Saturday, April 25, 2009

Inserção de RPG para introdução de programação em faculdades de computação e escolas de nível médio

Prática de ensino de Programação da Professora Doutora Jeane Melo, coordenadora do curso de licenciatura plena em computação UFRPE - DEINFO.

Carlos Henrique Ferreira
da Silva

Ido Ferreira de Lima

Jamisson Freitas

Jefferson Penna de Oliveira

Paulo Filipe Cândido



  1. INTRODUÇÃO

Educar é dar subsídios para se absorver atitudes e atos do que já está a sua volta. O homem se educa quando supera desafios. Cultura que o homem, ser intelectual, transforma o meio em que vive, alçando novas conquistas, desvendando novos horizontes, realizando-se. A ciência é uma das formas que o homem encontrou para evoluir, a concretizar seus sonhos e projetar seu futuro. Assim, baseado na ferramenta tecnológica mais avançada do homem, o computador. O computador tem um importante papel na continuidade dessas ciências e na educação, por tanto pode-se encontrar na Informática um agente facilitador do ensino-aprendizagem e, mais precisamente no uso de softwares educativos que sejam facilmente inseridos e adaptáveis à realidade dos jovens, que por sua vez se sintam instigados a buscar o aprendizado através da diversão produzida pelo sistema.


  1. JUSTIFICATIVA

No mundo, mais da metade de jovens e adolescentes entre 10 e 25 anos jogam RPG1 jogo que, acrescentados de conceitos educativos, pode ajudar a resolver deficiências educacionais. Como essa é a faixa etária compreendida pelos estudantes de ensino-médio e recém universitários, sua inclusão pode servir de mediador didático para suprir carências como a baixa auto-estima dos alunos de programação das universidades de computação brasileira e a deficiência lógico-matemática dos secundaristas. Vale salientar que parte das escolas governamentais, mesmo portando computadores, não possui internet2, tornando-se viável a utilização do software em qualquer meio escolar, já que ele não requer utilização dessa ferramenta.


  1. OBJETIVOS

    1. OBJETIVO GERAL

O projeto tem como objetivo geral analisar, compreender, educar e avaliar os alunos, através do jogo educativo PROGRAMMER’S ADVENTURE de gênero RPG, produzido pela plataforma RPG Maker VX.

    1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
    1. Traçar o perfil dos alunos e constatar sua adaptação e crescimento cognitivo específicos nas áreas computacionais e lógico-matemático na atuação da ferramenta.
    2. Avaliar em grau comparativo os jovens que não se utilizaram do software na sua formação secundarista ou na introdução da programação na universidade.
    3. Relatar experiências positivas ou negativas dos professores e dos alunos que utilizaram o sistema para eventuais reparos e melhorias no jogo.
    4. Compreender como a contextualização do roteiro do jogo influencia na capacidade de concentração e integração obtida por esses jovens.

  1. REVISÃO DE LITERATURA

Software Educativo é todo programa de computador desenvolvido para colaborar no processo de ensino-aprendizagem, fazendo associação de um conteúdo rico e bem orientado, de preferência interdisciplinares, didáticos com um conteúdo que ensine, estimule e divirta ao mesmo tempo. O objetivo principal é que “o estudante” que faz uso desse software tenha prazer em lidar com ele e possa praticar de maneira clara e objetiva3.

O Role playing game (RPG, traduzido como "jogo de interpretação de personagens") é um tipo de jogo em que os participantes, 60% das crianças e adolescentes entre 12 e 17, assumem os papéis de personagens e criam narrativas colaborativamente. O progresso de um jogo se dá de acordo com um sistema de regras predeterminadas, dentro das quais os jogadores podem improvisar livremente. As escolhas dos jogadores determinam a direção que o jogo irá tomar1.

