RUNTIME ENVIRONMENT

O m´etodo utilizado para a cria¸c˜ao dos desafios l´ogico-matem´aticos do jogo baseou-se na maior parte nos princ´ıpios de ensino abordados no livro A Crian¸ca e o N´umero de Kamii (1990), livro que apresenta de forma clara a aplica¸c˜ao dos estudos de Jean Piaget sobre o desenvolvimento do pensamento l´ogico-matem´atico em crian¸cas n˜ao alfabetizadas. Os princ´ıpios s˜ao:

1. A cria¸c˜ao de todos os tipos de rela¸c˜oes: Encorajar a crian¸ca a estar alerta e colocar todos os tipos de objetos, eventos e a¸c˜oes em todas as esp´ecies de rela¸c˜oes. 2. A quantifica¸c˜ao de objetos: a. Encorajar as crian¸cas a pensarem sobre n´umeros

e quantidades de objetos quando estes sejam significativos para elas. b. Encorajar a crian¸ca a quantificar objetos logicamente e a comparar conjuntos (em vez de encoraj´a-las a contar). c. Encorajar a crian¸ca a fazer conjuntos com objetos m´oveis. 3. Intera¸c˜ao social com os colegas e professores: a. Encorajar a crian¸ca a trocar id´eias com seus colegas. b. Imaginar como ´e que a crian¸ca est´a pensando, e intervir de acordo com aquilo que parece estar sucedendo em sua cabe¸ca.[...] [p. 42 - 43]

Al´em disso tamb´em foi levada em considera¸c˜ao a recomenda¸c˜ao de Kamii (1990) quanto a n˜ao fazer a crian¸ca associar o algarismo nessa faixa et´aria, conforme cap´ıtulo 3 (Ensino de Matem´atica para o P´ublico Infantil), para n˜ao confundir os conceitos evitando ao m´aximo o uso de n´umeros escritos.

Koster e Wright (2004) defendem que os criadores de jogos (Game Designers) devem se preocupar com o p´ublico alvo espec´ıfico para conseguir obter a melhor experiˆencia. Se o jogo for muito f´acil, o jogador n˜ao ser´a desafiado o suficiente, e terminar o jogo ser´a tedioso. Por outro lado, se for mais dif´ıcil que a capacidade do jogador, este desiste cedo, pois fica entediado por n˜ao conseguir evoluir o suficiente como nas outras atividades que envolvem aprendizado que gosta. Esse pensamento converge com a denominada Teoria do Fluxo (CSIKSZENTMIHALYI, 1990), em que deve existir um equil´ıbrio entre as habilidades e desafios para que a experiˆencia do usu´ario se mantenha, para que o jogador perceba sua evolu¸c˜ao na situa¸c˜ao em que est´a imersivo, esfor¸cando-se e superando-se.

A partir desse racioc´ınio de gera¸c˜ao das telas foi arquitetada uma narrativa que mo- tivasse a crian¸ca, tanto com elementos que esse p´ublico gosta como tema, al´em de criar cenas com desafios de racioc´ınio l´ogico matem´atico aderentes as teorias de Kamii (1990) e Koster e Wright (2004).

Os elementos de cria¸c˜ao das cenas no Unity (texturas, materiais, objetos) foram to- dos adquiridos de forma gratuita na Unity Store, o que facilitou o desenvolvimento das cenas, pois a preocupa¸c˜ao foi montar o cen´ario com elementos existentes, combinando e posicionando de forma a criar ambientes de jogo que fazem sentido no posicionamento, formas, tamanhos, cores e texturas, como na vida real.

Da mesma forma, houve a preocupa¸c˜ao para que os objetos dentro do jogo tivessem tamanhos proporcionais ao Avatar como teria uma pessoa na vida real, como por exemplo a passagem da horta na figura 4.8. Na mesma figura ´e poss´ıvel observar que no cen´ario principal existem duas casas, um cercado, plantas, gramado, e um caminho orientativo de por onde a crian¸ca pode procurar as passagens, todos adquiridos gratuitamente na loja vitural do Unity (UNITY, 2015a).

Depois das telas de patroc´ınio (vide Apˆendice - Game Desing Document) aparece uma tela (figura 4.3) solicitando o nome e idade da crian¸ca e um bot˜ao abaixo de cada avatar. Neste in´ıcio ´e necess´aria a ajuda de um adulto para preencher essas informa¸c˜oes escritas.

Existe narra¸c˜ao em todo o jogo com instru¸c˜oes, e nessa cena, antes de come¸car a jogar a crian¸ca ´e orientada a escolher entre os dois avatares conforme a figura 4.3 (houve colabora¸c˜ao da menina de 5 anos que opinou nesse ponto, com argumentos de que seria muito divertido poder escolher uma menina, j´a que ela ´e menina e o autor s´o tinha considerado um avatar menino). Os Avatares pentencem ao Unity e podem ser usados de forma gratuita para fins n˜ao comerciais (UNITY, 2015a).

