O uso de games no Ensino de Física

## O uso de games no Ensino de Física

## GUSTAVO BORDIGNON FRANZ 1 , ELIANA DOS REIS NUNES 2

- 1 Universidade de Brasília/Instituto de Física/gustavo.bsb@hotmail.com
- 2 Universidade de Brasília/Instituto de Física /eliana.reisnunes@gmail.com

## Resumo

Este trabalho tem como objetivo desenvolver recursos de apoio para tornar o uso de um game comercial adequado ao ensino de Física. Um questionário online e anônimo foi criado e divulgado em grupos de redes sociais de Universidades e escolas do Distrito Federal, a fim de determinar quais são os games preferidos por jovens com faixa etária entre 15 e 25 anos da região. Os resultados mostram que a maioria dos gamers é do sexo masculino, corroborando com dados de pesquisas em outras regiões do Brasil. Seis games estão entre os preferidos, sendo que o de futebol FIFA 15 foi o escolhido para o desenvolvimento de uma sequência didática, por prover um ambiente de treino onde as condições de partida podem ser controladas e dados podem ser coletados. Uma atividade experimental que investiga o movimento retilíneo uniforme de um jogador de futebol em três procedimentos foi criada, sendo que um deles envolve a plotagem de um gráfico e a sua regressão linear. A sequência didática foi aplicada em cinco estudantes da rede pública de ensino de forma qualitativa. A única parte do experimento em que os estudantes tiveram dificuldades foi a plotagem do gráfico, pois não estavam familiarizados com o software utilizado. Uma das limitações que podem ser encontradas por professores na utilização do game em sala de aula são os requisitos mínimos para a sua instalação, pois o hardware disponível poderá não estar apto para rodá-lo de forma aceitável. O jogo FIFA 15 ainda demonstra potencial para o desenvolvimento de novas atividades experimentais e discussões futuras, sendo uma alternativa para professores que trabalham em escolas que não possuem laboratórios de Física.

Palavras-chave : Games no Ensino Ensino de Física, Ensino Médio ,

## 1 Introdução

Os jogos eletrônicos, também conhecidos como games , destacam-se pelo potencial de imersão do usuário, chamado também de gamer , fazendo com que jovens e adultos fiquem horas na frente de computadores e consoles diariamente, envolvidos em missões e partidas que muitas vezes requerem abstrações e pensamentos complexos para resolver problemas e atingir os objetivos que lhes são impostos pelo jogo. Com o crescimento da indústria de jogos digitais, a sua utilização para fins educacionais torna-se evidente. De fato, já existem laboratórios de desenvolvimento de games educacionais em diversas universidades (STUDART, 2015).

Afastando-se dos objetivos dos games educacionais, estão aqueles que tem como objetivo principal a diversão dos usuários e o lucro dos desenvolvedores, atraindo a maioria dos jogadores. Para Prensky (2012), os jogos são envolventes porque possuem, sempre ou na maioria das vezes, seis notáveis elementos estruturais: regras; metas ou objetivos; resultados e feedback ; conflito/competição/desafio/oposição; interação; representação ou enredo. Entretanto, se um game conter todos os seis elementos não significa que ele fará sucesso. Para que isso ocorra, o game deve proporcionar diversão àqueles que o

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23 a 27 de janeiro de 2017

jogam, tendo como função principal relaxar e motivar os jogadores no processo de aprendizagem.

Com um público tão grande, é natural pensar na aplicação de games comerciais no ensino de Física. Entre os poucos relatos de experiências deste tipo, destacam-se o uso da franquia Portal, pelo professor estadunidense Cameron Pittman (2013), que disponibilizou sequências de ensino-aprendizagem online para que outros professores possam utilizar o game em suas aulas , 1 e do jogo Angry Birds , por Rodrigues e Carvalho (2013), desenvolvido para dispositivos móveis em um ambiente bidimensional, tornando possível a investigação do movimento oblíquo utilizando o software de análise de vídeo Tracker . Considerando essas experiências, este trabalho possui como objetivo principal desenvolver recursos de apoio para tornar o uso de um game comercial adequado ao ensino de Física.

