Gene2: jogo via internet de apoio ao aprendizado de

Gene2: jogo via internet de apoio ao aprendizado de genética
Leandro de A. Morelato1, Renata Yoko Guima1, Marcos Augusto F. Borges1, 2
1
Universidade Estadual de Campinas - Dep. de Tecnologia em Informática (UNICAMP)
R. Paschoal Marmo, 1888 – 13484-332 – Limeira – SP – Brasil
2
Núcleo de Informática Aplicada a Educação - NIED
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) – Campinas, SP - Brasil
{lmorelato, re.naty}@gmail.com, [email protected]
Abstract. The first version of Gene system was completed in 1999. Its goal was
serve to support the learning of genetics. It was demonstrated the system
capacity to support users learning process. The system was not so used,
among other reasons because it had a closed architecture and it required
installation. This project includes the construction of a new version of the
system Gene exploring “state of the art” technology, including improvements
in multimedia resources. The project keeps the learning paradigm of
constructionism. The result was a system available on web, with multimedia
resources improved, making the system more attractive to the user.
Resumo. A primeira versão do sistema Gene foi concluída no ano de 1999,
tendo como objetivo servir no apoio ao aprendizado de conceitos de genética.
O sistema demonstrou capacidade de apoiar seus usuários no entendimento
dos conceitos de genética, mas foi pouco utilizado, entre outros motivos por
possuir uma arquitetura fechada e necessitar de instalação. Este projeto
contempla a atualização do sistema Gene explorando tecnologias mais
modernas e visando melhorias em recursos multimídia. O projeto mantém
como base o paradigma de aprendizado construcionista. O resultado obtido
foi um sistema disponível em web e com recursos multimídia melhorados,
tornando o sistema mais atrativo ao usuário.
1. Introdução
Entre os diversos tipos de jogos, o Tamagotchi ou bichinho virtual teve sucesso
na década de 90. Deste sucesso derivou-se o Gene, uma ferramenta de apoio à
aprendizagem para formação em genética (Borges e Oliveira, 2000). A ferramenta em
questão é um ambiente de aprendizado interativo cujo foco principal de aprendizagem é
a genética. Nele, o usuário manipula os genes de um bichinho virtual e depois simula a
criação do bichinho resultante das manipulações genéticas.
A proposta da segunda versão do Gene surgiu para tentar resolver algumas
dificuldades associadas ao projeto original. Estão entre as mudanças, melhorias na parte
multimídia, no apoio ao aprendizado de genética e disponibilizar o sistema na Internet,
isentando o usuário de qualquer tipo de instalação.
O foco deste trabalho é construir a primeira versão do sistema para a internet,
incorporando melhorias na sua interface e jogabilidade, de maneira a tornar o sistema
divertido e interessante aos aprendizes de genética.
Este documento está organizado como se segue: a seção 2 apresenta os conceitos
envolvidos no sistema Gene, a seção 3 os materiais e métodos utilizados, a seção 4 os
resultados obtidos e a seção 5 apresenta a conclusão deste trabalho.
2. Sistema Gene
No sistema Gene, o usuário age como um cientista genético que pode definir
como será seu "animal" de estimação. Diferentemente dos tamagotchis usuais, no Gene
o usuário modela seu bichinho, manipulando o DNA do embrião. Baseado neste modelo
genético, o sistema simula a vida do bichinho depois de seu nascimento. Manipulando o
DNA, testando os resultados e retornando para a manipulação, o usuário estará
envolvido em um processo de aprendizado conhecido como "estética construcionista"
(Valente, 1993). A forma de jogar se adéqua aos modelos mentais dos usuários,
seguindo o paradigma denominado construcionismo, de Papert (1986).
Para se obter uma combinação genética, é necessário combinar as características
que são representadas por um gene. Este por sua vez é composto de dois alelos. De
acordo com Pazza (2006), uma característica que pode se manifestar quando há uma
combinação de dois alelos diferentes ou dois alelos iguais é chamada de dominante,
pois possui pelo menos um alelo dominante, representado por letra maiúscula. Tal
característica se manifesta apenas quando dois alelos são iguais, esta é recessiva e é
representada por letra minúscula, ou seja, se tal característica tem como alelo dominante
A, ela pode se manifestar quando os alelos forem Aa, aA ou AA. Porém, a característica
recessiva só ocorrerá se os alelos forem aa.
3. Materiais e Métodos
Como tecnologia base para o desenvolvimento deste projeto, escolhemos a
linguagem de programação Java, devido a sua grande portabilidade, que a torna
independente de plataforma operacional.
