Gamificação e Informática na Educação

Por que utilizar Gamificação em Informática na Educação?

Ao longo dos tempos, diferentes abordagens surgiram com o intuito de melhorar a educação, procurando considerar os diferentes desafios inerentes a formação técnica, social, ética e científica das pessoas. Umas das abordagens mais promissoras estudadas nos últimos anos, trata-se da gamificação, que em geral, se refere ao uso de elementos de jogos em contextos que não são jogos, e, em educação, busca dentre outras coisas, aumentar a motivação e o engajamento dos estudantes para aprenderem um determinado assunto ou completar tarefas. Ao estudarmos gamificação, no entanto, precisamos nos perguntar sobre alguns pontos importantes, como: porque a gamificação tem sido estudada com um objetivo educacional? Quais os benefícios reais de usarmos a gamificação em um contexto educacional? Quais os parâmetros vigentes para o desenvolvimento e implantação de tecnologias e abordagens gamificadas em educação? Como desenvolver abordagens e tecnologias gamificadas capazes de, de fato, aumentar a motivação e o engajamento dos estudantes nas atividades educacionais? E, finalmente, por que utilizar gamificação em Informática na Educação? Ao longo deste capítulo, discutiremos estas questões por meio de uma abordagem prática.

Objetivos Educacionais:

• Entender os conceitos básicos de gamificação;
• Conhecer os princípios de design de gamificação;
• Conhecer os principais fundamentos de Psicologia relacionados a gamificação;
• Conhecer os principais fundamentos da Computação relacionados à gamificação;
• Reconhecer oportunidades da aplicação da gamificação em Informática na Educação;
• Projetar o design de sistemas educacionais gamificados;
• Identificar os desafios e oportunidades de pesquisa da gamificação em Informática na Educação.

Índice:

• 1. Gamificação em Informática na Educação: Do Uso de Elementos de Jogos ao Aumento do Engajamento de Estudantes
• 2. Bases Teóricas de Jogos e Gamificação
  • 2.1. Jogos e Gamificação
  • 2.2. Por que e Quando Usar Gamificação em Contextos Educacionais?
  • 2.3. Exemplos de Gamificação da Educação
  • 2.4. Gamificando Cenários Educacionais
• 3. Exemplo Motivador: O engajamento dos Estudantes em Sistemas Tutores Inteligentes
• 4. Princípios da Gamificação e Jogos Educativos
• 4.1. Regras e Diretrizes de Design de Jogos
• 4.2. Emoções e Diversão
• 4.3. Elementos de Jogos e Gamificação
• 4.4. Pirâmide dos Elementos
• 4.5. Frameworks de Gamificação
• 4.5.1. Definindo os Objetivos de Negocio
• 4.5.2. Delineando o Comportamento Alvo do Sistema
• 4.5.3. Modelando os Tipos de Jogadores
• 4.5.4. Projetando os Ciclos de Atividades
• 4.5.5. Promovendo a Diversão
• 4.5.6. Implementando as Ferramentas Apropriadas
• 5. Computação e sua relação com a Gamificação
  • 5.1. Computação Persuasiva
  • 5.2. Computação Afetiva
• 6. Projeto da Gamificação: O Design da Gamificação com o uso do DMC
  • 6.1. Compreendendo o contexto e problema de engajamento
  • 6.2. Aplicando o DMC
• 7. Desafios da Gamificação da Aprendizagem: onde estamos e onde queremos chegar?
• 7.1. Ameaças dos Estereótipos em Ambientes Gamificados
• 7.2. Experiência de Fluxo em Ambientes Gamificados
• 7.3. Personalização da Gamificação
• 7.4. Autoria em Gamificação
• 8. Considerações Finais
• Resumo
• Live-palestra-conversa
• Leituras Recomendadas
• Exercícios
• Agradecimentos
• Referências
• Autoria
• Como citar este capítulo
• Comentários

1. Gamificação em Informática na Educação: Do Uso de Elementos de Jogos ao Aumento do Engajamento de Estudantes

Ao longo da história, muitos estudiosos defenderam o uso de jogos como um instrumento capaz de corroborar com o processo de ensino e aprendizagem. Desde 1938, quando o historiador holandês Johan Huizinga escreveu o livro intitulado Homo Ludens, reconhecendo os jogos como algo inato ao homem e mesmo aos animais, considerando-o uma categoria absolutamente primária da vida, logo anterior à cultura, tendo esta evoluído no jogo (HUIZINGA, 2008). Desta forma, os jogos ou elementos de jogos têm sido amplamente estudados no intuito de melhorar a condição humana (NACKE; DETERDING, 2017).

Em se tratando de estudos relacionados a jogos, nos últimos anos, um novo domínio diretamente relacionado tem sido estudado em várias diferentes áreas e chamado a atenção de inúmeros pesquisadores. Esse domínio é conhecido como “gamificação”, que em suma, trata-se do “uso de elementos de jogos em contextos que não são jogos” (discutido com maior profundidade nas próximas seções deste capítulo) que tornou-se um método popular de enriquecimento das tecnologias da informação (MORSCHHEUSER et al., 2017), mostrando o uso da gamificação nos mais diferentes tipos de sistemas, com ênfase nos sistemas educacionais (HAMARI et al., 2014).

Durante os últimos anos, a gamificação tem sido um tema de tendência e um assunto amplamente tratado por pesquisadores e outros profissionais como meio de apoiar o envolvimento do usuário e melhorar os padrões positivos no uso de serviços (HAMARI et al., 2014). A gamificação tem sido pesquisada e discutida em vários contextos diferentes, por exemplo, no contexto acadêmico (SINHA, 2012; CHALLCO et al., 2015; DICHEV; DICHEVA, 2017), indústria (KOROLOV, 2012; SCHULDT, 2017) e conduzindo experimentos empíricos com o objetivo de identificar a sua aplicação e seus efeitos reais no comportamento das pessoas, aprendizagem e outros (SANTANA et al., 2016).

Os estudos em gamificação, ao longo dos tempos têm trazido à tona uma série de resultados que chamam a atenção de vários nichos sociais. Alguns dos resultados que chamaram atenção ao longo dos anos são: o potencial da gamificação de motivar e engajar pessoas em sistemas computacionais, e, incentivar pessoas a fazer determinadas atividades (KAPP, 2012); a tendência da gamificação de trazer efeitos motivacionais positivos nos primeiros momentos de sua aplicação para uma seguinte normalização do efeito (SEABORN; FELS, 2015); e a identificação que o sucesso da gamificação está diretamente atrelado a outros fatores, como individualidades, preferências e motivação intrínseca dos estudantes (DICHEV; DICHEVA, 2017), dentre outros.

Diante disso, apesar de tantos resultados importantes relacionados a gamificação na educação identificados nos últimos anos (BORGES et al., 2014; BORGES et al., 2013), não se pode descartar diferentes preocupações relacionadas ao uso da gamificação em sistemas educacionais (ANDRADE et al., 2016; TODA et al., 2017), bem como um consenso na literatura sobre a necessidade de conduzir novos estudos relacionado ao uso e efeitos da gamificação em contexto educacional (KAPP, 2012; HAMARI et al., 2014; DICHEV; DICHEVA, 2017; OLIVEIRA; BITTENCOURT, 2019; BITTENCOURT et al., 2019).

Baseado nisso, ao longo deste capítulo vamos apresentar um panorama geral da gamificação em Informática na Educação, iniciando com a apresentação de uma abordagem teórica, discutindo o conceito de gamificação e sua historicidade, bem como sua relação com aspectos da Psicologia e da Computação. Mostraremos ainda de uma maneira prática e exemplificada como criar um sistema educacional gamificado. Por fim, apresentaremos uma série de desafios e oportunidades de pesquisa ligados ao uso de gamificação em Informática na Educação.

CINECLUBE: Gaming can make a better world (2010)

Disponível em Ted Talks

Jogos como World of Warcraft oferecem aos jogadores os meios para salvar mundos e incentivo para aprender os hábitos dos heróis. E se pudéssemos aproveitar esse poder de jogador para resolver problemas do mundo real? Jane McGonigal diz que podemos e explica como nesse vídeo.

2. Bases Teóricas de Jogos e Gamificação

Nesta seção, definiremos os principais conceitos de jogos e gamificação que serão norteadores para o restante da leitura. No entanto, antes de definir gamificação, precisamos conceituar jogos. Desde a primeira descrição científica conhecida de jogos, proveniente do estudo de Huizinga e datada de 1938, no livro “Homo Ludens: o jogo como elemento da cultura”, (anteriormente apresentada neste capítulo) várias descrições e exposições conceituais sobre jogos foram apresentadas. Essas descrições, em geral, tomam por base o trabalho de Huizinga (1938) e associam suas definições a áreas específicas.

Em definições mais recentes, Salen e Zimmerman (2004), por exemplo, definem jogos como “sistemas nos quais os jogadores engajam-se em um conflito artificial, definido por regras, que implica em um resultado quantificável”, enquanto Juul (2010) propõe que todos os jogos possuem algumas funcionalidades principais: regras, variáveis, resultados quantificáveis, resultados carregados de valores, esforço de jogador, investimento do jogador, e consequências negociáveis, com relação aos efeitos da vida real. Em resumo, como afirmado por Seaborn e Fels (2015), jogos são elementos que emergem de uma combinação de regras, estruturas, voluntarismo, resultados incertos, conflito, critério de representação e resolução em diferentes proporções. Esses pesquisadores ainda destacam que uma experiência ser considerada um jogo ou não depende da percepção do participante.

2.1. Jogos e Gamificação

Como discutido anteriormente, ao falarmos sobre gamificação, não podemos nos privar de falar sobre jogos, pois são dois conceitos altamente interligados e muitas vezes dependentes entre si. Uma vez entendido o que são jogos, começaremos a entender o que é gamificação. Assim como vimos que existem diferentes definições do que é jogo, o mesmo ocorre em relação à gamificação. Brett Terrill (2008), por exemplo, considerado por alguns autores o primeiro a descrever gamificação, define-a como “o uso de mecânicas de jogo e aplicação de outras propriedades da web para aumentar o engajamento das pessoas”. Há, no entanto, um debate sobre quem foi o primeiro autor a escrever de fato sobre gamificação. Atualmente há duas outras vertentes sobre o surgimento da gamificação, uma apoia o conceito definido por Nick Pelling (2003) e outra que defende o conceito definido por Deterding et al. (2011).

Neste contexto, Deterding et al. (2011)destacou que a gamificação pode ser vista como mais uma consequência do reaproveitamento e extensão dos jogos além do entretenimento. Apesar dessas diferentes visões, a principal definição usada na literatura é apresentar a gamificação como o uso de elementos de jogos em contextos que não são jogos (BORGES et al., 2014). Mesmo com essas definições, faz-se necessário destacar que jogos e gamificação são coisas diferentes, no entanto, por muitas vezes ainda é complexo distinguir na prática o que é um jogo de um sistema gamificado.

