KUANK: UM JOGO ELETRÔNICO EDUCACIONAL VOLTADO PARA O ENSINO DE FÍSICA

## KUANK: UM JOGO ELETRÔNICO EDUCACIONAL VOLTADO PARA O ENSINO DE FÍSICA

## KUANK: AN EDUCATIONAL ELECTRONIC GAME FOR PHYSICS TEACHING

## Mad y Aguiar 1 ā ā , Amanda Amantes 2 , Anderson Sampaio , Lorelei Barbosa 3 4

1 UFBA/Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências, madayaaguiargmail.com 2 UFBA/Departamento de Educação II/Faculdade de Educação, amandaamntes@gmail.com 3 UFBA/Departamento de Ciência da Computação/Instituto de Matemática, andy.carapia@gmail.com 4 UFBA/Departamento II/Escola de Belas Artes, lorybarbosa@gmail.com

## Resumo

Com o objetivo de abordar conceitos físicos associados ao fenômeno de flutuações, apresentamos o descritivo simplificado de um jogo eletrônico educativo que se refere à primeira etapa de uma pesquisa mais abrangente, que tem como pano de fundo a relação entre TIC e a aprendizagem de conceitos formais de conteúdos físicos. A princípio, este jogo é direcionado a estudantes do Ensino Médio e deve possuir 4 fases. Cada uma dessas fases é composta de, no máximo, 3 etapas, nas quais diversas situações-problemas serão exibidas e posteriormente solucionadas pelo usuário/aprendiz. Tais etapas foram criadas considerando tanto aspectos relacionados à jogabilidade, como outros atributos que visam conduzir o jogador a descobrir conceitualmente a relação entre os construtos físicos envolvidos diretamente no entendimento sobre Empuxo. Para explorar o contexto em que esta investigação mais geral será realizada, foi aplicada uma sondagem com a finalidade de avaliar tanto a receptividade a este tipo de recurso didático, quanto à concepção de uma amostra da comunidade docente e discente de uma escola pública estadual da cidade de Salvador/Bahia, em relação ao uso de jogos como ferramenta instrucional. Para este trabalho, foram consideradas 2 questões, constituintes desta pesquisa exploratória, para cada grupo da amostra (professores e estudantes). Desta análise, foi possível observar que (i) a proposta do uso de jogos como instrumento de ensino e aprendizagem é bem aceita em ambos os grupos, e (ii) a maioria do corpo docente concebe o jogo, principalmente, como uma ferramenta de ensino de conteúdos tipicamente escolares. Assim, como resultado da primeira fase desta pesquisa abrangente, esperamos obter não só uma ferramenta de pesquisa, mas um produto instrucional piloto que, futuramente, poderá ser disponibilizado para os professores como um potencial material didático.

Palavras-chave : Jogo Eletrônico Educacional, Aprendizagem, Ensino de Física, Sondagem.

## Abstract

In this paper we present a simplified educational electronic game description about fluctuations contents, in order to approach physical concepts. This game is a first stage of a more extensive search, which aim is to investigate the relationship between ICT and learning of formal physical contents. Initially, this game is directed

to high school students and should have 4 phases. Each of these phases is composed of a maximum of 3 steps, in which several situations will be exposed and resolved by the user/learner. These steps were planned from some intrinsic aspects of the game (if we consider it just as a computational tool) and other attributes that may lead the player to discover conceptually the relationship between some constructs involved in the physical understanding about Buoyancy. To explore the context in which this more general investigation will be conducted, a survey was applied in order to assess the receptivity to this didactic resource type and the conceptions in relation to the use of games as instructional tool of a sample of students and teachers of a public school in the city of Salvador/Bahia. For this work, we considered 2 issues, constituents of this exploratory research, for each sample group (teachers and students). Of this analysis, it was possible to observe that (i) the proposal of using games as a tool for teaching and learning is very well accepted in both groups, and (ii) the most of the teachers perceives the game as a teaching tool of formal contents. So, as a result of the first phase of this more general research, we hope to obtain not only a research tool, but an instructional pilot product that, in the future, may be used to teachers as a potential educational material.

Keywords : Educacional Eletronic Game, Learning, Physics Teaching, Survey.

## Introdução

Algumas propostas de inovação curricular no campo das Ciências vêm sendo discutidas em termos da abrangência do foco de ensino. Nos últimos anos, é notável o crescente interesse dos pesquisadores desta área no que tange a inserção das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no ambiente escolar (HOHENFELD et al ., 2008 ).

