monografia construindo um jogo para uso na educação matemática

8/19/2019 MONOGRAFIA Construindo Um Jogo Para Uso Na Educação Matemática

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OTÁVIO NERY CIPRIANI

CONSTRUINDO UM JOGO PARA USONA EDUCAÇÃO MATEMÁTICA

Monografia de graduação apresentada aoDepartamento de Ciência da Computação daUniversidade Federal de Lavras como parte dasexigências do curso de Ciência da Computação paraobtenção do título de Bacarel em Ciência daComputação!

L"#$"%M&'"% ()$"&% * B$"%&L

+,,-


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Monografia de graduação apresentada aoDepartamento de Ciência da Computação daUniversidade Federal de Lavras como parte dasexigências do curso de Ciência da Computação paraobtenção do título de Bacarel em Ciência daComputação!

.rea de Concentração/

&nform0tica na )ducação

1rientador 2 Co3orientadora/

4os5 Monserrat 'eto&la Maria %ilva de %ou6a

L"#$"%M&'"% ()$"&% * B$"%&L

+,,-


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Ficha Catalogr!ica

Cipriani7 1t0vio 'er8

Construindo um 4ogo 9ara Uso na )ducação Matem0tica 2 1t0vio 'er8 Cipriani!Lavras * Minas (erais7 +,,-! :;p / il!

Monografia de (raduação * Universidade Federal de Lavras! Departamento de Ciên3cia da Computação!

rico! ;! Metodologia! ?! $esultados e Discussão! :!Conclusão! &! C&9$&"'&7 1! '! &&! Universidade Federal de Lavras! &&&! =ítulo!


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Monografia de graduação apresentada ao Departamentode Ciência da Computação da Universidade Federal deLavras como parte das exigências do curso de Ciência daComputação para obtenção do título de Bacarel emCiência da Computação!

"provada em ,@ de agosto de +,,-

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA Cristiano Leite de Castro

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA "med "li "bdalla )smin

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA 4os5 Monserrat 'eto

1rientador

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA &la Maria %ilva de %ou6a

Co3orientadora

L"#$"%M&'"% ()$"&% * B$"%&L


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“Guie uma criança pelo caminho que deve seguir e guie-se por ela de vez em quando.”

4! Bilings


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Agra"#ci$#%to&"gradeço acima de tudo aos meus pais7 ue sempre me apoiaram e acreditaram em mimdurante toda a mina vida!

"gradeço ao meu orientador7 9rofessor 4os5 Monserrat 'eto7 ue me auxiliou não somente nodecorrer do desenvolvimento do presente trabalo7 como durante toda a mina graduação!

"gradeço E 9rofessora &la Maria %ilva de %ou6a do Departamento de )ducação da

Universidade Federal de Lavras7 ue me orientou e colaborou na reali6ação de um trabaloconsistente em relação aos aspectos científicos e did0ticos!

"gradeço aos meus amigos pelas alegrias ue compartilamos ao longo destes uatro anos7 emespecial ao $ubens pela contribuição dada ao ogo desenvolvido!

"gradeço ao meu irmão Genriue7 ue ao longo toda a mina vida foi um grande amigo ecompaneiro!

"gradeço E Milene pelo amor7 ami6ade7 respeito e carino ue tem me dado ao longo destesanos!

Finalmente7 agradeço a todas as pessoas ue acreditaram em mim e me apoiaram durante todos

estes anos!


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CONSTRUINDO UM JOGO PARA USO NA EDUCAÇÃO MATEMÁTICA

RESUMO

Desenvolve3se neste trabalo um ogo educacional de Matem0tica para o ensino fundamental!9rimeiro reali6ou3se um levantamento bibliogr0fico sobre o desenvolvimento de ogoseducacionais e sobre o uso de ogos no processo de ensino3aprendi6agem7 compondo a basete>rica para a criação de um ogo educacional! )m seguida descreve3se as t5cnicas e os

procedimentos utili6ados para a construção do ogo de matem0tica7 utili6ando3se a linguagemde programação C7 a biblioteca multimídia Simple DirectMedia Layer e a "9& gr0fica1pen(L! 1 resultado foi um ogo de matem0tica simples e divertido7 ue pode ser modificado7ampliado e refinado para as diversas etapas do ensino da matem0tica!

Pala'ra&(cha'#) 4ogos )ducacionais7 Matem0tica7 )nsino Fundamental7 %DL!

BUILDING A GAME FOR USING IN MATHEMATICAL EDUCATION

ABSTRACT

he current !or" develops an educational math game #or primary classroom. $irst% a researcha&out educational games development and their use in the educational process !as done%o##ering theoretic &asis to develop an educational math game. ' description o# the technics and

procedures used in the development o# the game #ollo!s% using the ( programming language%

the multimedia li&rary Simple DirectMedia Layer and the graphics ')* +penGL. he result!as a simple and #un math game that can &e modi#ied% e,tended and adapted to the various

steps o# mathematical teaching.

Keywords: ducational Games% Mathematics% lementary School% SDL.

vi


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SUMÁRIO

L&%=" D) F&(U$"%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!viii

L&%=" D) ="B)L"%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ix

< &'=$1DUHI1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!<

+ $)F)$)'C&"L =)K$&C1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:+!< " Matem0tica no )nsino Fundamental!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:

+!+ " )ducação )scolar e as 'ovas =ecnologias da &nformação e da Comunicação!!!!!!!!!!!!!

+!+!< "s '=&C e a "prendi6agem!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

+!; Desenvolvimento e "prendi6agem!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!


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LISTA DE FIGURAS

Figura +!


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LISTA DE TABELAS

=abela +!


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1 INTRODUÇÃO

1.1 Consideraçes Ini!iais1s computadores estão cada ve6 mais inseridos em nosso dia3a3dia! %eu uso deixou de

ser privil5gio de grandes corporaçJes para se tornar obrigat>rio em ualuer empresa de m5dio

ou peueno porte7 assim como um euipamento uase indispens0vel em ualuer domicílio de

classes m5dia e alta!

Muito antes do advento dos computadores7 no entanto7 0 existiam os ogos! Como afir3

mam 9iero6an V Brancer +,,?7 o ato de ogar 5 tão antigo uanto o pr>prio omem! Como

a pedagogia nos mostra7 o ogo 5 necess0rio no processo de desenvolvimento do ser umano7tendo uma função vital para o indivíduo7 principalmente como forma de construção e recons3

trução da realidade!

W de conecimento geral ue as crianças e os adolescentes estão cada ve6 mais cedo e

com maior freXência tendo contato com novas tecnologias7 bem como com ogos de compu3

tador e video-game! "l5m disso7 desde a d5cada de , do s5culo passado7 os computadores

vem sendo cada ve6 mais utili6ados na 0rea educacional7 demonstrando de forma clara o

grande potencial dos programas educacionais7 em especial o dos ogos! "rgumenta3se aui ueo processo de educação não deve se restringir aos mesmos m5todos de ensino utili6ados tradi3

cionalmente7 pois o uso da inform0tica na educação est0 relacionado com o avanço da ciência e

da tecnologia7 ue nos permite ampliar de sobremaneira a gama de ferramentas de auxílio E

educação! 9ode3se observar as conseXências do uso de m5todos de educação tradicionais em

disciplinas como a Matem0tica!

" Matem0tica est0 presente no cotidiano de cada indivíduo de diferentes formas!

Quando esta presença não se fa6 de forma explícita7 a Matem0tica7 assim como ualuer outradisciplina7 torna3se muito difícil de ser compreendida7 como explicam Bittencourt V Figuei3

redo +,,:/+/

R" Matem0tica 5 uma das disciplinas inserida no contexto dos conteYdos

program0ticos ue se caracteri6a de forma negativa7 devido ao fato de não

despertar o interesse e conseXentemente não ser atrativa ao aprendi6! )ssa

disciplina 5 respons0vel por altos índices de reprovação dos educandos7

tanto no )nsino Fundamental como no )nsino M5dio7 sendo respons0vel7muitas ve6es7 pela evasão escolar! 9aradoxalmente7 os princípios


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matem0ticos são estudados de forma dissociada da realidade do aprendi6

tornando3se pouco significativo para ele7 em virtude disso7 passa a

considerar a matem0tica como algo absolutamente te>rico e distante de seu

cotidiano!S

1." Mo#i$aç%o 'a disciplina RMatem0tica DiscretaS7 ministrada pela 9rofessora $enata Couto Moreira

do Departamento de Ciência da Computação DCC da Universidade Federal de Lavras

UFL"7 começou a ser desenvolvido um trabalo de estudo e implementação de ogos mate3

m0ticos7 os uais eram estudados em aula7 tais como R1 9roblema de 4osepusS e R" =orre de

Gan>iS! 1 desenvolvimento dos conceitos de combinat>ria7 relaçJes de recorrência7 teoria dosgrafos se davam com exemplos de ogos7 os uais são conecidos desde a antigXidade! 1s

ogos implementados eram então avaliados e depois aruivados!