## 2 Metodologia

Para a obtenção de sucesso com a utilização de um jogo eletrônico para fins educacionais, é necessário que ele seja amplamente jogado pelo público com faixa etária escolar. Porém, o game preferido dos jovens pode variar de acordo com a sua localização geográfica e condição socioeconômica. Não basta, também, ser amplamente jogado se não é conveniente para uma análise da Física envolvida. Desta forma, Studart (2015, p. 9) destaca que 'Uma das maneiras de usar os games para fins educacionais é, de início, identificar aqueles disponíveis no mercado que satisfazem aos objetivos de ensino e aprendizagem. '

Levando-se em consideração o que está relatado anteriormente, e na busca de um game comercial adequado ao ensino de Física, procedeu-se, inicialmente, ao levantamento de dados na forma de um questionário online , com o objetivo de identificar quais são os jogos preferidos por jovens com faixa etária entre 15 e 25 anos, residentes no Distrito Federal. O questionário foi composto por quinze questões. As cinco primeiras traçavam um perfil do respondente contendo informações como idade, gênero, profissão, grau de escolaridade e que tipo de escola havia frequentado, pública ou particular. O restante das questões tinha como objetivo identificar se o respondente jogava algum game , qual era o seu preferido atualmente e quais os três últimos que ele havia jogado. O questionário também solicitava ao respondente, quais os motivos que o levavam a jogar determinado jogo, qual era a sua plataforma preferida (console, computador ou mobile ) e o número de horas que se dedicava, diariamente ou semanalmente, ao game .

Após a análise dos dados coletados por meio do questionário online, o game de futebol FIFA 15 foi considerado como o que mais se adequava para o desenvolvimento de uma sequência didática dentre os preferidos pelos gamers , sendo assim o escolhido . 2

A grande vantagem do game escolhido para a elaboração de uma sequência didática é o fato de apresentar um modo de jogo chamado 'jogos de habilidade'.

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Esta é, uma seção onde o jogador pode treinar os fundamentos básicos do futebol controlando um jogador de futebol virtual em três níveis de dificuldade diferentes -, bronze, prata e ouro. Ainda há o 'Desafio de Habilidade' que não visa ensinar nenhum aspecto do jogo em si, apenas testar a habilidade do gamer. Observou-se que este modo de jogo oferece um ambiente mais controlado ao usuário do que uma partida entre times, os erros não são punidos de forma severa e é possível repetir a mesma sequência de movimentos inúmeras vezes, até que o gamer aprimore seu desempenho. Os 'jogos de habilidade' ainda trazem na interface de treinamento um texto instrucional, onde discorre acerca do fundamento a ser treinado e dos controles que o jogador deve apertar para obter sucesso. Alguns textos instrucionais são interessantes do ponto de vista do ensino da Física, por apresentarem certas noções de grandezas físicas, como pode ser visto na figura 1 onde observa-se a instrução "Quanto mais força carregar, mais forte e alto será seu chute". Um professor poderá utilizar essa informação para realizar uma discussão sobre a relação entre força do chute x altura.

Outro aspecto do jogo que colabora com uma coleta de dados, e assim com o desenvolvimento de uma atividade experimental, é a possibilidade de mudar o desenho do gramado virtual, apresentando 8 opções de desenho; padrão, xadrez pequeno, xadrez grande, xadrez em círculos, faixas horizontais grossas, faixas horizontais finas, em círculos e diagonal. O único desenho de gramado que possibilita a coleta de dados é o xadrez grande, por possuir um padrão de quadrados por todo o campo, fazendo com que seja possível estabelecer uma relação entre as dimensões de um campo oficial e as do campo virtual, uma vez que se saibam as dimensões oficiais de um campo de futebol real. Assim, um experimento, na qual os estudantes coletem dados a partir de movimentos realizados no game , pode ser realizado. Tendo isso em vista, a sequência didática foi desenvolvida na forma de experimento sobre o movimento uniforme.

Figura 01: Texto instrucional do jogo de habilidade relativo à cobrança de faltas

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A atividade experimental possui dois procedimentos que tem como objetivo estudar o movimento retilíneo uniforme a partir de medições realizadas no ambiente do FIFA 15 , além de um procedimento extra que investiga a velocidade relativa entre dois objetos. Para a realização do experimento foi escolhido o jogo de habilidade 'Iniciante 1/14', nível bronze, por possuir comandos simples, ser o primeiro

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treinamento e, possivelmente aquele que seria executado inicialmente por aqueles que não estão familiarizados com o ambiente do game .

O treinamento de iniciante em seu nível bronze começa com um jogador parado próximo a uma bola, também parada, sobre a linha de marcação do meio de campo. Deve-se movimentar o jogador e, consequentemente, a bola em linha reta até a marca do pênalti antes que o tempo termine como indicado na figura 2.