Isto se deve a mudanças no cenário tecnológico e, em grande parte, nos pressupostos da Educação homologados a partir da Lei de Diretrizes e Bases (Lei 9.394/96) em que é apontada a necessidade de se adotar metodologias de ensino e de avaliação que visem estimular a iniciativa dos estudantes (BRASIL, 1996). Para tanto, a adoção de práticas pedagógicas que enfatizem a formação e a capacidade do educando para pesquisar, selecionar e analisar informações, desenvolver projetos e ações inovadoras que propiciem a consolidação de competências sociais, cognitivas, criativas e produtivas, estão em consonância com o desafio atual enfrentado pelos professores: incluir novas tecnologias no ambiente de ensino e aprendizagem, visto que os avanços tecnológicos auxiliam no estímulo de novas formas de pensamento (BAHIA, 2005).

Neste sentido, os jogos podem ser considerados como recursos didáticos de caráter lúdico que não somente atendem a esta demanda, como também possibilitam estimular habilidades cognitivas, que podem conduzir o estudante ao estabelecimento de relações mais abrangentes e criativas facilitando a interiorização de conteúdos muitas vezes abstratos para o aluno (CUNHA, 2012).

Em particular, os jogos eletrônicos são dispositivos de ensino automatizantes que agregam em si a possibilidade de oferecer, no momento do ato de aprendizagem, feedback ao aluno, evitando que este se desencoraje com

possíveis erros (BRUNER, 1976). Deste modo, estes mecanismos auxiliam o estudante no processo de aprender a aprender através da descoberta.

Neste trabalho, apresentamos (i) o descritivo simplificado de um jogo eletrônico educativo que se refere à primeira etapa de uma pesquisa mais abrangente, que tem como pano de fundo a relação entre TIC e a aprendizagem de conceitos formais de conteúdos físicos, e (ii) os resultados de uma sondagem aplicada a uma amostra da comunidade docente e discente de uma escola pública estadual da cidade de Salvador/Bahia. Esta pesquisa exploratória visa avaliar tanto a receptividade a este tipo de recurso didático, quanto à concepção desta amostra em relação ao uso de jogos como ferramenta instrucional.

## Descritivo de um jogo eletrônico educativo para estudo sobre Empuxo

Nesta seção, apresentamos sucintamente o resultado da primeira etapa de uma pesquisa mais geral: o desenho de um jogo eletrônico educativo. Tal pesquisa abrangente visa investigar a aprendizagem de conteúdos científicos a partir da resolução de diversas situações-problema que surgem no contexto de um ambiente virtual. Estas situações deverão conduzir o jogador a analisar dados, propor e testar hipóteses, fazendo com que este aluno se torne atuante no processo de construção de seu entendimento sobre Empuxo. Deste modo, o jogo eletrônico acaba por se constituir como um dos instrumentos desta investigação.

A finalidade do jogo é propiciar o resgate de Dr. Float por Kuank através da resolução de vários eventos em que conhecimentos físicos deverão ser testados. Este jogo foi projetado de forma a existirem 4 fases , cada uma contendo, no 1 máximo, 3 etapas. Cada fase deverá ser iniciada e finalizada em uma hora-aula e, ao término de cada uma delas, deverá haver um mecanismo que:

- (1) salve o jogo e não permita que o usuário prossiga. Isto é, só será permitido que o usuário jogue uma, e somente uma, fase por aula;
- (2) permita a aquisição de dados de saída vinculados a cada uma das ações de Kuank sob o comando do usuário. Estes dados terão papel essencial na determinação das trajetórias de aprendizagem de cada estudante.

Como este jogo trata de conceitos físicos associados ao fenômeno de flutuações, é necessário que haja em cada uma das situações-problema um mínimo de realidade física, mesmo que a simulação não apresente qualquer correspondência analítica. Ou seja, o jogador será conduzido a descobrir conceitualmente a relação entre os construtos físicos envolvidos diretamente no entendimento sobre Empuxo, e não a resolver tais situações através de qualquer operação algébrica.

## Kuank - Uma aventura em diferentes mundos

Um dos problemas associados à construção de um jogo educativo é que haja, na medida do possível, equilíbrio entre jogabilidade, roteiro e o conteúdo educativo.

No caso deste trabalho, os construtos físicos a serem abordados, são: (a) Pressão; (b) Densidade; (c) Empuxo; e (d) Flutuações. A intenção é que estes 4 itens estejam presentes em todas as fases do jogo, mesmo que a abordagem de um desses conceitos seja mais acentuada que a de outro.

A seguir, exibimos um breve descritivo das fases do jogo eletrônico.

## Introdução

Após a abertura e créditos do jogo, uma sequência de informações a cerca da história do jogo deverá surgir. Ela terá a função de apresentar ao usuário/aprendiz informações a respeito do perfil de seus personagens, da relação entre eles e o principal objetivo do jogo: resgatar Dr. Float de um inóspito planeta chamado EXPLORA.

