Estimulando ludicamente a aprendizagem de vetores

## Estimulando ludicamente a aprendizagem de vetores

## Germano Maioli Penello 1 , Felipe Mozart Guerim 2 , Reinaldo de Melo e Souza 3

- 1 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, gpenello@if.ufrj.br
- 2 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, felipeguerim@gmail.com
- 3 Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense, e-mail: reinaldos@id.uff.br

Palavras-chave : Vetores, Ensino, Android

## Resumo expandido

Neste trabalho apresentaremos o jogo 'Soma de vetores - IMPA', elaborado para auxiliar de forma lúdica no aprendizado de notação vetorial, soma vetorial e vetor deslocamento. O jogo é composto por fases, contendo diferentes caminhos, onde o jogador deve inserir os vetores que atingem a região de chegada da fase (região azul) sem sair do caminho permitido (região verde). O desafio de cada fase do jogo é conseguir chegar ao final da fase com o menor número possível de vetores.

Conceitos importantes sobre a notação vetorial e soma vetorial são inseridos sistematicamente a cada fase, estimulando o jogador a obter uma boa compreensão sobre esses tópicos. Algumas perguntas e informações relevantes sobre notação vetorial, soma vetorial e sobre vetor deslocamento são apresentados durante cada fase na tentativa de estimular o jogador a compreender os assuntos abordados no jogo.

- O jogo 'Soma de vetores - IMPA' está disponível para download na Google Play Store [1] e no momento conta com 26 fases. Acompanhando o jogo, também estamos desenvolvendo um manual que detalha os aspectos pedagógicos de cada uma das fases, bem como o número mínimo de vetores necessários para se atingir o objetivo das fases em questão.

Além de estimular a aprendizagem baseada em jogos, o jogo também está sendo usado na tentativa de identificar as dificuldades de aprendizagem sobre vetores. A cada fase jogada, os valores das componentes dos vetores utilizados são registrados e compartilhados, bem como se a fase foi concluída com sucesso. Essas informações são armazenadas em um arquivo e enviadas pela internet ao nosso servidor assim que o dispositivo do usuário tiver conexão com a rede. Para não onerar o plano de dados do jogador, os arquivos foram criados para registrarem apenas as informações relevantes para esse estudo e cada fase jogada gera um arquivo de aproximadamente 300 bites. Todas essas informações são completamente anônimas, não registrando nenhum dado que permita a identificação do jogador.

A Fig. 1(a) mostra a tela inicial do jogo com o ícone do jogo, o botão 'Jogar' para iniciar o jogo e o logo do portal da Física OBMEP do IMPA que, ao ser clicado, redireciona o jogador para o site do portal. A Fig. 1(b) apresenta a tela de seleção de fases mostrando o progresso do jogador e a pontuação obtida em cada uma das fases. A pontuação é dada em estrelas indo de zero a três estrelas. O jogador obtém três

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

estrelas ao completar a fase com o número mínimo de vetores, sendo uma estrela removida a cada vetor adicional utilizado. As fases com o símbolo de um cadeado estão bloqueadas e só são liberadas para serem jogadas caso o jogador obtenha duas ou três estrelas na fase anterior.

A tela da primeira fase do jogo é representada na Fig. 1(c), onde pode-se ver o caminho verde por onde os vetores podem ser inseridos, os eixos x e y e suas escalas, a região azul de chegada, os campos para inserir as componentes x e y e o botão para inserir o vetor na fase partindo do ponto amarelo localizado na origem dos eixos. O botão de interrogação auxilia o jogador a entender alguns conceitos abordados na fase e, na primeira fase, o jogador pode visualizar uma animação que ensina como interagir com os elementos do jogo para completar o objetivo das fases. A visualização do vetor deslocamento pode ser habilitado ou desabilitado utilizando o botão switch on-off .

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Figura 1 (a) Tela inicial do jogo 'Soma de Vetores - IMPA'. (b) Tela de seleção de fases mostrando as estrelas obtidas em cada uma das fases já completadas. (c) Tela da primeira fase do jogo mostrando o caminho verde por onde o vetor pode ser inserido e a região azul de chegada.

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A Fig. 2 apresenta algumas telas do jogo uma vez que o jogador completou a fase. Caso o jogador insira mais de um vetor para completar uma fase, ele deverá realizar corretamente a soma vetorial para poder prosseguir para a próxima fase. A Fig. 2(a) apresenta uma tela em que o jogador atingiu a região de chegada com o número mínimo de vetores (nessa fase específica eram três vetores) e inseriu corretamente os valores das componentes do vetor deslocamento resultante. As figuras 2(b) e 2(c) mostram, respectivamente, situações em que o jogador inseriu um vetor além do mínimo necessário ou três ou mais vetores além do mínimo necessário naquela fase. Na situação da Fig. 2(b) o jogador poderá obter duas estrelas caso insira corretamente os valores das componentes do vetor deslocamento. Caso o jogador

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preencha incorretamente qualquer uma das duas componentes, ele não receberá nenhuma estrela e a próxima fase não será habilitada para ser jogada.

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Figura 2 Tela mostrando o resultado de um jogador que (a) conseguiu obter três estrelas na fase, (b) poderá conseguir obter duas estrelas na fase caso as componentes do vetor deslocamento sejam inseridas corretamente e (c) utilizou três ou mais vetores além do mínimo necessário naquela fase.

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O jogo 'Soma de Vetores - IMPA' está sendo desenvolvido em parceria com o Portal da Física [2] da OBMEP (Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas) atrelado ao Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada - IMPA. Ele ainda está em fase de desenvolvimento e novas fases ainda estão sendo elaboradas, adicionadas e continuamente publicadas em versões atualizadas do jogo na Google Play Store . No momento, estamos analisando os dados a fim de investigar os erros mais comuns em cada fase.

## Referências

[1] Google Play Store, Disponível em: &lt; https://play.google.com/store/apps/ details?id=gmp. jogos.somadevetores\_impa &gt;. Acesso em: 24 de fev. de 2021.

[2] Portal da Física - OBMEP, Disponível em &lt;https://portaldaobmep.impa .br/index.php/site/index?a=2&gt; Acesso em: 24 de fev. de 2021.

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