1bservando3se ue os ogos7 al5m de servirem como forma de avaliação de aprendi6a3

gem dos alunos7 poderiam ser aproveitados para diversão7 foram num primeiro momento apre3

sentados aos alunos de computação7 e em seguida estas apresentaçJes foram aberta E

comunidade durante dois semestres consecutivos! )stas apresentaçJes7 reali6adas em um labo3

rat>rio com cinco computadores7 disponibili6ado pelo DCC da UFL"7 com um bom espaço econdiçJes adeuadas para a circulação de pessoas7 se tornaram então oficinas de ogos7 e obti3

veram resultados muito acima das expectativas7 pois atingiam um pYblico em torno de ,

pessoas por oficina7 incluindo estudantes de outros cursos universit0rios7 educadores do ensino

fundamental e m5dio e estudantes de duas escolas de Lavras!

9osteriormente7 com a construção do Laborat>rio de )ducação Continuada L)C7

contendo ;, computadores no campus ist>rico da UFL"7 a oficina encontrou espaço para

ampliar seu atendimento! " &&& 1ficina de 4ogos Cooperativos Computacionais foi entãomontada nesse espaço7 e conseguiu atender em torno de +,, pessoas7 incluindo a participação

de uatro instituiçJes de ensino de Lavras! " satisfação dos participantes superou todas as

expectativas e a demanda pela oficina aumentava constantemente! 94CC7 +,,-

%urgiu então a oportunidade de levar essas oficinas de ogos a v0rias escolas da cidade

de Lavras7 em oficinas m>veis7 nas uais cinco computadores da UFL" eram levados7 com os

ogos instalados! )sta experiência se mostrou proveitosa7 pois v0rios dos alunos dessas escolas

nunca aviam tido contato com computadores e assim aprendiam a utili603lo de forma diver3tida e proveitosa!

+


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Uma ve6 ue os resultados foram positivos durante as oficinas Cobucci et al.7 +,,:7

decidiu3se iniciar um proeto de acompanamento mais prolongado em uma escola! 1 obetivo

do proeto era ir semanalmente em uma escola7 durante todo um semestre7 ensinar aos seus

professores noçJes b0sicas de inform0tica e como poderiam utili6ar os ogos para lecionar o

conteYdo de suas disciplinas7 levando os alunos a terem pra6er de estudar!

1bservou3se7 no entanto7 ue algumas dessas escolas possuíam seus pr>prios laborat>3

rios de inform0tica7 mas ue não eram utili6ados porue os professores dessas escolas tamb5m

não possuíam conecimento de inform0tica suficiente! 1 obetivo das oficinas passou então a

ser tamb5m o de inclusão digital de professores de escolas do ensino fundamental! %urgiu

assim o Curso de &nclusão Digital e 4ogos Cooperativos Computacionais7 sendo ministrado

pela primeira ve6 em +,,: Cobucci et al.7 +,,: e novamente em +,,!

=oda essa rica experiência tornou evidente um problema/ a falta de mais ogos educati3

vos ue fossem ao mesmo tempo divertidos7 gratuitos e7 principalmente7 ue se adaptassem Es

necessidades dos educadores7 pois os ogos criados ou disponíveis muitas ve6es abordavam

conteYdos au5m e2ou al5m dos ue 0 aviam sido passados aos alunos pelo professor7 o ue

preudicava ou mesmo inviabili6ava seu uso!

1.& O'(e#i$os Gerais1 presente trabalo tem como obetivo a criação de um guia para o desenvolvimento de

ogos educacionais adeuado! )ste guia ter0 como base a identificação de características ue7

segundo a literatura7 são importantes para um ogo educacional de ualidade!

1 presente trabalo visa tamb5m a implementação de um ogo educacional gratuito7

cuo obetivo ser0 o de proporcionar ao aluno uma forma de entretenimento ue7 al5m de

diverti3lo7 o audar0 a fixar conceitos matem0ticos do ensino fundamental! "l5m disso7 o ogo

ser0 flexível o suficiente para permitir ue conteYdos ue ainda não tiverem sido passados aos

alunos não inviabili6em a sua utili6ação!

1.) O'(e#i$os Es*e!+,i!osDe forma a atender aos obetivos citados na seção anterior7 têm3se como obetivos espe3

cíficos reali6ar/ a um breve levantamento sobre a forma como a Matem0tica 5 atualmente

abordada no ensino fundamentalZ b uma pesuisa bibliogr0fica sobre os benefícios ue as

novas tecnologias da informação7 em especial os computadores7 tra6em para o processo de

;


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ensino3aprendi6agemZ c reali6ar uma breve revisão bibliogr0fica sobre a influência dos ogos

no processo de desenvolvimento intelectual de uma criançaZ d um levantamento sobre algu3

mas uestJes relacionadas a ualidade de so#t!are.

1.- Es#r#ra do Tra'a/0o1 presente trabalo est0 dividido em Capítulos7 %eçJes e %ubseçJes! 'o Capítulo < 5

apresentada a contextuali6ação do trabalo7 sua relação com trabalos anteriores e seus obeti3

vos!

'o Capítulo + 5 feito um levantamento dos pontos cave para o entendimento dos prin3

cipais conceitos abordados no trabalo atrav5s de uma revisão da literatura! 'este capítulo7 são

abordadas uestJes sobre o desenvolvimento e a aprendi6agem e uestJes sobre o ensino da

disciplina de Matem0tica no ensino fundamental! "l5m disso são estudados crit5rios para

determinar a ualidade de so#t!are educacionais7 em especial os voltados para a disciplina de

Matem0tica!

1 Capítulo ; apresenta o desenvolvimento do trabalo propriamente dito! )le est0 divi3

dido em %eçJes ue incluem o tipo da pesuisa7 os materiais utili6ados e as fases de desenvol3

vimento7 apontando as estrat5gias de implementação adotadas e as principais dificuldades

encontradas!

'o Capítulo ? são apresentados os resultados obtidos no trabalo ao longo das fases do

desenvolvimento7 ou sea7 uma exposição sucinta do ogo educacional implementado! "l5m

disso7 são feitas propostas para trabalos futuros na mesma 0rea de concentração!

Finalmente7 no Capítulo : 5 feita uma síntese sobre a import[ncia do trabalo relacio3

nando3a com os resultados obtidos!

?


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" REFERENCIAL TERICO 'este capítulo se encontra a base te>rica necess0ria E compreensão do trabalo! )le est0

subdividido em seçJes ue abrangem desde o processo de ensino da Matem0tica at5 algumas

uestJes sobre ualidade de so#t!are educacional!

".1 A Ma#e23#i!a no Ensino Fnda2en#a/" forma como a Matem0tica 5 atualmente abordada no )nsino Fundamental foi influ3

enciada por um movimento ue ocorreu nas d5cadas de


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R$etirar do currículo do ensino fundamental conteYdos como =eoria de

Conuntos e )xpressJes 'um5ricas \os carroçJes]\ parece ter fundamentoZ

a retirada de conteYdos ue constituem pr53reuisitos para o aprendi6ado de

novos conteYdos7 por sua ve67 pode ter graves conseXências para o

aprendi6ado da matem0tica! 'esse caso7 incluem3se as operaçJes com

fraçJes e o aprendi6ado subseXente de 9robabilidade7 9roporçJes e

.lgebra! Muitos dos conceitos matem0ticos ensinados nas s5ries iniciais do

ensino fundamental não são triviais nem muito utili6ados no uotidiano7

por5m representam a base para o aprendi6ado da matem0tica mais avançada7

e para o seu desenvolvimento como a linguagem das Ciências!

^!!!_ "s dificuldades ue muitos alunos encontram no aprendi6ado damatem0tica não são recentes7 nem exclusivas de países em desenvolvimento!

9arte desses problemas se deve Es dificuldades ue eles têm em formar

estruturas conceituais7 ou sea7 em formar os conceitos e as conexJes entre

eles! )sses problemas7 entretanto7 não serão solucionados com a retirada de

conteYdos do currículo!

^!!!_ 5 importante salientar ue os países desenvolvidos ue reali6aram

reformulaçJes curriculares nos anos -, e , envolvendo a retirada deconteYdos complexos como fraçJes7 tiveram seu desempeno redu6ido em

comparaçJes internacionais! "s conseXências desse tipo de reformulação

poderão ser ainda mais dr0sticas em nosso país7 ue 0 vem ocupando os

Yltimos lugares nesse ran`ing!S

"tualmente7 trabalos como os 9C'


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vantes existentes na estrutura cognitiva do aprendi6! Quando o material a ser aprendido não

consegue ligar3se a algo conecido7 ocorre a camada aprendi6agem mec[nica! "ssim7 o aluno

decora f>rmulas7 leis7 etc! apenas para reali6ar as provas e as esuece ap>s a avaliação!