Os RPGs são tipicamente mais colaborativos e sociais do que competitivos. Um jogo típico que une os seus participantes, aventurando-se como um grupo. Um RPG raramente tem ganhadores ou perdedores. Isso o torna fundamentalmente diferente de outros jogos de tabuleiro, jogos de cartas, esportes, ou qualquer outro tipo de jogo. Como romances ou filmes, RPGs agradam porque eles alimentam a imaginação, sem, no entanto limitar o comportamento do jogador a um enredo específico3.

Com o intuito de produzir melhores resultados de aprendizagem na área de Computação e facilitar a compreensão de processos abstratos, faz-se necessária uma atualização de metodologias de ensino de forma geral. O contato com algoritmos e programação muitas vezes representa uma barreira significativa aos estudantes nos primeiros anos dos cursos da área5 [Porter e Calder, 2004]. Em parte, isso se deve à dificuldade encontrada pelos professores em acompanhar as atividades laboratoriais de programação, dado o grande número de estudantes sob sua supervisão6 [Tobar et al., 2001]. Destaca-se, ainda, a forma de estudar (memorização de conceitos e processos) e a falta de pré-requisitos em conteúdos relacionados7 [Rosso e Daniele, 2000]. Essa realidade se mostra pelas altas taxas de reprovação e de desistência de cursos, devido à diminuição da auto-estima e à geração de apatia8 [Haden e Mann, 2003]. Faz–se, portanto necessário o uso de uma ferramenta computacional estimuladora a faixa etária desses estudantes como, por exemplo, jogos educativos.

Com o uso da plataforma RPG Maker VX, aplicativo que possibilita a criação de jogos com especialidade no gênero RPG, será implantado um jogo que facilitará a aprendizagem desses jovens, instigando a pratica de programação e colaborando para a eliminação da apatia revertendo assim os dados atuais de reprovação nesta disciplina tudo de maneira intuitiva, simples, divertida e renovadora.

Sob os avaliação dos conceitos de softwares educacional e métodos de avaliação ensino-aprendizagem serão analizados paradigmas importantes como comportalista sendo priorizados: Tutorial e Exercício e Prática: Tutoriais - Sob quais aspectos justifica-se o uso dos recursos computacionais na proposta? Com relação a motivação para o aprendizado e a apresentação dos conteúdos: A estratégia motivadora utilizada é eficiente e adequada? O ritmo de trabalho é controlável? O conteúdo está desenvolvido corretamente? O diálogo é rico e bem formulado? Com respeito a aplicação dos conhecimentos e retro-alimentação: A sequência de problemas propostos é adequada? Permite tratamento personalizado do erro com estratégias corretas de reforço? O resultado final alcançado pelos alunos é satisfatório? Exercício e Prática - Excetuando-se a etapa da apresentação do conteúdo esta modalidade reproduz a anterior, devendo ser observados portanto os mesmos aspectos. Sob o paradigma comportamentalista a qualidade da estratégia educacional deve ser medida a nível da eficácia em se provocar determinados comportamentos de maneira a não causar esforços e angústias desnecessárias.

Paradigma construtivista percebeu-se uma maior dificuladade quando se tenta delinear o processo de avaliação da utilização dos recursos computacionais na educação. Estas dificuldades eram de se esperar, uma vez que sob este paradigma os objetivos a serem alcançados no processo educacional, não se expressam através da obtenção de comportamentos que devam ser obrigatoriamente mensuráveis. Sob este paradigma serão enfocadas as seguintes categorias: Simulações - A vivência concreta da experiência é inviável por questões financeiras, temporais , geográficas ou de periculosidade? O software permite o enriquecimento cognitivo da experiência ampliando o leque das informações assimiláveis? Este enriquecimento pode se dar via a introdução de interfaces que permitem a captação e o tratamento simultâneo de uma grande massa de dados. Pode dar-se também via a facilidade na repetição do experimento um grande número de vezes o que permitiria a criação de uma sensibilidade mais aguçada a respeito do relacionamento das variáveis envolvidas na experiência. Mas principalmente, por permitir maior flexilbilidade em alguns casos e noutros por permitir o controle a nível ideal, das variáveis de entrada do modelo, o computador pode possibilitar a realização da experiência sob condições dificilmente obtidas na realidade. Jogos Educativos - Os jogos educativos intencionam introduzir às simulações uma componente lúdica e prazeirosa. Logo além dos aspectos relacionados com os simuladores cabe observar ainda: Além dos simuladores e jogos educativos foram mencionados muitos outros tipos de uso para os computadores. Sob o paradigma construtivista a avaliação deve se encaminhar no sentido de definir: o potencial cognitivo da proposta, o nível de satisfação e de interesse demonstrado pelos alunos, o nível de sociabilização fomentado entre os alunos, o nível de interação permitido entre o ambiente e o aprendiz1.

