Ensino de Matemática com Uso de Agentes Animados e Jogo

Ensino de Matemática com Uso de Agentes Animados e
Jogo Interativo Auxiliado por Objeto de Aprendizagem
Leandro Palha de Oliveiraa; Juliano Schmiguelb
a
b
Universidade Cruzeiro do Sul (Rua Galvão Bueno, 868 São Paulo – SP)
Universidade Cruzeiro do Sul (Rua Galvão Bueno, 868 São Paulo – SP)
Resumo: Este trabalho apresenta o estudo de uma abordagem de ensino de matemática, baseada no uso de agentes
animados e QUIZ. Tem por objetivos ampliar a compreensão da eficiência destes recursos neste contexto, além de criar
um referencial de pesquisa. As atividades foram conduzidas por um objeto de aprendizagem representado por um
programa de computador, com ênfase aos seus recursos audiovisuais. Os agentes animados representam um instrumento
na condução dos assuntos, em substituição à exposição tradicional da teoria. O jogo representa a finalização do processo
de exposição de cada assunto, proporcionando aos participantes um tipo de interação que trabalha os exercícios de
fixação através da linguagem de perguntas e respostas, com atribuição de pontos e declaração de vencedores. Analisando
os resultados, pode-se constatar a evolução dos alunos no processo, em que há a oportunidade de aprimoramento dos
recursos utilizados. Ao final, podem-se fazer inferências a respeito da viabilidade da aplicação, levando em consideração
os resultados obtidos que confirmaram a melhora da aprendizagem de matemática nos aspectos analisados com o uso da
abordagem proposta, comprovada pela análise das pesquisas realizadas.
Palavras-chave: Matemática, Jogos, Quiz, Objetos de Aprendizagem, Agentes Animados.
PACS: 01.40.-d - 01.50.HAbstract: This paper presents an approach to the study of mathematics teaching, based on the use of animated agents
and QUIZ. It aims to broaden the understanding of the effectiveness of these resources in this context, and create a
framework for research. The activities were conducted by a learning object represented by a computer program, with its
emphasis on audiovisual resources. The animated agents represent an instrument in the conduct of affairs, replacing the
traditional exposition of the theory. The game represents the finalization of exposure of each subject, providing
participants with a type of interaction that works the fixation exercises through the language of questions and answers
with attribution points and declaration of winners. Analyzing the results, we can observe the evolution of the students in
the process, in which there is an opportunity to improve resource use. At the end, one can make inferences about the
viability of the application, taking into account the results obtained which confirmed the improvement of learning
mathematics in the aspects analyzed using the proposed approach, proven by the analysis of research conducted.
Keywords: Mathematics, Games, Quiz, Learning Objects, Pedagogical Agents.
PACS: 01.40.-d - 01.50.H-
INTRODUÇÃO
A educação superior no Brasil tem a função de formar profissionais com capacitação técnica, cultural e
ética preparando-os para um mercado competitivo. De acordo com o censo do IBGE 2010 a população com
ensino superior passou de 4,4% para 7,9%. Embora este dado represente um aumento significativo no número
de profissionais com graduação superior no Brasil, esta proporção ainda é muito inferior à crescente necessidade
de profissionais qualificados em todas as áreas das atividades produtivas Céo [2012].
Estes resultados ainda insatisfatórios têm diversas causas que vão desde as condições de formação dos
alunos ingressantes, passando pelas condições sociais e de trabalho em que o processo acadêmico tem que ser
executado sem exclusividade, até problemas gerais de estrutura e projetos acadêmicos equivocados. Com
relação a esta última se pode afirmar que parte do insucesso dos projetos acadêmicos do ensino superior se deve
a uma utilização deficitária dos recursos de tecnologia da informação e comunicação (TIC).
Como afirma Moran [2004], os recursos das TICs são reduzidos no contexto da educação atual no
Brasil a meros auxiliares na condução de processos educacionais tradicionais baseados exclusivamente em
textos dos autores e falas dos professores. Esta realidade coloca com grande frequência toda a potencialidade
especial dos recursos das TICs em situação de exclusão. Realidade virtual, imersão, alta interatividade entre
outros, representam alguns destes recursos cujo potencial não está sendo aproveitado de maneira satisfatória.
