This project is part of the Graduate Program in Educational Technology, Development of Educational Technologies and it aims at developing, as a final product, a Serious Game named Super Mario Logic in order to help in the teaching and learning process of logic programming which is essential to the professional future of the area. It is through logic programming that students learn to develop algorithms, which are sequences of steps used to reach a specific result. From the development of algorithms there are the programming stages, in which a significant study of logic programming and algorithms plays a key role for the programmer. This project aims at developing a serious game that challenges students into solving problems in logic programming. Serious games are becoming popular as they help students learn, making them interact and learn in an educational and playful way beyond the traditional teaching pattern. The game is being developed through a methodology called INTERAD, which is used for the development of Educational Interfaces. / Esta dissertação faz parte do Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Tecnologias Educacionais em Rede, linha de Desenvolvimento de Tecnologias Educacionais em Rede e tem como produto final um Jogo Sério chamado Super Mário Logic, para Lógica de Programação, disciplina esta essencial ao futuro profissional da área. Por meio dela, o estudante aprende a desenvolver algoritmos, que são sequências de passos para chegar a um determinado resultado. A partir do desenvolvimento de algoritmos tem-se a etapa da programação, na qual um significante estudo da Lógica de Programação e de Algoritmos desempenham papel fundamental para o programador. Este trabalho foi elaborado com o objetivo de desenvolver um Jogo Sério para desafiar o aluno a resolver problemas de lógica de programação. Os Jogos Sérios estão se popularizando, pois ajudam na aprendizagem do aluno, envolvendo-o, fazendo-o interagir e gerar resultados de uma forma educativa e lúdica, saindo do padrão de ensino tradicional. Os Jogos Sérios têm por finalidade melhorar aspectos específicos da aprendizagem, com o intuito de reforçar um aprendizado específico. O jogo foi desenvolvido por meio da metodologia INTERAD, utilizada para desenvolvimento de Interfaces Educacionais.

Submitted by FERNANDA REGEBE CASTRO (fernandaregebe@gmail.com) on 2018-01-08T22:58:40Z No. of bitstreams: 1 TESE FERNANDA REGEBE PPGEFHC FINAL REPOSITORIO.pdf: 7659410 bytes, checksum: 27a06a51874f4dd788cba282b6f2850d (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-01-09T12:49:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE FERNANDA REGEBE PPGEFHC FINAL REPOSITORIO.pdf: 7659410 bytes, checksum: 27a06a51874f4dd788cba282b6f2850d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-09T12:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE FERNANDA REGEBE PPGEFHC FINAL REPOSITORIO.pdf: 7659410 bytes, checksum: 27a06a51874f4dd788cba282b6f2850d (MD5) / O mercado tecnológico, especialmente o de tecnologia da informação, tem apresentado um ótimo crescimento nos últimos anos. O Brasil é o 5º maior mercado interno de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) e ocupa o 7º lugar em Tecnologia de Informação (TI), de acordo com a BRASSCOM (Associação Brasileira das Empresas de Tecnologia da Informação e Comunicação). De acordo com estudos realizados pela BRASSCOM, até 2014 seriam abertas 78 mil vagas para profissionais especializados em tecnologia da informação no Distrito Federal e em sete estados – São Paulo, Rio de Janeiro, Paraná, Rio Grande do Sul, Minas, Bahia e Pernambuco. Mas, segundo o mesmo estudo, nem mesmo a metade das vagas seria atendida, uma vez que apenas 33 mil estudantes teriam concluído o curso naquelas localidades, e ocorreria um aumento da falta de profissionais de TI, sendo o déficit de 130 mil profissionais no ano de 2013. A disciplina de Lógica de Programação é oferecida sempre no primeiro período dos diversos cursos existentes na área de tecnologia da informação, sejam eles do nível médio técnico, ou superior (bacharelado ou tecnológico). Os cursos são oferecidos sob diversos títulos, dentre eles técnico em informática, técnico em tecnologia da informação, técnico em programação Web, superior em análise de sistemas, superior em ciência da computação, tecnólogo em análise e desenvolvimento de sistemas. Em comum, todos estes cursos têm um alto nível de desistência e repetência, gerando altos índices de evasão. Apesar de ter havido um aumento na quantidade de cursos na área de computação (entre 2001 e 2011 – dados do INEP), aumentando assim o número de vagas oferecidas, de candidatos inscritos nos processos seletivos, de matrículas e de concluintes, percebe-se que a quantidade de vagas oferecidas é sempre superior ao número de ingressos. Também de acordo com dados do INEP, o número de ingressantes é superior ao número de concluintes (diplomados) para o período considerado, o que mostra que o número de evadidos é superior ao número de concluintes em todos os anos considerados e para todos os cursos da área de computação. Um dos gargalos destes cursos é o alto índice de reprovação e/ou evasão, desde o início do curso, em disciplinas de algoritmo e programação. Este é um dos fatores que faz com que a quantidade de egressos concluintes seja consideravelmente inferior à quantidade de ingressantes nesses cursos. A presente pesquisa tem como objetivo investigar a evolução das