%egundo o mesmo autor7 para aver aprendi6agem significativa7 5 preciso aver duas

condiçJes/ a o aluno precisa ter disposição para aprenderZ se o indivíduo uiser memori6ar o

material arbitrariamente e literalmente7 então a aprendi6agem ser0 mec[nicaZ b o material a

ser aprendido tem ue ser potencialmente significativo7 ou sea7 ele tem de ser l>gica e psicolo3

gicamente significativoZ o significado l>gico depende somente da nature6a do material e o

significado psicol>gico 5 uma experiência pessoal ue cada indivíduo tem! Cada aprendi6 fa6

uma filtragem dos materiais ue têm significado ou não para si pr>prio!

Fica claro ue a contextuali6ação do conteYdo7 abordado em sala de aula7 contribui

fortemente para ue o aprendi6 o assimile com maior facilidade! 9ara auxiliar o educador nesta

tarefa de contextuali6ação do conteYdo7 ele pode fa6er uso de algumas ferramentas ou t5cnicas!

1 professor pode estimular a iniciativa dos alunos por meio do trabalo em grupo7 destinado a

promover a interatividade e o espírito associativo7 sementes da colaboração e da solidariedade!

)ntretanto7 algumas ve6es7 sea por falta de incentivo ou por falta de uma formação

profissional adeuada7 ue possibilite ao professor usar instrumentos pertinentes ao seu traba3

lo7 o mesmo se limita a ser apenas um agente para a transmissão mec[nica de conteYdos!

Como argumenta Martins +,,;/prio modo de pensar e de procederZ tampouco pode esuecer

sua missão de facilitador do crescimento de seus alunos7 contribuindo7 desse

modo7 para ue as geraçJes futuras possam usufruir uma existência mais

digna!S

9ode3se perceber ue um dos grandes problemas da Matem0tica7 no ensino fundamen3

tal7 5 a falta de contextuali6ação dos conteYdos e7 para solucion03lo7 como argumentado acima7

o educador pode fa6er uso de novas ferramentas ue aproximem o conteYdo abordado do coti3

diano do aluno!

9ara melor compreender como e uais ferramentas podem ser utili6adas no auxílio E

aprendi6agem7 5 necess0rio examinar como as novas tecnologias da informação e da comuni3

cação '=&C podem influenciar e contribuir para a educação escolar!

-


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"." A Ed!aç%o Es!o/ar e as No$as Te!no/o4ias daIn,or2aç%o e da Co2ni!aç%o

'ovas tecnologias são criadas constantemente e as existentes evoluem em um ritmo

acelerado! Dentre todas as tecnologias7 auelas ue permitem a representação e a transmissão

da informação merecem atenção especial!

De acordo com Coll V Martí +,,?/?+,7 as novas tecnologias de transmissão da infor3

mação e da comunicação Rsurgem como resultado da integração de duas possibilidades t5cni3

cas ue experimentaram um progresso espetacular ao longo das Yltimas d5cadas/ o incremento

da capacidade e da rapide6 do processamento da informação7 graças ao desenvolvimento da

inform0tica7 e a codificação e a transmissão da informação7 graças E digitali6ação7 ao cabo

>ptico e aos sat5litesS!

)ssas novas tecnologias modificam a forma de interagir com a informação e fornecem

novas maneiras de transmiti3las! Com as palavras de Coll V Martí +,,?/?+gico das pessoasS!


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"s '=&C7 a partir da integração dos sistemas semi>ticos+ cl0ssicos7 conforme Coll V

Martí +,,?/?+:7 Rcriam condiçJes totalmente novas de tratamento7 de transmissão7 de acesso

e de uso das informaçJes transmitidas at5 agora pelos suportes cl0ssicos da escrita7 das

imagens7 do som ou da fala! ) essas condiçJes conferem Es '=&C características específicas

como \instrumentos psicol>gicos\7 como mediadoras do funcionamento psicol>gico das pessoas

ue as utili6am!S

"s características específicas as uais Coll V Martí +,,? se referem são/ formalismo7

interatividade7 dinamismo7 multimídia e ipermídia! " =abela +!


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responder se não se fa6 exatamente o ue se tem ue fa6er! Mas tamb5m

podem favorecer7 como mostram alguns autores7 E pessoa ue utili6a as

'=&C o desenvolvimento de uma maior capacidade de planeamento de suas

açJes e7 sobretudo7 ue tome consciência da diferença existente entre seus

deseos e suas intençJes significado pretendido e o ue tem de fa6er para

ue a m0uina responda significado manifesto7 distinção fundamental em

ualuer atividade umana7 incluída a aprendi6agem escolar!S

Quanto a interatividade7 conforme Coll V Martí +,,?/?+/

R1 car0ter interativo das '=&C7 por si s>7 não garante um conecimento

mais elaborado e uma aprendi6agem mais significativa!

^!!!_ W ineg0vel7 no entanto7 ue as '=&C favorecem a reciprocidade e a

contingência das relaçJes entre o sueito e o obeto do conecimento7 o ue7

por sua ve67 contribui para reforçar o envolvimento do primeiro no processo

de aprendi6agem7 ao mesmo tempo ue le permite um maior controle desse

processo! 9rova disso 5 a atitude positiva e a maior motivação para aprender

ue costumam manifestar crianças e ovens uando se envolvem em

processos de aprendi6agem utili6ando as '=&C!S

'o uesito dinamismo7 as '=&C se assemelam ao r0dio ou a televisão na capacidade

de transmitir informaçJes din[micas7 isto 57 ue se modificam ou podem se modificar ao longo

do tempo! 'o entanto7 com as palavras de Coll V Martí +,,?/?+-/

R^!!_ o ue as distingue 5 a sua capacidade para criar ou recriar7 utili6ando e

articulando diferentes sistemas simb>licos7 modelos virtuais de todo tipo de

fenmenos e situaçJes7 o ue tem um interesse evidente para a proeção de

situaçJes de ensino e aprendi6agem nas uais a observação7 a exploração e a

experimentação ocupem um lugar de destaue!S

" característica multimídia das '=&C deve3se E sua capacidade de combinar diferentes

sistemas simb>licos para apresentar a informação e a facilidade ue possuem7 graças E digitali3

6ação da informação7 para passar de um sistema para outro! Conforme Ma8er apud Coll V

Martí +,,?/?+-/

R^!!!_ E medida ue cada formato de representação introdu6 suas pr>prias

restriçJes7 apela para um tipo de processamento cognitivo mais do ue outroe 5 mais adeuado para representar um tipo de fenmeno mais do ue outro7


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a capacidade de combinar formatos de representação e de tradu6ir as

informaçJes de um formato para outro pode favorecer para a compreensão e

a generali6ação de muitos conceitos ensinados abitualmente na escola!S

" ualidade ipermídia das '=&C se deve E sua capacidade de apresentar as informa3

çJes em uma l>gica não necessariamente seXencial ou linear7 como a das informaçJes escritas

abituais! %egundo Coll V Martí +,,?7 não se sabe ainda at5 ue ponto essa característica das

'=&C 5 ben5fica ou preudicial E aprendi6agem7 mas 5 fato ue7 dependendo das estrat5gias de

pesuisa do aluno e da ualidade e riue6a das informaçJes ue encontra7 ele poder0 aprender

muito mais do ue o esperado ou então Restancar em uma navegação intermin0vel condenada

ao \naufr0gio\ finalS!

9ara uma melor compreensão das possibilidades ue as '=&C oferecem ao processo

de aprendi6agem7 5 necess0rio uma breve reflexão sobre o ensino7 o desenvolvimento e a

aprendi6agem!

".& Desen$o/$i2en#o e A*rendi5a4e2)xistem diferentes teorias sobre como o processo de desenvolvimento est0 relacionado

com o de aprendi6agem! %egundo #8gots`8 +,,;7 as teorias mais importantes referentes E

relação entre desenvolvimento e aprendi6agem na criança podem agrupar3se esuematica3

mente em três categorias fundamentais! 'as palavras de #8gots`8 +,,;/


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a uma etapa do desenvolvimento! 1 desenvolvimento est0 para a

aprendi6agem assim como a sombra est0 para o obeto ue a proeta!

^!!!_ 1 terceiro grupo de teorias tenta conciliar os extremos dos dois

primeiros pontos de vista7 fa6endo com ue coexistam! 9or um lado7 o

processo de desenvolvimento est0 concebido como um processo

independente do de aprendi6agem7 mas por outro lado esta mesma

aprendi6agem * no decurso da ual a criança aduire toda uma nova s5rie de

formas de comportamento * considera3se coincidente com o

desenvolvimento!S

)ntretanto7 para #8gots`8 +,,;/


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crianças7 sea expondo3as a algo novo ou apenas como uma forma diferente de apresentar3les

algo 0 conecido!