Para Nasser, Freire e Cardador [2008] há também um problema associado à base de conhecimentos
dos alunos ingressantes do ensino superior, que tem efeito em seu desenvolvimento acadêmico. Para eles a falta
de um nivelamento adequado, em que o aluno estaria apto a acompanhar os novos desafios nesta fase de sua
educação, tem deficiências na formação de seus conteúdos prévios e um tratamento insatisfatório desta carência.
A partir do trabalho de Oliveira, Rosetti e Schimiguel [2012] foram acompanhadas duas turmas do
Curso Superior de Tecnologia em Gestão Financeira, no segundo semestre de 2011 (com uso da abordagem e de
controle) executando a atividade e tendo como referêncial o ensino e aprendizagem de matemática financeira.
Na ocasião, através da análise das pesquisas aplicadas, identificou-se uma demanda que transcendeu os
problemas exclusivos da disciplina específica, mostrando dificuldades em componentes curriculares básicas.
Assim, para este novo trabalho, apresentam-se alguns resultados da mesma abordagem agora no contexto da
matemática básica, em razão de sua importância como disciplina elementar.
Com base nesse cenário, este artigo tem o objetivo geral de ampliar a discussão em torno do uso mais
eficiente das TICs na educação superior, como recurso auxiliar na aprendizagem de matemática como
componente curricular básico de aprendizagem para outras disciplinas mais aplicadas do curriculo dos cursos de
graduação em tecnologia. Com essa finalidade este texto aborda o uso de um Objeto de Aprendizagem (OA)
baseado na utilização de Agentes Animados e de um jogo interativo entre equipes no formato Quiz, como
ferramenta complementar no ensino da disciplina de matemática do currículo do curso superior de tecnologia
em Gestão Financeira da Faculdade de Tecnologia de Osasco (Fatec Osasco).
1. O OBJETO DE APRENDIZAGEM (OA) COM QUIZ E USO DOS AGENTES
ANIMADOS
Para Willey [2000 apud MACÊDO et al. 2007] um OA é “qualquer recurso digital que possa ser
reutilizado para o suporte ao ensino”. Esta conceituação de Willey restringe os OAs, os diferenciando de outros
materiais instrucionais.
Os OAs podem contextualizar situações de aprendizagem específicas. Os recursos multimída atuais
disponibilizam uma grande variedade de possibilidades. Animações, gráficos, apresentações eletrônicas, vídeos,
arquivos de audio são alguns exemplos destes recursos. Já se pode contar com a presença destes recursos a cada
vez mais usuários, numa realidade em que o acesso à Internet já é bastante comum.
A dinâmica na apresentação dos conteúdos com uso dos OAs pode auxiliar a melhora da capacidade
associativa de um novo conhecimento apresentado. Para Piaget [1975 apud MÜLLER, 2011] a nova informação
não se incorpora de maneira pura ou hermética às estruturas cognitivas, uma vez que o novo conteúdo irá se
estruturar nos esquemas anteriores dos indivíduos, gerando experiências e conhecimentos exclusivos.
O uso das TICs na educação representa uma associação que pode ser tida na atualidade como
obrigatória, uma vez que sua consolidação pode proporcionar à sociedade um elemento primordial na formação
cultural e técnica de seus cidadãos, implicando em melhorias em suas condições gerais de vida.
1.1. O Jogo Interativo com Uso do Quiz e Uso dos Agentes Animados
A linguagem matemática é simbólica e não natural o que confere à sua compreensão a necessidade de
abstração na atribuição de significados, o que exige o uso de um exercício de compreender e atribuir sentido,
que requer um tipo de habilidade que não pode ser exigida de maneira equanime a todos. “A linguagem carrega
em si a distância entre a experiência vivida, o experienciado e a expressão da significação” [Bicudo & Chamie,
1994]. Na busca de diminuir os efeitos de tais dificuldades, a ação pedagógica pode lançar mão de recursos
didáticos variados inclusive daqueles que exploram a motivação pelo lúdico. Neste contexto o jogo pode
representar um recurso importante, sem necessariamente ser confundido como algo sem seriedade, ao
proporcionar aos participantes um ambiente onde poderão ter seu foco nas ações promovidas, diminuindo a
tensão comum a outras atividades que colocam o fracasso e o êxito diretamente ligados à sobrevivência. Neste
tipo de interação os jogadores exercitam atividades mentais importantes, como a habilidade na negociação em
grupo e a criação de estratégias, alinhando-se perfeitamente com os requisitos dos desafios em matemática.
