A utilização da gamificação no ensino de física - contextualização e aplicação em sala de aula

## A UTILIZAÇÃO DA GAMIFICAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA: CONTEXTUALIZAÇÃO E APLICAÇÃO EM SALA DE AULA

## *Rafael Gomes de Almeida 1

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro, almeida.rg@hotmail.com

## Resumo

O presente trabalho se propõe a explicitar o conceito de Gamificação, que se mostrou uma alternativa viável e consistente de aprimorar o engajamento dos alunos no estudo, em especial, no de física. Visando uma melhor estruturação e delimitação do tema, foi utilizada como principal referência a obra de Karl M. Kapp, que traz de maneira clara e sucinta sugestões de pontos chave para gamificar um ambiente de aprendizagem. O fator que motivou a escolha e continuidade da pesquisa foi o constante contato com alunos de diferentes idades, contextos financeiros e sociais que apresentavam dificuldades similares e, além disto, certo repúdio para o aprendizado de física. Tendo tido então como objetivos uma revisão crítica das ideias propostas por Kapp, a apresentação dos conceitos enumerados em seu livro, The Gamification of Learning and Instruction, e a avaliação da aplicação de tal estrutura em uma atividade de ensino de física, esta pesquisa utilizou diferentes recursos para atingir tais objetivos, desde análise de palestras gravadas em vídeo e disponíveis na internet até aplicação de uma atividade piloto para testar parte do processo de gamificação. Todo o projeto foi construído sobre uma base metodológica dedutiva, que visava partir da verificação de casos gerais e exemplos de usos em outras áreas correlatas a educação, para a sugestão e avaliação de casos mais específicos envolvendo diretamente o ensino escolar. O resultado deste estudo gerou uma proposta de atividade gamificada que foi aplicada em um colégio público federal do Rio de Janeiro, apresentando resultados promissores em uma primeira análise. Tais resultados levaram a conclusão de como é importante o engajamento e a motivação dos alunos para o estudo no processo de interiorização dos temas tratados na escola, além de mostrarem a relevância dessa área de pesquisa e o quanto ela pode oferecer para a melhoria do ensino.

Palavras-chave : Gamificação, Ensino, Engajamento

## Introdução

Inicialmente, para um melhor entendimento deste projeto, é de suma importância que se tenha uma aproximação com o contexto em que ele é pensado. Uma das maneiras de se construir este primeiro contato é através de questionamentos, como por exemplo: 'Será que os métodos de ensino normalmente utilizados são suficientes na atualidade?'; 'O que os alunos de hoje têm de tão diferente dos das décadas passada e antepassada?'; 'O quanto a tecnologia está envolvida no cotidiano das pessoas?'; 'Crianças, jovens e adultos sabem o que são games?'; 'Mas games não são coisas predominantemente masculinas?'.

Sabe-se que o ensino baseado no quadro, livros e listas de exercícios ainda é amplamente utilizado pela grande maioria das escolas, tanto de rede pública quanto privada, outro caminho que muitos professores também apelam é o uso de performances teatrais e apresentações de comédia para engajar seus alunos nas aulas, que, apesar das mudanças, continuam no mesmo padrão tradicional. Além disso, nem todos os professores possuem vocações artísticas, logo, deve-se

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

perguntar: 'como fica a situação dos que não conseguirem dar uma 'aula show'?'. Ignorar a mudança no corpo discente é um erro evidente e já mencionado em diferentes textos sobre o ensino de física, eis o ponto onde a gamificação pode surgir como mais uma proposta a ser pensada.

Ano após ano a tecnologia está cada vez mais inserida no dia-a-dia de todos, provavelmente dentro de não muitos anos, quase a totalidade dos cidadãos vão possuir celulares, computadores, acesso a internet, nem que seja na escola (pensando numa hipótese de regiões mais rurais ou de grande carência) e é preciso que mais pesquisas como esta sejam feitas para tentar colocar em paridade a tecnologia e a educação.

