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Games, o mais novo aliado no aprendizado de matemática

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Defendida em agosto de 2017 no Instituto de Matemática e Estatística (IME) da Universidade de São Paulo (USP), tese de doutoramento do cientista da computação Adalberto Bosco Pereira apresentou um lado inovador dos jogos digitais comerciais para celulares, ou seja, a possibilidade de aproveitar alguns títulos, com viés de estratégia, para o aprendizado de conceitos de matemática.

O trabalho acadêmico foi realizado com duas turmas de 30 alunos do ensino básico, da faixa etária de 11 a 14 anos, de uma escola estadual de tempo integral de Cotia, município da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), no período compreendido entre o segundo semestre de 2015 e o primeiro semestre de 2016.

Intitulada Uso de jogos digitais no desenvolvimento de competências curriculares da matemática, a tese já está disponível on-line para consulta na Biblioteca Digital da USP (ver Serviço). O trabalho acadêmico teve orientação compartilhada do professor Flávio Silva (IME) e da professora Stela Piconez, coordenadora científica do Grupo Alpha da Faculdade de Educação da USP, equipe mantida pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Conexão

Fã de games desde a infância, Pereira revela ter adotado como premissa inicial descobrir qual perfil de jogo mais agradava aos alunos. Investigou em sua tese como tais jogos poderiam favorecer o ensino e a aprendizagem da matemática, presentes de forma abstrata no currículo escolar. Foram escolhidos pelos alunos três títulos bastante populares: SimCity BuildIt, The Sims Freeplay e Clash of Clans.

Segundo ele, os três são bastante conhecidos, atraem naturalmente o interesse e “permitiram, na execução da atividade extracurricular proposta, debater questões como a aritmética básica, isto é, a realização das quatro operações fundamentais (somar, subtrair, multiplicar e dividir), equações do primeiro grau, cálculos de porcentagem e de área de polígonos, entre diversas outras atividades.

Os três jogos adotados são de estratégia, disputados em etapas e envolvem tomada de decisão, cujas escolhas mudam por completo o desfecho das partidas. Nesse sentido, Adalberto cita SimCity BuildIt, um simulador de construção e administração de cidades, onde é possível debater coletivamente questões sociais e ambientais, como, por exemplo, a geração e arrecadação de impostos, a destinação do lixo urbano e os impactos decorrentes da construção de uma fábrica em local vizinho ao de residências, fator de queixas dos moradores com poluição e barulho, entre outras questões.

“Nos dois semestres, a forma como os games foram usados foi parecida. Os estudantes jogavam livremente em seus celulares, porém programavam-se para disputar as partidas on-line e coletivamente, e assim deveriam superar os desafios”. Paralelamente, adotou-se um mapa conceitual, com um modelo de representação gráfica, capaz de indicar a evolução do desempenho dos alunos em atividades complementares de grupos focais.

Segundo Pereira, o corpo gestor e os professores de matemática da escola se mostraram receptivos à iniciativa e se surpreenderam com os resultados. “A atividade coletiva e cooperativa colaborou para diminuir o bullying e aumentar a concentração dos estudantes na sala de aula”, explica o pesquisador.

Serviço

IME
Tese na Biblioteca Digital da USP

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 07/06/2018. (PDF)

Computação é a nova aliada no combate à dengue

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Pesquisa da USP São Carlos apresenta tecnologia capaz de distinguir espécies de mosquitos pelo som emitido no voo; sensor também distingue as fêmeas, que picam, dos machos inofensivos

A inteligência artificial é a mais nova aliada da sociedade no combate à dengue. O professor Gustavo Batista, do Departamento de Ciências da Computação do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP São Carlos, desenvolveu ferramenta para fortalecer a luta contra a epidemia.

Trata-se de uma armadilha com um sensor capaz de identificar, instantaneamente, as espécies de mosquitos presentes em uma região e, ainda, quantificar o total de insetos capturados e o sexo.

A dengue é hoje a principal doença viral transmitida por mosquitos e um dos principais problemas de saúde pública enfrentados no Brasil e em outras áreas tropicais e subtropicais do planeta. Devido à falta de uma vacina eficaz, o controle da moléstia limita-se a ações para impedir e controlar a proliferação do seu vetor, o mosquito Aedes aegypti.

Precisão

Iniciado em 2010, no pós-doutorado do professor Batista na Universidade da Califórnia, em Riverside, nos Estados Unidos, a ferramenta permite aferir com precisão a população do Aedes aegypti em determinada área e transmitir os dados em tempo real, por meio de um aplicativo instalado em computador, tablet ou celular, às autoridades governamentais. Isso possibilita planejar e centrar ações nos locais com maior incidência de criadouros e pacientes portadores do vírus da dengue.

