ABORDAGENS PARA DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE EDUCACIONAL

Categorias: Pesquisa

Início: 02/2018

Este projeto tem como finalidade criar novas abordagens envolvendo estrategias pedagógicas, inteligência artificial e de avaliação que permitam melhorar e avaliar o ensino e aprendizagem.

Coordenadores

Simone Nasser Matos

Acessar currículo

Colaboradores

Helyane Bronoski Borges

Vinicius Schultz

Rafael de Andrade Pereira

Produtos gerados

DENTALGAME: UM JOGO EDUCACIONAL INTERDISCIPLINAR BASEADO EM APRENDIZAGEM DE MÁQUINA PARA O ENSINO DE SAÚDE BUCAL

O ensino e aprendizagem de conteúdos pode ser facilitado quando se utiliza técnicas em que se consegue proporcionar a integração de diversas ciências. A interdisciplinaridade é a proposta de ensinar de forma a realizar esta integração, a qual permite complementar a capacidade de que disciplinas podem se comunicar a fim de proporcionar um melhor aprendizado da realidade. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um jogo interdisciplinar em que o aluno aprenderá a importância da higiene bucal como meio preventivo de doenças dentais e periodontais a partir de uma abordagem lúdica e ao mesmo tempo aprenderá conteúdos relacionados a português, por meio de interpretação de texto; matemática por meio de aritmética básica, história, por meio da evolução histórica dos tratamentos dentários, por fim, biologia, por meio de informações biológicas a cerca da bactéria responsável pela cárie. O jogo usará aprendizagem de máquina pode ajustar o nível de dificuldade e identificar quais as fragilidades e facilidades do usuário de forma individual. Para isto, serão estudados algoritmos supervisionados e não supervisionado a fim de identificar qual melhor se enquanto dentro da problemática. O jogo será aplicado ao público com deficiência intelectual, pois de acordo com o Censo 2010, quase 24% da população da população brasileira, declarou ter algum tipo de deficiência. Pessoas com deficiência intelectual podem processar as informações mais lentamente, ter dificuldade motora e realizar ações cotidianas, mas precisam ser incluídas no uso de tecnologias que podem proporcionar um melhor ensino e aprendizagem. Espera-se que a partir da proposta deste jogo, usuários com nível de deficiência intelectual leve e moderado sejam capazes de absorver o conteúdo e aprender sobre o tema apresentado de forma individual. Além disso, analisar as contribuições que a aprendizagem de máquina pode proporcionar a este público. Como o jogo será aplicado para pessoas com deficiência intelectual leve e moderada e eles estão em nível de escolaridade equivalente ao fundamental I e II e pré-escolaridade que se equivale ao fundamental III a V, então o jogo futuramente pode ser avaliado por crianças neste nível de escolaridade.


SCIENCELEARNING: UM JOGO SÉRIO USANDO ALGORITMO DE APRENDIZAGEM DE MÁQUINA PARA DEFICIENTES INTELECTUAIS

Jogos educacionais sao utilizados para impulsionar a aprendizagem de pessoas com ou sem deficiência intelectual de forma interativa com atividades e conteúdos pedagógicos de acordo com a realidade vivenciada dos alunos. O aprimoramento dos jogos e realizado por meio de aplicacão de técnicas e elementos de gamificação que procuram manter a atenção e engajar o aluno para superar desafios. Adicionalmente, algoritmos de aprendizagem de maquina estão sendo utilizados em jogos educacionais com o objetivo de obter informações mais precisas das partidas dos jogos, características, dificuldades encontradas e o proprio comportamento do aluno. Os algoritmos não são aplicados em tempo de execução do jogo, mas sim, após a sua finalização. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um jogo sério, o ScienceLearning, com o objetivo de aplicar algoritmos de aprendizagem de maquina em tempo de execução para mudança de níveis de dificuldade, utilizando gamificação. O ScienceLearning atende o público de pessoas com deficiência intelectuais no ensino sobre Segurança Alimentar. Espera-se como resultado obter informações sobre a aplicação de algoritmos de aprendizagem de máquina em relação a mudança de níveis durante a execução do jogo e medir o ensino e aprendizagem de alunos com deficiência intelectual em relação a sua interação com o jogo.


Base de Dados com Atividades Realizadas por Alunos com Deficiência Intelectual

Contém registros sobre a execução das atividades de pessoas com deficiência intelectual referente aos atributos: Cooperação, Autonomia, Persistência, Explicar o Assunto, Disposição para Realizar a Atividade, Atenção, Dificuldade e a Finalização da Tarefa.