Quanto ao público alvo da gamificação, tradicionalmente é associado o hábito de jogar games aos homens e não as mulheres. Este pensamento, todavia, é um grande equivoco nos dias atuais, pois estudos como os da Entertainment Software Association (ESA), realizados nos EUA, no ano de 2015, indicam que para cada ano que se passa o número de mulheres jogadoras aumenta e a estimativa é que ele se equipare ao número de jogadores homens dentro de alguns anos. Diferente do que se imagina boa parte das mulheres têm games presentes no seu cotidiano. O que possivelmente gera o equívoco no pensamento comum de que homens jogam mais que mulheres é o fato de associarem experiências game com, única e exclusivamente, videogames e computadores. Muito longe disso, diferentes elementos game podem ser experimentados quando se joga um game de celular ou se utiliza um aplicativo gamificado. Assim sendo, a gamificação tende a atingir diversos perfis de estudantes, de diferentes faixas etárias e gêneros.

Deste modo, conclui-se que a gamificação é um processo relevante de ser estudado e que pode agregar consideravelmente no engajamento dos novos aprendizes que vêm nascendo já dentro de um mundo repleto de tecnologia. Visando atingir este objetivo que ao longo do trabalho são mostrados alguns aspectos presentes na pesquisa envolvendo gamificação, trazendo exemplos onde estes aspectos se encontram e, posterior a isto, é apresentada uma atividade piloto que buscou aplicar pontos da teoria em questão e extrair dados gerais a serem analisados para fundamentar as expectativas iniciais e gerar algumas conclusões interessantes.

## Entendendo o que é Gamificação

Para termos nesta exposição um recorte mais voltado para a aplicação do produto educacional ligado a teoria da gamificação, vamos construir uma breve ideia do que é a gamificação e qual a diferença dela em comparação com os games no ensino. Para tal construção podemos analisar o esquema indicado no quadro a seguir (ver Quadro 01) que esquematiza os dois conceitos acima mencionados.

Após visualizar o exposto é possível de se notar que o conceito game aparece com uma caracterização muito mais fechada e ligada aos recursos tecnológicos, enquanto o de gamificação surge de maneira mais aberta e maleável, não necessariamente presa ao computador e ao digital, ou seja, é como se a gamificação fosse a aplicação de partes e os games de um todo, do mesmo modo que uma fatia está uma torta inteira, ou um pneu está para um carro completo.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Quadro 01: Diferenciação entre Gamificação e Games no ensino

## Exemplos gerais de gamificação

Pensando em estruturar uma ideia de como a gamificação funciona na prática, podemos destacar dois exemplos de aplicativos/páginas que possuem aspectos de gamificação e consequências interessantes a serem analisadas.

- O primeiro deles é o aplicativo NikePlus (NIKE, 2010), no qual após completar tanto as missões diárias, quanto certas marcas de distância e velocidade média, os usuários recebem troféus que são exibidos em sua página para toda a comunidade de corredores e estes não possuem somente a função social, mas servem para motivar e mostrar um crescimento pessoal em curto prazo, que é o contraponto de um dos fatores mais desmotivadores de atividades como a corrida, que possuem retornos perceptivos majoritariamente depois de longos períodos de tempo. Isto faz do NikePlus um exemplo interessante de gamificação, pois tornam mais agradável, sociável e engajadora a prática de corrida, misturando o digital com o não digital e motivando a manutenção da saúde.

Outro exemplo que se pode mencionar é a ferramenta de aprendizado de idiomas chamada Duolingo (DUOLINGO, 2012), que é um aplicativo que apresenta a ideia de respostas quantificáveis e o elemento game feedback , ou seja, durante uma lição, dentro de uma unidade, a pessoa tem diversos tipos de questões para avaliar tanto a escrita, o entendimento auditivo, a fala e a leitura nas quais para cada acerto ou erro ela recebe imediatamente um retorno de sua resposta, caso esta seja correta, similar ou próxima ao esperado recebe-se uma parabenização, mas caso seja incorreta é exibida uma mensagem mostrando o que foi errado e o que se deve prestar mais atenção na próxima vez que se deparar com uma questão parecida com aquela, logo, é um mecanismo claro quanto aos estados de acerto e erro e ainda um sistema que trabalha para corrigir possíveis deficiências a curto prazo. Essa característica, dentre algumas outras faz também do Duolingo um bom exemplo de gamificação, desta vez, ligado diretamente ao aprendizado. Com a utilização desta página pode-se atingir uma maior atração e também engajamento para aprender novas línguas.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Considerações importantes para a gamificação