## Fase 1

Seguido da pré-fase (introdução), o usuário deverá ser informado, agora de maneira explícita, sobre a sua função nesta primeira fase: encontrar um dispositivo de ignição de um foguete que será pilotado por Kuank durante toda a jornada de seu planeta de origem até EXPLORA. Esta fase será composta de 3 etapas e tem como foco conteúdos sobre densidade e pressão.

Vale destacar que a segunda etapa desta fase é constituída de um quiz . Para compor esse quiz , foi elaborado um inventário de 20 questões dentre as quais 3 seriam escolhidas randomicamente e apresentadas a cada um dos jogadores. A progressão desta etapa esta condicionada às respostas a cada uma dessas perguntas que poderá abordar tanto eventos anteriores, quanto posteriores a esta etapa. Com isso, poderemos verificar, por exemplo, as concepções prévias destes estudantes.

## Fase 2

Concluída a fase 1, o usuário iniciará sua viagem junto com o personagem (Kuank) rumo ao primeiro planeta fictício: ZETRIX. Este planeta foi idealizado como sendo um planeta rochoso e com rios feitos de uma substância com densidade menor que a água. A instrução sobre a necessidade da parada em ZETRIX para reabastecer é dada por Dr. Float a partir de certo aparato de comunicação. Assim como a fase1, esta fase possui 3 etapas.

Nesta fase, o estudante terá contato com eventos associados mais diretamente aos conteúdos de empuxo e flutuações.

## Fase 3

A penúltima fase será constituída de uma única etapa e se desenvolverá no segundo planeta fictício - NATURE. A parada neste planeta ocorre devido à

existência de uma região de atração que o circunda. Os objetivos desta fase são: buscar alimento e escapar do campo gravitacional deste planeta.

Para isso, Kuank deverá se mover dentro de 4 meios líquidos - cada um com uma densidade distinta. Informações sobre as densidades e alturas das camadas que constituem cada meio poderão ser acessadas pelo jogador. Para variar a sua densidade e poder se mover entre os líquidos, o usuário deverá acionar um compressor e descompressor de ar. A partir disso, ele poderá fazer Kuank levar diversos objetos de massas diferentes de um meio para o outro e, portanto, até um balão que deverá ser acoplado à sua nave. Assim, o educando deverá compreender a estreita relação entre densidade do meio e empuxo. No momento em que o balão de ar for conectado ao foguete, a fase 3 estará finalizada.

## Fase 4

É nesta última fase que se deve cumprir o objetivo central do jogo: o resgate de Dr. Float. Contudo, antes que isto aconteça, outras situações deverão ser solucionadas pelo jogador. Tais situações devem sintetizar a essência do que foi elaborado em cada uma das fases anteriores como em um processo de retomada do que foi até aqui observado.

Para fins de demonstração, é exposto na Figura 1 um conjunto de imagens referente à introdução do jogo e as 3 etapas que compõem a fase 1.

Figura 1. Registro de imagens dos ambientes virtuais que constituem a pré-fase e fase1.

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Com o propósito de avaliar a receptividade a este tipo de recurso didático e a concepção em relação ao uso de jogos como ferramenta instrucional, foi aplicada uma sondagem a um grupo de professores e estudantes de uma escola pública estadual situada na cidade de Salvador/Bahia.

Os resultados desta pesquisa exploratória estão apresentados no item a seguir.

## Jogos no ambiente escolar: Uma pesquisa exploratória

Para avaliar a percepção do corpo docente e discente quanto ao uso de jogos como instrumento didático, foi realizada uma pesquisa de caráter exploratório em uma escola pública estadual da cidade de Salvador/Bahia.

Esta sondagem contou com a participação de:

(a) 20 professores: 6 pertenciam à área de Ciências Humanas e suas tecnologias, 9 à área de Linguagens, Códigos e suas tecnologias e 5 à área de Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias;

- (b) 57 estudantes distribuídos entre as 2ª e 3ª séries do Ensino Médio.

Um questionário de natureza qualitativa composto por 5 perguntas foi aplicado para cada grupo desta amostra. Para este trabalho, foram consideradas 2 questões para o grupo de professores e 3 questões para o corpo discente.

A análise destas questões encontra-se a seguir.

## Resultados e discussões

A primeira pergunta analisada do conjunto de questionários aplicado ao corpo docente visava avaliar a aderência da proposta do uso de jogos como ferramenta de ensino de conteúdos tipicamente escolares.