habilidades relacionadas aos conteúdos de matemática e estrutura de programação, na disciplina de lógica de programação, em um curso técnico em informática, ao longo do ano letivo, assim como identificar os possíveis preditores que possam influenciar esta evolução. Para analisar a evolução do desenvolvimento das habilidades pelos alunos, construímos um sistema categórico (Taxonomia de Complexidade de Habilidades – TCH) baseado nas habilidades levantadas no material didático dos professores de lógica da escola em que foi desenvolvida a pesquisa e na estrutura de complexidade da Teoria de Habilidades Dinâmicas. Com base neste sistema categórico, construímos instrumentos de coleta de dados (testes de conhecimento) que foram validados e aplicados durante o ano letivo de 2014, em duas turmas do ensino médio técnico do curso de Tecnologia da Informação na modalidade integrada, com 71 alunos ao todo. Tanto o sistema categórico quanto os testes foram construídos com base na concepção da complexidade hierárquica. A respostas dos alunos foram tabuladas conforme categorias em uma matriz de respostas, que foi submetida à modelagem Rasch, cujo objetivo é acessar variáveis latentes, fornecendo uma escala intervalar de proficiência dos indivíduos, além dos parâmetros de dificuldade dos itens. Tanto a proficiência dos alunos quanto a dificuldade dos itens são medidos na mesma unidade (logit) e formam uma “régua” que proporciona mensurar as diferenças entre as medidas nas habilidades investigadas nesta pesquisa, durante o ano letivo de 2014. O sistema categórico utilizado para a construção dos testes de conhecimento foi baseado em um modelo psicométrico de conteúdos, que, após análise da adequação dos dados empíricos ao modelo teórico inicial, se transformou em um novo modelo de duas facetas: de conteúdo e de complexidade. Esta mudança ocorreu devido ao agrupamento resultante dos itens, nas análises fatoriais. A construção deste modelo psicométrico teve grande importância do ponto de vista metodológico, por ter dado melhor suporte à investigação dos traços latentes. De acordo com os nossos resultados, com relação à dimensão de complexidade, os nossos alunos, ao final do ano letivo, aprenderam melhor os itens menos complexos, tiveram uma trajetória mais ou menos estável nos itens de média complexidade, sem muitos ganhos, e um comportamento bastante oscilante nos itens de maior complexidade, o que já é esperado para assuntos mais complexos. Já com relação à dimensão de conteúdo, os alunos tiveram menos dificuldade nos conteúdos de conhecimento matemático, seguido pelos conteúdos de estrutura de programação, e, maior dificuldade nos conteúdos híbridos, que abarcam soluções de problemas matemáticos com a utilização de algoritmos. Este resultado é um primeiro indício da dificuldade dos alunos transferirem os conhecimentos de determinado nível de complexidade de uma área para outra, pois os mesmos problemas envolvendo conhecimento matemático, ao serem levados para a área de implementação de algoritmos, parecem se tornar bem mais difíceis. Com relação aos conteúdos de estruturas de programação, os alunos conseguiram aprender melhor o conteúdo de estruturas de decisão, que, além de ser ensinado na primeira unidade, proporcionando um maior tempo de contato com o conteúdo durante todo o ano, não tem o mesmo nível de abstração encontrado nos conteúdos relativos a laço e matrizes unidimensionais e bidimensionais. Os itens de estrutura de decisão também têm uma característica bastante intuitiva, pois esta estrutura está mais presente no dia-a-dia dos alunos. Com relação aos possíveis preditores que possam influenciar a evolução dos alunos nas habilidades de conhecimento matemático e estrutura de programação, utilizamos os preditores sexo, turno, repetência escolar, gosto por matemática, gosto por leitura e escola anterior. Os resultados da análise de preditores indicaram que os preditores turno, repetência escolar e gosto pela leitura não fizeram diferença para a aprendizagem dos alunos. Também indicaram que os preditores sexo, escola anterior e gosto por matemática podem fazer diferença na aprendizagem. De acordo com os resultados, o preditor que indicou diferenças mais significativas foi o de gosto por matemática: os alunos que se auto-declararam gostar muito de matemática tiveram uma proficiência diferenciada do restante dos alunos, ou seja, tiveram uma média superior aos outros. Consideramos que a identificação das dificuldades dos alunos em algumas habilidades específicas ou no desenvolvimento de certas habilidades nos deu indícios mais consistentes sobre a realidade que acomete a grande maioria dos alunos de lógica de programação, identificando melhor a origem das repetências e evasões, e contribuindo assim para o melhor entendimento sobre esses processos. / The technological market, especially the information technology market, has presented a great growth in recent years. Brazil has the 5th largest market in Information and Communication Technology (ICT) and occupies the 7th place in Information Technology (IT), according to BRASSCOM (Brazilian Association of Information and Communication Technology Companies). According to studies carried out by BRASSCOM, up to 2014, 78,000 job vacancies would be created for information technology professionals in the Federal District and in seven Federal States of Brazil - São Paulo, Rio de Janeiro, Paraná, Rio Grande do Sul, Minas Gerais, Bahia and