2.2. Por que e Quando Usar Gamificação em Contextos Educacionais?

Uma vez que entendemos do que se trata a gamificação, entender o porquê e quando usar a gamificação em contextos educacionais é de extrema importância, pois, ao longo dos anos, diferentes tecnologias, abordagens e metodologias têm surgido em diferentes campos. Existe com isso uma tendência em se usar essas novas tecnologias em demasia, sem considerar questões importantes, como motivações pessoais, questões sociais ou mesmo financeiras. Nesse sentido, a gamificação é um recurso ainda jovem, com resultados positivos comprovados em diferentes áreas, mas que ao mesmo tempo, ainda necessita de muitos estudos em diferentes contextos.

Mas afinal, por que, e quando podemos usar a gamificação em contexto educacional? A gamificação pode ser usada em cenários onde haja a necessidade de motivar e engajar pessoas a realizar determinadas atividades ou mesmo, incentivar ou convencer pessoas a mudarem seu comportamento ou sua forma de analisar certas situações. Na educação por exemplo, é comum termos situações onde os estudantes se sentem desmotivados a cumprirem determinadas tarefas, completar determinadas atividades ou mesmo ingressar em certos cursos ou disciplinas. Nessa hora, a gamificação surge como uma grande oportunidade para motivar e engajar os estudantes a fazerem estas atividades, mantendo-se motivados, engajados e possivelmente aumentando sua aprendizagem (HAMARI et al., 2014).

2.3. Exemplos de Gamificação da Educação

Nesta seção, apresentaremos alguns exemplos de sucesso de uso da gamificação. De fato, um dos mais conhecidos exemplos de uso da gamificação em educação é o aplicativo Duolingo, que usa elementos de jogos como pontos, barras de progresso e níveis (abordaremos mais à frente sobre esses elementos) para motivar e engajar os estudantes a aprenderem um novo idioma. Segundo um relatório de 2016, o aplicativo já tinha cerca de 120 milhões de usuários cadastrados (SHAPIRO, 2016) e tem sido alvo de uma série de estudos científicos nos últimos anos (VON AHN, 2013; DUARTE et al., 2016). Já em 2020, o relatório global do Duolingo apresenta um total de 500 milhões de usuários e 40 milhões de usuários ativos por mês (DUOLINGO, 2020). A seguir, a Figura 1 apresenta um exemplo da interface desse aplicativo.

Figura 1: Exemplos de tela do aplicativo DuoLingo

Um dos principais exemplos Brasileiros de uso da Gamificação em educação é o sistema MeuTutor. O MeuTutor é um Sistema Tutor Inteligente (STI) gamificado, usado no ensino das disciplinas do Ensino Fundamental e Médio Brasileiros. O sistema usa elementos de jogos como pontos, medalhas, barras de progresso, níveis e interações sociais para motivar os seus estudantes, além de personalizar os elementos de gamificação de acordo com perfil dos mesmos. Há vários estudos científicos que usaram a plataforma MeuTutor para investigar os impactos da gamificação em contexto educacional. Tais estudos foram conduzidos com diferentes propósitos, como engajamento dos estudantes (ALHARBI et al., 2020), aprendizagem (SANTANA et al., 2018; PAIVA et al., 2016), personalização (PAIVA et al., 2015), avaliação por pares (TENÓRIO et al., 2016) análise de elementos de jogos (SANTANA et al., 2016a), gênero (SANTANA et al., 2016b), ontologias (DERMEVAL et al., 2017; DERMEVAL et al., 2019; ELIAS et al., 2017; HOLANDA et al., 2017; DERMEVAL et al., 2015) entre outros. A Figura 2 apresenta da interface gamificada desse sistema.

Figura 2: Exemplos de tela do Sistema MeuTutor

2.4. Gamificando Cenários Educacionais

Com o objetivo de incentivar a melhoria da aprendizagem, muitos estudos propõem que o uso de gamificação pode engajar estudantes e guiá-los a comportamentos desejáveis. Desse modo, a gamificação é vista com uma alternativa capaz de (se bem planejada), motivar e engajar estudantes em sistemas educacionais (HAMARI et al., 2014).

De acordo com Kapp (2013), existem dois tipos de gamificação que podem ser aplicados no contexto de educação. O primeiro tipo é a gamificação estrutural e o segundo é a gamificação do conteúdo. É importante notar que os dois tipos não são mutuamente excludentes, pois ambos podem existir no mesmo ambiente educacional. Na verdade, quando usados em conjunto, eles podem ser mais impactantes. A seguir descrevemos com mais detalhes os dois tipos:

• Gamificação estrutural: é a aplicação de elementos de jogos para impulsionar um estudante através do conteúdo sem alteração ou mudança do mesmo. O conteúdo não é baseado em jogos, mas sim a estrutura que o cerca. O foco principal desse tipo de gamificação é motivar os estudantes a percorrer o conteúdo e engajá-los no processo de aprendizagem através de recompensas. Os elementos mais comuns nesse tipo de gamificação são pontos, troféus, conquistas e níveis. Esse tipo de gamificação também tem, tipicamente, um ranking e métodos de rastrear o progresso de aprendizagem. Apesar de ser possível adicionar elementos de estória, personagens e outros elementos de jogos, o conteúdo não muda para se tornar baseado em jogos (KAPP, 2013);
• Gamificação de conteúdo: é a aplicação de elementos e conceitos de jogos para alterar o conteúdo com o intuito de torná-lo mais semelhante a um jogo. Por exemplo, começar um curso com um desafio ao invés de uma lista de objetivos são exemplos de gamificação de conteúdo. Adicionar esses elementos fazem com que o conteúdo seja mais semelhante a um jogo, porém não transforma o conteúdo em um jogo. Isto provê um contexto ou atividades que são usados dentro de jogos e as adicionam no conteúdo a ser ensinado (KAPP, 2013).

Ainda segundo, para Kapp (2013), a gamificação pode ser usada para alcançar alguns objetivos específicos relacionados à aprendizagem. No entanto, como qualquer outra intervenção, gamificação não é a resposta para qualquer situação de ensino e aprendizagem, bem como, gamificar todo o conteúdo ou experiências do estudante não terá efeito se não for corretamente planejado. A gamificação é especialmente efetiva quando usada para encorajar estudantes a progredirem no conteúdo, motivar ação, influenciar comportamento e promover inovação. A seguir descrevemos com mais detalhes cada uma dessas situações destacadas do uso da gamificação em contextos educacionais:

• Encorajar estudantes – desafios, objetivos e progressão são todas características que engajam e encorajam pessoas. Elementos de jogos podem ser adicionados, por exemplo, no nível estrutural de gamificação através do uso de pontos e troféus, isto é, adicionando uma camada de jogo no topo de um currículo existente;
• Motivar ação – a gamificação é uma boa solução que motiva os estudantes a alcançar metas. Um exemplo de uso de gamificação apresentado em Kapp (2013) mostra que, em um contexto específico, uma pessoa se manteve tão motivada pela gamificação que completou um curso de doze meses em metade deste tempo;
• Influenciar comportamento – elementos de jogos, quando apropriadamente posicionados em um currículo educacional podem influenciar positivamente no comportamento dos estudantes, por exemplo, fazer um estudante passar a ter mais atenção durantes as aulas;
• Promover inovação – a gamificação pode promover pensamento e atividades inovadoras. Por exemplo, em um jogo desenvolvido para permitir não-cientistas trabalharem com cruzamentos de proteínas em estruturas 3D (KAPP, 2013). Nesse caso, os pontos são ganhos por empacotar a proteína e fazer outros movimentos no interior da estrutura proteica.

CINECLUBE: When games invade real life (2010)

Disponível em Ted Talks

Os jogos estão invadindo o mundo real e a popularidade descontrolada de jogos como Farmville e Guitar Hero é apenas o começo, disse Jesse Schell ainda em 2010. Nesse vídeo, ele fez uma previsão surpreendente: um futuro em que pontos de experiência e experiência surgem “fora da caixa” e em todas as partes de nossas vidas.

3. Exemplo Motivador: O engajamento dos Estudantes em Sistemas Tutores Inteligentes

Os Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) têm recebido grande atenção de acadêmicos e práticos desde a década de 70 (WOOLF, 2010). Esses sistemas usam técnicas da inteligência artificial para realizar tutoria adaptativa para os estudantes de acordo com o que eles conhecem do domínio a ser estudado (SLEEMAN; BROWN, 1982). Como discutido por Du Boulay (2016), evidências empíricas positivas apontam os benefícios de STIs para a efetividade da instrução. Dessa forma, é amplamente aceito pela comunidade científica que STIs bem projetados podem complementar ou substituir com sucesso outros modelos instrucionais, e que estas situações existem em todos os níveis educacionais e em muitos contextos acadêmicos (MA et al., 2014)

No entanto, pesquisadores apontam que estudantes que interagem com STIs, especialmente em períodos de tempo prolongados, tendem a ficar desengajados e entediados durante o processo de aprendizagem (ARROYO et al., 2007; BAKER et al., 2010; BELL; McNAMARA, 2007; JACKSON; McNAMARA, 2013). Além disso, mesmo para aqueles estudantes que continuam a interagir com os tutores, apesar da falta de interesse, o tédio pode desencadear em um ciclo vicioso que os impedem de se re-engajarem ativamente em um processo de aprendizagem construtivo (BAKER; CORBETT; KOEDINGER, 2004; D’MELLO; TAYLOR; GRAESSER, 2007). Por outro lado, de acordo com VanLehn (2011), estudantes motivados, desafiados e intrigados tendem a obter melhores resultados de aprendizagem. Nesse sentido, STIs podem se beneficiar do projeto de funcionalidades que possibilitem intervenção apropriada para aumentar a motivação e o engajamento de estudantes durante a instrução (DERMEVAL et al., 2019).

Diante do exposto, fundamentados em teorias e modelos de motivação e do comportamento humano como, por exemplo, o modelo de comportamento de Fogg (2002), as teorias das necessidades (GOBLE, 2004; ALDERFER, 1969; GAGNÉ; DECI, 2005) e a teoria do reforço de Skinner (2011), a comunidade científica e a indústria têm buscado utilizar as chamadas tecnologias persuasivas no contexto educacional (HAMARI et al., 2014). Essas tecnologias objetivam mudar o comportamento humano através do uso de computadores (FOGG, 2002; KING; TESTER, 1999). Dessa forma, é cada vez maior o interesse pelo uso de técnicas persuasivas para endereçar contextos educacionais, por exemplo, o estabelecimento de objetivos, automonitoramento, feedback, recompensa, competição, entre outras (HAMARI et al., 2014; MASTHOFF; VASSILEVA, 2015; MICHIE et al., 2008).