Desta questão, pudemos perceber que quase a totalidade dos professores já incorpora ou incorporaria este tipo de recurso em suas práticas pedagógicas. Além disso, conforme a Tabela 1, é possível notar que estes não concebem o jogo somente em seu aspecto lúdico ou motivacional, mas, principalmente, como ferramenta instrucional de conteúdos específicos de suas disciplinas.

Tabela 1. Forma em que os professores incorporariam os jogos em suas aulas

- O único professor que não utilizaria esse recurso em suas aulas alega que este instrumento aplicado ao Ensino Médio lhe traz a sensação de superficialidade e de que é infantil.

Embora a segunda questão em análise devesse apontar as desvantagens do uso desta ferramenta no contexto escolar, os professores indicaram as

dificuldades envolvidas na implementação dos jogos em suas aulas. Dentre elas, podemos citar:

- - Falta de estrutura escolar;
- - Tempo de aplicação e planejamento da atividade;
- - Postura dos estudantes;
- - Habilidade dos professores em utilizar e conduzir a atividade.

Dentre os estudantes, é praticamente unânime a crença de que jogos podem ser utilizados no processo de aprendizagem de conteúdos tipicamente escolares. Para eles, os componentes curriculares que seriam melhor aprendidos a partir do uso deste recurso são aqueles que compõem a área de Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias.

A Figura 2 apresenta a distribuição da demanda apontada por este grupo em relação às disciplinas citadas.

Figura 2. Distribuição de frequência dos componentes curriculares sinalizados pelo corpo discente.

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Assim como os professores, os estudantes explicitaram possíveis dificuldades associadas à implementação dessa ferramenta em sala de aula. Dentre elas estão:

- - Comportamento dos estudantes e produção de tensões interpessoais;
- - Falha na aprendizagem de conteúdos;
- - Tempo de aplicação da atividade;
- - Dependência quanto ao uso da ferramenta.

Vale destacar que, apesar do receio de que o jogo possa vir a produzir falhas na aprendizagem de conteúdos, a maioria dos estudantes concebe o jogo como uma nova metodologia de ensino que pode conduzi-los na construção de conhecimento de forma descontraída e prazerosa.

## Considerações Finais

A elaboração e produção do jogo eletrônico educativo, descrito brevemente neste trabalho, constitui-se como a primeira etapa de um projeto em que a influência do recurso didático no processo de aprendizagem do estudante é o cerne da investigação.

A partir de uma sondagem, foi possível perceber que o contexto escolar em que tal pesquisa será realizada parece ser profícuo à sua aplicação, visto que a maioria dos estudantes e professores que compõem a amostra analisada dessa comunidade escolar apresenta boa receptividade a este recurso didático.

Destaca-se ainda que dos componentes curriculares sinalizados pelos estudantes, aqueles que constituem a área de Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias foram amplamente citados como disciplinas em que este instrumento poderia auxiliar na aprendizagem de conteúdos formais, em particular, no ensino de Física. Isto acaba por justificar a relevância em avaliar o jogo eletrônico como ferramenta para a aprendizagem de construtos científicos, de forma que seja averiguado se a sua abordagem estaria influenciando ou não a acepção considerada academicamente correta de tais conceitos físicos.

Deste modo, ao final desta fase da investigação, almejamos obter um produto instrucional piloto, para ser validado, reelaborado e reestruturado no sentido de estabelecer uma potencial ferramenta a ser utilizada em larga escala e disponibilizada para professores como material didático. Assim, acreditamos que uma pesquisa dessa natureza pode trazer repercussões tanto do ponto de vista de pesquisa na área de ensino, como do ponto de vista de extensão, sendo esse último de impacto direto na prática docente.

## Referências

AMORY, Alan et al . The use of computer games as an educational tool: identification of appropriate game types and game elements. British Journal of Educational Technology , v. 30, n. 4, 1999, p. 311-321.

BAHIA. Secretaria da Educação. Orientações Curriculares Estaduais para o Ensino Médio : Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Salvador, 2005.

BRASIL. Lei n. 9394, de 20 de dezembro de 1996. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional . Brasília, 1996..

BRUNER, J. S. O processo da Educação . 6. ed. São Paulo: Nacional, 1976.

CUNHA, Márcia Borin da. Jogos no Ensino de Química: Considerações Teóricas para sua Utilização em Sala de Aula. Revista Química Nova na Escola , v. 34, n. 2, 2012, p. 92-98

DONDLINGER, M. J. Educational Video Game Design: A Review of the Literature. Journal of Applied Educational Technology , v. 4, n. 1, 2007, p. 21-31.

HOHENFELD, D. P.; LAPA, J. M.; PENIDO, M. C. M. Avaliando a presença das TIC nos cursos de física do IF-UFBA. XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física , 2008, Curitiba, Brasil.