Pernambuco. Moreover, according to the same study, not even half the vacancies would be met, since only 33,000 students would have completed the course in those localities. Thus, there would be an increase in the lack of IT professionals, with a deficit of 130,000 professionals in the year of 2013. The subject of Programming Logic is always offered in the first period of the various courses in the area of information technology, be they of the technical level, or higher (baccalaureate or technological). The courses are offered under various titles, such as: computer technician, information technology technician, Web programming technician, undergraduate in systems analysis, undergraduate in computer science, technologist in analysis and systems development. In common, all these courses have a high level of dropouts and repetitions. In spite of the increase in the number of courses in computing (between 2001 and 2011 - INEP data), thus increasing the number of places offered, candidates enrolled in selective processes, enrollments and graduates, it is noticed that the number of places offered is always higher than the number of candidates. Furthermore, according to INEP data, the number of candidates is higher than the number of graduates over the period considered for all courses of 17 the area of computation. It also shows that the number of dropouts is higher than the number of graduates. One of the big problems of these courses is the high rate of failure and/or dropouts in algorithm and programming subjects. This is one of the factors that causes the number of graduates to be considerably less than the number of students enrolled in these courses. This research aims to investigate the evolution of skills related to mathematical and programming structure contents and to identify the possible predictors that may influence this evolution in the subject of programming logic in a technical course in computing, throughout a school year. In order to analyze the development of students’ skills, we created a categorical system (Skills Complexity Taxonomy - TCH) based on two aspects: the complexity structure of Dynamic Skills Theory; and the abilities identified in the didactic material provided by the teachers of programming logic subject who work in the school studied. From this categorical system, we created data gathering instruments (knowledge tests) which were validated and applied, during the 2014 academic year, to 71 students in two classes of the technical high school course of Information Technology in the integrated modality. Both the categorical system and the tests were created based on the conception of hierarchical complexity. The students' answers were tabulated according to categories in an answer matrix, which was submitted to Rasch modeling. The objective of this modeling is to access latent variables to provide an interval scale of proficiency of the individuals, besides the parameters of difficulty of the items. Both student proficiency and item difficulty are measured in the same unit (logit) and form a "ruler" which allows calculating the differences between the measures in the skills investigated in this research during the 2014 school year. The categorical system used to create the knowledge tests was based on a psychometric model of contents. After analyzing the adequacy of the empirical data to the initial theoretical 18 model, this psychometric model became a new model of two facets: content and complexity. This change occurred due to the resulting grouping of the items in the factorial analyzes. The creation of this psychometric model was of great importance from the methodological point of view as it gave better support to the investigation of latent traits. According to our results, in relation to the complexity dimension, by end of the school year: 1) our students learned better the less complex items; 2) they had a more or less stable trajectory in the items of medium complexity without many proficiency gains; 3) and they had a quite oscillating behavior in the items of greater complexity, which was already expected for more complex subjects. Regarding the content dimension, the students had less difficulty in the contents of mathematical knowledge and a higher degree of difficulty in the contents of the programming structure. In addition to this, the hybrid contents, which encompass solutions of mathematical problems with the use of algorithms, were the most difficult for the students. This result is a first indication of the difficulty for students to transfer knowledge of a certain level of complexity from one area of knowledge to another. We observed that the same problems of mathematical knowledge seem to become much more difficult when involving algorithm implementation. With regard to the contents of programming structures, students were able to learn better the content of decision structures which are taught in the first unit, providing a longer contact time with this content throughout the year. Furthermore, decision structures does not have the same level of abstraction found in the contents related to loops and unidimensional and two-dimensional arrays. The decision structure items also have a very intuitive characteristic as this structure is more present in the students’ daily life. Regarding the possible predictors that may influence students’ progress in skills of mathematical knowledge and programming structure, we used