O uso da Realidade Virtual no desenvolvimento de ferramentas educacionais para auxílio ao estímulo da lateralidade e dos sentidos de criança em fase de aprendizagem

O uso da Realidade Virtual no desenvolvimento de ferramentas educacionais para auxílio ao estímulo da lateralidade e dos sentidos de criança em fase de aprendizagem Ana Emília Leles da Silva1, Wender A. Silva2, Edgard A. Lamounier3, Marcos W. Ribeiro1, Alexandre Cardoso3, Nadabe Fortes2 1-Instituto Luterano de Ensino Superior de Itumbiara, 2-Faculdade Atual da Amazônia, 3-Universidade Federal de Uberlândia [email protected], [email protected], 2- [email protected], [email protected], 3 – [email protected], [email protected]

Abstract This article presents the application of virtual reality, using as a case study, the traditional methods of stimulating the laterality of the senses. The software, developed in VRML (Virtual Reality Modulating Language), was proposed to Physical Education professors who work with such stimulus, thereby promoting the interaction, involvement and interest of the children, and obtaining positive results as it relates to the software meeting the initially proposed requirements.

Resumo Este artigo apresenta uma aplicação feita em realidade virtual tendo como estudo de caso os métodos tradicionais de estímulo da lateralidade e dos sentidos. O software desenvolvido em VRML (Virtual Reality Modelating Language) foi proposto a professores de educação física que trabalham com tais estímulos, desta forma buscou-se proporcionar a interação, envolvimento e interesse da criança, onde se obteve um resultado positivo com relação ao software, atendendo as necessidades que foram propostas inicialmente.

1.Introdução A educação pode ser tratada como um processo de descoberta, de observação, de exploração e de construção do conhecimento. No processo de ensino-aprendizagem tem-se constatado dificuldades de aprendizado em conteúdos onde não é possível presenciar o processo da forma que o mesmo acontece. Nesses casos cabe ao professor usar recursos que permitam ao aluno conhecer algo abstrato e perceber sua ligação com o real. Os métodos de ensinos tradicionais baseados em quadro negro e aulas dialogadas podem tornar esse processo cansativo e desmotivar os alunos causando falhas no processo de ensino-aprendizagem. Com essa dificuldade encontrada nos métodos de ensino tradicionais, a informática permite ao professor de um conteúdo de uma disciplina curricular ter conhecimento sobre os potenciais educacionais do computador e ser capaz de alternar adequadamente atividades tradicionais de ensino-aprendizagem e atividades que usam o computador. No entanto, estas atividades podem ser feitas tanto para

continuar transmitindo a informação para o aluno e, portanto, para reforçar o processo instrucionista, quanto para criar condições para o aluno construir seu conhecimento por meio da criação de ambientes de aprendizagem e facilitando o desenvolvimento dos conteúdos.

1.1 Realidade Virtual Realidade Virtual é uma interface avançada para aplicações computacionais, onde o usuário pode navegar e interagir, em tempo real, em um ambiente tridimensional gerado por computador, usando dispositivos multisensoriais [1]. A Realidade Virtual pode ser usada para materializar informações de uma forma mais fácil para pessoas que tem problemas em assimilar um conteúdo, como por exemplo, na matemática, pode-se fazer um aluno "caminhar" sobre uma superfície que representa uma equação e a partir disto fazê-lo compreender conceitos como curvatura, ponto de inflexão, etc..