A arquitetura do sistema Gene2 é baseada no padrão MVC de camadas, onde o
projeto fica dividido por partes e estruturado de uma maneira lógica e concisa. Segundo
Martins (2006), MVC é dividido em três abstrações centrais: Model (camada de controle
ou persistência, responsável pelo tráfego de informações entre o sistema e fontes de
dados), View (camada de visão, responsável pela interface) e Controller (camada
responsável em prover ao usuário funções para obtenção, organização e atualização de
dados).
4. Resultados
Quando se inicia o sistema, temos algumas telas de apresentação, boas-vindas,
conceitos de biologia, entre outros. Logo em seguida, há uma tela onde o usuário faz a
combinação genética do bichinho virtual. Conforme o usuário escolhe os alelos, uma
prévia do bicho aparecerá. Por exemplo, há alelos para Cor e Sexo; caso o usuário
queira um bichinho do sexo masculino, um dos alelos selecionados deverá ser F; ou
ainda, para o bichinho ser da cor rosa, ambos os alelos devem ser r. Para se obter um
bichinho amarelo do sexo feminino, fez-se a combinação Rr e ff como é apresentado na
Figura 1.
Figura 1: Tela de Combinação com prévia.
Após essa manipulação dos genes o bichinho virtual é criado, e uma nova tela é
mostrada com o bichinho gerado a partir da combinação genética, juntamente com os
menus para manipulação do usuário, barras que indicam o humor, peso e saúde do
bichinho (Figura 2).
Figura 2: Tela do Jogo.
Buscando aumentar a motivação dos usuários, o bichinho tem um nível que
aumenta com o passar do tempo e faz o controle de toda parte dinâmico do jogo. No
início, apenas algumas das atividades podem ser executadas pelo usuário e, conforme o
tempo, o nível aumenta e outras atividades são oferecidas. Neste protótipo, o primeiro
nível permite que o usuário alimente e dê bebida ao bichinho. No segundo nível, além
das atividades anteriores, permite brincar e, no terceiro nível, permite ainda dar banho.
Há também uma associação de imagem para cada tipo de atividade. Por exemplo,
quando o usuário seleciona comer, irá aparecer na área de atividades, uma maçã sendo
comida. Para cada atividade, existem alguns atributos que deverão mudar: no exemplo
de comer maçã, calorias e nutrientes irão aumentar. O sistema disponibiliza um relatório
acessível através dos botões de interação do usuário, o qual apresenta os valores dos
atributos do bichinho e a sua combinação genética.
Caso o bichinho não esteja bem, seja por falta de comida, bebida, banho ou
diversão, aparecem ao lado dele mensagens indicando o que falta. Se a criatura
permanecer infeliz por muito tempo ela morre (Figura 3).
Figura 3: Bichinho virtual morto.
5. Conclusão
Tendo como base bichinhos virtuais que fizeram grande sucesso na década de
90, surgiu a idéia de se desenvolver um jogo educativo utilizando os seus conceitos para
apoiar o aprendizado de genética. Este projeto recebeu o nome de Gene e sua primeira
versão desenvolvida em meados da década de 90 tornou-se obsoleta com o advento de
sistemas web e uma nova realidade relacionada à qualidade das mídias usualmente
oferecidas.
Utilizando tecnologias mais modernas, foi possível construir um bichinho virtual
que é gerado a partir de uma simulação de uma combinação genética. O protótipo atual
conta com alelos relacionados a sexo e cor e tem disponíveis algumas atividades como
comer, beber, tomar banho e brincar. Esta nova versão poderá ser jogada através da
Internet.
Futuramente, espera-se aumentar o número dos tipos de alelos para que a
combinação genética possa influir em mais características do bichinho e também o
número de atividades disponíveis. Além disso, estão sendo desenhadas
complementações e melhorias para possibilitar um cruzamento entre bichinhos, de
forma a aumentar o potencial de aprendizado abordando os conceitos de combinação
genética na reprodução.
Referências
BORGES, M. A. F.; OLIVEIRA, S. P. Design de uma ferramenta de apoio ao
aprendizado. Publicado nos Anais do Simpósio Brasileiro de Informática na
Educação, (Ed. Costa, E.B.), UFAL, Maceió-Al, 2000, pp. 121-127.
MARTINS, D. F. Apresentando Model-View-Presenter, o MVC focado na visualização,
2006.
Disponível em: http://www.javafree.org/content/view.jf?idContent=91.
Acesso em: 15/08/2007.
PAPERT, S. Construcionism: a new opportunity for elementary science education; a
proposal to the National Science Foundation. Cambridge-Massachusetts: MIT,
Media Lab., Epistemology and Learning Group, 1986.
PAZZA, R. Introdução a Genética, Maio de 2006. Disponível em:
http://www.biociencia.org/index.php?option=com_content&task=view&id=211&Ite
mid=71. Acesso em: 15/01/2008.
VALENTE, J. A. Por que o computador na educação. Campinas. Gráfica Central da
Unicamp, 1993, p.24-44.