Considerando as tecnologias persuasivas, pode-se notar que as abordagens baseadas em jogos englobam um variado conjunto dessas tecnologias e são muito eficazes para engajar participantes e, consequentemente, mudar comportamento (BERKOVSKY et al., 2010). De acordo com McGonigal (2010), por exemplo, no ano de 2010, usuários passaram em geral 3 bilhões de horas por semana jogando diferentes tipos de jogos. Na educação, os jogos têm sido utilizados para mudar atitudes de estudantes, desenvolver bons hábitos ou ensinar (MASTHOFF; VASSILEVA, 2015). No entanto, apesar dos jogos serem ambientes imersivos e que têm o potencial de promover mudanças de comportamentos, a construção dos mesmos é muito cara (ECONOMIST, 2014). Dessa forma, a gamificação tem sido utilizada em várias áreas do conhecimento, incluindo educação (BORGES et al., 2014; HAMARI et al., 2014; SEABORN; FELS, 2015), e caracteriza-se por ser uma opção com melhor custo/benefício, fazendo uso do poder de jogos.

4. Princípios da Gamificação e Jogos Educativos

Nos últimos 30 anos, os jogos tradicionais, bem como outras atividades de lazer, têm sido cada vez mais substituídos pelos jogos digitais como atividades de lazer, o que tem trazido um impacto transformacional sobre como passamos nosso tempo de lazer (CONNOLLY et al., 2012). Segundo esses autores, os jogos digitais oferecem atividades envolventes e atraentes, especialmente aos jovens, o que tem levado a diminuição do interesse pelos jogos mais tradicionais.

Nesse sentido, nas últimas décadas, os jogos educacionais têm sido utilizados em muitos contextos de ensino de diferentes tópicos como: meio ambiente, geografia, história e outros (CONNOLLY et al., 2012), bem como estudados em diferentes perspectivas como violência (ANDERSON; GENTILE, 2014), aprendizagem (LINEHAN et al., 2014), playfulness (SCORESBY; SHELTON, 2011) entre outros, tornando-se assim um tópico altamente estudando em busca de respostas a respeito da influência real dos jogos educativos no desempenho dos estudantes.

De acordo com estudos mais recentes, uma série de resultados empíricos relacionados à aprendizagem baseada em jogos mostrou que, apesar da esmagadora publicidade dada ao impacto negativo dos jogos, como a maioria das tecnologias antes deles, os jogos tradicionais e os jogos digitais podem ter impactos tanto positivos quanto negativos de acordo com diferentes situações (CONNOLLY et al., 2012). Estes resultados são importantes para demonstrar não só a eficácia dos jogos em contexto educativo, mas também para destacar a importância de novos estudos em diferentes tipos de jogos educativos.

O grande desafio relacionado ao design de jogos educativos, é o planejamento e a implementação de jogos que ao mesmo tempo que sejam capazes de proporcionar aprendizagem dos estudantes, consiga ser persuasivo e engajador, mantendo os estudantes motivados a continuar jogando. Assim, no design de jogos educativos, é fundamental deixar as atividades educacionais propostas, preferencialmente implícitas nos jogos, atreladas aos elementos de design de jogos (que veremos mais adiante no contexto da gamificação).

4.1. Regras e Diretrizes de Design de Jogos

Desde que os jogos passaram a ser objeto comum de estudo por parte de acadêmicos e outros profissionais da indústria, uma série de regras (ou diretrizes) de design de jogos têm sido propostas e analisadas (FULLERTON, 2004; SCHUYTEMA, 2008). Essas regras em geral estão totalmente atreladas a busca por levar os jogadores a experiências mais profundas de diversão e engajamento. Apesar dessas diretrizes serem diretamente aplicadas aos jogos de entretenimento, são aplicadas a outros domínios de design de jogos.

Dentre as diferentes regras de design de jogos, uma se destaca entre os diferentes autores que já versaram sobre esse tema, que se trata do balanceamento de dificuldade dos jogos, ou seja, estamos falando de técnicas de design que sejam capazes de desenvolver jogos que equilibrem o nível de dificuldade do jogo com o nível de habilidade do jogador (FULLERTON, 2004; SCHUYTEMA, 2008). Como destacado na Figura 3, se a dificuldade do jogo é alta, se comparada com as habilidades do jogador, levará o mesmo a um estado de ansiedade e se a dificuldade for mais fácil em comparação com as habilidades do jogador, este se sentirá com tédio.

Figura 3: Balanceamento de dificuldade para levar a experiência de fluxo

Por outro lado, quando o design do jogo consegue equilibrar o nível de dificuldade do jogo com as habilidades do jogador, o jogador poderá atingir um nível mais profundo de engajamento e concentração, em algumas literaturas, também é descrito como canal ou experiência de fluxo (discutidos com maior profundidade na Subseção 4.2). Assim, dentre as regras gerais ligadas ao design de jogos, a principal delas está ligada ao desenvolvimento de jogos que sejam capazes de conseguir balancear seu nível de dificuldade com o nível de habilidade dos jogadores. Esta teoria é conhecida como Teoria do Fluxo e foi proposta pelo Psicológico, e um dos fundadores da Psicologia Positiva, Mihaly Csikszentmihalyi (CSIKSZENTMIHALYI, 2020). Vários estudos da literatura buscam promover e compreender como o canal do fluxo pode ser alcançado do design de sistemas e cenários educacionais gamificados (LEMOS et al., 2019; SANTOS et al., 2020; SANTOS et al., 2018).

4.2. Emoções e Diversão

Um dos principais objetivos de um jogo e por conseguinte dos sistemas gamificados é influenciar diretamente as emoções dos jogadores e usuários (ORJI et al., 2014; OLIVEIRA; BITTENCOURT, 2019), e, considerando os diferentes tipos de aspectos emocionais (preferências, contexto social, experiências afetivas com relação aos elementos de jogos, etc.), propiciando ao jogador, experiências divertidas e motivadoras. Isto faz com que o jogador se sinta à vontade de continuar jogando, ou no caso de sistemas educacionais gamificados, continuar interagindo com o sistema realizando as atividades/missões propostas.

O conceito de diversão é variado entre os autores, Raph Koster, por exemplo, no livro Theory of Fun for Game Design, conceitua diversão como um fator que é obtido por meio da resolução de problemas ao longo do jogo digital. Quando falamos de diversão em jogos, no entanto, é importante nos remetermos a uma experiência comumente nos estudos sobre design de jogos, que se trata de uma experiência denominada fluxo, ou experiência de fluxo que foi pela primeira vez tratada por Mihaly Csikszentmihalyi, psicólogo húngaro que cunhou este termo como sendo “uma ótima experiência durante a qual as pessoas estão profundamente motivadas a persistir em suas atividades” (CSIKSZENTMIHALYI, 2020).

Nos jogos, essa experiência é considerada quase que um objeto de desejo por parte dos designers (FULLERTON, 2004; SCHUYTEMA, 2008), que buscam por meio do design dos jogos, levar esta experiência aos jogadores. Assim, ao tratar-se de jogos educativos, e mais adiante da gamificação, é importante destacar a necessidade de investir no design de jogos que possam levar os estudantes a uma experiência de fluxo.

4.3. Elementos de Jogos e Gamificação

Antes de tratarmos diretamente dos elementos de jogos e de sua aplicação no processo de design, é necessário entender de fato do que se trata os chamados elementos de jogos (do inglês: game design elements). Os elementos de jogos são todos os itens de persuasão inerentes aos jogos, que são capazes de influenciar diretamente na percepção e na emoção dos jogadores. Nesse sentido, exemplos de elementos de jogos são: pontos, medalhas, troféus, rankings, barras de progresso, etc (NAH et al., 2014; HAMARI et al., 2014; DICHEV; DICHEVA, 2017).

Vale destacar, que de modo geral, os elementos de jogos não diferem dos elementos de gamificação, ao contrário, são termos sinônimos, o que muda é sua aplicação, dado que em contextos de jogos os elementos são usados diretamente na composição do jogo, e no contexto da gamificação, estes elementos são usados apenas para levar aos usuários uma sensação de que o sistema se parece em alguns aspectos com um jogo. Em resumo, os elementos são os mesmos, o que muda é seu contexto de aplicação e em alguns casos e o objetivo final de sua aplicação.

Diante disso, é possível observar que uma série de elementos podem ser usados na composição ou design de um jogo ou de um sistema gamificado. De modo geral, os elementos usados no design de um jogo ou mesmo de algum tipo de sistema gamificado, por exemplo, são organizados de maneira estratégica de acordo com diferentes critérios, como: objetivos do jogo, público-alvo, tipo de jogador e outros (MORA et al., 2015). A seguir, discutiremos algumas estratégias relacionadas à organização dos elementos na composição do design dos jogos.

4.4. Pirâmide dos Elementos

Ao fazer a escolha dos elementos que irão compor o design de um jogo, diferentes fatores devem ser considerados. Ao longo dos estudos que trataram a respeito dos elementos de jogos digitais, muitos elementos têm sido estudados de diferentes formas e com diferentes objetivos. Um desses trabalhos, proposto por Andrzej Marczewski, apresenta-se uma pirâmide de elementos de jogos/gamificação que define e organiza 52 diferentes elementos e mecânicas de jogos/gamificação. Na definição de Marczewski, a sua pirâmide de elementos de jogos/gamificação está organizada de acordo com o tipo de jogadores e suas preferências em relação ao design dos jogos Tondello et al. (2016).

Nesse estudo, os elementos de gamificação são organizados em formato de uma tabela periódica de acordo com os tipos de jogador definidos pela escala HEXAD (TONDELLO et al., 2016). A Figura 4 apresenta a tabela periódica dos elementos de jogos/gamificação em sua versão original (em inglês). Finalmente, vale ressaltar que existe uma relação direta entre os tipos de jogadores de diferentes escalas, como HEXAD, BrainHex e outras. Assim, os elementos de jogos podem ser facilmente adaptados no design de jogos de acordo com as diferentes escalas.

Figura 4: Tabela periódica dos elementos de gamificação

Não podemos deixar de frisar que um importante aspecto da gamificação é entender qual elemento de jogo é adequado em cada problema e situação. Werbach e Hunter (2012) descrevem elementos de jogos como pequenas peças usadas para definir blocos de construção que formam uma experiência de jogo integrada. De acordo com os mesmos autores, estes elementos são incluídos nas categorias de dinâmica, mecânica e componentes de jogos, como descrito abaixo. A Figura 5 ilustra uma hierarquia entre estas categorias.

• Dinâmica de jogos – os aspectos de alto nível do sistema gamificado que devem ser considerados e gerenciados, mas que nunca entram diretamente no jogo (WERBACH; HUNTER, 2012). Por exemplo, restrições, emoções, narrativa, progressão, relacionamentos e personalização;
• Mecânica de jogos – o processo básico que dirige as ações seguintes e gera um engajamento do jogador (WERBACH; HUNTER, 2012). Por exemplo, desafios, sorte, competição, cooperação, feedback, aquisição de recurso, recompensas, transações, turnos, estados de vitória e perfis;
• Componentes de jogos – a instanciação específica de mecânica e dinâmica (WERBACH; HUNTER, 2012). Alguns exemplos de componentes de jogos são: conquistas, personagens, troféus, coleções, ranking, níveis, pontos, notificações, barras de progresso, missões, bens virtuais, entre outros.