1.2 Jogos Pedagógicos e Softwares Educacionais O jogo é a construção do conhecimento, principalmente, nos períodos sensório motor e pré-operatório. Agindo sobre os objetos, as crianças, desde pequenas estruturam seu espaço, seu tempo, desenvolvem a noção de casualidade chegando a representação e, finalmente a lógica [2]. Os jogos educacionais têm por objetivo facilitar a aprendizagem e o desenvolvimento pessoal da criança. O jogo pode ser considerado um recurso pedagógico, se através dele a criança aprender sobre natureza, eventos sociais, dinâmica interna dentre outros aspectos construtivos. O jogo é uma atividade que a criança necessita para atuar em tudo que a rodeia e desenvolver o conhecimento [3]. A utilização do computador na educação só faz sentido na medida em que os professores o concebem como uma ferramenta de auxílio as suas atividades didáticopedagógicos, como instrumento de planejamento e realização de projetos interdisciplinares, como elemento que motiva e ao mesmo tempo desafia o surgimento de novas práticas pedagógicas, tornando o processo ensino-aprendizagem uma atividade inovadora, dinâmica, participativa e interativa [4].

Utilizar o computador para auxiliar o processo de ensinoaprendizagem pode ser considerado um mecanismo de promoção e desenvolvimento profissional e intelectual na medida em que promove a realização de tarefas mais criativas, libertando o homem para aprender a raciocinar, resolver problemas e aprender a aprender.

1.3 Lateralidade Lateralidade é a consciência interna que a criança tem dos lados direito e esquerdo de seu corpo, não se tratando de um conceito adquirido, mas de programas de atividades cuja finalidade é o desenvolvimento de acuidades sensoriais e habilidades motoras, já que a criança é exposta a uma grande quantidade de estímulos que aumentam essa consciência [5]. Com base nas pesquisas feitas pode-se dizer que definir a lateralidade antes da fase escolar é fundamental para um perfeito desenvolvimento das aprendizagens da leitura, da escrita, do calculo entre outros. E para um bom desenvolvimento da lateralidade é necessário que a criança não se sinta forçada a adotar nenhuma postura, é preciso criar situações onde ela possa decidir qual será seu lado dominante e adquirir definições comuns, como a de direita e esquerda.

Em 2003 Lira [7] desenvolveu uma cidade virtual em 3D, com navegação em VRML. Esta cidade tem objetivo de servir como um ambiente de ensino-aprendizagem e deve estar disponível na Internet com permissão de acesso a qualquer internauta. Semelhante a uma cidade real, a Cidade Virtual do Saber será composta de bairros, praças, casas, rádio, TV, jornaleiro, cinema, museu, prefeitura, escola de ensino fundamental, universidade, zoológico, entre outros locais. No trabalho de Araújo [8] o objetivo principal é mostrar a possibilidade do estudo com auxilio do computador, utilizando-se da Realidade Virtual que é o instrumento de criação dos ambientes virtuais simulando aspectos da física. Foi desenvolvido um software educacional utilizando a linguagem VRML (Virtual Reality Modelating Language). O ambiente foi apresentado a alunos e professores de uma escola pública e outra privada, sendo que, quando o ambiente virtual foi utilizado para explicação da matéria, notou-se um melhor entendimento e melhor interatividade por parte dos alunos. Como demonstra a figura 2 abaixo:

2. Trabalhos Relacionados A maioria dos sistemas analisados com relação ao tema proposto, que é trabalhar a lateralidade utilizando a realidade virtual, demonstra o poder da utilização desta técnica como meio motivador na melhoria do processo do ensino/aprendizagem. Na maioria dos trabalhos, RV é utilizada para propiciar uma simulação de condições em muitas vezes apenas imaginada em outras vezes representada, resultando no envolvimento maior tanto docente como discente. Kirner [6] propõe desenvolver versões do livro interativo (LIRA), para auxiliar no ensino de diversas áreas, no desenvolvimento cognitivo de crianças e estimular o uso do livro para pessoas com deficiência visual ou auditiva. No livro impresso, cada pagina ira conter informações de assuntos variados. O conteúdo da pagina será complementado com narração e cenários tridimensionais e interativos, quando em conjunto com o livro virtual. Será possível movimentar o cenário, manipular a pagina do livro, deixando que o usuário escolha o ângulo de preferência para interagir com o ambiente tridimensional. Conforme a figura 1 a baixo:

Figura 2. Exemplo do software educacional

O trabalho de Hassan [9] aborda questões do uso da Realidade Virtual na educação como ferramenta auxiliar no processo de desenvolvimento cognitivo, através do desenvolvimento de um laboratório virtual 3D de redes de computadores. O laboratório virtual de redes foi desenvolvido em linguagem VRML, buscando a integração de várias mídias para a criação de metáforas que exibam o funcionamento de uma rede de computadores, e para proporcionar exercitação no ambiente virtual, visto que, um laboratório, deve justamente proporcionar a aprendizagem através da prática.

3. Métodos Aplicados

Figura 1. Fazenda, cenário do livro de estudos sociais

A metodologia aplicada no desenvolvimento deste projeto foi escolhida com base em métodos tradicionais utilizados por professores para o aprendizado da lateralidade (direita, esquerda, subir e descer), e estímulo dos sentidos (audição, visão e tato). Para o desenvolvimento do jogo, utilizou-se conceitos de Realidade Virtual (RV), que, conforme a figura 3 e 4 nos

mostra, permite navegação com 6 graus de liberdade, podendo ir para direita ou esquerda, para cima ou para baixo, ou ate mesmo inclinar para os lados, definições suficientes que justificam utilizar realidade virtual pra trabalhar com lateralidade. Ao utilizar sons dentro do ambiente, pôde-se trabalhar com o senso auditivo, o ambiente virtual trabalhou com o senso visual, para o senso motor, utilizou-se uma ferramenta de manuseio, dando a criança a sensação de equilíbrio, e no próprio ambiente virtual também foi possível trabalhar conceitos de direita e esquerda, dentro e fora, sentidos básicos de lateralidade.

criança à visualização de textos, o que dificulta a interação de crianças que ainda não sabem ler. 2- Modelagem dos objetos: os objetos foram modelados utilizando-se o VRML, e também o software Flux Studio. Foram modelados separadamente e depois, utilizando o Flux Studio, foram agrupados gerando um ambiente maior, a figura 5 a baixo, demonstra agrupamento dos objetos utilizando-se o Flux Studio.

Figura 3. Navegação com 6 graus de liberdade Figura 5. Junção dos objetos utilizando Flux Studio

3- Interação: a interação foi feita individualmente em todos os objetos da cena, assim, foi possível trabalhar questões como visão e audição. Foram feitas algumas animações pré-definidas, onde a criança pôde-se interagir. Porém o conceito mais utilizado é a que o plug-in Cortona nos traz: a navegação no ambiente. Ainda foi utilizado os conceitos de Touch Sensor, Time Sensor na interação dos objetos, além de trabalharmos com as questões de colisão dos objetos.

4.1 Funcionamento do Sistema Figura 4. Navegação com 6 graus de liberdade

4. Implementação do Sistema O ambiente virtual foi desenvolvido utilizando VRML (Virtual Reality Modelating Language), linguagem de programação destinada a criação de ambientes virtuais em 3D (3 dimensões), onde permitiu-se a interação do usuário com o mundo virtual. A linguagem escolhida trata-se de uma linguagem livre, que permite visualização em navegadores de internet, bastando apenas a instalação de plug-in. No projeto o plug-in utilizado foi o Cortona. A implementação do sistema também contou com os seguintes itens: 1- Gravação das histórias: foi necessário gravar as historias para poder trabalhar com as crianças o senso auditivo, o que possibilitou a diferença entre a maioria dos softwares educacionais, que geralmente apenas proporciona a