Figura 02 : Nível bronze do treinamento para iniciantes

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O primeiro procedimento do experimento baseia-se em calcular a velocidade média do jogador de futebol ao longo do trajeto designado pelo jogo, que é demarcado por setas azuis. Neste procedimento inicial, o tempo total do percurso é cronometrado, repetido cinco vezes e anotado em uma tabela que consta no roteiro do estudante. Ademais, para que a velocidade média do jogador seja estimada, a distância percorrida em metros deve ser calculada. Sabe-se que um campo de futebol oficial tem, segundo as recomendações técnicas sobre o dimensionamento de estádios de futebol da FIFA , 105 metros de comprimento por 68 metros de 3 largura e que o campo do game é constituído por 216 quadrados, quando o desenho do gramado virtual é o xadrez grande. A partir destas informações e da função da área de um quadrado, os estudantes são capazes de calcular o lado de um quadrado em metros e a distância total percorrida pelo jogador de futebol. Após realizarem a média dos tempos cronometrados, calcula-se então a velocidade média do jogador no percurso e se encerra o primeiro procedimento.

O segundo procedimento é parecido com o primeiro, com o diferencial de o tempo cronometrado referir-se ao percurso fracionado, sendo feita uma marcação do tempo ao final de cada quadrado até a linha do pênalti. Com os dados referentes ao lado do quadrado do procedimento anterior, a posição do jogador de futebol em cada tempo é determinada e um gráfico de posição em função do tempo é plotado. Com o auxílio do professor, o estudante é instruído sobre o que é uma regressão linear, qual a sua utilidade e como fazê-la. Com a regressão pronta, a velocidade média é obtida a partir da equação gerada. O roteiro faz com que o estudante compare as velocidades obtidas nos dois procedimentos, se elas são consistentes entre si ou discrepantes. Também indaga sobre a importância de serem realizadas várias medidas de tempo e desafia o estudante a explicar a razão pela qual é

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possível obter a velocidade média do jogador a partir do coeficiente angular da equação da reta gerada pela regressão linear. Esta última pergunta tem como objetivo relacionar conhecimentos sobre funções matemáticas e grandezas físicas. A função horária da posição no movimento uniforme é uma função de primeiro grau e seu gráfico é uma reta, e poderia ser significativo para o aprendizado dos estudantes se a conexão entre Física e Matemática ultrapassasse o âmbito dos cálculos, estabelecendo uma ponte entre conceitos das duas áreas.

- O último procedimento investiga as relações de movimento entre dois objetos, mais especificamente a velocidade relativa entre o jogador de futebol e uma linha vermelha no treinamento que, após ultrapassar o primeiro quadrado demarcado no campo, dispara em alta velocidade até a linha do pênalti. Desta forma, o tempo que a linha vermelha leva para ir do segundo quadrado até o ponto final do percurso é cronometrado e, do mesmo jeito que no procedimento anterior, a distância percorrida é calculada a partir do número de quadrados que a linha cruza. O estudante então calcula a velocidade média da linha imaginária e assim, sabendo a velocidade do jogador de futebol, determina a velocidade relativa entre eles. Esta parte do roteiro experimental pode ser considerada opcional, por não proporcionar uma discussão aprofundada sobre o assunto, entretanto, não poderia ser completamente ignorada, uma vez que o conceito de velocidade relativa é interessante e está ligado ao conteúdo curricular da 1ª série do Ensino Médio.

Com o roteiro da atividade experimental concluído, a sequência didática foi aplicada de maneira qualitativa com cinco estudantes da rede de ensino público do Distrito Federal.

## 3 Resultados

- O questionário online obteve um total de 135 respostas. As cinco primeiras perguntas que traçavam um perfil do respondente apresentaram que 73,34% dos respondentes possuem idade entre 15 e 25 anos, 57,04% constituem ou são oriundos da rede de ensino público e 81,48% jogam algum tipo de jogo eletrônico, independentemente da plataforma, sendo que 50,37 dos jogadores se identificaram como sendo do sexo masculino e 31,11% do feminino.

Quanto aos games que apresentam maior quantidade de jogadores, o preferido pertence à franquia Grand Theft Auto , representando 11,81% de indivíduos que jogam ou já jogaram em um passado recente. A franquia Call of Duty e o jogo League of Legends são os segundos mais preferidos pelos jovens, tendo 10,9% de jogadores para cada um, seguidos por uma franquia de jogos de futebol, FIFA , que representa 10% dos indivíduos. Os demais games não possuem uma quantidade de jogadores acima de 8% sendo esse o critério da exclusão para a sua análise. Os seis jogos digitais com maior popularidade no questionário podem ser observados no gráfico 1.