)ssa 5 a situação7 por exemplo7 do aprendi6ado de operaçJes matem0ticas7 ue neces3

sita de muita pr0tica para ser consolidado! )sta pr0tica geralmente 5 obtida de forma tediosa

atrav5s de exercícios em l0pis e papel! 'este contexto7 os ogos podem ser utili6ados como

uma alternativa pra6erosa a estes exercícios!

".) Os 6o4os e2 Gera/Uma ve6 ue um dos obetivos do presente trabalo 5 mostrar como os ogos são

importantes no processo de ensino3aprendi6agem7 fa63se necess0rio uma breve reflexão sobre o

ue são os ogos e como eles afetam o desenvolvimento das crianças!

%egundo Bittencour V (iraffa +,,;7 o ogo se define como um processo intrinseca3

mente competitivo7 em ue co3existem as possibilidades de vit>ria e derrota! )sse sentido de

competição deve ser explorado positivamente! Conforme os autores afirmam7 Ros ogos educa3

cionais são exemplos de ambientes de resolução de problemas ue podem ser proetados e

explorados com uma abordagem construtivista!S 1s mesmos autores ainda acrescentam ue as

regras do ogo não precisam ser expressas ao usu0rio em um primeiro momento7 podendo ser

oferecidas E medida ue o ogador vai avançando na seXência do ogo7 ou at5 mesmo como

prêmio para as tarefas concluídas7 ao inv5s de se utili6ar o sistema de simples gano de pontua3

ção!

9ara 9iero6an V Brancer +,,?7 a participação em ogos contribui para a formação de

atitudes sociais/ o respeito mYtuo7 a cooperação7 a obediência Es regras7 o senso de responsabi3

lidade e ustiça e a iniciativa pessoal e grupal!

Uma visão semelante da utilidade dos ogos 5 compartilada por Monserrat V Castro

+,,-/;/

R4ogos7 de forma geral7 são importantes no desenvolvimento infantil7 pois

desempenam papel motivador no processo de ensino3aprendi6agem7 e

mant5m relação estreita com a construção do conecimento pelos alunos/

brincar por meio de ogos 5 uma atividade natural das crianças!S

9ara determinar uais ogos são mais indicados para serem utili6ados como ferramentas

de auxílio a aprendi6agem7 5 necess0rio conecer os tipos de ogos existentes!


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".).1 Os Ti*os de 6o4os%egundo Bittencourt V Figueiredo +,,:7 não existe um consenso sobre uma taxono3

mia dos ogos computadori6ados7 mas a classificação dos ogos em geral7 não somente os

computadori6ados7 nos permite determinar um conunto de características comuns! "trav5s de

tais características 5 possível dividi3los em alguns grupos/ estrat5gia7 simulador7 esporte7 ogos

de a6ar7 aventura7 educacional e /ole-)laying Game $9(! Classificar os ogos em grupos

facilita o desenvolvimento dos enredos7 dos motores e das interfaces gr0ficas dos ogos compu3

tadori6ados!

1s ogos de estrat5gia são aueles onde a abilidade do ogador em tomar decisJes são

de grande import[ncia! 1 ue diferencia este gênero dos outros 5 ue nele a sorte do ogador

exerce pouca ou nenuma influência sobre resultado final! )xistem v0rios tipos de ogos de

estrat5gia7 desde os ue controlam uase todos os aspectos de7 por exemplo7 controle de

naçJesZ ogos onde se controlam apenas as batalas e alguns aspectos econmicos de naçJesZ

at5 ogos onde a estrat5gia se mistura com a simulaçãoZ bem como os tradicionais7 como o ogo

de Damas! &&9WD&"7 +,,-

De acordo com Bittencourt V Figueiredo +,,:7 ogos do tipo simulador são aueles

cuo obetivo 5 reprodu6ir o comportamento de algum sistema! 1s simuladores reprodu6em

sensaçJes ue na realidade não estão ocorrendo7 como acontece no caso dos simuladores de

vo! )xistem diversos tipos de simuladores7 desde os ue simulam a vida de uma Ynica pessoa

he Sims7 at5 aueles ue simulam mundos inteiros Simarth!

%egundo tais autores7 dentre os tipos de ogos mais populares estão os de esporte7 ue

envolve alguns tipos de pr0ticas esportivas7 e os ogos de a6ar7 nos uais a possibilidade de

ganar ou perder não depende da abilidade do ogador7 mas exclusivamente do a6ar ou sorte

do apostador!

"inda segundo Bittencourt V Figueiredo +,,:7 os ogos de aventura são caracteri6a3

dos pela exploração dos cen0rios7 pelos enigmas e uebra3cabeças7 pela interação com outros

personagens e pelo foco na narrativa! Concentram3se uase por completo no raciocínio de

l>gica e de exploração e em ist>rias complexas e envolventes!

1s ogos classificados como educacionais são aueles ue7 de acordo com Botelo

+,,?7 Rse constituem por ualuer atividade de formato instrucional ou de aprendi6agem ue

envolva competição e ue sea regulada por regras e restriçJesS! Como exemplo de um ogo

educacional de Matem0tica temos a R=rila Matem0ticaS Figura +!


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sentado por um peão passando por uma trila! 9ara passar de um ponto para o outro7 5 preciso

ue a pessoa responda uestJes de matem0tica! %e acertar7 o ogador avança o nYmero de casas

informado por um dado lançado! (ana o ogo uem cegar primeiro ao final da trila respon3

dendo corretamente as uestJes de matem0tica apresentadas! 1 nível de dificuldade aumenta

conforme o ogador se aproxima do final da trila! "s uestJes propostas pelo ogo são basea3

das nas uatro operaçJes fundamentais da Matem0tica adição7 subtração7 divisão e multiplica3

ção!

1 $9( ou 4ogo de &nterpretação de 9ap5is 5 um ogo de estrat5gia e imaginação7 em

ue os ogadores interpretam diferentes personagens em diferentes mundos7 vivendo aventuras

e superando desafios de acordo com as regras descritas pelo sistema escolido! &&9WD&"7

+,,-

Uma outra forma de classificação dos ogos computadori6ados foi proposta por$ollings V Morris +,,;! )sta forma 5 baseada na concepção dram0tica7 em ue se caracteri3

6am os gêneros como sendo compostos por diferentes estilos7 de forma semelante E utili6ada

em obras dram0ticas do teatro7 literatura e cinema! Conforme tais autores7 estes estilos são os

seguintes/ ação7 aventura7 estrat5gia7 simulação7 uebra3cabeça7 brinuedos e educacionais!

=ais estilos referem3se E forma como o ogo 5 executado e a combinação destes elementos

podem criar um gênero ue caracteri6a os ogos! 9or exemplo7 o gênero $9( 5 uma represen3

tação computacional dos $9(s de mesa com elementos de simulação7 ação e aventura! Usando

essa mec[nica7 passa3se a considerar combinaçJes de estilos ao inv5s de se adotar um enfoue


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determinista de uma Ynica classificação! 'esta abordagem7 existe uma concepção difusa onde

cada ogo pode apresentar níveis diferentes de cada um dos estilos7 ou sea7 um nível de estrat53

gia e um nível de aventura7 por exemplo!

" existência de ogos educativos como o R=rila Matem0ticaS torna >bvio ue a utili6a3

ção dos ogos na educação não 5 algo in5dito e ue 07 portanto7 amplo potencial para criação

de mais e novos ogos de Matem0tica!

1 potencial econmico dos ogos tamb5m merece ser considerado7 como ilustrado por

Monserrat V Castro +,,-/+/

R^!!!_ o setor de ogos de computador vem ocupando uma fatia cres3

cente e importante na indYstria de so#t!are. 'o Yltimo levantamento reali36ado pela "B$"("M)% em +,,:7 o mercado brasileiro de produção de

ogos de computador tem mostrado um grande potencial7 sendo ue de +,,;

para +,,? o crescimento cegou a ?,7 o ue representa cerca de


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1 ogo mobili6a esuemas mentais/ estimula o pensamento7 a ordenação de

tempo e espaço! 1 ogo integra v0rias dimensJes da personalidade/ afetiva7

social7 motora e cognitiva!

1 ogo favorece a auisição de condutas cognitivas e desenvolvimento de

abilidades como coordenação7 destre6a7 rapide67 força7 concentração!S

"s vantagens do uso dos ogos na educação se tornam ainda mais f0ceis de serem

exploradas uando aliadas ao computador! Conforme Magina digos de comando por meio de ordens claras7 diretas e l>gicas

são alguns dos recursos ue os ogos computadori6ados oferecem ao ensino de Matem0tica e

ue devem ser explorados!

Modelos gerados por computador de sistemas físicos7 matem0ticos7 como ilustrado na

Figura +!+7 financeiros7 políticos7 sociais7 econmicos7 etc! são freXentemente utili6ados no

auxílio E educação! Modelos de processos físicos7 funçJes fisiol>gicas7 tendências populacio3

nais ou euipamentos podem audar os estudantes a entender as operaçJes de um sistema!