O sistema vai constar de um ambiente virtual, o qual contém árvores, bonecos e diversos objetos virtuais (onde em cada objeto, ao se clicar, deverá disparar sons, ou seja, histórias sobre os objetos). O trabalho com a lateralidade deverá constar ao se utilizar o mouse, navegando no ambiente virtual, desta forma, deverá conter setas e falas indicando os caminhos a seguir, ou seja, esquerda, direita, para cima e para baixo, conceitos de dentro, fora. Os sentidos foram propiciados pelo ambiente virtual, pelos sons e ainda pelo tratamento de colisão (o sentido de colisão age como sentido de encontro com algum objeto), proporcionando a criança o conceito de que não é possível atravessar objetos do mundo real. Basicamente o sistema trabalha com interação via mouse, e ainda trabalha algumas interações pré-definidas. As figuras 6 e 7 a seguir mostram parte do ambiente virtual.

alunos os professores foram essenciais, visto que uma criança de 5 a 8 anos de idade não é capaz de responder sozinha o questionário elaborado. Após cada pergunta, foi perguntado aos professores as sugestões para melhorar o software.

5.2 Quanto ao nível de aprendizado do Software

Figura 6. Demonstração de parte do ambiente virtual

Quanto ao nível de aprendizagem obteve-se opiniões diversificadas, já que tínhamos professores de diferentes áreas. Abaixo apresenta-se a tabela 1, demonstrando percentualmente a opinião dos professores e dos alunos quanto ao nível de aprendizado, visto que o software também propõe ensinar os objetos que a criança pode ter contato no seu dia-a-dia. Para obter as respostas dos alunos, os professores auxiliaram, analisando pedagogicamente a atitude do aluno ao utilizar o software. Tabela 1: Nível de aprendizado do software Classificação

Pontos

Percentual

Alto

9

56%

Médio

6

38%

Baixo

1

6%

Total

16 100% A tabela 7 é representada graficamente abaixo:

Figura 7. Demonstração interna do ambiente virtual

O software foi aplicado a crianças, auxiliadas por professores, os quais também avaliaram o software positivamente.

5. Avaliações, resultados e Conclusões 5.1 Análises dos Resultados O protótipo foi apresentado a um grupo de 16 pessoas, composto por 10 professores e 6 alunos. Dentre os professores tínhamos os que ministravam a disciplina de educação física, e os que eram responsáveis por ministrar os primeiros anos de escola dos alunos, da pré-alfabetização à quarta série. Os alunos tinham idade entre 5 a 8 anos de idade. Os professores relataram ter conhecimentos básicos em informática, dentre os alunos, não foram todos que tiveram contato com computador, até o momento da avaliação. Os professores ministram suas aulas nas escolas: Escola Estadual Homero Orlando Ribeiro e Escola Barquinho Azul na cidade de Itumbiara, estado de Goiás. Antes de apresentar o protótipo ao grupo de usuários, foi apresentado o seu objetivo, suas funcionalidades e como seria sua utilização. Em seguida, foi distribuído um questionário, onde foi possível chegar a conclusão da viabilidade do software e também os pontos que deverão ser melhorados. É importante dizer que para obter a resposta dos

Figura 8. Gráfico de análise de aprendizado

Para o nível de aprendizado, foi sugerido inserir mais objetos virtuais no ambiente, possibilitando maior interação e conhecimento da criança. Também foi sugerido inserir conceitos educacionais que são ministrados em sala de aula. Por exemplo, durante a navegação a criança poder se deparar com uma conta matemática, onde ela poderia responder quanto seria 2 +2.

5.3 Quanto ao nível de interatividade do Software Neste ponto foi analisada a interatividade com o software, ou seja, se é oferecido um nível de interação, onde o usuário se sente capaz de decidir em qual lugar do ambiente ele deseja estar, se o usuário percebe que tudo que ele faz no ambiente virtual tem uma resposta imediata, justificando que o software é em Realidade Virtual, pois o usuário tem na tela de seu monitor um mundo virtual, onde ele decide o que

fazer dentro daquele mundo. Novamente, cabe lembrar que foi respondido por professores e alunos. Na tabela 2 podemos observar percentualmente a análise de interatividade do software. Tabela 2: Nível de interatividade do software Classificação

Pontos

Percentual

Alto

13

81%

Médio

3

19%

Baixo

0

0%

Total

16

100% Figura 10. Gráfico do nível de complexidade de manuseio

A tabela 2 é representada graficamente abaixo:

Ao avaliar o nível de complexidade, os usuários alegaram certa dificuldade por ainda não se sentir completamente familiarizados com a ferramenta proposta, e também por não terem muita habilidade e uso freqüente com computador. Sugeriram que a navegação fosse feita apenas pelo teclado, onde afirmaram sentir maior facilidade de manusear.