Agora, depois de uma exposição bem geral sobre a gamificação, games e suas diferenças e após também tratar dos dois exemplos de gamificação, é importante lembrar que gamificação não é a simples adição de uma estrutura com pontos, troféus e rankings, diferente do que se pode imaginar, caso se pegue uma atividade chata e entediante e se adicione estes aspectos ela provavelmente continuará sendo uma atividade chata e entediante. Os verdadeiros pontos chave da gamificação estão ligados ao engajamento gerado através de uma situaçãoproblema interessante, boa interatividade, objetivos claros e respostas quantificáveis. Além disso, a gamificação é um processo que deve ser planejado e especializado para um público alvo, para o assunto tratado e para o objetivo pretendido. Não se deve imaginar que uma atividade de ensino gamificada é puramente igual a uma brincadeira, mesmo ela contendo elementos lúdicos, a meta é desenvolver um conhecimento. Por fim, a gamificação não é a ênfase ideal para todas as situações de ensino, deste modo, podem existir determinados assuntos que seriam mais bem explorados caso fossem utilizadas outras ênfases que não a gamificada e, caso seja feita a opção de se utilizar a gamificação, deve ser levado em conta que a criação de um roteiro de atividade gamificada não é fácil e nem rápido, para que uma aula tenha bons resultados devem-se planejar diferentes detalhes e casualidades que podem vir a acontecer.

## Construção e aplicação da atividade gamificada piloto

A criação e execução da atividade gamificada passou por cinco passos, sendo eles: (1) O surgimento da ideia; (2) a pesquisa sobre o tema; (3) a confecção e aprovação da atividade; (4) a aplicação em sala de aula; e (5) a avaliação dos resultados obtidos.

O primeiro passo gira entorno de uma pessoa responsável pela inspiração e apresentação do tema para mim, esta é o professor Nelson Studart que palestrou sobre isto no XXI Simpósio Nacional de Ensino de Física (XXI SNEF) que ocorreu no mês de janeiro de 2015 na Universidade Federal de Uberlândia (UFU), naquela ocasião fui encantado pela proposta e resolvi pesquisar mais sobre e procurar criar uma aplicação para o ensino de física.

Adiante, começou então o segundo passo que foi realizado através de, principalmente, leituras breves sobre o assunto e busca por vídeos disponibilizados no YouTube de palestras em modelo TEDx que eram ligadas a gamificação.

Depois disto, era necessário colocar as ideias no papel e verificar a disponibilidade da aplicação no colégio e no projeto de pesquisa em que atuava enquanto graduando (PIBID), passando assim pela coordenadora e pelo professor supervisor para aprovação, correção e adaptação de pontas soltas. Feito isto, foram tidas as leituras mais densas, principalmente dos livros de Kapp que deram as fundações necessárias para a confecção do modelo final.

Daí então, passamos para a aplicação em sala de aula, esta que foi realizada na sala de informática de um colégio público federal do Rio de Janeiro, em dois "tempos" de aula de quarenta e cinco minutos cada, com uma turma de terceira série do ensino médio. O tema que era estudado pelos alunos era a eletrostática, mais especificamente o campo elétrico e o potencial elétrico.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Na ocasião dividimos a turma em grupos de três a quatro estudantes (visando utilizar o elemento game de cooperação e competição) e apresentamos a proposta da atividade que eles participariam dando algumas orientações gerais.

Deste momento em diante adotamos uma abordagem de mediação diferenciada, começando com a explanação da primeira tarefa a ser cumprida: a escolha de um nome especial para o grupo (fator que motiva a integração interna das equipes e a identificação com o trabalho), fora isto, estipulamos na forma de um grito inicial o tempo para o primeiro level, algo do tipo: 'GALERA! Vocês tem um Δ t de 40 minutos para cumprir esta fase e a equipe acabar em primeiro ganhará uma pontuação extra de 250 FísPoints!' (ato que visou dar a motivação inicial e o senso de urgência, coisas que aumentam o foco na atividade e engajamento).