G)"$' V B")$7 +,,?

" utili6ação de ogos em [mbito educacional tra6 uma s5rie de vantagens e desvanta3

gens! (rando apud Moratori +,,; elaborou a seguinte lista =abela +!+ de vantagens e

desvantagens da inserção de ogos no contexto de ensino3aprendi6agem/


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=abela +!+/ #antagens e desvantagens do uso de ogos no contexto de ensino3aprendi6agem

Va%tag#%& D#&'a%tag#%&

• Fixação de conceitos 0 aprendidos de uma forma

motivadora para o alunoZ• &ntrodução e desenvolvimento de conceitos de difí3cil compreensãoZ

• Desenvolvimento de estrat5gias de resolução de problemas desafio dos ogosZ

• "prender a tomar decisJes e saber avali03lasZ

• %ignificação para conceitos aparentemente incom3 preensíveisZ

• 9ropicia o relacionamento de diferentes disciplinas

interdisciplinariedadeZ• 1 ogo reuer a participação ativa do aluno naconstrução do seu pr>prio conecimentoZ

• 1 ogo favorece a sociali6ação entre alunos e aconscienti6ação do trabalo em euipeZ

• " utili6ação de ogos 5 um fator de motivação paraos alunosZ

• Dentre outras coisas7 o ogo favorece o desenvolvi3mento da criatividade7 de senso crítico7 da participa3

ção7 da competição RsadiaS7 da observação7 das v0riasformas de uso da linguagem e do resgate do pra6erem aprenderZ

• "s atividades em ogos podem ser utili6adas parareforçar ou recuperar abilidades de ue os alunosnecessitem! Ttil no trabalo com alunos de diferentesníveisZ

• "s atividades com ogos permitem ao professoridentificar7 diagnosticar alguns erros de aprendi6a3gem7 as atitudes e as dificuldades dos alunos!

• Quando os ogos são mal utili6ados7

existe o perigo de dar ao ogo umcar0ter puramente aleat>rio7 tornando3se um RapêndiceS em sala de aula! 1salunos ogam e se sentem motivadosapenas pelo ogo7 sem saber porue

ogamZ

• 1 tempo gasto com as atividades de ogo em sala de aula 5 maior e7 se o professor não estiver preparado7 podeexistir um sacrifício de outros conteY3dos pela falta de tempoZ

• " coerção do professor7 exigindoue o aluno ogue7 mesmo ue ele nãoueira7 destruindo a voluntariedade

pertencente a nature6a do ogoZ

• "s falsas concepçJes de ue devemensinar todos os conceitos atrav5s dos

ogos! )ntão7 as aulas7 em geral7 trans3formam3se em verdadeiros cassinos7tamb5m sem sentido algum para oalunoZ

• " perda de RludicidadeS do ogo pela interferência constante do profes3sor7 destruindo a essência do ogoZ

• " dificuldade de acesso e disponi3 bilidade de materiais e recursos sobreo uso de ogos no ensino7 ue possamvir a subsidiar o trabalo docente!

Fonte/ M1$"=1$&7 +,,;/


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nesta 0rea são provenientes de falas presentes nas pr>prias ferramentas! 9ara minimi6ar este

problema7 5 necess0ria uma an0lise da usabilidade dos ogos educacionais computadori6ados!

".7 An3/ise da Usa'i/idade de SoftwareEd!a!ionais de Ma#e23#i!a

'esta seção serão abordadas uestJes sobre a usabilidade de so#t!are educacionais de

Matem0tica! )mbora algumas dessas uestJes seam específicas para este tipo de so#t!are7

grande parte delas se aplica a ualuer produto de so#t!are!

%egundo a norma &%12&)C @


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'o ponto de vista psicopedag>gico7 um so#t!are usado para fins educacionais7 no

)nsino Fundamental7 deve levar em conta características formais se ele est0 audando a

criança a desenvolver sua l>gica7 a raciocinar de forma clara7 obetiva7 criativa e aspectos de

conteYdo se a tem0tica desenvolvida por ele tem um significado atraente para a realidade de

vida da criança! (L"DCG)FF7 PUFF& V %&L#"7 +,,tica de um professor e2ou

especialista da 0rea educacional7 aspectos t5cnicos e pedag>gicos devem ser abordados! 1s

aspectos t5cnicos envolvem a documentação ou manual do usu0rio7 sea ele on-line ou

impresso7 e as características do so#t!are em si!

1 manual do usu0rio deve possuir instruçJes corretas e de f0cil compreensão para

instalação e desinstalação do so#t!areZ todas as funçJes e as atividades ue o mesmo executa

devem estar descritas na documentação7 de maneira simples e compreensívelZ a documentação

não deve possuir erros gramaticaisZ os termos utili6ados devem estar no mesmo idioma ue os

usados na interface do produto e as mensagens devem ser explicadas!

1 so#t!are em si deve ser de f0cil instalação e desinstalaçãoZ os reuisitos necess0rios

de ardNare e so#t!are devem ser compatíveis com os reuisitos do computador a ser utili6ado

e com os so#t!are nele instaladosZ as funçJes disponíveis devem ser suficientes para reali6arem

as tarefas para as uais o mesmo se propJe e7 uando são ativadas7 devem executar exatamente

o ue 5 esperadoZ caso o professor ulgue necess0rio7 o so#t!are deve possuir recursos para

acesso seletivo7 como senas e não deve apresentar falasZ o produtor deve fornecer suporte

t5cnico e manutenção ao so#t!are!

"inda segundo os mesmos autores7 os aspectos pedag>gicos envolvem os obetivos7 a

usabilidade7 os conceitos e a praticidade do ogo!

Quanto aos obetivos7 5 preciso verificar se o so#t!are/ a valori6a o progresso pessoal

do aluno e do grupoZ b possui7 pelo menos7 um dos itens/ 9roeto ou Manual

9edag>gico29lano de )nsino29roposta )ducacionalZ c explora o conecimento matem0tico

dentro da realidade do aluno7 a fim de ue ele compreenda a Matem0tica como parte de sua

vida cotidianaZ d realça a troca de experiências entre os alunos e o trabalo cooperativoZ e

pre6a diferentes formas e compreensão na resolução de situaçJes3problema por parte do alunoZ

f expJe situaçJes onde a criança valori6a e usa a linguagem Matem0tica para expressar3se

com clare6a e precisão!

+,


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Quanto E usabilidade7 5 necess0rio observar se/ a o tipo de interface 5 adeuada E faixa

et0ria a ue o so#t!are se destinaZ b as representaçJes das funçJes são de f0cil reconecimento

e utili6açãoZ c as orientaçJes dadas pelo so#t!are sobre sua utili6ação são claras e f0ceis de

serem entendidasZ d a uantidade de informação em cada tela 5 apropriada E faixa et0ria a ue

se destina o so#t!are7 se 5 omogênea7 de f0cil leitura e não possui errosZ e o so#t!are possui

saídas claras de emergência7 para ue o aluno possa deixar um estado não deseado7 uando

escoleu erroneamente uma função7 sem ue o fluxo do di0logo e sua continuidade seam

preudicadosZ f a animação7 o som7 as cores e outras mídias são utili6adas com euilíbrio7

evitando poluição sonora e2ou visualZ g a interface possui sistema de auda e permite ue o

aluno recorra a ele em ualuer tela ue se encontre!

Quanto aos conceitos7 deve3se verificar se/ a os conceitos matem0ticos ue o educador pretende trabalar com seus alunos estão disponíveis no so#t!are e7 caso este trate de conceitos

ue o professor não pretende trabalar no momento7 o so#t!are deve permitir ue este

conteYdo sea desconsiderado pelo professorZ b a forma de abordagem 5 compatível com as

concepçJes relevantes aos processos de ensino2aprendi6agem do professor!

"inda em relação aos conceitos7 o educador deve refletir sobre a possibilidade dos

conceitos matem0ticos trabalados pelo so#t!are serem relacionados com outros conceitos da

Matem0tica e2ou de outras disciplinas e deve refletir sobre a possibilidade de o so#t!are vir aser utili6ado dentro de uma abordagem com temas transversais?!

Com relação E praticidade7 o professor deve verificar7 caso ulgue necess0rio7 se/ a o

so#t!are possui uma versão para ser utili6ado em rede e se seu preço 5 compatível com o orça3

mento da escolaZ b o produtor recole sugestJes e2ou reclamaçJes tanto por parte do professor

uanto do aluno!

)m síntese7 so#t!are educacionais de ualidade7 seam eles voltados para o ensino de

Matem0tica ou não7 são aueles ue al5m de não apresentarem erros de implementação7

seguem adeuadamente as recomendaçJes internacionais de usabilidade de so#t!are e são

vers0teis o suficiente para permitir ue o conteYdo para o ual foram desenvolvidos possa ser

adaptado Es necessidades do educador!