Figure 5: Hierarquia de elementos de jogos: dinâmica, mecânica e componentes de jogos

4.5. Frameworks de Gamificação

O projeto de gamificação pode ser suportado por meio do uso de um framework que auxilia a operacionalizar os comportamentos de gamificação de um sistema. A revisão da literatura conduzida por Mora et al. (2015) apresenta uma variedade de frameworks que podem ser utilizadas para projetar a gamificação. Os frameworks de gamificação apresentados são categorizados em dois tipos: os genéricos (ex.: 6D framework (WERBACH; HUNTER, 2012), GAME (TONDELLO, 2016), and Octalysis (CHOU, 2013)) e os específicos de domínio.

Dentre os frameworks para projeto de gamificação, um dos mais conhecidos é o framework 6D (MORA et al., 2015). Esse framework é baseado na teoria da autodeterminação e é apresentada em seis passos. Neste framework, o projeto da gamificação é iniciado a partir da definição dos objetivos de negócio e prossegue para atingir os comportamentos esperados, descrever os jogadores, conceber os ciclos de atividade (em inglês, activity loops) sem esquecer da diversão e, finalmente, implantar o ambiente gamificado com as ferramentas apropriadas. Este framework é influenciado pelo framework MDA (Mecânica, Dinâmica e Estética, do inglês, Mechanics, Dynamics and Aesthetics), proposto por Hunicke et al. (2004). Essa influência pode ser notada através do uso dos elementos descritos na pirâmide de elementos. Apesar de haver outros frameworks conhecidos, abordaremos com maiores detalhes e exemplo de implementação o framework 6D, que é considerado o mais conhecido e usado. A seguir são descritas cada uma das suas etapas:

1. Definir os objetivos de negócio: Essa etapa inclui definir os critérios de sucesso do projeto. Werbach e Hunter (2012) estabelecem um processo com três sub-etapas nesta atividade: (i) fazer uma lista, mais concreta possível, dos objetivos do negócio e ranqueá-los; (ii) eliminar as coisas que não estão relacionadas ao objetivo final do negócio; e (iii) justificar os objetivos.
2. Delinear o comportamento alvo: Essa etapa inclui delinear os comportamentos esperados que os usuários detenham com o uso da gamificação. Para definir os comportamentos-alvo, algumas etapas podem ser seguidas: (i) especificar as tarefas; (ii) definir as métricas de sucesso, os estados de vitória para todas as tarefas; e (iii) definir formas de medir os estados de vitória.
3. Descrever os jogadores: Esse passo envolve a descrição dos usuários (jogadores) de um sistema gamificado. Nessa etapa, podem ser consideradas as características geográficas, de idade, grupos, psicografia, tipo de comportamento, entre outras. Existem vários modelos de jogadores que podem ser utilizados nesta etapa, por exemplo, o modelo de Bartle (BARTLE, 1996), de Yee (YEE, 2006), o BrainHex (NACKE et al., 2014), entre outros.
4. Conceber os ciclos de atividade: Essa etapa inclui identificar e avaliar as estruturas repetitivas e recursivas envolvidas no projeto da gamificação, as quais focam em dois tipos de tarefas: ciclos de engajamento e ciclos progressivos (WERBACH; HUNTER, 2012). Os primeiros tipos de ciclos são baseados nas regras de projeto motivacional.
5. Não esqueça da diversão: Essa etapa destaca a importância de considerar a diversão no projeto de sistemas gamificados. Como argumentado por Werbach e Hunter (2012), esta é provavelmente a parte mais difícil do framework 6D, uma vez que esta questão é muito mais subjetiva que as outras.
6. Implantar ferramentas apropriadas: Essa etapa envolve a inclusão de todas as ferramentas necessárias para aplicar os elementos da dinâmica, mecânica e componentes da gamificação da pirâmide de elementos considerando as particularidades dos jogadores bem como os ciclos para levar os usuários a atingirem os objetivos de negócio de uma maneira divertida.

Com o intuito de facilitar o design de sistemas educacionais gamificados baseados no framework anteriormente apresentado, a seguir vamos detalhar cada uma das etapas do framework exemplificando o desenvolvimento de um sistema educacional gamificado. Os exemplos mencionados são meramente ilustrativos (apenas paras fins didáticos) e podem ser replicados em outros tipos de sistemas ou aplicativos educacionais.

4.5.1. Definindo os Objetivos de Negocio

Para entendermos como conduzir a etapa de definição dos objetivos de negócio, vamos supor que iremos implementar um sistema educacional gamificado para o ensino de Matemática no Ensino Médio. Sendo assim, a primeira coisa ser feita é uma lista dos objetivos do sistema e ranqueá-los. Nesse caso, os objetivos por exemplo, poderiam ser (pela ordem): 1. Aumentar a aprendizagem dos estudantes; 2. Manter os estudantes motivados por mais tempo; e 3. Diminuir o tempo de trabalho do professor em sala de aula.

Uma vez definidos e rankeados os objetivos, devemos então destacar também o que não estiver relacionado ao objetivo final do negócio, que é aumentar a aprendizagem dos estudantes. Em nosso exemplo, poderíamos então apresentar itens como: 1. Promover a interação entre pais e alunos; e 2. Criar ambiente de interação com gestores (que não estão relacionados ao objetivo final desse projeto de gamificação). Uma vez finalizada essas etapas, devemos justificar de maneira clara e direta a importância de cada um dos objetivos definidos, por exemplo, o primeiro objetivo definido (aumentar a aprendizagem dos estudantes) pode ser justificado pelo fato dos estudantes estarem apresentando desempenho aquém do esperado pela escola na disciplina de Matemática.

4.5.2. Delineando o Comportamento Alvo do Sistema

Como visto anteriormente, o delineamento do comportamento alvo tem por objetivo definir o comportamento esperado que os usuários detenham por meio da gamificação. Um exemplo de comportamento alvo no contexto de sistemas educacionais gamificados pode ser aumentar a performance de estudantes no sistema. Para isso, seguimos algumas etapas: a primeira coisa a ser feita é definir e especificar as tarefas que devem ser implementadas pelo sistema. Pensando no mesmo exemplo usado anteriormente, as tarefas do nosso sistema podem ser: 1. Fornecer vídeo aulas (para o aluno assistir); 2. Fornecer tutoriais (escritos); e 3. Fornecer exercícios.

Em seguida, precisamos definir as métricas de sucesso e os estados de vitória para todas as tarefas definidas. No nosso sistema, um exemplo de métrica pode ser a quantidade de vídeo aulas assistidas, de textos lidos e a média aritmética de cada grupo de exercícios respondidos. O estado de vitória poderia ser: assistir 10 aulas de um determinado assunto, e/ou ler 10 tutoriais de um determinado assunto, além de ter uma média igual ou superior a 7 nos exercícios respondidos. Finalmente, devemos definir as formas de medir os estados de vitória. Em nosso exemplo, como normas para o estado de vitória, podemos definir que o vídeo só será considerado assistido caso ele tenha sido visto até o final, sem que o estudante tenha pulado partes do vídeo.

4.5.3. Modelando os Tipos de Jogadores

Agora é hora de modelarmos os tipos de jogadores em nosso sistema. Muitos modelos de jogadores têm sido propostos na literatura para descrever diferentes tipos de jogadores (HAMARI; TUUNANEN, 2014). Por exemplo, o modelo brasileiro QPJ-Br (ANDRADE et al., 2016b), o modelo de Bartle (1996), de Yee (2006), DGD1 (BATEMAN; BOON, 2005), DGD2 (BATEMAN et al., 2011), modelo BrainHex (NACKE et al., 2014), entre outros. No contexto de educação online, identificar os tipos de jogadores é de extrema importância para habilitar a personalização de atividades gamificadas baseadas em características particulares dos estudantes.

Entre os modelos de jogador propostos, os arquétipos apresentados pelo modelo BrainHex são baseados em pesquisas neurobiológicas e foram desenvolvidos a partir de outros modelos de jogador, discussões de padrões de jogo e da literatura em emoções com o uso de jogos. Este é o primeiro modelo capaz de identificar até sete categorias de tipo de jogador (Seeker, Survivor, Daredevil, Mastermind, Conqueror, Socializer, e Achiever) e classificar estes jogadores em classes e subclasses, relacionando uns aos outros, permitindo uma classificação mais precisa. Para isto, existe um questionário composto por 36 itens. Um modelo em português do questionário foi validado por Santos et al.(2018)..

Seguindo o nosso exemplo, para implementação do nosso sistema, o modelo BrainHex pode ser aplicado logo quando os usuários fizerem login no sistema. Uma vez que tenhamos identificado o perfil de cada jogador, o nosso sistema pode se adaptar automaticamente a cada perfil de jogador. Para isto, existem estudos que relacionam os elementos de gamificação mais apropriados para cada perfil ou mesmo, definem estratégias de persuasão mais adequadas (ORJI et al., 2014; MOTERRART et al., 2015; TONDELLO et al., 2016; SANTOS et al., 2018; OLIVEIRA; BITTENCOURT, 2019).

4.5.4. Projetando os Ciclos de Atividades

Essa etapa do projeto inclui duas atividades principais: definir os ciclos de engajamento e ciclos progressivos. Tarefas que necessitam ser repetidas pelos usuários devem ser identificadas, motivadas e um feedback deve ser fornecido aos usuários. Existem três elementos no ciclo de engajamento: (i) motivação – motivar os usuários para realizar alguma ação esperada pelos projetistas; (ii) ação – onde o usuário, de fato, realiza a tarefa; e (iii) feedback – um feedback é dado ao usuário para o motivar e iterar o ciclo. Por outro lado, ciclos progressivos são incluídos no projeto de gamificação para dirigir usuários de um nível iniciante em direção a um nível mais avançado. Esses ciclos consideram atividades dos níveis iniciais aos finais, além de um conjunto de passos intermediários. Eles também fornecem pequenos desafios para o usuário chegar a um objetivo final.

Um projeto de gamificação deve prover ambos os ciclos de engajamento e progressivos, de uma forma natural, para ajudar os usuários a compreender e dominar o sistema. Em nosso caso, um exemplo de motivação é baseado na necessidade de o usuário assistir as videoaulas, oferecer uma recompensa imediata após cada vídeo assistido (essa recompensa pode ser um elemento de gamificação como um troféu ou mesmo um elemento de gamificação associado ao desbloqueio de um próximo nível). Em nosso exemplo, o feedback pode estar relacionado à recompensa imediata após fazer determinada atividade, ou mesmo o envio de uma mensagem de incentivo ou de correção após cada passo no sistema.

4.5.5. Promovendo a Diversão

Essa sem dúvidas é uma das etapas mais importantes do projeto, pois como definido no próprio modelo 6D, trata-se de uma questão muito subjetiva. Nesse momento, é importante pensar em algo que torne o uso do sistema divertido, motivador, que vá além do uso de elementos de gamificação e que possa provocar um estado de bem-estar nos estudantes, assim como ocorre nos jogos de entretenimento. Apesar desse nível de abstração, diferentes teorias e estudos têm discutido a questão do bem-estar e nos dão alguns direcionamentos sobre como tratar esse assunto.