Promissor, o estudo científico recebeu ao longo de seu desenvolvimento apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), com o financiamento de bolsa de pós-doutorado de Batista naquele ano. Em 2011, o projeto recebeu investimento da Fundação Bill e Melinda Gates. O trabalho foi um dos oito projetos brasileiros do total de 12 laureados pelo Google em toda a América Latina neste ano (ver serviço).

Prevenção

Como prêmio, a empresa norte-americana de tecnologia irá pagar durante um ano bolsa de US$ 750 mensais para o professor Batista, que também é pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), sediado no ICMC e mantido pela Fapesp (ver boxe).

A premiação do Google inclui ainda uma bolsa mensal de US$ 1,2 mil para André Maletzke, aluno de doutoramento orientado por Batista. A dupla de cientistas de São Carlos pesquisa agora uma armadilha doméstica para mosquitos a partir de um sensor cujo desenvolvimento da propriedade intelectual é de domínio público.

A intenção é patentear a invenção com o auxílio da Agência USP de Inovação e lançar um modelo de armadilha com o sensor em 2016, com custo estimado em R$ 200 para o consumidor. “Assim, quem tiver o equipamento em casa poderá detectar a presença de mosquitos e tomar providências antes da ocorrência de surtos da dengue”, observa.

Assinatura

Instalado em uma caixa de acrílico, o sensor usa um fototransistor para medir a variação de luz emitida pelas asas de cada inseto. Nesse processo, o zumbido provocado pelo voo é convertido em sinal elétrico e o resultado obtido assemelha-se ao som capturado por um microfone.

O passo seguinte é a comparação, feita por métodos de inteligência artificial, do dado obtido com o conjunto de outros sons já armazenados na ‘biblioteca’ do sistema. “Cada espécie bate as asas de modo único, como se fosse uma assinatura”, explica Batista. “Em uma fração de segundo, o sensor identifica o sexo e a espécie do exemplar capturado.”

Prioridade

Batista comenta que o estudo desenvolvido no ICMC exigiu a catalogação do zumbido provocado pelo bater das asas de diversos insetos, como abelhas e vespas. Entretanto, priorizou o Aedes aegypti e mais três espécies de mosquitos hematófagos causadores de doenças, que costumam também ser aprisionadas na armadilha – o Anopheles gambiae, vetor da malária e duas do gênero Culex (a quinquefasciatus e a tarsalis), disseminadoras de encefalites.

“O foco é a fêmea adulta do Aedes aegypti, que transmite o vírus e costuma picar suas vítimas em um raio de 100 metros do local onde nasceram, ou seja, ela ataca as pessoas na casa onde nasceu e da vizinhança”, observa Batista. Ele ressalta que essa espécie impõe um desafio adicional às autoridades de controle epidemiológico, pois a fêmea põe seus ovos em água limpa e parada, mas eles são capazes de sobreviver em meio úmido ou seco até um ano depois.

Sobre o CeMEAI

O CeMEAI é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da Fapesp estruturado para promover, de modo multidisciplinar, o uso de ciências matemáticas (matemática aplicada, estatística e da computação) como recurso em aplicações industriais e governamentais. Desenvolve trabalhos nas áreas de otimização aplicada e pesquisa operacional, mecânica de fluidos computacional, modelagem de risco, inteligência computacional e engenharia de software.

Além do ICMC, o CeMEAI é também associado a seis instituições científicas: Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (Imecc-Unicamp); Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (Ibilce-Unesp); Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-Unesp); Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Serviço

Para consultar os 12 projetos selecionados pelo Google na América Latina, acesse http://goo.gl/hxyYmN

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 14/11/2015. (PDF)

São Paulo na Campus Party

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Até domingo, é possível visitar gratuitamente alguns setores da feira de informática na capital; a programação inclui eventos com pesquisadores da Fatec e de instituições públicas paulistas de ensino

O Desenvolvimento de Games com Software Livre foi tema de painel de debates com especialistas da Campus Party 2014. Em sua 7ª edição, a feira de informática, tecnologia e empreendedorismo, considerada pelos organizadores a maior da América Latina, tem apoio institucional do Governo do Estado de São Paulo e da Prodesp.

Segue com visitação gratuita em alguns espaços até domingo (2), das 10 às 21 horas, no Parque Anhembi, na Avenida Olavo Fontoura, 1.209, zona norte da capital. A dica é ir de Metrô e descer na estação Portuguesa-Tietê; andar 500 metros até a Rua Urupiara e embarcar em um ônibus, fretado e gratuito, para a feira.

A programação completa da 7ª Campus Party está disponível no site do evento (ver serviço). Inclui, entre as centenas de atrações, debates, palestras e painéis com pesquisadores das Faculdades de Tecnologia do Estado (Fatecs) e das três universidades públicas paulistas.

Mundo Livre S.A.