5.5 Quanto à dificuldade de navegação do software

Figura 9. Gráfico do nível de interatividade do software

Como a maioria dos avaliados sentiram-se interagidos pelo ambiente, não tivemos sugestões para melhorar interação.

5.4 Quanto ao nível de complexidade de manuseio Neste ponto do software, foi analisado o grau de complexidade de manuseio, se os usuários tiveram dificuldades em utilizar as ferramentas de manuseio, no caso o mouse ou o teclado. Foi apresentado como seria a navegação com mouse, e também como poderiam navegar no ambiente por meio do teclado. A complexidade de manuseio foi respondido por professores e também pelos alunos. Abaixo segue a tabela 3 que mostra percentualmente o nível de complexidade ao utilizar as ferramentas de manuseio do software.

Neste ponto foi feita a análise quanto ao grau de dificuldade de navegação no ambiente, ou seja, se o software tem uma navegação simples e clara, se ficou fácil ao usuário perceber que ele tem opção de escolher para onde ele quer andar dentro do ambiente, se ele conseguiu fazer essa navegação, e principalmente, se sentiu dificuldade de navegar dentro do ambiente virtual. Foi feita análise de dificuldade com os professores e também com os alunos. A tabela 3 mostra percentualmente a dificuldade em navegação pelos usuários que utilizaram o software. Tabela 4: Nível de dificuldade de navegação no ambiente virtual Classificação

Pontos

Percentual

Alto

4

25%

Médio

10

63%

Baixo

2

13%

Total

16

100%

A tabela 4 é representada graficamente abaixo:

Tabela 3: Nível de complexidade de manuseio Classificação

Pontos

Percentual

Alto

6

38%

Médio

7

44%

Baixo

3

19%

Total

16

100%

A tabela 3 é representada graficamente a seguir: Figura 11. Gráfico do nível de dificuldade de navegação do software

Quanto ao nível de dificuldade de navegação, os usuários novamente alegaram falta de experiência e habilidade com uso do computador, porém afirmaram não ser difícil utilizar o software, bastando apenas auxiliar a primeira utilização. Gostaram da interface gráfica e novamente sugeriram mais opções de navegação dentro do ambiente, pois foi desenvolvido apenas um ambiente composto por poucos objetos e uma casa virtual.

5.6 Quanto à utilização do software em sala de aula Esta foi a última pergunta feita para analisar o software, logicamente foi respondida apenas pelos professores. Novamente foi explicado a eles os objetivos do software, como também os pontos positivos ao diversificar as aulas utilizando um software em realidade virtual, com propósitos pedagógicos e educacionais. Abaixo segue a tabela 4 que mostra o nível de aceitação dos professores. Cabe lembrar que esta última pergunta foi respondida apenas por 10 pessoas, as quais eram professores. Tabela 5: Se os professores utilizariam o software em sala de aula Classificação

Pontos

Percentual

Sim

4

40%

Talvez

4

40%

Não

2

20%

Total

10

100%

A tabela 5 é representada graficamente abaixo:

uso durante suas aulas, com intuito de promover aulas diferentes aos alunos.