Com exce¸c˜ao aos campos “Nome” e “Idade”, apresentados na figura 4.3 que exigem o uso de um teclado conectado ao computador e ajuda de um adulto, todo o restante ´e controlado por meio do Kinect v2 de forma gestual (vide se¸c˜ao Tecnologias de Interfaces Naturais).

Figura 4.3: Op¸c˜oes para o jogador no in´ıcio

Fonte: O autor (2015)

de quebra cabe¸ca na parte de cima da janela quando est˜ao na cor cinza significou que falta achar a caixa de pe¸cas e quando est´a amarela significa que vocˆe encontrou a caixa. Ao todo s˜ao 5 caixas retangulares laranja com um desenho verde no formato de pe¸ca de quebra cabe¸ca que devem ser localizadas. A primeira caixa est´a logo a frente do avatar no come¸co do jogo, para servir de demonstra¸c˜ao de como preencher de amarelo os campos no canto superior da tela e consecutivamente destravar o port˜ao do desafio final. Essa pe¸ca de quebra cabe¸ca e a textura da caixa laranja foram desenhadas com a ajuda da ferramenta de desenho Gimp 2 e exportadas no formato PNG.

Foi programado um script de reconhecimento de gestos espec´ıficos por meio da reu- tiliza¸c˜ao das bibliotecas do Kinect v2 para ser usado nesta cena. Nesse script foram implementados os seguintes gestos:

• KickLef t - m´etodo criado para reconhecimento de gesto de p´e esquerdo `a frente para fazer o avatar come¸car o movimento de andar;

• KickRight - gesto de reconhecimento de p´e direito `a frente para para fazer o avatar come¸car o movimento de andar

Figura 4.4: In´ıcio do jogo

Fonte: O autor (2015)

• J ump - m´etodo criado para reconhecimento de gesto de pular e executar a anima¸c˜ao equivalente no avatar;

• RaiseRightHand - reconhecimento de m˜ao direita levantada para fazer o avatar virar `a direita;

• RaiseLef tHand - reconhecimento de m˜ao esquerda levantada para fazer o avatar virar `a esquerda;

• T pose - reconhecimento de ambas as m˜aos levantadas acima do ombro com perma- nˆencia de 1 segundo para avatar parar;

• Stop - reconhecimento de gesto pausar (m˜ao direita para baixo com bra¸co relaxado enquanto bra¸co esquerdo forma ˆangulo de 45o

com rela¸c˜ao ao corpo em p´e) para voltar ao Menu do jogo;

Conforme orientado na narra¸c˜ao, o jogador deve pegar a primeira caixa aproximando- se dela, e tentar abrir as portas e passagens do jogo para entrar nas cenas dos desafios. A cada porta, um desafio, e a cada desafio completado, uma nova caixa laranja surge, a qual deve ser capturada para se juntar com as outras. Quando as cinco caixas s˜ao capturadas

pode-se ir para a quinta passagem do desafio final. Isto ´e melhor detalhado no decorrer desta se¸c˜ao.

Quando o avatar encosta qualquer parte do corpo na primeira porta, conforme exibido na figura 4.5, acontece uma mudan¸ca de cena para o desafio 1, que ser´a discutido logo na sequˆencia.

Figura 4.5: Primeira porta para chegar ao desafio Compara¸c˜ao de Conjuntos

Fonte: O autor (2015)

O desafio 1 consiste na compara¸c˜ao de conjuntos e ´e o primeiro dentre os desafios do jogo, conforme figura 4.6. Nessa tela pode-se obervar que foi elaborado um ambiente parecido com o interior de uma casa, com portas, janelas, paredes, livros, gatos brancos e amarelos, potes de comida e ´agua. Os gatos possuem anima¸c˜ao pr´e-programada com sequˆencia de movimentos diferente uns do outros, fazendo-os parecer gatos de verdade agindo de forma natural (esse item foi feito usando a ferramenta animator do Unity e movimentos corporais pr´e fabricados que vieram junto com o modelo de gato). Aqui a crian¸ca ´e orientada a pensar sobre qual o tipo de gato tem mais: “- Tem mais gatos brancos ou tem mais gatos amarelos? Movimente sua m˜ao na tela at´e o c´ırculo com a cor igual a do grupo de gatinhos que vocˆe acha que mais h´a”. Essa tela foi posicionada como primeiro desafio por que a dificuldade de movimenta¸c˜ao para “clicar” na resposta tem menor complexidade do que as demais, permitindo habitua¸c˜ao da crian¸ca com a forma de

selecionar e pegar os objetos no “ar” (PAPERT, 1994; JORDAN, 2011). Nesse desafio a crian¸ca deve selecionar a cor que representa o maior conjunto, e trata principalmente os princ´ıpios 2b. e 2a de Kamii (1990) e a compara¸c˜ao de conjuntos citada em Brasil (1994).