Para um ensino programático ordenado será utilizado parte do programa da disciplina9 introdução a programação (IP) da Universidade Federal Rural de Pernambuco e um roteiro para a continuidade e aplicação da didática do jogo desenvolvido.


EMENTA
Fundamentos da construção de algoritmos e programas. Ambientes de programação: uso de uma linguagem de programação. Conceitos básicos: variáveis, operadores e expressões, estruturas de controle (atribuição, seleção, repetição). Dados estruturados: (listas, cadeias, dicionários, tuplas). Subprogramas: funções, procedimentos. Parâmetros locais e globais. Recursão. Ordenação interna: bublesort, inserção, shellsort, heapsort, quicksort. Pesquisa interna: seqüencial, binária. Modularização. Complexidade temporal de algoritmos. Exemplificação de programação orientada a eventos, programação orientada a objetos, programação orientada a aspectos.
CONTEÚDOS
UNIDADES E ASSUNTOS
1. Algoritmo e linguagens

1.1 Algoritmo (fluxograma). 1.2 Instruções de um algoritmo.

1.3 Tipos de linguagens. (máquina, simbólica, abstrata).

1.4 Programa, compilação, interpretação e execução.

2. Ambiente de programação

2.1 Conceitos básicos de uma linguagem: variáveis, tipos, estruturas de controle.

2.2 Declaração de tipo simples. 2.3 Comandos de entrada e saída.

2.4 Comando de atribuição. 2.5 Operadores e expressões.

2.6 Exercícios em laboratório.

3. Tipos estruturados

3.1 Listas 3.2 Filas 3.3 Array unidimensional (vetor). 3.4 Array bidimensional (matriz).

3.5. Arquivos. 3.6. Exercícios em laboratórios

4. Subprogramas

4.1 Função com parâmetro. 4.2 sub-rotina com parâmetro.

4.3 Passagem de parâmetro. 4.4. Exercício em laboratório

5. Algoritmos

5.1 Pesquisaa sequencial e binária

5.2 bublesort 5.3 inserção 5.4 shellsort 5.5 heapsort 5.6 quicksort.

6. Noções de Complexidade e Paradigmas de Programação

6.1 Notação o, O, _ e Ө. 6.2 Introdução a programação orientada a eventos.

6.3 Introdução a programação orientada a objetos.

6.4 Introdução a programação orientada a aspectos.


  1. ROTEIRO

O jogo gerado pela plataforma terá inicio em uma aula peculiar, a de programação, onde a maioria dos alunos se apresentam desmotivados a aprender a matéria e o professor não se mostra flexível a uma nova metodologia de ensino indiferente a softwares que agreguem educação e diversão, porém eles se deparam com uma aventura que lhes levarão um novo mundo onde terão de aprender para então prosseguir neste jogo de batalhas intelectuais.

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Como o Software educacional não está sujeito só a avaliações de seu caráter cognitivo educativo também é preciso analizar o jogo como um aplicativo computacional e portanto sugeito a exigências de um analista de software. Com isso, podemos associar a qualidade dos software como um conjunto de características que devem ser alcançadas para que o produto atenda as necessidades dos usuários. De certa forma, essas "exigências" por parte dos usuários, que inclue facilidade de uso, segurança e confiabilidade dos dados, entre outras, contribuiu para que surgisse a Engenharia de Software.