? 1s temas transversais dos novos 9C' incluem -tica7 M#io a$.i#%t#7 Sa/"#7 Pl0rali"a"# c0lt0ral e

Ori#%ta+,o al! )les expressam conceitos e valores fundamentais E democracia e E cidadania ecorrespondem a uestJes importantes e urgentes para a sociedade brasileira de oe7 presentes sob v0riasformas na vida cotidiana!

+


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& METODOLOGIA)ste capítulo apresenta7 inicialmente7 o tipo de pesuisa em ue se enuadra o presente

trabalo! )m seguida7 são apresentados os materiais utili6ados durante a execução do proeto!

9or fim7 são apresentadas a metodologia e as etapas de desenvolvimento do proeto!

&.1 Ti*o de 8es9isaDe acordo com 4ung +,,?7 a pesuisa a ser desenvolvida 5 do tipo tecnol>gica7 uma

ve6 ue se utili6a de conecimentos e experiências aduiridos por estudiosos e profissionais na

0rea da educação e t5cnicas 0 existentes de engenaria de so#t!are para o desenvolvimento de

um novo produto de so#t!are para auxílio ao ensino2aprendi6agem!

Quanto ao obetivo7 esta ser0 uma pesuisa explorat>ria7 pois visa desenvolver um

produto de so#t!are ue audar0 o aluno a fixar o conteYdo abordado em sala de aula pelo

professor e ue possa servir tamb5m como forma de entretenimento! Conforme 4ung +,,?/

gicas produtos ou processosS!

Considerando3se os procedimentos a serem adotados7 esta pesuisa ser0 do tipo experi3

mental7 pois7 como afirma 4ung +,,?/gica de novos produtos e

processos 5 essencialmente experimentalS!

&." Ma#eriais" plataforma de desenvolvimento do ogo foi um microcomputador com processador

&ntel 9entium ? de ; (G67 + (B de mem>ria $"M7 sistema operacional Microsoft

indoNs #ista=M7 placa de som Creative %ound Blaster "udig8 + P% e placa de vídeo

n#idia (eForce=M ,, Ultra com +: MB de $"M!

"s ferramentas utili6adas para o desenvolvimento do ogo foram o *ntegrated Develop-

ment nvironment &D) )clipse para desenvolvedores C2Chh versão )uropa e a biblioteca

para desenvolvimento de aplicativos multimídia Simple DirectMedia Layer %DL versão


33/50

6ado foi o ('U C Compiler (CC versão ?!+!1 ogo foi testado em microcomputadores com diversas configuraçJes! " configuração

mais simples utili6ada nos testes foi a de um microcomputador com processador &ntel

9entium &&& ::, MG6 com


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operando7 um operador e outro operando7 respectivamente! 1 resultado da expressão formada 5

então adicionado E pontuação atual do ogador7 ue inicialmente 5 6ero! 1 ogo prossegue at5

ue o ogador atina a uantidade de pontos determinada pelo obetivo! " mec[nica do ogo

apresentada aui 5 bem simples7 no entanto 5 pr0tica o suficiente para reali6ar o obetivo do

trabalo proposto inicialmente/ fixar conceitos matem0ticos do ensino fundamental! 1utras

modalidades de ogo podem estar presentes em versJes futuras7 como as sugeridas na %eção

?!

Determinadas as características do ogo a ser desenvolvido7 tornou3se então necess0ria a

escola das ferramentas mais adeuadas a esta tarefa! Como ambiente de desenvolvimento7 foi

escolida a plataforma )clipse7 disponível no site oficial da Fundação )clipse:! Dentre os

motivos ue levaram E escola do &D) )clipse destacam3se o fato de ser este um &D) gratuito7extremamente vers0til7 pois pode ser utili6ado tanto para a edição do c>digo3fonte como uma

interface gr0fica para o depurador7 altamente personali60vel e ue se integra perfeitamente com

o compilador e depurador7 utili6ados durante todo o desenvolvimento do trabalo!

Uma ve6 ue ogos são aplicaçJes de alto desempeno7 a linguagem de programação

utili6ada para a implementação do ogo foi a linguagem C7 por sua reconecida performance!

'o entanto7 embora a linguagem C sea uma linguagem extremamente eficiente7 le faltam

funçJes nativas para manipulação de imagens7 sons e perif5ricos! =ais funçJes existem7 por5msão dependentes da plataforma a ser utili6ada! 9ara suprir esta deficiência da linguagem C7 a

biblioteca Simple DirectMedia Layer %DL foi utili6ada!

" %DL 5 uma biblioteca multimídia multi3plataforma desenvolvida em C7 proetada

para fornecer acesso em baixo nível a 0udio7 teclado7 mouse7 0oystic" 7 hard!are ;D via

1pen(L7 e vídeo em +D! )la 5 utili6ada por so#t!are ue reprodu6em M9)(7 emuladores7 e

muitos ogos populares7 incluindo a renomada versão para Linux do ogo R(ivilization1 (all to

)o!er S %DL7 +,,-! " %DL est0 disponível gratuitamente em seu site oficial sob a licença('U L(9L- versão +!

De acordo com a documentação oficial da %DL7 suas funçJes são agrupadas em de6

categorias/ pria %DLZ + vídeo7

respons0veis pela criação e manipulação das imagens na tela7 bem como a configuração da

pr>pria telaZ ; gerenciamento de anelas7 ue manipulam a anela em ue o ogo est0 sendo

executado7 definindo o ícone do aplicativo7 por exemploZ ? eventos7 respons0veis pelo trata3

: ttp/22NNN!eclipse!org2 ttp/22NNN!libsdl!org2- ('U Lesser (eneral 9ublic License/ ttp/22NNN!gnu!org2licenses2lgpl!tml

+?


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mento dos eventos disparados pelo sistema operacional ou pelo usu0rio7 como por exemplo o

pressionamento de teclasZ : 0oystic" 7 ue manipulam e interpretam os dados referentes a um

controlador de ogo acoplado ao computadorZ som7 respons0veis pela reprodução e gravação

de efeitos sonoros e mYsicaZ - CD3$1M7 ue fornecem acesso direto a unidades de CD3$1M

presentes na m0uina7 bem como meios de reprodu6ir faixas de CDs de 0udioZ programação

paralela7 ue fornecem meios para a criação de aplicativos ue executam v0rias tarefas simulta3

neamenteZ @ tempo7 respons0veis pela medição do tempo de execução do programa e pela

criação de tempori6adoresZ e pria %DL foram utili6adas!

1s efeitos sonoros e mYsica no ogo foram reprodu6idos com o auxílio de uma exten3

são da %DL camada %DLAmixer! " %DLAmixer 5 uma biblioteca ue estende as funcionalida3

des de reprodução de som da %DL7 uma ve6 ue esta não 5 capa6 de reprodu6ir v0rios efeitos

sonoros e mYsica simultaneamente! " %DLAmixer est0 disponível gratuitamente em seu site

oficial!

Como mencionado anteriormente7 a %DL 5 capa6 de se beneficiar da aceleração de

vídeo por hard!are disponível com placas de vídeo atuais uando utili6ada untamente com a

1pen(L! 1pen(L 5 uma 'pplication )rogramming *nter#ace "9& gr0fica suportada por

v0rias plataformas e amplamente utili6ada na criação de ogos e programas do tipo (omputer

'ided Design C"D 1pen(L7 +,,-! 9ara tirar proveito da aceleração de vídeo por

hard!are7 a parte visual do ogo foi implementada utili6ando a "9& 1pen(L!

=erminada a escola das ferramentas ue foram utili6adas para a implementação do

ogo7 teve início a fase de codificação! Durante esta fase7 alguns problemas foram encontrados

e solucionados! Foram eles/ a a implementação e otimi6ação da m0uina de estados do ogoZ

b a manutenção de uma velocidade constante entre m0uinas com diferentes configuraçJesZ c

exibição dos obetos na tela de forma eficienteZ d detecção de colisão entre os obetos do ogo!

" implementação e otimi6ação da m0uina de estados do ogo se deve ao fato de ue

um ogo ualuer pode ser visto computacionalmente como uma grande m0uina de estados7

onde cada estado representa um determinado ponto no ogo! 9or exemplo7 durante a exibição

do RMenu principalS7 o ogo se encontraria no estado R)xibindo Menu 9rincipalS7 enuanto

ue durante a execução do nYcleo do ogo7 o estado atual poderia ser R)xecutando 'YcleoS!

)stes estados podem ser muito diferentes entre si! 9or exemplo7 o estado R)xibindo Menu ttp/22NNN!libsdl!org2proects2%DLAmixer2

+:


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9rincipalS7 onde um menu com opçJes 5 apresentado ao ogador para ue este decida ual ação

ser0 tomada7 5 totalmente diferente do estado R)xecutando 'YcleoS7 onde o ogador se depara

com alguns operandos e operadores e tem ue escoler rapidamente uais serão utili6ados para

formar a expressão!