Figura 4.6: Desafio de compara¸c˜ao de conjuntos

Fonte: O autor (2015).

Quando a crian¸ca erra a resposta, a narra¸c˜ao diz: “- Hum, vocˆe tem certeza? Se n˜ao tiver vocˆe pode tentar novamente, n˜ao tenha pressa” como f eedback de erro. Quando clica na resposta certa, uma anima¸c˜ao de parab´ens com o desenho de uma nova caixa laranja surge, conforme figura 4.7, e logo ap´os volta para a mesma porta na cena inicial. Kamii (1990) diz em sua obra que o professor pode questionar se a crian¸ca tem certeza da sua resposta e o por quˆe, e assim ´e poss´ıvel perceber pela descri¸c˜ao da crian¸ca se ela chegou a resposta por meio do racioc´ınio correto. Este trabalho n˜ao contemplou essa an´alise (levando em considera¸c˜ao a complexidade de analisar a resposta verbal da crian¸ca sem uma tratativa de reconhecimento de voz aliada a uma estrutura de inteligencia artificial, por exemplo), logo n˜ao ´e poss´ıvel afirmar se a crian¸ca acertou sem querer ou decorou a resposta sem entender o conte´udo proposto, isso poderia ser implementado como trabalho futuro. No jogo apenas foi implementado esse tipo de pergunta para o caso de a crian¸ca n˜ao acertar a resposta na tela dos gatos (compara¸c˜ao de conjuntos) tentando

fazˆe-la repensar se o seu racioc´ınio foi correto.

Figura 4.7: Imagem da anima¸c˜ao de parabeniza¸c˜ao pelo acerto

Fonte: O autor (2015).

Depois de voltar para a cena inicial e captar a nova caixa laranja a crian¸ca deve comandar o avatar por meio de gestos para a pr´oxima passagem. A passagem mais pr´oxima percorrendo o caminho ´e a horta (figura 4.8), e encostando no port˜ao a cena muda para o desafio 2, e terminando o desafio a caixa laranja aparece do lado direito da porta.

O desafio 2 (Separar os conjuntos com rela¸c˜ao a sua forma geom´etrica - 4.9) consiste em separar os objetos na esquerda e direita conforme sua forma geom´etrica. Como em todas as cenas, aqui tamb´em h´a uma narra¸c˜ao orientativa. Existe um lado certo para cada formato: as esferas devem ser colocadas na esquerda e os cubos na direita. A cena foi programada para a narra¸c˜ao relembrar o lado correto quando algum elemento for colocado erroneamente, mas sem advertir a crian¸ca quanto ao erro. Quando tudo estiver colocado corretamente ´e apresentada a anima¸c˜ao de parabeniza¸c˜ao e volta a cena inicial para pegar a caixa que agora aparece em cena. Este desafio aborda principalmente os princ´ıpios 1 e 2c de Kamii (1990).

Continuando a explora¸c˜ao da vila a pr´oxima passagem para um novo desafio ´e um contˆeiner (figura 4.10). Para facilitar um desenho da continua¸c˜ao do caminho foi feito orientando onde esta a porta, e como as anteriores, assim que o avatar encosta na porta a cena muda para um novo desafio.

Figura 4.8: Avatar na passagem da horta

Fonte: O autor (2015)

Figura 4.9: Desafio de separar por tipos

Fonte: O autor (2015)

O terceiro desafio (Escolher a estaca certa para a palmeira - figura 4.11) consiste em a crian¸ca escolher uma estaca e testar colocando-a perto da ´arvore. Assim que ela passa a

Figura 4.10: Passagem do contˆeiner

Fonte: O autor (2015)

estaca na regi˜ao inferior da palmeira (perto da raiz) a estaca ir´a se fixar na posi¸c˜ao certa (do lado esquerdo). Qualquer uma das trˆes estacas se encaixa, mas existe um ´audio de f eedbackem conjunto com uma anima¸c˜ao da rota¸c˜ao da palmeira com rela¸c˜ao ao solo para facilitar no caso de a crian¸ca n˜ao perceber que a estaca do meio tem o tamanho semelhante ao das outras estacas que j´a est˜ao na palmeira do lado direito. A estaca pequena n˜ao muda a rota¸c˜ao da palmeira, e a narra¸c˜ao informa: “- Parece que esta estaca n˜ao funcionou, o que vocˆe acha de testar outra?” Se a crian¸ca pegar a maior estaca a palmeira vai tombar para o outro lado, e a narra¸c˜ao informa:“- Ops, acho que algo n˜ao funcionou, vocˆe acha que esta estaca tem o tamanho parecido com a outra que j´a est´a na palmeira? ”. Assim como nos outros desafios, ap´os completar a tarefa ´e exibida a anima¸c˜ao de parab´ens e o jogo retorna para a tela inicial. Este desafio aborda principalmente ao princ´ıpio 2b de Kamii (1990).