MÉTODO PARA AJUSTE DE NÍVEL DE DIFICULDADE EM JOGOS EDUCACIONAIS FUNDAMENTADO EM ALGORITMO DE APRENDIZAGEM DE MÁQUINA

Jogos sérios são utilizados para impulsionar a aprendizagem de pessoas com ou sem deficiência intelectual de forma interativa com atividades e conteúdos pedagógicos de acordo com a realidade vivenciada pelos alunos. O aprimoramento dos jogos é realizado por meio de aplicação de técnicas e elementos de gamificação que procuram manter a atenção e engajar o aluno para superar desafios. Adicionalmente, algoritmos de aprendizagem de máquina estão sendo utilizados em jogos sérios com o objetivo de obter informações mais precisas das partidas dos jogos, características, dificuldades encontradas e o próprio comportamento do aluno. Este trabalho criou o método Tuning Game Level by Machine Learning (TGL-ML) para identificar atributos e aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina com o intuito de obter padrões, regras e índices para mudança de níveis de dificuldade. O método desenvolvido está dividido duas partes, antes e depois de aplicar algoritmos de aprendizagem de máquina. A primeira parte descreve elaboração de um jogo da memória contendo a definição do público alvo e suas características, tema do jogo, o uso da gamificação e elementos da gamificação, a criação do jogo, a definição de atributos e as funcionalidades do jogo, finalizando com a geração da primeira versão do jogo. E na finalização da primeira parte é aplicado o jogo no público alvo, coleta de dados e ajustes de funcionalidades com base nos feedbacks recebidos. A segunda parte contempla a utilização de algoritmo de aprendizagem de máquina com a base de dados preparada para posterior aplicação dos algoritmos de aprendizagem de máquina para análise de dados. Após a análise de dados os conhecimentos adquiridos são utilizados para atualização da versão do jogo adicionando regras e índices obtidos a fim de ajustar os níveis de dificuldades em uma nova versão do jogo sério. Os resultados alcançados por meio da aplicação de algoritmos de aprendizagem de máquina indicam que as regras devem ser adicionadas em dois dos níveis de dificuldade disponibilizados no jogo da memória.


A SYSTEMATIC MAPPING ON MACHINE LEARNING ALGORITHMS AND GAMIFICATION APPLIED TO EDUCATION

Algoritmos de aprendizado de máquina e gamificação aplicados em ambientes educacionais promovem a coleta de informações mais precisas conforme os alunos interagem com os jogos. Eles permitem que você avalie e analise dados de como melhorar as ferramentas gamificadas para estimular o ensino, reter a atenção e o interesse do aluno e otimizar o aprendizado. Este artigo realizou um mapeamento sistemático para identificar como os algoritmos de aprendizado de máquina são aplicados em cada nível do jogo. Proceedings of the 13th International Conference on Computer Supported Education - Volume 2: CSEDU, 353-361, 2021


ATIVA: UM AMBIENTE VIRTUAL PARA APOIAR O ENSINO E APRENDIZAGEM DE ALUNO COM DEFICIÊNCIA INTELECTUAL

Este artigo apresenta um ambiente virtual, denominado de Ativa, que tem a finalidade de permitir aos professores de instituições de ensino de alunos com deficiência intelectual (DI) gerenciar as atividades de suas aulas por meio de jogos sérios, o coordenador pedagógico gerenciar as turmas e o aluno executar a aula. A pesquisa é de natureza aplicada e usou da observação nas aulas de informática em uma instituição de modalidade de educação especial da região para relatar e identificar os requisitos do ambiente. O ambiente foi criado usando a metodologia Rapid Application Development (RAD) e envolveu a criação de quatro módulos. Como resultado o Ativa permite ao professor reusar aulas que já estão cadastradas, mantém uma base de dados sobre os jogos sérios gratuitos que podem ser aplicados aos alunos com DI como fixação de conteúdo, é um ambiente integrado contendo aulas de várias matérias e atende as individualidades dos alunos.


A Systematic Mapping of Serious Games for the Rehabilitation of Fine Motor Coordination

Motor development is an important part of an individual's evolution and the Serious game creation is a useful tool when used in motor development. This article carried out a systematic mapping to identify an overview of games aimed at rehabilitating fine motor skills. The objective was to identify scientific literature that addresses activities that stimulate the player's motor coordination and verify which ones are specific for fine motor skills and their characteristics. It was concluded that the use of mobile devices is still little explored, but it is a potential tool for the development of solutions for the rehabilitation of fine motor skills because it includes technologies such as accelerometer, gyroscope, and touchscreen, which allow the assessment of balance, tremors, direction, and tilt of the device. In addition, the touchscreen allows movements such as tapping, dragging, and pinching. Another finding is the lack of motor assessment methodologies, artificial intelligence applications, and game frameworks for coordination rehabilitation development.


Avaliação de Jogo Educacional para Pessoas com Deficiência Intelectual: Um Estudo de Caso com o PegAgente

Este artigo apresenta a avaliação de um jogo educacional denominado de PegAgente que aborda como temática elementos para prevenção a doença como o uso de máscara, álcool em gel, lavar as mãos com frequência e o distanciamento social. Esse jogo possui um agente inteligente que é o vírus o qual passa a perseguir o jogador. O jogador deve se proteger desse vírus, fugindo e coletando os itens de proteção. O jogo foi aplicado as pessoas com deficiência intelectual e como resultado percebeu-se que mais de 90% dos alunos conseguiram atingir o objetivo e que 38% dos atingiram o nível máximo do jogo. Dessa forma, a utilização de jogos educacionais usando agentes pode auxiliar no entendimento dos métodos de prevenção do vírus.


AliCharlie: Um Jogo Sério para Avaliar a Aprendizagem de Alunos com Deficiência Intelectual no uso de Periféricos

This work presents a serious game with gamification elements that allows evaluating the evolution of the student with intellectual disabilities in the use of mouse and keyboard peripherals. The proposed challenges stimulate fine motor coordination that is assessed using motor assessment techniques proposed in the literature. The game, called AliCharlie, has the format of a book with three chapters and consists of several challenges related to content on the topic of Food Safety. The evaluation of the game was carried out by educators from a school in the special modality and the result was satisfactory considering the challenges, images, objective of the game, among other characteristics.


Laboratório de Engenharia de Software e Inteligência Computacional

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