Um dos eventos foi o painel apresentado pela professora Salete Almeida, da Universidade Federal do Maranhão. Realizada nesta terça-feira, no palco Sócrates, das 11h15 às 12h30, a mesa-redonda teve a participação dos mestrandos em Ciência da Computação, Wilson Mizutani e Vinícius Daros, do Instituto de Matemática e Estatística da USP (IME-USP) e do professor Fernando Masanori, docente do curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas da Fatec São José dos Campos.

No debate, os universitários relataram sua experiência na criação, em novembro de 2009, do USPGameDev. Com sete projetos no currículo, o grupo multidisciplinar e independente de estudantes da USP investe na pesquisa e no desenvolvimento de jogos adotando dois princípios: o primeiro deles é usar apenas ferramentas e programas de uso livre, ou seja, que permitam estudo, modificação e redistribuição de todo o conteúdo produzido. O segundo, ampliar ao máximo a compatibilidade dos trabalhos para o maior número possível de plataformas, como navegadores de internet (browsers) e sistemas operacionais, como Windows, Linux, Mac, Android, iOS, etc.

O USPGameDev é aberto à participação de interessados em colaborar em quaisquer áreas ligadas aos games. Reúne-se semanalmente na Sala C1-10, do prédio Biênio da Escola Politécnica, na Cidade Universitária, na capital. Os horários devem ser consultados no site do grupo (ver link em serviço).

Primeiros passos

O professor Fernando Masanori é criador do curso on-line gratuito Python para Zumbis. Dirigido para leigos e iniciantes em programação, a formação é do tipo Curso On-line Aberto e Massivo, do inglês Massive Open Online Course (MOOC). Traz videoaulas interativas e permite ao interessado em games conhecer e editar o código-fonte de títulos clássicos, como Asteroides, Tetris, Snake (Jogo da Cobrinha), Pac-Man, Papel, Pedra e Tesoura para fazer seus próprios projetos, ou ainda colaborar com qualquer outro. Após cinco meses de sua criação, a capacitação tem mais de dez mil usuários inscritos.

“Quem quer desenvolver games, mas tem dificuldade com lógica e programação, pode colaborar traduzindo a documentação dos jogos”, observa o professor Masanori. A medida, explica a dupla de estudantes da USP, ajuda na familiarização com o ambiente de criação e as mecânicas principais. “Assim, o novato passa a compreender o funcionamento do jogo, que é um software, e quais eventos motivam seus métodos internos de execução”, destacaram Wilson e Vinicíus.

Outras dicas, comentaram os palestrantes, é investir em áreas específicas dos games, como trilhas sonoras, design de cenários, modelagem, roteiros e iluminação. Quando surgirem dúvidas, a recomendação é recorrer aos traços colaborativo e comunitário presentes no universo do software livre.

“Todo código surge depois de várias ideias complementares. Há diversas comunidades na internet com profissionais que ajudam novatos. Mas o mais importante é dar os passos principais: começar, se dedicar e, claro, se divertir com o desenvolvimento de jogos”, finalizam.

Refresco e prevenção nos quiosques da Sabesp e do Detran

Segundo os pesquisadores do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), o mês de janeiro está sendo o mais quente já registrado na capital paulista desde 1943, ano em que começaram as medições de temperatura. Assim, uma das opções para os participantes da Campus Party se hidratarem está no quiosque da Sabesp. O local serve água em copos plásticos com opções de temperatura (gelada ou a temperatura ambiente) e com ou sem gás.

Outro destaque ligado ao Estado de São Paulo está no espaço destinado às simulações. Além de distribuir folhetos e divulgar seus serviços eletrônicos, o Detran.SP oferece ao público uma máquina que simula a condução de um automóvel. A instalação tem setas, volante, pedais e três monitores de computador representando o para-brisa e os dois espelhos retrovisores laterais. O objetivo é alertar o visitante para o risco de dirigir embriagado ou sob o efeito de drogas.

Na simulação de cinco minutos, o visitante informa seu peso, sexo, altura e a quantidade de álcool ingerido, como, por exemplo, uma lata de cerveja, uma dose de uísque, etc. A partir daí, o equipamento mostrará, em trechos urbanos, rurais e rodoviários, os perigos da condução associada ao álcool para o motorista, que terá seus reflexos e tempo de reação prejudicados.

Depois da experiência de viés educativo, o público pode, no mesmo ambiente da instalação do Detran.SP, experimentar um dos dois simuladores de carro de corridas da Fórmula 3, e correr, no autódromo de Guaporé (RS), por cinco minutos. O serviço, também gratuito, é uma criação da empresa gaúcha BS Motion.

Serviço

7ª Campus Party
USPGameDev
Curso Python para Zumbis

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 30/01/2014. (PDF)