Um dos formatos possíveis para se caracterizar um jogo interativo entre equipes é o QUIZ, uma
espécie de jogo de perguntas e respostas, que proporciona aos participantes uma experiência envolvente usando
o elemento da disputa. Este recurso pode representar uma ferramenta importante no processo de ganho de
autonomia e valorização de diferentes formas de aprendizagem dos alunos [CARVALHO. et al., 2010].
Algumas experiências de ensino com resultados parcialmente favoráveis já foram realizadas, conforme trabalho
de Germano. et al. [2011], auxiliando na avaliação dicente, e Carvalho, et al. [2010] usando o QUIZ como base
de jogo interativo, como faz também o trabalho presente.
O OA desenvolvido para a atividade descrita neste trabalho foi concebido utilizando também agentes
animados. Seu uso teve o objetivo de gerar afetividade ao OA, uma vez que a própria teoria dos assuntos
tratados em aula foi veiculada por estes recursos. Aqui a expressão “agente animado” diz respeito à
representação virtual de personagens animados usados como instrumentos de interatividade entre o OA e os
participantes. O trabalho de Reategui & Moraes [2006] evidencia os aspectos positivos no uso dos agentes
pedagógicos animados e sua eficiência nas aprendizagens.
2. METODOLOGIA E ESTUDO DE CASO
Na atividade aplicada descrita anteriormente, foi realizada uma etapa preliminar com duração de oito
horas aulas (400 minutos) com foco em alguns conceitos elementares de matemática básica.
2.1. Material e Método
A- A Instituição de Ensino tomada como base dos trabalhos (Campo de Estudo)
A Faculdade de Tecnologia de Osasco representa uma instituição de ensino público, voltada ao
ensino tecnológico superior. No segundo semestre de 2011 iniciou o curso de Gestão Financeira com um
público de aproximadamente setenta ingressantes, organizados em duas turmas nos turnos da tarde e da noite,
das quais se constatou a presença de alunos com certa deficiência em sua base de conhecimentos gerais.
B- Método
O método se baseou no estudo de caso de uma atividade conduzida por um OA, representado por um
programa de computador especificamente criado com esta finalidade 1, destinado a apresentar a teoria, propor
jogos interativos, e aplicar uma pesquisa com questões diretas e de opinião. Também foram produzidos registros
na forma de diários. O público alvo foi composto pelas duas turmas supracitadas (com uso da abordagem e de
controle) representando uma amostra de aproximadamente sessenta alunos, distribuídos de maneira equilibrada
entre os dois turnos. É importante salientar que o uso do OA se fez verdadeiro ao longo de todo o processo.
C- O Objeto de Aprendizagem (OA)
O OA foi representado por uma aplicação (programa de computador), criada em C Sharp versão dez
em que foram usados recursos visuais típicos de um programa no padrão Microsoft Windows, além de textos
interativos acompanhados de áudio e áreas de texto para lançamentos de respostas e apresentação de
informativos. Apesar de apresentar diferentes interfaces com os usuários, estas são consideradas aqui como
pertencentes a um mesmo OA, com seus acessos realizados através de navegação controlada por botões e links.
2.2.
Dinâmica com o OA
O OA criado foi usado na condução dos participantes através das situações vividas pelos personagens
e na condução dos jogos interativos. Foi estruturado num sistema cíclico em fases com os tempos de utilização
das aulas também apresentados, como pode ser visto na figura 1.
FIGURA 1. Sistema cíclico de fases de aplicação do OA
Na primeira fase os personagens promoveram a construção do conhecimento através de situações
baseadas em contextos definidos, normalmente vinculados a temas transversais relevantes como a
sustentabilidade, de forma que os participantes usassem os conhecimentos trabalhados para resolver os desafios.
A figura 2 exibe uma das telas usadas nesta fase. O contexto se baseou na necessidade de uma estudante
universitária realizar seu projeto de conclusão de curso usando uma comunidade rural como campo de estudo.
