5

5

100%

MÉDIA

100%

100%

100%

Fonte: do autor

Na Figura 8 visualiza-se o gráfico com o resultado do teste Heapsort para medir o conhecimento sobre a lógica do mesmo no fim do semestre letivo. É possível notar uma considerável diferença que a ferramenta auxiliar causou na solidificação do que foi aplicado em aula. O Grupo A, que não jogou, teve uma média geral de aproximadamente 7 no teste, enquanto o Grupo B, que jogou, 8.2.

Figura 8 - Gráfico comparativo de desempenho de Grupos A e B no teste Heapsort

Fonte: do autor

O Quadro 3, apresenta a média dos resultados da pesquisa de opinião realizados por professores e alunos que jogaram sobre a facilidade de uso e comodidade que o jogo transmite. Conforme ilustra, tiveram boas médias garantindo a satisfação do jogador.

Quadro 3:  Resultado de teste de opinião de usuários

 

Facilidade de Uso

Comodidade

Alunos

9.4

9.8

Professores

9.35

9.75

Fonte: do autor

O Quadro 4, mostra o resultado da pesquisa de opinião realizados por professores e alunos de ambos grupos sobre a ferramenta ser uma auxiliar ao ensino de lógica do Heapsort. Conforme ilustra o quadro, o resultado da avaliação indica que a ferramenta é optável como auxiliar ao ensino, já que foi optado por aproximadamente 93% dos alunos, e 100% dos professores.

Quadro 4: Resultado do teste de opinião de usuários

 

Ensino com a ferramenta auxiliar

Ensino sem a ferramenta auxiliar

Alunos

28

2

Professores

3

0

Total

93.93%

6.07%

Fonte: do autor

 

5. Discussão dos resultados

O jogo por ser interativo acaba sendo importante na aplicação do ensino. Quando foi proposto desenvolver um para o algoritmo Heapsort, a intenção foi de consolidar o que é mostrado em aula. De que o aluno possa tornar o raciocínio bem mais trabalhado para a lógica do algoritmo.

Quando a lógica é bem trabalhada, não importa a linguagem que será usada no desenvolvimento de uma funcionalidade. O aluno terá facilidade para desenvolver.

Ao pesquisar sobre construtivismo, a importância de se ter uma ferramenta auxiliar em aula se solidificou. Do conhecimento com base na experiência no mundo real. E disso vem a ideia de similar a história do jogo com a realidade de um estudante.

Com intuito de estimular o aluno, o ambiente de estudos foi selecionado para o jogo. A fim de provocar também uma maior imersão do jogador ao ambiente já que este é próximo do real. E a implementação de pontuação e tempo, que são itens competitivos, foi intencional. Já que atraem atenção de um jogador e são fatores motivacionais.

Os testes aplicados para o jogo validaram e avaliaram as fases consolidando o mesmo e fortificando o impacto que causará no ensino como ferramenta auxiliar. Um desses exemplos é o teste final dado aos grupos A e B que mostraram o quanto o software pode solidificar o que foi aplicado em aula e o seu resultado.

É esperado que o jogo possa contribuir com a área como uma ferramenta estimulante de apoio ao ensino do algoritmo de ordenação. Ou que estimule ideias parecidas de projetos para o ensino na área de tecnologia.  

6. Considerações finais

A dificuldade que os alunos passam com algoritmos deve-se a diferente forma de pensar não exercida até então. Logo a lógica deve ser trabalhada para que a dificuldade seja suprida.

Definido então como forma de ferramenta auxiliar, o jogo propõe uma interação por parte do jogador e desenvolve habilidades e desempenho do mesmo, com mais liberdade. Se tratando assim, do conceito de Serious Game.

O projeto teve como objetivo concretizado de desenvolvimento do jogo de apoio ao ensino da lógica do algoritmo de ordenação Heapsort, porque obteve-se sua conclusão, esperando que este contribua com o ensino da lógica por meio da interação com a simulada árvore binária, representando nós pelos blocos. 

O trabalho foi importante à vida acadêmica por envolver em desenvolvimento de projeto que siga metodologia, trabalhando gestão de tempo e tendo pesquisas como base para alimentar a importância do tema escolhido.

Foi validado por meio dos testes, mostrando que este cumpre com o que propõe e que traz bons resultados ao ensino como ferramenta auxiliar.

Por fim, espera-se que este trabalho sirva de contribuição e motivação para outros projetos educacionais para o apoio ao ensino em Tecnologia da Informação e que possa ajudar na consolidação da formação do aluno.

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1. Doutor em Engenharia Biomédica, Docente e Pesquisador do Stricto Sensu da UBC – Universidade Braz Cubas – Pós-Graduação em Educação e Engenharia de Produção. E-mail:  alexcandiago@yahoo.it
2. Iniciação Científica – Anhanguera Educacional Guarulhos – Graduanda em Sistemas de Informação. E-mail: a.bmoraes@yahoo.com

3. Doutor em Engenharia Biomédica, Docente e Pesquisador do IFSP – Instituto Federal de São Paulo – Pós-Graduação em Logística e Operações. E-mail:  luizteruo@hotmail.com


 

Vol. 37 (Nº 11) Año 2016

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