Uma vez passadas as primeiras falas os alunos receberam dois roteiros (um de cada vez) que auxiliaram o desenvolver do aprendizado desejado, cada um dos roteiros demarcava um game level (fase/etapa) e continham perguntas e atividades (intituladas de missões) que objetivavam integrar o uso dos aplicativos e uma reflexão sobre os conceitos estudados, mas, além disso, tinham também em sua essência os elementos game Objetivos e Regras .

Após o cumprimento das missões do primeiro level de maneira adequada, estas respostas eram enviadas novamente ao professor que poderia avaliá-las e corrigi-las para dar um feedback para os aprendizes e classificar as equipes num ranking . Simultaneamente a isto, era encaminhado para os alunos o roteiro do segundo level, com mais perguntas e até algumas questões de vestibular, uma vez que grande parte da turma era composta de vestibulandos naquele ano.

Enfim, depois de serem respondidas todas as missões e retornado o segundo roteiro, coletamos algumas impressões dos alunos quanto ao que haviam achado da atividade. Por ser algo diferente da normalidade, eles elogiaram bastante e concluíram dizendo que mais aulas poderiam ser como aquela.

Então, podemos dizer que a gamificação realizada nesta proposta é chamada, segundo Kapp, de "Gamificação de Estrutura" (KAPP, 2014) e por isso foi feita utilizando dois aplicativos já consagrados sobre o tema em questão, estes estão disponíveis na página do PhET e são chamados "Hóquei no Campo Elétrico" (PHET, 2015a), visto a esquerda na imagem abaixo e, exibido a direita em mesma imagem, o "Taxas e Campos" (PHET, 2015b), que, apesar de serem aplicativos com ideias originalmente diferentes do ideal trabalhado nas definições de gamificação acima, podem ser adaptados para serem utilizados em uma aula gamificada.

Figura 01: Aplicativos utilizados na atividade gamificada

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Além disso, antes de seguir para o passo final, pensando em fecharmos uma compreensão plena da atividade gamificada aplicada, é mostrado na imagem a seguir (Figura 02) um fluxograma indicativo do passo a passo da aula. Note que ela começa do momento de pré-atividade vista na parte azul clara, na qual são dadas as já mencionadas orientações iniciais. Segue-se para a primeira fase ( LEVEL 1 ) mostrado pela seção verde clara, em que é utilizado o primeiro dos aplicativos 'Hóquei no Campo Elétrico', e são propostas três missões. Passa-se para a segunda fase ( LEVEL 2 ) exibida em vermelho, para qual se usou o segundo aplicativo 'Taxas e Campos' e se procurou investigar ainda mais a fundo as relações entre as cargas e o campo elétrico gerado por elas. Por fim, é feita a conclusão com o pós-atividade, tratado na parte amarela, onde abrimos a oportunidade dos alunos comentarem a atividade.

Figura 02: Fluxograma panorâmico da atividade

<!-- image -->

## Reflexões e avaliações extraídas da aplicação

Finalmente, temos neste tópico a discussão do último passo do processo apresentado anteriormente - a avaliação dos resultados obtidos - que contêm diferentes aspectos relevantes de se comentar. Um dos mais importantes deles são os dados referentes à quantidade de pontos que cada equipe adquiriu ao longo da atividade que pode ser visualizada no quadro a seguir (Quadro 02), no qual foram mantidos os nomes originais escolhidos pelos próprios alunos:

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Quadro 02: Pontuação das equipes

É notável na análise dos leveis, que todas as equipes se saíram bem. Por exemplo, na primeira missão do level um, na qual se tinha um objetivo voltado a adaptação, elas pontuaram com valores máximos, enquanto na segunda missão do mesmo level, com exceção de uma das equipes, todas chegaram bem perto do maior valor possível, assim como na segunda missão do level dois, que é formada por questões de vestibular e todos, com o auxílio do aplicativo indicado, conseguiram bons resultados quantitativos