the predictors as sex, shift, school repetition, interested in mathematics, interested in reading and previous school. The result of the predictor analysis indicated that shift, repetition, and interested in reading made 19 no difference to student learning. This result also indicated that predictors as sex, previous school and interested in mathematics can make a difference in learning. The predictor that indicated the most significant differences was the interested in mathematics: students who declared themselves to like mathematics a lot had a differentiated proficiency from the rest of the students, that is, they had a higher average than the others. We consider that the identification of students’ difficulties in some specific skills or in the development of certain skills has given us more consistent evidence on the reality that affects the great majority of students in programming logic. It also allowed us to better identify the origin of repetitions and dropouts and to better understand these processes.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reinaldo Augusto de Oliveira Ramos.pdf: 2077084 bytes, checksum: 37060ab0d0c88fe2c2aa4098bf809ea7 (MD5) Previous issue date: 2011-04-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This paper introduces the possibilities of using informatized interactive systems in effectively teaching computer logics and the development of logic thinking and its implications. It is about experiment and analysis accomplished in educational institutions in the city of São Paulo, having the directive to observate the given hypothesis: games and their developing tools can work as methodological resources to the teaching-learning process in the development of the conception of logic programming as used with intentionality. To progress in educating students on logic programming and in mathematical abstraction, it is proposed the development of electronic games through singular tools level editors, simplified scripts and visual programming environments. These help develop propositions, digital productions, animations, sounds and other interactive resources with the objective of working and problematizing in practical environments and of arranging facts and simulated experiments to understand logics. Using development indicators in the evolution processes of students, individual cases were studied, in which it was observed the way the teaching-learning process works, from propositions faced during the game production. Through the discussion, it was analysed the importance of different kinds of tools used to teach and learn the programming logic contents. Therefore, this study is based on theoretical references provided by Jean Piaget s constructivism Lev Semenovitch Vygostky s social-historical approach and Seymour Papert s and José Armando Valente s constructionism. We seek in these methodologies, in special Vygotsky s Proximal Development Zone theory, the key to the pedagogic base of the methodology here proposed. Coming to the conclusion, this present work confirms the hypothesis that games and their development tools can be na adequate instrument for studentes to understand programming logics. It also has a bibliographic revision on interactive media, culture and also education and information science / Este trabalho apresenta as possibilidades de uso de sistemas informatizados interativos para o aproveitamento no ensino da lógica computacional e na construção do raciocínio lógico e suas implicações. Trata-se de experimentos e análises realizadas em instituições de ensino da cidade de São Paulo e experiências em sala de aula com o objetivo de verificar a hipótese de que o jogo e suas ferramentas de desenvolvimento são recursos metodológicos de ensino e aprendizagem para a construção da noção de lógica de programação, ao ser utilizado com intencionalidade. Para desenvolver o ensino de lógica de programação propõe-se o desenvolvimento de jogos eletrônicos através de ferramentas especializadas - editores de fase, scripts simplificados e ambientes de programação visual. Elas auxiliam a resolver problemas, desenvolver produções digitais, animações, sons e demais recursos interativos que objetivam problematizar sobre o aprendizado de lógica e de abstração matemática em ambientes práticos, com experiências de simulação e o entendimento de conceitos para a elaboração do raciocínio lógico. Com base em indicadores de evolução dos processos de desenvolvimento dos alunos estudaram-se casos nos quais se observou o desenrolar do processo de ensino e da aprendizagem a partir dos problemas enfrentados durante a produção dos jogos. Nesta reflexão, analisou-se a importância dos tipos de ferramentas utilizadas para o ensino e a aprendizagem dos conteúdos propostos em lógica de programação. Para tanto, as nossas referências teóricas foram o construtivismo de Jean Piaget, a abordagem sócio-histórica de Lev Semenovitch Vygotsky e o construcionismo de Seymour Papert e de José Armando Valente. Buscamos nestas metodologias e, em especial na teoria da Zona de Desenvolvimento Proximal de Vygotsky a chave para a fundamentação pedagógica de nossa reflexão. Em conclusão, o presente trabalho corrobora a hipótese de que os jogos e suas ferramentas de desenvolvimento podem servir de instrumento para a compreensão de lógica de programação. Este trabalho conta com uma revisão bibliográfica sobre mídias interativas, sua cultura e também educação e informática