Em nosso exemplo, para promover a diversão, além da própria preocupação com o design de gamificação, onde estamos considerando as preferências individuais dos estudantes, também é importante considerar teorias da Psicologia ligadas a felicidade, como a Teoria do Fluxo e a Teoria da Autodeterminação, que define estratégias motivacionais relacionadas aos estudantes no intuito de proporcionar momentos de diversão, motivação e bem-estar.

4.5.6. Implementando as Ferramentas Apropriadas

Finalmente, na última etapa do processo, é o momento de incluir todas as ferramentas necessárias para aplicar a gamificação ao sistema. Ao falarmos de ferramentas, estamos nos referindo àquelas necessárias para operacionalizar a gamificação, por exemplo, definir a economia do jogo, como pontos podem ser distribuídos e utilizados, entre outros. Perceba que isso se trata de fundamentos que podem ser utilizados como ferramental para criar um bom design de gamificação.

Em nosso sistema educacional gamificado usado como exemplo, podemos definir como ferramentas técnicas, por exemplo; 1. O sistema computacional (software desenvolvido), 2. Os artefatos usados para compor o sistema (questionário para identificação do gamer type, plugin de vídeos, leitor de arquivos de texto, etc.). Por outro lado, como ferramentas teóricas, podemos definir 1. A mecânica de gamificação, 2. Pirâmide de elementos, e; 3. Teorias da psicologia, etc. Em resumo, definimos aqui todas as ferramentas necessárias para implementação correta do design de gamificação.

5. Computação e sua relação com a Gamificação

Diferentes campos de estudo da Ciência da Computação têm surgido e podem ser usados na concepção de sistemas educacionais. O objetivo desta seção não é exaurir as teorias que emergiram e apresentar sua relação com a gamificação, mas sim dar destaque a duas delas que tem se mostrado promissoras para a sua aplicação em Gamificação, que são a Computação Persuasiva e Computação Afetiva. Outro aspecto que merece destaque é que estas teorias possuem interfaces tanto com a computação quanto com a psicologia.

5.1. Computação Persuasiva

Antes de abordarmos diretamente a Computação Persuasiva, é necessário entender do que se trata o estudo da “Persuasão”. Em geral, o termo persuasão é um termo abrangente, relacionado ao uso de estratégias para influenciar as crenças, atitudes, intenções, motivações ou comportamentos de uma pessoa (SEITER; GASS, 2010). Uma infinidade de técnicas de persuasão tem sido usada em diferentes contextos, por exemplo, em sistemas de vendas para persuadir os usuários a comprar alguns produtos ou na ciência da saúde para motivar as pessoas a praticar esportes (ORJI et al., 2014). Ao abordarmos diretamente a Persuasão como domínio de estudo da Computação enquanto Ciência, que a comunidade se refere como Computação Persuasiva, chegamos finalmente ao uso técnicas computacionais desenvolvidas com o intuito de influenciar a decisão de pessoas com relação às suas escolhas de atividades (ORJI et al., 2014).

O uso dessas técnicas computacionais para persuasão é denominado “Estratégias de Tecnologias Persuasivas” e têm sido amplamente estudadas nos últimos anos, com o intuito de se desenvolver sistemas computacionais capazes de persuadir pessoas a tomarem determinadas decisões. Recentemente, alguns estudos sintetizaram as diferentes estratégias tecnológicas de persuasão propostas e avaliadas desde o surgimento do termo. Orji et al. (2014) sintetizaram os estudos realizados neste campo nos últimos 20 anos. Dentre esses estudos, pode-se citar o realizado por Fogg, onde o autor desenvolveu sete ferramentas persuasivas que podem ser usadas para persuadir usuários em diferentes contextos. Um ano após o estudo de Fogg (2002) também desenvolveu seis princípios persuasivos que podem ser verificados e aplicados em diferentes contextos. Já após o estudo supramencionado, Oinas-Kukkonen e Harjumaa (2008) basearam-se nas estratégias de Fogg para desenvolver 28 princípios de design de sistemas persuasivos, que são amplamente usados em estudos recentes.

5.2. Computação Afetiva

Ao falarmos de aspectos da Computação relacionados à gamificação, uma das subáreas da Ciência da Computação mais estudadas é a Computação Afetiva. No entanto, antes de tratarmos diretamente da Computação Afetiva é importante entendermos do que se trata a afetividade e sua importância no processo de aprendizagem dos estudantes. De acordo com Pekrun (2011) os estados afetivos exercem um papel importante na aprendizagem e nos processos cognitivos desenvolvidos pelos estudantes, tais como criatividade, tomada de decisão e memorização. As emoções podem tanto acelerar como perturbar os processos cognitivos e a aprendizagem (PIAGET, 1989). Desde modo, a Computação Afetiva busca entender, modelar e simular emoções e os “estados de espírito” dos usuários para a confecção de hardwares e de softwares. Uma visão aprofundada sobre Computação Afetiva aplicada à educação foi escrita por Jaques e Nunes (2021).

A gamificação por sua vez, busca justamente influenciar as emoções dos usuários por meio dos elementos de jogos, procurando alterar os estados efetivos das pessoas, por exemplo, para motivar a realizar uma atividade, que, sem o uso da gamificação, o usuário poderia achar chata e monótona. Nesse sentido, o uso da Computação Afetiva no design de sistemas educacionais gamificados se torna importante tanto na busca por identificar o estado afetivo dos estudantes, como prover um design mais correto e específico, capaz de alterar o estado afetivo dos estudantes e os levar a um estado de imersão e engajamento nos sistemas educacionais.

6. Projeto da Gamificação: O Design da Gamificação com o uso do DMC

Pesquisadores estão cada vez mais interessados em usar gamificação com sistemas educacionais para tomar vantagem de ambas as áreas com o intuito de fornecer instrução adaptativa com foco explícito na motivação dos estudantes [DERMEVAL et al., 2019; ANDRADE et al., 2016; GONZÁLEZ et al., 2014; SHI; CRISTEA, 2016]. A aplicação da gamificação em sistemas educacionais deve lidar com o desenvolvimento dos quatro componentes clássicos destes sistemas – domínio, estudante, material didático e interface – além de um modelo de gamificação para conectar os conceitos, teorias, e tecnologias de ambos os tópicos. A seguir, apresentamos um projeto de gamificação aplicado ao contexto de alfabetização, através da utilização do modelo DMC (Dinâmicas, Mecânicas e Componentes), descrito na Subseção 4.4.

6.1. Compreendendo o contexto e problema de engajamento

Antes de se pensar em qualquer aplicação de gamificação na educação, deve-se primeiro identificar qual o contexto e problema educacional está presente naquele contexto, que justifique a aplicação de gamificação. Outro ponto importante é que gamificação é aplicada em problemas de engajamento e motivação. Ou seja, quando aplicamos gamificação e resolvemos um problema de engajamento, espera-se que haja um comportamento esperado do estudante e, com isso, leve a mais aprendizagem. No exemplo apresentado na Figura 6, trazemos o contexto de alfabetização de crianças e a atividade de escrita de palavras.

Figura 6: Atividade sobre escrita de palavras para alfabetização de crianças (disponível em )

Neste cenário, espera-se, como comportamento-alvo, que as crianças resolvam um caderno de exercícios até fazer 20 atividades de escrita de palavras corretamente. Entretanto, o problema motivacional e de engajamento presente nesta atividade é que as crianças desistem porque não conseguem saber quantos exercícios são necessários para completar a atividade. Em resumo, temos:

• Contexto: Alfabetização de Crianças – Escrita de Palavras (atividade);
• Comportamento-Alvo: Efetuar um caderno de exercícios até fazer 20 deles de forma correta;
• Problema Motivacional/Engajamento: Criança desiste porque não consegue saber quantos exercícios ainda são necessários para completar a atividade.

6.2. Aplicando o DMC

Uma vez que o contexto e o problema ficam claros, iniciamos um planejamento usando o DMC (Dinâmicas, Mecânicas e Componentes). Entretanto, antes disso, precisamos saber qual a experiência de jogo que pretendemos promover nos estudantes. Sendo assim, como experiência de jogo propomos o engajamento para superar desafios. A razão é que cada exercício do caderno é um desafio em si mesmo para a criança. Assim, para resolver o problema motivacional (desistência por não saber o que falta para completar a atividade), a satisfação de superar desafios pode manter os estudantes motivados da mesma forma que é feita em muitos Jogos, onde o jogador é ciente dos desafios que precisam ser superados para alcançar os objetivos. Por exemplo, no jogo Fortnite, o jogador pode visualizar os desafios de batalha que precisam ser completados cada semana, conforme Figura 7.

Figura 7: Exemplo do jogo Fortnite sobre a visualização dos desafios de batalha.

Desta forma, para manter o estudante ciente dos desafios que precisam ser superados para alcançar os objetivos e, assim, obter a experiência de jogo “engajamento por superar desafios”, uma dinâmica de progressão (forma de indicar a posição do usuário para alcançar objetivos) é adequada porque o estudante irá saber quantos desafios (exercícios) precisam ser superados para alcançar o fim, conforme apresentado na Figura 8.

Figura 8: Dinâmica de progressão para engajar as crianças na superação de desafios

Uma vez que a dinâmica de jogo está estabelecida, para gerar “engajamento de superar desafios” como experiência de jogo, a progressão vai precisar: (1) desafios (exercícios) a serem superados; e (2) um sistema de feedback como forma de avaliação para saber se cada desafio (exercício) foi superado (resolvido). Com isso, as mecânicas associadas à dinâmica de progressão são desafios e feedback, conforme Figura 9.

Figura 9: Relação da dinâmica de progressão com mecânicas que levaram ao comportamento-alvo

Tendo em vista que o objetivo é ter 20 questões resolvidas de forma adequada, podemos estruturar os desafios em 3 fases, sendo eles (vide Figura 9): o 1° Desafios = 5 acertos; 2° = 10 acertos; e o 3° = 20 acertos. Observe que não transformamos diretamente cada exercício em um desafio, pois colocar 20 desafios torna mais difíceis manter os desafios na mente da criança do que três desafias ao todo. ícones que sejam fáceis de serem entendidos de forma clara pelas crianças. Já os Feedbacks (informação com a avaliação da resposta em cada exercício) são apresentados com cores e ícones que sejam fáceis de serem entendidos, conforme Figura 10.

Figura 10: Visualização sobre a implementação das mecânicas de desafios e feedback

Uma vez estabelecidas a dinâmica e as mecânicas, partimos então para a definição dos componentes que irão instanciar tais mecânicas e a dinâmica. Com isso, definimos dois componentes que podem estar associados às mecânicas, a saber (vide Figura 11): i) emblemas, que as crianças irão ganhar à medida que avançarem e alcançarem os desafios; e ii) conquistas, que, de forma visual, serão apresentadas para as crianças em um quadro, onde os mesmos saberão as conquistas dele e quais faltam. Destaca-se que os emblemas apresentados aqui servem unicamente como exemplo, pois numa aplicação real, eles devem ter consonância com i) o comportamento-alvo, ii) o contexto (domínio de conteúdo a ser ensinado) e iii) o desafio superado com a conquista. Importante frisar que as conquistas são também uma forma de feedback. Além disso, os emblemas são adquiridos à medida que as crianças vão tendo suas conquistas (vide Figura 12). Ou seja, não existem elementos de jogos dissociados, porém totalmente interconectados.