A sequência didática foi desenvolvida para ser realizada durante um tempo de 100 minutos, que podem ser divididos em 6 etapas: acomodação; explicação; execução e análise do procedimento 1; execução e análise do procedimento 2; execução do procedimento 3; finalização e problematização.

A acomodação refere-se à própria chegada dos estudantes à sala de aula ou laboratório de informática e aos procedimentos burocráticos de qualquer aula (chamada, correção da lição de casa, por exemplo) e dura aproximadamente 15 minutos. Como a aplicação da atividade experimental foi de forma qualitativa e com

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apenas um estudante de cada vez, esta etapa não foi executada, porém, é interessante levar em consideração este tempo no planejamento de qualquer atividade escolar.

Gráfico 01: Games com maior popularidade entre os respondentes do questionário online

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Após a acomodação dos estudantes, é feita a explicação do objetivo da aula e do experimento, além da leitura de todo o roteiro e a familiarização com o game pelos estudantes. Neste momento podem surgir dúvidas quanto a mecânica e controles do jogo. Para esta etapa foi reservado um tempo de 10 minutos. Novamente, por causa do contexto de aplicação qualitativa da sequência, essa parte do planejamento foi executada em um tempo menor do que o planejado, tendo uma média de aproximadamente 3 minutos.

A execução e análise dos Procedimentos 1, 2 e 3 é de fato a parte mais importante do planejamento e, é nesta etapa que as dificuldades e dúvidas reais dos estudantes surgem, sejam elas envolvendo conceitos de Física ou por não estarem familiarizados com o game . Reserva-se 60 minutos para a realização desta etapa da sequência, embora os estudantes a tenham feito em aproximadamente 43 minutos.

A problematização e finalização é uma etapa feita após a conclusão do experimento e tem como objetivo levantar questões e dados acerca da execução do roteiro pelos estudantes, na forma de uma discussão em que lhes é perguntado quais foram as suas maiores dificuldades durante a realização do experimento e quais são os pontos positivos deste tipo de atividade. Foi reservado o tempo restante da aula para esta etapa, podendo variar de acordo com a realização dos procedimentos pelos estudantes.

Em um aspecto geral e levando em consideração que apenas a primeira etapa da sequência não foi executada durante a sua aplicação qualitativa, os cinco estudantes levaram, em média, 53 minutos para a conclusão do experimento e para a sua discussão.

## 4 Conclusão

Com os resultados do questionário online , foi possível evidenciar fatores que influenciam na escolha dos games . Apesar de vários possuírem um valor de

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aquisição relativamente alto, isto não parece influenciar em sua popularidade, porém, não se pode deixar de levar em consideração o fato de que a pirataria também afeta a indústria dos jogos eletrônicos, tornando os dados coletados a respeito das variáveis socioeconômicas inconclusivos.

A maior parte do público que respondeu ao questionário e usufrui de jogos eletrônicos foi composto por indivíduos do sexo masculino, dado que corrobora com os estudos feitos na Universidade de São Paulo por Suzuki (p. 165, 2009) e com o levantamento do perfil do gamer brasileiro feito pela empresa Sioux (p. 11, 2015).

- A violência parece ser um dos fatores que levam os jovens a jogar determinados jogos digitais, uma vez que em quatro dos cinco jogos mais jogados pelos indivíduos da pesquisa continham atos de violência para alcançarem seus objetivos, seja por armas de fogo, seja por meio de poderes ou habilidades especiais. Este foi um dos fatores que influenciou na escolha do game FIFA 15 como objeto de estudo para a elaboração da sequência didática, pois ainda há uma grande discussão na literatura sobre o uso dos chamados ' games violentos' e seu efeito no comportamento de jovens com idade escolar. Enquanto alguns estudos apresentam dados indicando que games que empregam algum tipo de violência induzem um comportamento violento (HASAN et al., 2013; LANZ et al., 2013), outros apontam que os dados, mesmo que as vezes estatisticamente inconclusivos, indicam que essa relação de violência não existe e que os jovens que jogam vídeo game não se sentem mais agressivos após sessões de jogo (FERGUSON et al., 2015; SUZUKI, 2009). Entretanto, como Ferguson et al. (p. 402, 2015) destacam, 'Replication, however, is a key element of science', mais estudos discutindo e levantando dados acerca deste assunto devem ser feitos até que a literatura assuma uma posição sólida quanto ao uso de jogos digitais violentos por jovens e suas respectivas consequências. Por causa desta divergência entre dados os games violentos não foram considerados como possíveis candidatos na análise de jogos comerciais que poderiam ter algum uso educacional.