Em cada situação proposta os assuntos de matemática se sucederam, e os alunos acompanharam a trajetória
desta personagem dando suas soluções aos problemas propostos. Esta fase contou ainda com a realização de
uma pesquisa que visou conhecer as expectativas dos alunos no uso deste tipo de abordagem.
A segunda fase apresentou o jogo entre equipes, que contou com uma apresentação de seus objetivos,
as instruções de uso, como iniciar, uma orientação da organização das equipes, o início do jogo seguido de uma
sequência de perguntas e respostas, um desafio final e a contagem de pontos, conforme figura 3 (à esquerda).
Nesta fase, após as etapas introdutórias de organização dos times e das regras, iniciou-se o jogo. A
veiculação das perguntas foi realizada aleatoriamente, aumentando a necessidade de concentração das equipes.
1
O OA utilizado foi desenvolvido e codificado pelos autores deste texto para a aplicação da atividade, as
referências apresentadas nas figuras dizem respeito às ilustrações encontradas na internet e utilizadas no OA.
O jogo ainda podia escolher um participante específico para responder, de forma a garantir a interação com o
maior número possível de jogadores.
FIGURA 2. Fase de teoria com Agentes Animados
Fonte: Rotoplast (adaptado)
FIGURA 3. Jogos Interativos
Fonte: Resistência Capoeira – Faça parte você também (adaptado)
Ainda observando a figura 3 (à esquerda) se pode identificar a exibição de um problema de
matemática. A regra determinou que as perguntas fossem respondidas dentro do prazo que, uma vez findado
sem a escolha de uma das alternativas, passaria automaticamente à tela seguinte, contando com um alarme que
seria acionado nesta situação. Sendo feita a escolha e pressionando a tecla “Avançar” havia a indicação de
acerto ou erro e a respectiva atribuição de pontuação, contando ainda com a exibição de mensagens de incentivo
a cada passagem. Em seguida o programa trazia uma mensagem explicando a resposta do problema, permitindo
a reflexão, intervenção do professor e esclarecimentos de dúvidas.
Como desafio final da fase de jogo coletivo, valendo cinco pontos, o OA propôs a elaboração de uma
atividade artística. As equipes deveriam resolver um enunciado específico de matemática apresentando a
solução em uma peça de teatro. Pode-se afirmar que não houve resistência à sua realização, e dentro do prazo
pré-estabelecido conseguiram resolver o problema proposto, imaginar um roteiro para a peça, definir os papéis,
ensaiarem e apresentarem. Ao final, o programa apresentou a pontuação dos grupos e declarou um vencedor.
Na terceira fase os alunos foram orientados a usar o laboratório de informática, onde encontraram
uma versão do OA preparada para a interação individual, caracterizando uma experiência mais particular, com
possibilidade de acompanhar exercícios que respeitaram os variados ritmos de aprendizagem, viabilizando o
êxito sem reduzir o interesse do aluno no recurso (figura 3 à direita). Ao final desta fase, o OA apresentou um
convite aos alunos de forma a deixarem suas dúvidas, sugestões e críticas à atividade através de um formulário
eletrônico, apresentado pelo próprio OA. Estas informações, conjuntamente com os registros das aulas e a
medida de desempenho nos desafios foram então usados como referência na avaliação da abordagem.
2.3.
Discussão dos Resultados
Os alunos participantes foram submetidos a pesquisas antes e depois da aplicação da abordagem. Inicialmente
procurou-se obter dados relacionados à facilidade de acesso aos recursos de informática e às expectativas gerais,
dos quais surgiram os comentários sobre as dificuldades em matemática (figura 4 à esquerda).
Esta informação levou a um estudo paralelo, que despertou o interesse no uso do OA também em
disciplinas de base como a matemática. Assim, houve a decisão de ampliar o uso do OA no contexto
introdutório da matemática básica a dois dias de aulas (400 minutos), e de fazer uma pesquisa após esta etapa. A
figura 4 (à direita) exibe parte dos resultados desta pesquisa. Nota-se a grande aceitação da abordagem,
resultado da integração em redor do OA que trabalhou com sucesso os assuntos.