5. Considerações Finais Durante o desenvolvimento do projeto, constatou-se a pouca existência de softwares educacionais em Realidade Virtual (RV) que trabalha com o senso motor e o senso lateral da criança, também foi possível observar que a RV está sendo cada vez mais abrangida para diversas áreas do conhecimento humano, fazendo com que o “imaginário” se torne “real”. Como trabalho futuro, pretende-se avaliar tecnicamente e formalmente o software, aperfeiçoar o ambiente utilizando as técnicas de realidade aumentada, já que sentindo-se dentro do ambiente, a criança poderá trabalhar melhor os seus sentidos e também a sua lateralidade.

5.1 Avaliação e Resultados Informalmente, os professores presentes durante a avaliação aprovaram o trabalho dizendo que atenderia aos objetivos propostos inicialmente, que seria trabalhar a lateralidade e os sentidos da criança, e também sugeriram a inserção de matérias educativas, para auxiliar o dia-a-dia da criança. Após a análise feita, pôde-se concluir que o software é viável, e que ainda necessita-se se alterações e melhorias, mas que isso não interfere no objetivo proposto, que é desenvolver o jogo pedagógico, já que, de acordo com os professores questionados, o software tem características pedagógicas e educacionais.

6. Referências Bibliográficas [1] CARDOSO, Alexandre; LAMOUNIER JR, Edgard. Realidade Virtual – Uma Abordagem Prática. Minicursos – VII Simposium on Virtual Reality – São Paulo, 2004.

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[3] KISHIMOTO, T.M. (Org.). Jogo, brinquedo, brincadeira e a educação. 4 ed. São Paulo: Cortez, 2000.

[4] TEIXEIRA, Adriano Canabarro e BRADÃO, Edemilson Jorge Figura 12. Análise gráfica se os professores utilizariam o software em sala de aula

Ao perguntar se os professores utilizariam o software em sala de aula, tivemos respostas positivas, apesar de ter tido 2 professores que afirmaram não utilizar em sala, pois não seria viável ensinar por meio do computador. Porém, 4 professores disseram ter gostado do software e inclusive pediram para apresentá-los aos seus alunos, para que tivessem uma aula diferente. Os professores que disseram que talvez não utilizariam, afirmaram que após as melhorias sugerias, que é inserir mais conteúdos pedagógicos, fariam

Ramos. Software educacional: o difícil começo; CINTEDUFRGS; v.1 nº1; fevereiro de 2003. disponível em: http://www.cinted.ufrgs.br/renote/fev2003/artigos/adriano_soft ware.pdf. acesso em 19/03/2007.

[5] FARIA, Alcídia Magalhães. Lateralidade: implicações no desenvolvimento infantil. 1º ed. Rio de Janeiro: Sprint 2001.

[6] KIRNER, C. ; FERRAZ, N. L. . Desenvolvimento de versões educativas do livro interativo com realidade aumentada. In: III Workshop de Realidade Aumentada, 2006, Rio de Janeiro. Anais do III Workshop de Realidade Aumentada. Porto Alegre : SBC, 2006. v. 1. p. 73-76.

[7] LIRA, R. P. ; SANTOS, M. S. ; DINIZ, J. R. B. ; SANTOS, F. L. . Utilizando a Cidade Virtual do Saber como uma Ferramenta de Aprendizagem. In: Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, 2003, Rio de Janeiro. Anais do XIV Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, 2003..

[8] ARAUJO, J. C. ; RIBEIRO, M. W. S. ; SILVA, W. A. . Realidade Virtual como Apoio ao Ensino do Movimento Harmônico Simples na Física. In: II Workshop de Aplicações em Realidade Virtual, 2006, recife-pe. Anais do II Workshop de Aplicações em Realidade Virtual, 2006.

[9] HASSAN, Elizangela Bastos. Laboratório Virtual 3D para ensino de Redes de Computadores. SBIE 2003. Disponível em: . Acesso em: 05/06/07, 18h20min.

[10] TORI, Romero, KIRNER, Cláudio & SISCOUTTO Robson. Fundamentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumentada. Porto Alegre, SBC: 2006