Figura 11: Relação entre dinâmicas, mecânicas e componentes usados para engajar crianças na superação de desafios de escrita de palavras.

Figura 12: Visualização sobre a implementação dos componentes de conquistas e emblemas.

Desta forma, encerramos esta sessão e de maneira resumida, apresentamos um exemplo de aplicação do uso da DMC para endereçar um problema motivacional e engajamento no contexto educacional de alfabetização.

7. Desafios da Gamificação da Aprendizagem: onde estamos e onde queremos chegar?

Apresentamos a seguir uma série de desafios de pesquisa em sistemas educacionais gamificados, tais desafios são baseados na observação da literatura científica, bem como em nossa experiência de pesquisa na área, não tendo aqui o objetivo de exaurir os desafios da gamificação existentes.

7.1. Ameaças dos Estereótipos em Ambientes Gamificados

Esta é uma preocupação que tem se mostrado presente EM estudos das mais diferentes áreas. Trata-se dos estudos relacionados a preferência dos usuários em sistemas online de acordo com seu gênero (VAIL et al., 2015; PEDRO et al., 2015). Estudos recentes têm confirmado que de fato as pessoas tendem a ter diferentes preferências especialmente em relação ao design dos diferentes tipos de sistemas online. Além disso, especialmente em relação aos sistemas educacionais, estudos têm mostrado que o design desses sistemas não tem se preocupado com essas individualidades e que os sistemas podem ser estereotipados, em geral considerado apenas o gênero masculino (ALBUQUERQUE et al., 2017).

Nesse contexto, a comunidade tem abordado alguns desafios de pesquisa relacionados à ameaça de estereótipo em ambientes educacionais gamificados, que devem ser estudados e resolvidos nos próximos anos: (i) design e desenvolvimento de ferramentas para identificação automática de estereótipos (ex.: gênero, etnia, idade, preferência sexual) em ambientes educacionais gamificados, (ii) modelagem de sistemas educacionais gamificados não estereotipados, e (iii) avaliação de sistemas educacionais gamificados baseados em abordagens não estereotipadas.

7.2. Experiência de Fluxo em Ambientes Gamificados

Vimos nas seções anteriores desse capítulo que a Teoria do Fluxo é caracterizada como um sentimento de “experiência ótima” onde as pessoas ficam completamente focadas em uma determinada atividade (CSIKSZENTMIHALYI, 2020). Tal teoria tem lançado uma série de desafios relacionados a diferentes áreas. Os principais desafios relacionados à Teoria do Fluxo aplicados à gamificação são guiados ao objetivo de desenvolver-se sistemas educacionais gamificados capazes de levar os estudantes a uma experiência de fluxo (SANTOS et al., 2015; SANTOS et al. 2018).

Diante disso, alguns estudos mais recentes têm sido conduzidos no intuito de buscar soluções para o design de sistemas educacionais que levem os estudantes a uma experiência de fluxo (DETERDING, 2011; NACKE, 2012) ou mesmo, identificar o estado de fluxo em estudantes em diferentes tipos de ambientes educacionais (SANTOS et al., 2017). No entanto, Santos et al. (2017) e Santos et al. (2018) identificaram, por meio da condução de revisões sistemáticas da literatura e investigações acerca de desafios e oportunidades, que esta ainda é uma área emergente e que possui alguns desafios ainda em aberto: (i) identificar automaticamente se os estudantes conseguiram atingir uma experiência de fluxo em jogos educativos e ambientes gamificados, (ii) propor modelos de design de sistemas gamificados capazes de levar os estudantes a um experiência de fluxo, e (iii) estudar a relação direta entre experiência de fluxo e aprendizagem dos estudantes em ambientes educacionais gamificados.

7.3. Personalização da Gamificação

Nos últimos anos, a quantidade de estudos sobre jogos e gamificação tem aumentado (HAMARI et al., 2014; BORGES et al., 2014; KOIVISTO, 2019), no entanto, os resultados de muitos estudos têm sido diferentes e a comunidade tem percebido que a aplicação da gamificação pode trazer resultados positivos ou negativos, dependendo do contexto de sua aplicação. Por exemplo, um dos resultados mais evidentes é de que a maioria dos sistemas gamificados ou mesmo dos jogos, usam uma abordagem denominada de one-size-fits-all que usa os mesmos elementos de gamificação para todos os usuários do sistema (NAH et al., 2014). No entanto, é conhecido que os usuários têm percepções e preferências diferentes com relação aos elementos de gamificação (ORJI et al., 2013, ORJI et al., 2014; MOTERRART et al., 2015; OLIVEIRA; BITTENCOURT, 2019).

Diante disso, estudos recentes têm atacado estes desafios, por exemplo, para propor diferentes sistemas de modelagem de usuários (player models) (BARTLE, 1996; NACKE et al., 2014; TONDELLO et al., 2016), ou mesmo, buscando personalizar os ambientes educacionais gamificados baseados em diferentes perspectivas (ORJI et al., 2014; MOTERRART et al., 2015). Apesar desses estudos recentes, os principais desafios ligados à personalização da gamificação são: (i) implementar sistemas personalizados de acordo com o gamer type e/ou outras características dos usuários e suas interações, (ii) identificar automaticamente os gamer types de acordo com a interação dos usuários no sistema, e (iii) propor modelos baseados em dados para o desenvolvimento de sistemas educacionais gamificados personalizados (TODA et al., 2019).

7.4. Autoria em Gamificação

Em geral, os sistemas gamificados são construídos com finalidades específicas, o que causa uma grande demanda de tempo para que professores consigam encontrar jogos que se adequem ao conteúdo que está ensinando, ou mesmo, possam identificar se determinado fato pode ser útil para a instrução do conteúdo. Junta-se a isto, o fato desses sistemas ou aplicações gamificadas serem desenvolvidos e avaliados sob demandas específicas e obedeceram a escopos específicos de linguagem ou mesmo culturais, e, por conseguinte, não conseguirem se adequar a situações e ambientes externos, causando problemas para professores que não conseguem ter a sua disposição sistemas moldados diretamente às suas necessidades.

Desse modo, um dos grandes desafios relacionados ao desenvolvimento de sistemas gamificados é autoria, ou seja, sistemas que permitam ao professor configurar sistemas educativos gamificados, de maneira simples e rápida, de acordo com as necessidades específicas de cada professor com relação aos conteúdos que deseja abordar com o seu público alvo. A autoria em sistemas educacionais gamificados deve substancialmente permitir ao professor configurar sistemas genéricos, de qualidade, para instâncias específicas de ensino (DERMEVAL et al., 2019). Há várias pesquisas que vêm sendo desenvolvidas neste contexto (PAIVA; BITTENCOURT, 2020; DERMEVAL; BITTENCOURT, 2020; DERMEVAL et al., 2019; DERMEVAL et al., 2018; PAIVA et al, 2020; NARAGHI-TAGHI-OFF et al., 2020), porém são poucas as soluções de autoria de gamificação que conseguiram sair da pesquisa para a indústria ou aplicação em escala.

8. Considerações Finais

Nos últimos anos, a gamificação se tornou um dos temas mais comentados por estudantes e pesquisadores em Informática na Educação ao redor do mundo. No intuito de apresentar uma visão geral sobre gamificação em Informática na Educação, este capítulo descreveu e discutiu sobre aplicações gamificadas em contextos educacionais, mostrando algumas das principais questões ligadas à gamificação. Apresentamos ainda por meio de uma abordagem prática, como planejar o design de sistemas educacionais gamificados, bem como, apresentamos de maneira resumida desafios, oportunidades e direcionamentos de pesquisa ligados à gamificação em Informática na Educação.

Resumo

Neste capítulo, apresentamos uma visão geral sobre os conceitos, bases teóricas e princípios de design de jogos e gamificação, além de tendências de pesquisa acerca de Gamificação aplicada à Educação. Iniciamos este capítulo apresentando conceitos-chave sobre gamificação e o seu potencial para motivar e engajar pessoas em sistemas computacionais, e, incentivar pessoas a fazer determinadas atividades, com destaque para o contexto de informática na educação. Apresentamos as bases teóricas de gamificação e jogos, trazendo a motivação para uso de gamificação em contextos educacionais, e mostrando exemplos de sistemas educacionais gamificados (Duolingo e MeuTutor), bem como possíveis cenários de aplicação da gamificação na educação. Por meio de um exemplo motivador, o engajamento dos estudantes em Sistemas Tutores Inteligentes, apresentamos alguns princípios da gamificação e jogos educativos importantes para utilização da gamificação em informática na educação, entre os quais: regras e diretrizes de design de jogos, emoções e diversão, elementos de jogos e gamificação, pirâmide de elementos e descrevemos o framework 6D para projeto de gamificação. Também apresentamos fundamentos da Psicologia e da Computação que se aplicam ao estudo da gamificação e informática na educação, dando destaque a duas áreas relacionadas à gamificação, a Computação Persuasiva e a Computação Afetiva. Em seguida, como forma de exemplificar o projeto da gamificação, ilustramos o uso do modelo DMC (Dinâmicas, Mecânicas e Componentes) aplicado ao contexto de alfabetização. Concluindo este capítulo, apresentamos desafios de pesquisa relacionados ao uso da gamificação em informática na educação, com destaque para as pesquisas com ameaças dos estereótipos em ambientes gamificados, pesquisas para soluções que levem os estudantes ao estado de fluxo com ambientes educacionais gamificados, desafios da personalização da gamificação para os estudantes e, finalmente, os desafios de criação (autoria) de sistemas educativos gamificados personalizados por usuários que podem não ser técnicos e especialistas em gamificação, por exemplo, professores.

Live-palestra-conversa

Live-palestra-conversa sobre este capítulo, realizada no dia 8/7/2021 no programa Conecta (CEIE-SBC):

Leituras Recomendadas

Tailored Gamification to Educational Technologies (OLIVEIRA; BITTENCOURT, 2019)
Esse livro apresenta um apanhado das pesquisas sobre gamificação, traçando um panorama geral desde o surgimento da gamificação, até a tendência atual de personalização da gamificação em sistemas educacionais.

Frameworks para o Planejamento da Gamificação em Contextos Educacionais – Uma revisão da literatura nacional(TODA et al., 2018)
Esse artigo apresenta um mapeamento sistemático da literatura, visando identificar as abordagens sistemáticas existentes para o planejamento da gamificação em escala nacional.

Design of Tailored Gamified Educational Systems Based on Gamer Types(OLIVEIRA et al., 2018)
Esse artigo apresenta os resultados de um estudo sobre como personalizar o design de gamificação em sistemas educacionais (em inglês).

A Systematic Mapping on Gamification Applied to Education(BORGES et al., 2014)
Esse artigo apresenta um mapeamento sistemático da literatura, sobre o suo de gamificação em educação (em inglês).