Outro fator considerado na escolha do game foi a popularidade do futebol entre jovens brasileiros, que tem contato com o esporte desde pequenos, seja diretamente, seja indiretamente. Pelos motivos citados e discutidos anteriormente e por apresentar um ambiente que pode ser considerado um 'laboratório', pois é um ambiente onde algumas condições de jogo podem ser controladas e medições podem ser realizadas, FIFA 15 foi considerado o jogo eletrônico mais vantajoso para ser utilizado neste trabalho.

- O experimento de movimento uniforme desenvolvido com o uso do game é um exemplo da utilização de um jogo eletrônico com fins comerciais e pode ser considerado adequado para estudantes do Ensino Médio, podendo ser realizado durante uma aula dupla de Física (aproximadamente 100 minutos de duração). Atividades em ambientes virtuais, como a desenvolvida no FIFA 15 , são uma alternativa para professores na realização de uma atividade experimental quando a escola não possui um laboratório de Física, como no caso de Pittman (p.346, 2013), que viu-se motivado, até mesmo forçado, a migrar para o ambiente virtual de um game por causa da falta de recursos na escola em que trabalhava.
- O FIFA 15 ainda demonstra um potencial maior do que o explorado neste trabalho, sendo possível o desenvolvimento de outros tipos de atividades direcionadas ao 1º ano do Ensino Médio no ambiente do game , já que alguns dos treinamentos disponíveis apresentam uma relação entre força, chute e altura em

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seus textos instrutivos, possibilitando a discussão destas relações e as suas implicações físicas. Aproveitando o gramado dos campos virtuais, viu-se também a possibilidade de utilizar os treinamentos relativos à troca de passes para uma discussão sobre forças de atrito.

Uma das limitações que um professor poderia encontrar na aplicação da sequência didática tem fundamentos técnicos. Por ser um jogo relativamente recente, os requisitos mínimos de sistema para a sua instalação em um computador requerem placas de vídeo e processadores que podem estar além daqueles presentes em laboratórios de informática nas escolas, que não tem como finalidade a execução de jogos eletrônicos.

Uma das dificuldades que os estudantes relataram foi a plotagem do gráfico no computador e a sua regressão linear, uma vez que eles não estavam familiarizados com o uso do programa e desconheciam qualquer método de tratamento de dados. Entretanto, esta dificuldade não foi um fator negativo na realização do experimento, com o auxílio do professor, todos os estudantes conseguiram plotar o gráfico e efetuar a regressão linear dos dados.

## 5 Referências

FERGUSON, Christopher J. et al. Digital poison? Three studies examining the influence of violent video games on youth. Computers in Human Behavior , v. 50, p. 399-410, 2015.

HASAN, Youssef; BÈGUE, Laurent; BUSHMAN, Brad J. Violent video games stress people out and make them more aggressive. Aggressive behavior , v. 39, n. 1, p. 64-70, 2013.

LANZ, Patricia Martínez; OCAMPO, Diana Betancourt; GONZÁLEZ, Alejandro González. Uso de videojuegos, agresión, sintomatología depresiva y violencia intrafamiliar en adolescentes y adultos jóvenes. Revista Colombiana de Ciencias Sociales , v. 4, n. 2, p. 167-180, 2013.

PITTMAN, Cameron. Teaching with portals: the intersection of video games and physics education . LEARNing Landscapes v. 6, n. 2, p. 341-360, 2013

PRENSKY, Marc. Aprendizagem baseada em jogos digitais. São Paulo: SENAC , p. 575, 2012.

RODRIGUES, M.; CARVALHO, P. Simeão. Teaching physics with Angry Birds: exploring the kinematics and dynamics of the game. Physics Education , v. 48, n. 4, p. 431, 2013.

SIOUX (Blend New Research). Pesquisa Game Brasil 2015 , Disponível em: &lt; http://media.wix.com/ugd/29fc6b\_293fc67c1ad74f7997bb1589c749ef87.pdf &gt; Acesso em 30 Jul. 2016

STUDART, Nelson. Simulação, games e gamificação no ensino de Física. XXI Simpósio Nacional de Ensino de Física. Uberlância, MG:[sn] , 2015.

SUZUKI, Fernanda Tomie Icassati et al. O uso de videogames, jogos de computador e internet por uma amostra de universitários da Universidade de São Paulo. Jornal Brasileiro de Psiquiatria , v. 58, n. 3, p. 162-168, 2009.

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