A ´ultima porta (figura 4.12) a ser explorada para completar a ca¸ca `as caixas de pe¸cas do quebra cabe¸ca ´e a porta da casa grande. Ap´os completar o desafio, especialmente nessa tela, a caixa de pe¸cas laranja aparecer´a ao lado esquerdo, atr´as das flores.

Figura 4.11: Desafio da estaca certa

Fonte: O autor (2015)

Figura 4.12: Porta no casar˜ao

Fonte: O autor (2015)

O quarto desafio (separar as bolas caindo - figura 4.13) tem como cen´ario dois baldes e muitas bolas vermelhas ou azuis caindo do c´eu. Os baldes cont´em n´umeros. A crian¸ca

n˜ao precisa necess´ariamente contar as bolas, mas ela tem a oportunidade de perceber que quando ela coloca a bola certa no balde com o n´umero da mesma cor algo acontece: o valor diminui. Quando coloca a bola errada, nada acontece. Foram dispostas 80 bolinhas, 40 azuis e 40 vermelhas sem ordem espec´ıfica, mas com um espa¸camento entre elas conforme tentativa e erro. S˜ao necess´arias 10 bolas vermelhas e 8 azuis nos respectivos baldes. O script que reconhece a quantidade de bolas foi programado de forma a s´o parabenizar quando os dois baldes zeram os n´umeros, que significa que todas as bolinhas necess´arias foram colocadas. O desafio de separar as bolas que est˜ao caindo aborda os princ´ıpios 1 e 2 de Kamii (1990) e a distribui¸c˜ao conforme a necessidade abordada em Brasil (1994).

Figura 4.13: Bolas caindo: pegar e colocar no balde correto de acordo com a cor

Fonte: O autor (2015)

A passagem para o desafio final s´o ´e vis´ıvel quando se tem as cinco pe¸cas de quebra cabe¸ca no canto superior direito da tela (o que ´e percept´ıvel quando todas est˜ao amarelas). Encostando o avatar nessa passagem muda-se para um desafio final.

O desafio final consiste em montar o quebra cabe¸cas com as pe¸cas encontradas, con- forme figura 4.15. Aqui n˜ao ´e exigido que a crian¸ca complete totalmente o quebra cabe¸ca, mas ´e orientado que assim que terminar, ela segure o bot˜ao verde com a luva virtual. Se demorar mais do que 3 minutos para completar esse quebra cabe¸ca de 9 pe¸cas, a narra¸c˜ao indica que ela pode apertar o bot˜ao verde se n˜ao quiser terminar.

Figura 4.14: Passagem para o desafio final

Fonte: O autor (2015)

Figura 4.15: Desafio final - montar o quebra cabe¸ca

Depois disso, uma tela de bˆonus foi planejada, onde a crian¸ca vai se ver na tela da televis˜ao com background trocado pela figura do arco-´ıris, ao som de uma m´usica infantil. O jogo educativo desenvolvido ´e o primeiro resultado do presente trabalho, pois ele foi constru´ıdo respeitando os princ´ıpios de Game Design, houve a participa¸c˜ao ativa de uma crian¸ca no decorrer no seu desenvolvimento, conforme indica¸c˜oes da ´area de ICC, assim como o Kinect v2 foi escolhido por sua maior sensibilidade dos sensores, conforme tratado no subcap´ıtulo Tecnologias de Interfaces Naturais Utilizadas (NIJHOLT, 2012; DUH et al., 2010).

Al´em disso, as teorias piagetianas com rela¸c˜ao a matem´atica na educa¸c˜ao infantil foram aplicadas, por meio do desenvolvimento estruturado nos princ´ıpios de ensino da obra de Kamii (1990) de forma a contribuir na aprendizagem de matem´atica, respeitando a fase do desenvolvimento infantil conforme a idade da crian¸ca.

A menina de 5 anos que colaborou nas fases de desenvolvimento do jogo e incentivou a adi¸c˜ao de mais uma op¸c˜ao de avatar, assim como demonstrou sua empolga¸c˜ao e ansiedade para poder jogar o jogo completo. Ela tamb´em aprovou as outras cenas e participou de pr´e-testes mesmo antes de as cenas estarem completas.