Os dados obtidos a partir da pesquisa de opinião livre também resultaram em informações úteis. A
figura 5 apresenta os resultados desta pesquisa baseados em seus termos chave, que se apresentaram como
manifestações favoráveis ou críticas (com asteriscos) a algum aspecto da abordagem. O que se pode observar
deste levantamento é que há o predomínio de manifestações favoráveis, entre elas a motivação do
comportamento adequado em aula e a melhora da compreensão dos assuntos.
FIGURA 4. Pesquisa de opinião junto antes e depois do uso com OA
Entre as poucas críticas, houve manifestações com relação à dificuldade com tecnologia. Associando
este dado a alguns registros do diário, conclui-se que este resultado está atrelado à falta de hábito do uso da
informática como recurso de aprendizagem. Na atividade houve necessidade de uso do recurso de voz na fala
dos personagens à qual se atribui a outra citação crítica. Houve um pouco de resistência com a voz escolhida de
um personagem, considerada um pouco irritante, e também ao conteúdo do áudio que, num primeiro momento,
não correspondia exatamente ao texto exibido. Tais críticas levaram a melhoras nas versões seguintes do OA.
FIGURA 5. Proporções dos ítens mais citados nas manifestações livres dos alunos, registradas por escrito.
A figura 6 exibe um resumo do aproveitamento nos desafios. Fica bastante evidenciado que a
abordagem com o OA realmente teve impacto positivo no desempenho geral da turma que usou o recurso. A
abordagem garantiu um índice de acertos superior a 50% de aproveitamento na maior parte dos assuntos
tratados, além de apresentar um desempenho mais uniforme com o uso da abordagem.
FIGURA 6. Desempenho comparativo nos desafios
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Tendo como base os resultados vistos, observa-se que o tipo de abordagem apresentada forma uma
ferramenta didática viável na aprendizagem em matemática. Permite obter conhecimentos em diversas
perspectivas, possibilitando ao aluno compreender melhor suas experiências. É fundamental reafirmar que os
recursos utilizados são apenas instrumentos, e serão úteis somente se acompanhados por alguém que os analise
de modo diligente e crítico.
No aspecto comportamental houve melhora com a abordagem, o que ficou demonstrado a partir de
algumas medidas comparativas, com queda no número de ocorrências, provavelmente relacionada à clareza das
regras apresentadas pelo OA, além do clima mais descontraído proporcionado.
Conclui-se que uso dos jogos foi aprovado pela maioria dos participantes, como parte importante do
OA apresentado, provocou nos alunos um desejo bastante acentuado de continuidade nos trabalhos, usando suas
características de promoção do prazer relacionadas aos acertos e estímulos por pontuação, e na configuração de
um ambiente de competição sadio. Esta funcionalidade pode ser aproveitada amplamente, o que pode culminar
em maior êxito na conquista dos objetivos, estabelecendo uma rotina de trabalho com maior longevidade.
O processo de avaliação de toda a atividade melhorou com a abordagem, com o OA oferecendo
condições de criação de registros de aproveitamento de forma facilitada e segura. É importante lembrar que uma
sala com mais de vinte e cinco alunos pode apresentar dificuldades em sua avaliação associadas às limitações do
avaliador. Com o OA utilizado cada atividade proposta aos alunos, em cada uma das fases de aprendizagem,
gerou relatórios eletrônicos com um processo de armazenamento centralizado. Apesar de gerar arquivos em
formato simplificado de texto, foram geradas planilhas e gráficos com poucas manipulações. Estes
levantamentos puderam demonstrar a evolução dos participantes, além de servirem de parâmetros à elaboração
das próximas versões do OA. As avaliações contínuas facilitadas pelo uso destes recursos possibilitaram
também uma melhora na resposta do professor quanto a alguma dificuldade pontual, normalmente proveniente
de um aluno que não tenha conseguido se expressar em tempo normal de aula.
Assim, esta experiência demonstrou a viabilidade deste tipo de abordagem no contexto de base deste
trabalho, em repetidas confirmações numéricas e qualitativas. Os resultados e observações também permitem a
inferência de melhorias, como um sistema mais conectado à Internet, uma produção de relatórios mais
sofisticada possivelmente já no formato final pronto para uso, além de adaptações pedagógicas com vistas à
melhoria da linguagem e ampliação da utilização em outras áreas do conhecimento.
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