A norma ISO/IEC 9126, do ano de 1991, regulamenta a forma de avaliação e descreve a qualidade de um produto de Software genérico. Segundo essa norma, para se alcançar qualidade, faz-se necessário implementar um processo de desenvolvimento definitivo e institucionalizado. De forma mais abrangente, a norma internacional NRB ISO/IEC 12 207 estabelece um processo de desenvolvimento de software. Poderíamos afirmar que qualidade de software é definida como "a totalidade das caractéristicas de um produto de software que lehe confere a capacidade de satisfazer necessidades explícitas e implícitas"10 (Gladcheff, Zuffi, Silva; 2001). Entendemos como necessidades explicitas como aquelas apresentadas na definição do produto e, as implícitas, aquelas que não são apresentadas mas são necessárias para o bom funcionamento do produto.

No caso dos softwares educativos, a qualidade do processo de desenvolvimento é essencial para a obtenção da qualidade do produto que é tratada, além das normas já citadas, na norma ISO/IEC 12 119 que enfoca os reqisitos de qualidade de pacotes de software. Os software devem apresentar fatores que facilitam a atuação do professor. Essas caractéristícas, em geral, são pegagogicas, facilidade de uso, da interface, adaptabilidade e precisão, entre outras. Poderiamos ainda considerar como subfatores, segundo (11)( CAMPOS, Gilda Helena Bemardino de, ROCHA, Ana Regina O da 1993), clareza,concisão, estilo, modularidade, disponibilidade, estrutura e rastreabilidade, entre outros.


  1. RESULTADOS ESPERADOS

A ferramenta em questão se mostrar eficaz no ensino de programação de uma maneira inovadora e estruturada, contudo, espera-se aumentar a auto-estima dos alunos dessa disciplina que a tantos reprovam no Brasil.


  1. BIBLIOGRAFIA

1 Uma ficção quase real com o RPG Jornal do Comercio Recife - 07.07.2000 Sexta-feira.

2 DEADEF COOPERATIVAS, AEIAAO ENSINO, A DISTÂNCIA -

http://lakatos.multimeios.ufc.br/arquivos/pc/congressos/congressos-formacao-de-monitores-para-laboratorios.pdf

3 retirado do site: http://pt.wikipedia.org/wiki/Software_educativo no dia 13 de março de 2009.

4 CABALERO, Sueli da Silva Xavier ; MATTA, A. E. R. . O jogo RPG digital na mediação da aprendizagem da escrita nas séries iniciais.

5 Porter, R.; Calder, P. (2004) “Patterns in Learning to Program – An Experiment?”, In: Australasian Computing Education Conference, Dunedin, New Zealand, p. 241-246.

6 Tobar, C. M.; Rosa, J. L. G.; Coelho, J. M. A.; Pannain, R. (2001) “Uma Arquitetura de Ambiente Colaborativo para o Aprendizado de Programação”, In: Anais do XII SBIE, Vitória/ES,p. 21-23.

7 Rosso, A.; Daniele, M. (2000) “Our Method to Teach Algorithmic Development”, In: ACM SIGCSE Bulletin, v. 32, n. 2, ACM Press, USA, p. 49-52.

8 Haden, P.; Mann, S. (2003) “The Trouble with Teaching Programming”, In: Proc. of the 16th Annual NACCQ, Palmerston North, New Zealand, p. 63-70.

9 Ementa do curso de Introdução a programação disponível no site: http://200.17.137.110:8080/licomp/o-curso/conteudos-programaticos-1/1o-periodo/introducao-a-programacao.doc/view

10 Gladcheff, A.P. (2001) “Um Instrumento de Avaliação da Qualidade para Software Educacional de Matemática”. São Paulo. Dissertação (Mestrado) – Departamento de Ciência da Computação, Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo.

11 CAMPOS, Gilda Helena Bemardino de, ROCHA, Ana Regina O da. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE SOFTWARE EDUCACIONAL Rio de Janeiro: UFRJ, COPPE, 1993.