Exercícios

1. Ao longo desse capítulo, falamos sobre “elementos de gamificação”. De acordo com o seu cotidiano como professor, pense/reflita sobre pelo menos cinco elementos de gamificação que você possa utilizar para melhorar o engajamento e motivação dos seus estudantes. Justifique o porquê da escolha desses elementos de gamificação.
2. Ao longo desse capítulo, mostramos alguns aplicativos/sistemas educacionais gamificados que podem ser usados gratuitamente por você em sala de aula ou como reforço para as atividades de sala de aula. De acordo com o seu cotidiano como professor, pesquisa pelo menos um aplicativo que possa ser usado com o objetivo de aumentar a motivação e engajamento dos seus estudantes. Justifique o porquê da escolha desse aplicativo/sistema.
3. Nesse capítulo, falamos sobre modelos de jogador (player models) onde citamos o modelo BrainHex e sua versão em português brasileiro. Peça para seus alunos responderem o questionário e informar qual sua classe (player type). Em seguida, reflita como você pode agrupar seus alunos em grupos de acordo com as classes observadas e quais elementos de gamificação você poderá usar em cada um dos grupos formados.
4. Com base no framework 6D apresentado nesse capítulo, e no contexto ao qual você está inserido (por exemplo, nas turmas em que você ministra aula), crie um design de gamificação abordando as seis etapas do framework.
5. Com base nos desafios apresentados nesse capítulo, reflita sobre como você pode contribuir para enfrentar os desafios apresentados.

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer os organizadores do livro pelo convite e a confiança na escrita deste capitulo, bem como, a todos que colaboraram direta ou indiretamente na escrita deste capitulo, com destaque para Armando Maciel Toda e Paula Toledo Palomino, pesquisadores do Laboratório de Computação Aplicada à Educação e Tecnologia Social Avançada (CAEd) do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), por suas contribuições de extrema importância. Gostaríamos também de agradecer à CAPES, à FAPEAL e ao CNPq pelos apoios financeiros concedidos para a realização de pesquisa em Gamificação. Processo nº 2018/07688-1, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Referências

ALBUQUERQUE, J. et al. Does gender stereotype threat in gamified educational environments cause anxiety? An experimental study. Computers & Education, v. 115, p. 161-170, 2017.

ALHARBI, K. et al. Data-Driven analysis of engagement in gamified learning environments: A methodology for real-time measurement of MOOCs. In: International Conference on Intelligent Tutoring Systems. Springer, Cham, 2020. p. 142-151.

ANDRADE, F. RH; MIZOGUCHI, R.; ISOTANI, S.. The bright and dark sides of gamification. In: International conference on intelligent tutoring systems. Springer, Cham, 2016. p. 176-186.

ANDRADE, F. et al. Qpj-br: questionário para identificação de perfis de jogadores para o português-brasileiro. In: Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE). 2016. p. 637.

BITTENCOURT, I. I, ISOTANI, S., WANICK, V. AND RANCHHOD, A. Flow experience in learning: when gamification meets artificial intelligence in education. In: Artificial Intelligence in Education: AIED 2018, Springer International Publishing AG, 2018, p. 541-543.

BARTLE, R. Hearts, clubs, diamonds, spades: Players who suit MUDs. Journal of MUD research, v. 1, n. 1, p. 19, 1996.

BORGES, S. et al. A systematic mapping on gamification applied to education. In: Proceedings of the 29th annual ACM symposium on applied computing. 2014. p. 216-222.

BORGES, S. de S. et al. Gamificação aplicada à educação: um mapeamento sistemático. In: Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE). 2013. p. 234.

DUOLINGO. 2020 Duolingo Language Report: Global Overview. Disponível em: https://blog.duolingo.com/global-language-report-2020/ Acessado em: 29 de Janeiro de 2021.

CHALLCO, G. C. et al. Gamification of collaborative learning scenarios: structuring persuasive strategies using game elements and ontologies. In: International Workshop on Social Computing in Digital Education. Springer, Cham, 2015. p. 12-28.

CIALDINI, R. B. The science of persuasion. Scientific American, v. 284, n. 2, p. 76-81, 2001.

CSIKSZENTMIHALYI, Mihaly. Finding flow: The psychology of engagement with everyday life. Hachette UK, 2020.

DERMEVAL, D. et al. Ontology-based feature modeling: An empirical study in changing scenarios. Expert Systems with Applications, v. 42, n. 11, p. 4950-4964, 2015.

DERMEVAL, D. et al. An ontology-driven software product line architecture for developing gamified intelligent tutoring systems. International Journal of Knowledge and Learning, v. 12, n. 1, p. 27-48, 2017

DERMEVAL, D. et al. GaTO: An ontological model to apply gamification in intelligent tutoring systems. Frontiers in Artificial Intelligence, v. 2, p. 13, 2019.

DERMEVAL, D. et al. Amplifying teachers intelligence in the design of gamified intelligent tutoring systems. In: International Conference on Artificial Intelligence in Education. Springer, Cham, 2018. p. 68-73.

DERMEVAL, D. et al. Helping teachers design gamified intelligent tutoring systems. In: 2019 IEEE 19th International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT). IEEE, 2019. p. 60-62.

DERMEVAL, D.; BITTENCOURT, I. I.. Co-designing Gamified Intelligent Tutoring Systems with Teachers. Revista Brasileira de Informática na Educação, v. 28, p. 73-91, 2020.

DICHEV, C.; DICHEVA, D. Gamifying education: what is known, what is believed and what remains uncertain: a critical review. International journal of educational technology in higher education, v. 14, n. 1, p. 1-36, 2017.

DUARTE, G. B.; ALDA, L. S.; LEFFA, V. J. Gamificação e o feedback corretivo: considerações sobre a aprendizagem de línguas estrangeiras pelo Duolingo. Raído, v. 10, n. 23, p. 114-128, 2016.

ELIAS, E. et al. A semi-automatic system to evaluate the performance and scalability of ontology persistent APIs. Science of Computer Programming, v. 136, p. 43-59, 2017.

FOGG, B. J. Persuasive technology: using computers to change what we think and do. Ubiquity, v. 2002, n. December, p. 2, 2002.

GASS, R. H.; SEITER, J. S. Persuasion: Social inflence and compliance gaining. Routledge, 2015.

HAMARI, J.; KOIVISTO, J.; SARSA, H. Does gamification work?–a literature review of empirical studies on gamification. In: 2014 47th Hawaii international conference on system sciences. Ieee, 2014. p. 3025-3034.

HOLANDA, O. et al. An object triple mapping system supporting detached objects: A performance and memory usage empirical comparison. Engineering Applications of Artificial Intelligence, v. 62, p. 234-251, 2017.

HUIZINGA, J. Homo ludens: proeve eener bepaling van het spel-element der cultuur. Amsterdam University Press, 2008.

JAQUES, Patrícia Augustin; NUNES, Maria Augusta S.N. Computação Afetiva aplicada à Educação. In: SAMPAIO, Fábio F.; PIMENTEL, Mariano; SANTOS, Edméa O. (Org.). Informática na Educação: games, inteligência artificial, realidade virtual/aumentada e computação ubíqua. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2021. (Série Informática na Educação CEIE-SBC, v.7). Disponível em:

KAPP, Karl M. The gamification of learning and instruction: game-based methods and strategies for training and education. John Wiley & Sons, 2012.

KOROLOV, M. Gamification of the enterprise. Network world, v. 9, n. 2012, p. 31-33, 2012.

MARINHO, A. et al. Does gamification improve flow experience in classroom? an analysis of gamer types in collaborative and competitive settings. Revista Brasileira de Informática na Educação, v. 27, n. 02, p. 40, 2019.

LEPPER, M. R.; GREENE, D.; NISBETT, R. E. Undermining children’s intrinsic interest with extrinsic reward: A test of the” overjustification” hypothesis. Journal of Personality and social Psychology, v. 28, n. 1, p. 129, 1973

MEACHAM, M. L.; WIESEN, A. E. Changing Classroom Behavior: A Manual for Precision Teaching. 1969.

MONTERRAT, B. et al. A player model for adaptive gamification in learning environments. In: International conference on artificial intelligence in education. Springer, Cham, 2015. p. 297-306.

MORSCHHEUSER, B. et al. How to gamify? A method for designing gamification. In: Proceedings of the 50th Hawaii International Conference on System Sciences 2017. University of Hawai’i at Manoa, 2017.

NACKE, L. E. Flow in games: Proposing a flow experience model. Fun and Games, 2012.

NACKE, L. E.; DETERDING, Christoph Sebastian. The maturing of gamification research. Computers in Human Behaviour, p. 450-454, 2017

NACKE, L. E.; BATEMAN, C.; MANDRYK, R. L. BrainHex: A neurobiological gamer typology survey. Entertainment computing, v. 5, n. 1, p. 55-62, 2014.

NARAGHI-TAGHI-OFF, R.; HORST, R.; DÖRNER, R. Gamification Mechanics for Playful Virtual Reality Authoring. 2020.

NAH, F. FH. et al. Gamification of education: a review of literature. In: International conference on hci in business. Springer, Cham, 2014. p. 401-409.

OINAS-KUKKONEN, H.; HARJUMAA, M. A systematic framework for designing and evaluating persuasive systems. In: International conference on persuasive technology. Springer, Berlin, Heidelberg, 2008. p. 164-176.

OLIVEIRA, W.; BITTENCOURT, I. I. Tailored gamification to educational technologies. Springer Singapore, 2019.

ORJI, R.; MANDRYK, R. L.; VASSILEVA, J. Selecting effective strategies for tailoring persuasive health games to gamer types. In: Graphics, Animation and New Media Conference, At Ottawa, ON, Canada. 2014.

ORJI, R. et al. Tailoring persuasive health games to gamer type. In: Proceedings of the sigchi conference on human factors in computing systems. 2013. p. 2467-2476.

PAIVA, R. O. A. et al. Improving pedagogical recommendations by classifying students according to their interactional behavior in a gamified learning environment. In: Proceedings of the 30th Annual ACM Symposium on Applied Computing. 2015. p. 233-238.

PAIVA, R.; SANTANA, S. J.; BITTENCOURT, I. I. Uma Abordagem para Personalizar a Recomendação Pedagógica em um Ambiente de Ensino Gamificado, através da classificação das interações dos estudantes. In: Silva, T. V.; Frango, I.;, Vasconcelos, H. L.; Ribeiro, G.. (Org.). Avaliação em EAD: Teoria e Prática. 2015. p. 35-64.

PAIVA, R. et al. What do students do on-line? Modeling students’ interactions to improve their learning experience. Computers in Human Behavior, v. 64, p. 769-781, 2016.

PAIVA, R.; BITTENCOURT, I. I.. Helping teachers help their students: A human-ai hybrid approach. In: International Conference on Artificial Intelligence in Education. Springer, Cham, 2020. p. 448-459.

PAIVA, J. C. et al. FGPE AuthorKit–A Tool for Authoring Gamified Programming Educational Content. In: Proceedings of the 2020 ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education. 2020. p. 564-564.

PEDRO, L. Z. et al. Does gamification work for boys and girls? An exploratory study with a virtual learning environment. In: Proceedings of the 30th annual ACM symposium on applied computing. 2015. p. 214-219.