## Conclusões e considerações finais

Após a aplicação é de extrema importância uma avaliação não somente dos estudantes, mas também de como foram os resultados obtidos pela atividade. Neste estudo, foram conseguidos tanto dados quantitativos quanto dados qualitativos, nos quantitativos, extraídos de cada questão dentro das missões pôde-se observar como foram os desempenhos dos grupos de maneira separada em determinados pontos do conteúdo, portanto, pudemos diagnosticar onde os aprendizes ainda carregavam dúvidas e onde eles já estavam seguros. Enquanto isso, nos dados qualitativos, foram registradas também as respostas dos alunos, mas foram principalmente coletadas avaliações deles sobre o que haviam achado da atividade, isto por meio de questionário online enviado posteriormente para o e-mail da turma.

Com relação ao desempenho do alunado, nota-se após avaliação que eles se saíram bem e isto se confirmou na prova trimestral deles, na qual eles ficaram levemente acima da média das outras turmas de mesma série. Já com relação aos resultados da atividade e da pesquisa, é possível dizer que foram positivos em geral e que os objetivos propostos foram alcançados no que se propuseram fazendo com que obtivéssemos um engajamento aumentado naquela aula.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Referências

CAMPBELL, J. The Hero with a Thousand Faces . New York, NY: Michael Wiese Productions. 1949

CSIKSZENTMIHALYI, M. Finding Flow : The Psicology of Engagement with everyday life. Ney York, NY: HarperCollins Publishers. 1997

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_. Flow : The Psicology of Optimal Experience. New York, NY: HarperCollins Publishers. 2008

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_.

Play and intrinsic rewards . Journal of Humanistic Psychology.

1975

ENTERTAINMENT SOFTWARE ASSOCIATION. Essential facts about computer and video game industry . Abril de 2015. Disponível em:

&lt;http://www.theesa.com/wp-content/uploads/2015/04/ESA-Essential-Facts2015.pdf&gt;. Acesso em: 11 jun. 2015

EN.WIKIPEDIA. Gamification . Disponível em:

&lt;http://en.wikipedia.org/wiki/Gamification&gt;. Acesso em: 17 mai. 2015

DUOLINGO. Duolingo . Lançado em: 19 de junho de 2012. Disponível em: &lt;https://www.duolingo.com/&gt;. Acesso em: 11 jun. 2015

KAPP, K. M. The Gamification of Learning and Instruction : Game-based Methods and Strategies for Training and Education. San Francisco: Pfeiffer. 2012

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_.

What is Gamification? Few Ideas . 13 de maio de 2014.

Disponível em: &lt;https://www.youtube.com/watch?v=BqyvUvxOx0M&gt;. Acesso em: 15 jun. 2015

KOSTER, R. A Theory of Fun for Game Design . Scottsdale, AZ: Paraglyph Press. 2005

KIM, A. J. Gamification 101: Designing the player journey . 23 de maio de 2011. Disponível em: &lt;http://youtu.be/B0H3ASbnZmc&gt;. Acesso em: 17 mai. 2015

NIKE INC. NikePlus Running App . Lançado em: 7 de setembro de 2010. Disponível em: &lt;https://secure-nikeplus.nike.com/plus/&gt;. Acesso em: 11 jun. 2015

PHET. Hóquei no Campo Elétrico . Disponível em:

&lt;https://phet.colorado.edu/pt\_BR/simulation/legacy/electric-hockey&gt;. Acesso em: 24 jun. 2015a

PHET. Taxas e Campos . Disponível em:

&lt;https://phet.colorado.edu/pt\_BR/simulation/legacy/charges-and-fields&gt;. Acesso em: 24 jun. 2015b

PT.WIKIPÉDIA. Ludificação . Disponível em:

&lt;http://pt.wikipedia.org/wiki/Ludificação&gt;. Acesso em: 17 mai. 2015

SALEN, K.; ZIMMERMAN, E. Rules of Play : Game design fundamentals. Cambridge, MA: MIT Press. 2004

SCHELL, J. The art of game desgin : A book of lenses. Waltham, MA: Morgan Kaufmann. 2008

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_