Uma possível implementação em C para a m0uina de estados proposta anteriormente

seria a utili6ação de um comando condicional7 onde o estado atual da m0uina seria verificado

e então tratado! )ste comando condicional se encontraria dentro do loop de controle e seria

avaliado a cada iteração@ do mesmo! )sta solução pode ser considerada ineficiente7 pois o loop

de controle itera v0rias ve6es por segundo7 enuanto ue o estado muda raramente7 fa6endo

com ue o processador da m0uina reali6e um nYmero consider0vel de comparaçJes ue7

embora seam efetuadas rapidamente7 são em sua maioria desnecess0rias!

" solução para este problema foi obtida substituindo o comando condicional por um

ponteiro para função! Cada estado da m0uina de estados do ogo foi implementado em uma

função ue trata apenas o estado em uestão! 1 loop de controle apresenta um ponteiro ue

aponta para a função correta7 de acordo com o estado em ue se encontra o ogo! )ste ponteiro

5 atuali6ado pela pr>pria função7 camada sempre ue o estado atual do ogo 5 alterado! Desta

forma7 não existe nenuma comparação para determinar o estado atual do ogo no loop de

controle7 o ue o torna mais eficiente!

1 "pêndice " fornece um exemplo de uma m0uina de estados simples implementada

utili6ando3se as duas t5cnicas mencionadas anteriormente!

1 segundo problema encontrado foi a manutenção da velocidade do ogo em diferentes

m0uinas! W de conecimento geral ue m0uinas com configuraçJes diferentes necessitam de

tempos diferentes para processar uma mesma informação! )ste fato normalmente não repre3

senta um problema para aplicaçJes como editores de texto ou planilas eletrnicas7 mas em

aplicaçJes multimídia7 como 5 o caso dos ogos7 isso se torna um problema s5rio7 como

exemplificado a seguir/

&magine ue um personagem em um determinado ogo camine com uma velocidade

tal ue este demore : segundos para cru6ar a tela de um canto a outro em uma m0uina com

configuração ! %e o mesmo ogo for executado em uma m0uina com configuração j7 tal ue

j 5 diferente de 7 o personagem deve continuar caminando com a mesma velocidade7 de

forma ue este demore os mesmos : segundos para cru6ar a mesma tela!

@ &teração/ %innimo de RrepetiçãoS!

+


37/50

=al problema foi solucionado no presente trabalo utili6ando3se o tempo decorrido

entre cada iteração do loop de controle! " cada iteração7 o tempo ue se passou desde a itera3

ção anterior 5 passado E função ue representa o estado do ogo! Desta forma7 a nova posição

de cada obeto do ogo 5 calculada utili6ando3se a função or0ria do Movimento Uniforme3

mente #ariado7

onde S representa a posição final do obeto7 S , a posição inicial7 2 , o valor da velo3

cidade inicial7 t o tempo decorrido e a o valor da aceleração do obeto! Utili6ando esta

f>rmula7 todos os obetos do ogo se movem de forma consistente7 independentemente da

performance da m0uina ue o est0 executando!

Durante a fase de implementação do ogo7 a exibição de obetos como a nave7 as esferas

e as nuvens na tela revelou3se outro problema a ser solucionado! Uma ve6 ue a posição destes

obetos na tela varia ao longo do tempo7 estes precisam ser redesenados constantemente! %e

tais obetos estiverem na mem>ria principal do sistema7 o tempo gasto para copi03los para a

mem>ria da placa de vídeo de forma a desen03los na tela tornaria o processo de exibição da

cena tão lento ue inviabili6aria o ogo!

" solução para este problema foi obtida com a utili6ação de Display Lists DL! DL são

um recurso da 1pen(L ue permite ue diferentes operaçJes seam agrupadas na forma de um

Ynico comando! "s DL não apenas facilitam a criação de obetos complexos mediante a união

de v0rios obetos mais simples7 como fornecem um consider0vel aumento na performance7

pois os passos necess0rios para desenar tais obetos são previamente compilados no momento

da criação da DL G)"$' V B")$7 +,,?! 9ara cada um dos obetos do ogo mencionados

anteriormente foi criada uma DL! "s DL arma6enam em mem>ria de vídeo as informaçJes

necess0rias para desenar os obetos ao inv5s de arma6en03las na mem>ria principal do

sistema7 acelerando o processo de exibição da cena!

Uma ve6 ue para obter pontos o ogador precisa atingir as esferas ue aparecem7 foi

necess0ria a implementação de um algoritmo para detecção de colisão entre os pro5teis dispa3

rados pela nave e as esferas! 1 processo de detecção de colisão consiste em verificar se um

obeto se sobrepJe a outro! %e eles se sobrepJem7 então 0 uma colisão!

1 custo computacional para verificar se ouve uma colisão entre dois obetos depende

da forma dos obetos e da precisão deseada! Quando mais irregular a forma dos obetos envol3

+-

S =S ,2

,t

at +

+


38/50

vidos e2ou uanto maior for a precisão deseada7 maior ser0 o custo computacional do algo3

ritmo!

1 caso mais simples7 e portanto o ue exige menor esforço computacional7 5 o da coli3

são entre dois ret[ngulos! 9or exemplo7 o uadrado "BCD movimenta3se da esuerda para

direita e est0 prestes a colidir com o uadrado F(G& ue se movimenta da direita para a

esuerda7 conforme a Figura ;!


39/50

para detectar colisJes entre o pro5til do ogador e as esferas foi o mesmo utili6ado para detec3

tar colisJes entre dois ret[ngulos!

" desvantagem do uso de 3ounding 3o,es 5 a redução na precisão do local de colisão

entre os obetos! "o utili6ar um uadrado para envolver uma esfera7 uma falsa colisão pode ser

detectada7 caso um dos obetos se movimente em um [ngulo tal ue este colida com a 3oun-

ding 3o,7 mas não colida com o obeto em seu interior! " Figura ;!+ ilustra este caso/

Utili6ando o algoritmo de detecção de colisão entre dois ret[ngulos7 o ret[ngulo F(G&

exibido na Figura ;!+ ir0 colidir com o v5rtice "D da 3ounding 3o, do círculo7 formada pelo

uadrado "BCD! 'o entanto7 pode3se perceber ue na realidade o ret[ngulo não colidir0 com

o círculo! " imprecisão na detecção de colisão7 inerente a este algoritmo7 pode ser ameni6ada

utili6ando3se um obeto mais complexo como 3ounding 3o,7 como por exemplo um oct>gono7

sem ue o algoritmo de detecção sofra modificaçJes significativas ou ue o custo computacio3

nal se eleve consideravelmente!

Uma ve6 solucionados estes problemas7 a implementação do ogo não apresentou maio3

res dificuldades7 e o resultado final pode ser observado na seção seguinte!

+@

Figura ;!+/ )xemplo de uma colisão com a 3ounding 3o,


40/50

) RESULTADOS E DISCUSSÃO)ste Capítulo tem por obetivo apresentar de forma sucinta o ogo educacional imple3

mentado neste trabalo! 9ara isso7 serão apresentadas imagens de cada elemento importante

ue compJe a interface do ogo!

De acordo com as classificaçJes dos ogos apresentadas na %eção +!?!


41/50

" segunda opção &niciar 4ogo inicia o ogo! 1 usu0rio assume então o controle da

nave descrita anteriormente! 1s elementos apresentados nesta tela Figura ?!; são descritos

com mais detales a seguir/

➢ 9ainel/ 1 painel mostra a uantidade de pontos atual do ogador7 ual o obetivo do

ogo e a expressão formada at5 o momento! Caso a expressão aritm5tica estea completa7 o

;<

Figura ?!+/ #isuali6ação da tela de instruçJes do ogo

Figura ?!;/ #isuali6ação da tela principal do ogo


42/50

painel mostrar0 tamb5m o resultado da mesma at5 ue o ogador inicie a construção de uma

nova expressão!

➢ 'ave/ )sta 5 a nave do ogador! )la pode se movimentar livremente pelo cen0rio

pressionando3se as setas do teclado e dispara pro5teis uando a tecla R)spaçoS 5 pressionada!

➢ 9ro5til/ 1s pro5teis são disparados pela nave do ogador sempre ue o mesmo

pressiona a tecla R)spaçoS! )les são utili6ados para destruir as esferas contendo os operandos e

operadores!

➢ )sfera/ Cada esfera cont5m apenas um operando ou um operador! %empre ue uma

delas 5 atingida por um pro5til disparado pela nave do ogador7 ela desaparece e seu conteYdo

se torna então parte da expressão aritm5tica sendo formada pelo ogador! %e o conteYdo daesfera não for compatível com a expressão formada7 caso o ogador atina um operando logo

ap>s outro sem antes atingir um operador7 por exemplo7 o conteYdo da mesma 5 ignorado!