RYAN, R. M.; DECI, E. L. Self-determination theory and the facilitation of intrinsic motivation, social development, and well-being. American psychologist, v. 55, n. 1, p. 68, 2000.

RYAN, R. M.; DECI, E. L. Self-determination theory: Basic psychological needs in motivation, development, and wellness. Guilford Publications, 2017.

SANTANA, S. J. et al. A quantitative analysis of the most relevant gamification elements in an online learning environment. In: Proceedings of the 25th international conference companion on world wide web. 2016. p. 911-916.

SANTANA, S. J. et al. Evaluating the impact of Mars and Venus Effect on the use of an Adaptive Learning Technology for Portuguese and Mathematics. In: 2016 IEEE 16th international conference on advanced learning Technologies (ICALT). IEEE, 2016. p. 31-35.

SANTANA, S. et al. Extração e Recomendação de Boas e Más Práticas Pedagógicas a Partir de Processos de Ensino e Aprendizagem usando um Sistema Tutor Inteligente Gamificado. In: XXIX Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (Brazilian Symposium on Computers in Education). 2018. p. 1353.

SANTOS, W. et al. Challenges of Flow Theory Applied to Computers in Education. In: Anais do IV Workshop de Desafios da Computação aplicada à Educação. SBC, 2015. p. 81-90.

SANTOS, W. O.; GOMES, T.; SILVA, C. Towards to flow state identification in educational games: An empirical study. In: Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE). 2017. p. 927.

SANTOS, W. O. et al. Flow theory to promote learning in educational systems: Is it really relevant?. Revista Brasileira de Informática na Educação, v. 26, n. 02, p. 29, 2018.

SANTOS, W. O. et al. Does Tailoring Gamified Educational Systems Matter? The Impact on Students’ Flow Experience. In: 53rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2020, p. 1.

SEABORN, K.; FELS, D. I. Gamification in theory and action: A survey. International Journal of human-computer studies, v. 74, p. 14-31, 2015.

SINHA, S. Motivating students and the gamification of learning. Huffington Post, v. 14, p. 19-20, 2012.

SKINNER, B. F. About behaviorism. Vintage. Journal of Special Education, v. 39, p. 130-144, 2011.

TENORIO, T. et al. A gamified peer assessment model for on-line learning environments in a competitive context. Computers in Human Behavior, v. 64, p. 247-263, 2016.

TONDELLO, G. F. et al. The gamification user types hexad scale. In: Proceedings of the 2016 annual symposium on computer-human interaction in play. 2016. p. 229-243.

TODA, A. M.; VALLE, P. HD; ISOTANI, S.. The dark side of gamification: An overview of negative effects of gamification in education. In: Researcher links workshop: higher education for all. Springer, Cham, 2017. p. 143-156.

TODA, A. M. et al. Planning Gamification Strategies based on User Characteristics and DM: A Gender-based Case Study. In Proceedings of the 12th International Conference on Educational Data Mining. 2019. pp 438 – 443.

VAIL, A. K. et al. The mars and venus effect: the influence of user gender on the effectiveness of adaptive task support. In: International Conference on User Modeling, Adaptation, and Personalization. Springer, Cham, 2015. p. 265-276.

VON AHN, L. Duolingo: learn a language for free while helping to translate the web. In: Proceedings of the 2013 international conference on Intelligent user interfaces. 2013. p. 1-2.

WARMELINK, H. et al. Gamification of the work floor: A literature review of gamifying production and logistics operations. In: Proceedings of the 51st Annual Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS). Hawaii International Conference on System Sciences, 2018.

Sobre os autores

Wilk Oliveira
(http://lattes.cnpq.br/0107471108162891)
Wilk Oliveira dos Santos é Estudante de Doutorado em Ciência da Computação e Matemática Computacional pela Universidade de São Paulo (USP), com período sanduíche na Tampere University (TUNI – Finlândia), Mestre em Informática pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL) com período sanduíche na University of Saskatchewan (USask – Canadá) e Graduado em Licenciatura em Computação pela Universidade de Pernambuco (UPE). É professor assistente do Programa de Pós-Graduação em Ciências de Computação e Matemática Computacional da Universidade de São Paulo (CCMC-USP) e foi professor convidado do Programa de Pós-graduação em Gestão do Centro Universitário Tiradentes (Unit). É pesquisador do Laboratório de Computação Aplicada à Educação e Tecnologia Social Avançada (CAEd-USP), do Gamification Group (GG-TUNI – Finlândia) e do Learning Lab (LL-Durham University (DU), Reino Unido). Foi pesquisador do Núcleo de Excelência em Tecnologias Sociais (NEES-UFAL) e do Multi-Agent Distributed Mobile and Ubiquitous Computing Lab (MADMUC-USask, Canadá). No setor público, Wilk Oliveira foi colaborador do Ministério da Educação (MEC) e do Centro de Inovação para a Educação Brasileira (CIEB), atuando em projetos ligados ao desenvolvimento, aplicação e avaliação de tecnologias educacionais. Enquanto empreendedor, ainda durante a graduação, Wilk participou ativamente do Movimento Empresa Júnior (MEJ), onde foi diretor de marketing da empresa Tec Jr. (https://tecjr.com.br/), além de ser um entusiasta e precursor da Virtualização de Jogos Educativos no Brasil, vindo a ser cofundador da primeira startup Brasileira do segmento, a Virtualize Games (http://virtualizegames.com/). Na academia, Wilk Oliveira tem trabalhado em uma série de projetos de pesquisa, extensão e desenvolvimento, mantidos por importantes agências nacionais e internacionais de fomento à pesquisa e inovação, tais como: CAPES, CNPq, e FAPESP (Brasil), Fundação Ceibal (Uruguai) e CBIE/ELAP (Canadá), onde tem trabalhado no desenvolvimento, aplicação e avaliação de diversas tecnologias educacionais, gerando diferentes produtos e publicando inúmeros artigos científicos em algumas das principais conferências e revistas nacionais e internacionais relacionadas a Tecnologias Educacionais. Além disso, também já organizou diversos eventos científicos importantes na área de Ciência e Tecnologia, com destaque para o Workshop da Licenciatura em Computação (WLIC), o Congresso Brasileiro de Informática na Educação (CBIE) e a Latin American Conference on Learning Objects (LACLO), atuando também na comissão científica (como revisor, coordenador de sessões técnicas e co-editor) de importantes conferências e revistas nacionais e internacionais. Mesmo jovem, Wilk já recebeu diversos prêmios e títulos, com destaque para o prêmio de melhor dissertação de mestrado do Concurso de Teses e Dissertações em Informática na Educação (CTD-IE) do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (CBIE) – onde também já havia recebido o prêmio de melhor trabalho de conclusão do curso de graduação – e melhor dissertação de mestrado do Concurso de Teses e Dissertações em Games (CTD-Games) do Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital (SBGames), tornando-se o primeiro pesquisador a ganhar ambos os prêmios. Além destes, também já obteve o prêmio de melhor artigo científico em diferentes conferências nacionais e internacionais. Suas principais linhas de pesquisa são: Computação em Educação (especialmente, mas não exclusivamente: Teoria do Fluxo, Gamificação e Jogos Educativos) e Ensino de Computação (http://www.wilkoliveira.com/).

Ig Ibert Bittencourt
(http://lattes.cnpq.br/4038730280834132)
Professor Associado do Instituto de Computação da UFAL e Bolsas de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora (DT-1D), Doutor pela UFCG e Pós-Doutor pela UNICAMP. Sua carreira de pesquisador tem sido dedicada à área de Inteligências Artificial na Educação, investigando a concepção, desenvolvimento e experimentação de tecnologias educacionais. Em particular, tem investigado Sistemas Tutores Inteligentes Gamificados, observando a construção (ontologias e autoria), o uso (educação básica) e o impacto (mediadores psicológicos, experiência ótima e aprendizagem). Tem como grande desafio de pesquisa: ‘Como o design e uso de Sistemas Educacionais Inteligentes podem levar a uma Experiência Ótima de Aprendizagem?’. Foi pesquisador visitante da Universidade de Mannheim (Alemanha – 2009), Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão – JAIST (Japão – 2015), Universidade de São Paulo (2015), Universidade de Saskatchewan (Canadá – 2007 e 2016) e, atualmente, da Universidade Normal da China (2019 – 2021), considerada a melhor universidade da China para Formação de Professores. Atualmente, atua em parceria com o Ministério de Educação na concepção de Políticas de Tecnologias Educacionais baseadas em Evidências e é co-fundador de várias spin-offs.

Diego Dermeval
(http://lattes.cnpq.br/7400572752663161)
Professor Adjunto da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Alagoas (UFAL). Em 2017 recebeu o título de doutor em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) com período sanduíche no Department of Computer Science da University of Saskatchewan (U of S – Canadá). Tem interesse de pesquisa em Inteligência Artificial na Educação com foco em Sistemas Tutores Inteligentes, Gamificação na Educação, e Ferramentas de Autoria. É coordenador do Núcleo de Excelência em Tecnologias Sociais e editor associado da Revista Brasileira de Informática na Educação. É membro do comitê de revistas científicas nacionais e internacionais na área de Informática na Educação. É consultor do Ministério da Educação coordenando projetos relacionados ao desenvolvimento de Políticas de Tecnologias Educacionais baseadas em Evidências. É co-fundador da spin-off 2KnowBetter, empresa do ramo de tecnologias educacionais cujo objetivo é desenvolver soluções computacionais que proporcionem inteligência aumentada para professores.

Seiji Isotani
(http://lattes.cnpq.br/3030047284254233)
Professor Titular do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo (ICMC-USP). É Ph.D. em Engenharia da Informação pela Osaka University (Japão) e realizou seu Pós-Doutorado em Ciências Cognitivas na Carnegie Mellon University (EUA). É fundador e atual co-coordenador do Laboratório de Computação Aplicada à Educação e Tecnologia Social Avançada (CAEd). É também co-fundador de duas empresas de base tecnológica (startups), sendo uma na área de tecnologias educacionais e outra na área de tecnologias semânticas, ambas premiadas em diferentes oportunidades pela produção e aplicação de inovações tecnológicas no setor. Coordenou mais de 20 Projetos de Pesquisa financiados por instituições como o CNPq, CAPES, FAPESP, NIC.br, USP, MEC, Santander Universidades, além de outras. Publicou mais de uma centena de artigos científicos, e de acordo com o Google Scholar, está na lista dos 30 pesquisadores mais citados em suas áreas de atuação.

Como citar este capítulo

OLIVEIRA, Wilk; BITTENCOURT, Ig Ibert; DERMEVAL, Diego; ISOTANI, Seiji. Gamificação e Informática na Educação. In: SAMPAIO, Fábio F.; PIMENTEL, Mariano; SANTOS, Edméa O. (Org.). Informática na Educação: games, inteligência artificial, realidade virtual/aumentada e computação ubíqua. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2021. (Série Informática na Educação, v.7) Disponível em: <https://ceie.sbc.org.br/livrodidatico/gamificacao/>