"ssim ue o ogador tena obtido um nYmero de pontos maior ou igual ao indicado

pelo 1betivo mostrado no 9ainel7 uma tela de congratulaçJes 5 exibida Figura ?!?! 'esta tela

o ogador tem a opção de reiniciar o ogo7 retornar ao Menu 9rincipal ou encerrar a aplicação!

" ualuer momento durante a execução do ogo7 o ogador pode pressionar a tecla

)%C! "o fa6er isso o ogo ser0 interrompido e um menu le ser0 apresentado Figura ?!:

;+

Figura ?!?/ #isuali6ação da tela de congratulaçJes do ogo


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permitindo ue ele retorne ao Menu 9rincipal7 retorne ao ogo ou simplesmente encerre a apli3

cação!

" terceira opção do Menu 9rincipal )scoler 1peradores permite ue o ogador esco3

la uais operadores aparecerão durante a execução do ogo! "trav5s do menu apresentadoFigura ?!7 o ogador pode7 por exemplo7 abilitar apenas os operadores de adição e multipli3

cação7 tornando o ogo mais f0cil!

;;

Figura ?!:/ #isuali6ação da tela de pause do ogo

Figura ?!/ #isuali6ação da tela de escola de operadores do ogo


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" uarta e Yltima opção do Menu 9rincipal encerra a aplicação!

).1 Dis!sses Finais)sta primeira versão do ogo conta apenas com o simples obetivo de se atingir um

determinado nYmero de pontos! #ersJes futuras poderiam tra6er outros obetivos7 como por

exemplo/

a 1bter o maior nYmero de pontos em um determinado tempo/ o ogador permanece3

ria no ogo um período de tempo pr53estabelecido7 determinado por ele mesmo! "o t5rmino do

tempo7 a pontuação obtida por ele seria então registrada em um placar geral com suas iniciaisZ

b Formar uma determinada expressão/ seria apresentado ao ogador o resultado de

uma expressão aritm5tica7 e este seria então encarregado de formar um determinado nYmero de

expressJes ue forneçam tal resultadoZ

c 9ermanecer no ogo por mais tempo/ o placar do ogador seria iniciado com um

determinado nYmero e este seria então redu6ido em intervalos regulares! "o atingir um valor

menor ou igual a 6ero7 o ogo terminaria e o ogador seria apresentado a um placar geral simi3

lar ao proposto anteriormente! 1 ogador teria então ue formar expressJes de forma a perma3

necer no ogo por mais tempo!

1 exemplos acima são apenas uma peuena amostra do ue poderia ser feito de forma

a diversificar a gama de opçJes apresentadas pelo ogo7 contribuindo muito para o aumento da

diversão proporcionada pelo mesmo7 bem como propiciar meios diferentes de aprendi6agem

de temas matem0ticos!

Dentre as novas opçJes para o controle do hard!are poderiam constar opçJes para

controlar o volume da mYsica e dos efeitos sonoros presentes no ogo7 incluindo a opção de

desabilit03los! "l5m disso7 poderiam ser incluídas opçJes para controlar o nível de detalesvisuais do ogo! )stas opçJes melorariam a compatibilidade do ogo com m0uinas ue

possuem configuraçJes mais modestas!

" mec[nica do ogo tamb5m pode ser melorada impondo maiores desafios ao ogador7

como por exemplo naves inimigas ou esferas ue explodem e causam danos! 9oderiam ser

incluídos tamb5m itens ue melorariam temporariamente as características da nave do oga3

dor! =ais adiçJes ao ogo contribuiriam muito para aumentar o nível de diversão proporcionado

pelo ogo!

;?


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- CONCLUSÃOComo argumentado ao longo do trabalo7 a utili6ação de ogos na educação 5 algo não

somente vi0vel7 mas ue vem tra6endo bons resultados7 principalmente como forma de tra6er

para o cotidiano dos alunos do ensino fundamental conceitos ue normalmente são apresenta3

dos como algo muito distante da realidade em ue vivem7 ou na forma de tediosos exercícios

em l0pis e papel7 especialmente em disciplinas como a Matem0tica!

1 presente trabalo procurou discutir como os ogos educacionais podem ser ben5ficos

ao desenvolvimento e ao aprendi6ado das crianças e buscou tamb5m apresentar o potencial da

utili6ação das novas tecnologias da informação em prol da educação!

Desenvolvi um ogo educacional gratuito e flexível ue pode ser utili6ado como uma

ferramenta para auxiliar na fixação das uatro operaçJes matem0ticas fundamentais e ue

serve tamb5m como forma de entretenimento! "l5m disso7 este ogo foi construído procurando

atender Es uestJes sobre usabilidade de so#t!are educacionais7 como explicadas na %eção +!!

#imos tamb5m ue versJes futuras desse ogo educacional podem ser aprimoradas de

diversas maneiras7 dentre elas7 a apresentação de novos obetivos ao ogador7 novas opçJes para

o controle do hard!are e melorias na interface e na mec[nica do ogo!

'o decorrer deste trabalo aprofundei meus estudos sobre o processo de desenvolvi3

mento e de aprendi6agem7 aprimorei mina redação de textos científicos e aduiri novos

conecimentos sobre programação7 a biblioteca multimídia Simple DirectMedia Layer e a

'pplication )rogramming *nter#ace "9& gr0fica 1pen(L! )sses estudos estão sendo impor3

tantes para mina formação acadêmica e pessoal7 e trarão benefícios para meu desempeno

profissional!


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REFER:NCIAS BIBLIOGRÁFICAS

"M"=17 %! "!! $eflexJes %obre Matem0tica no )nsino Fundamental! Jor%al "a Ci2%cia7

Brasília7 v!


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(L"DCG)FF7 "! 9!Z PUFF& )! M!Z %&L#" D! M!! Um &nstrumento para "valiação da

Qualidade de %oftNares )ducacionais de Matem0tica para o )nsino Fundamental! &n/ VII

8or9&ho4 "# I%!or$tica %a E&cola! Fortale6a/ %BC7 +,,

G)"$'7 D!Z B")$7 M! 9!! Co$40t#r Gra4hic& :ith O4#%G7! ; ed! Upper %addle $iver7

'4 ,-?:/ 9erson 9rentice Gall7 +,,?! :- p!

&%12&)C @%oftNare ualit8 caracteristics and metrics 3 9art

L)$')$7 D!Z 1L)&$"7 M! !! Piag#t ( V=got&9=) No'a& Co%tri.0i+>#& Para o

D#.at#!


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9&)$1P"'7 C!Z B$"'CG)$7 4! D!! " &mp! do 4ogo )ducativo e suas vantagens no processo

)nsino e "prendi6agem! &n/ Co%gr#&&o Nacio%al "# A$.i#%t#& i4#r$*"ia 4ara

A4r#%"iag#$! Florian>polis/ UF%C7 +,,?! p! +!

94CC! 9ortal de 4ogos Cooperativos Computacionais! Desenvolvido por/ $ubens =a`iguti

$ibeiro7 +,,?3+,,-! %ite oficial do (rupo de 4ogos Cooperativos Computacionais (4CC!

Disponível em/ kttp/22NNN!comp!ufla!br2pcc2! "cesso em/ + un! +,,-!

$1LL&'(%7 "!Z M1$$&%7 D!! Ga$# Archit#ct0r# a%" D#&ig%!


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A8:NDICES


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A8:NDICE A; OTIMIdigo abaixo ilustra como poderia ser implementada a m0uina de estados

de um ogo utili6ando3se um comando condicional/

/* Inicialização do jogo */...

/* Loop de controle */while (!blJogoAcabou) witch (it"tado) cae "#$A%&'""$A+%&',"+'-I+I-AL /* $ratar o etado e0 1ue o 0enu et2 endo e3ibido */ brea45

cae "#$A%&'""$A+%&'+L"& /* $ratar o etado principal do jogo */ brea45

cae "#$A%&'J&6&'",'-A#A /* $ratar o etado e0 1ue o jogo et2 e0 paua */ brea45 77

/* 8inalizando o jogo */...

1 treco de c>digo abaixo ilustra como a mesma m0uina de estados exibida acima pode ser implementada utili6ando3se um ponteiro para função/

/* 8unç9e 1ue repreenta0 etado do jogo */:oid "tado"3ecutando+ucleo(:oid)5:oid "tado"3ecutando,enu-rincipal(:oid)5:oid "tadoJogo"0-aua(:oid)5

/* %eclaração do ponteiro para a ;unção da 021uina de etado */:oid (*p-rocearJogo)(:oid) < "tado"3ecutando,enu-rincipal5

/* Inicialização do jogo */...

/* Loop de controle do jogo */while (!blJogoAcabou) /* -rocea o jogo */ p-rocearJogo()57

/* 8inalizando o jogo */...

monografia construindo um jogo para uso na educação matemática

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