Cores e Formas: Um software educacional em

Realidade Aumentada

Colors and Shapes: Educational Software in Augmented Reality

Colores y formas: Un software educativo en Realidad aumentada

 

Gisele Severo Maciel (severogisiele@gmail.com)

Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Brasil

https://orcid.org/0009-0001-9523-9561

 

Simone Regina Ceolin(sceolin@redes.ufsm.br)

Universidade Federal de Santa Maria(CTISM/UFSM), Brasil

https://orcid.org/0000-0003-3750-2007

 

Osmar Marchi dos Santos(osmar.marchi@ufsm.br)

Universidade Federal de Santa Maria(UFSM), Brasil

https://orcid.org/0009-0001-8988-7941

 

Andrei Piccinini Legg(andrei.legg@ufsm.br)

Universidade Federal de Santa Maria(UFSM), Brasil

https://orcid.org/0000-0001-5789-9350

 

 

 

Resumo

A Realidade Aumentada (RA) proporciona técnicas inovadoras e prazerosas de interação. Quando unida ao aprendizado permite uma ludicidade que favorece e estimula a atenção e o interesse das crianças. Este trabalho apresenta o desenvolvimento do software Cores e Formas utilizado para a descoberta de cores e formas geométricas por crianças entre três e seis anos de idade. Para tanto, aplicou-se os conhecimentos de Interação Humano-Computador e Design para nortear esta pesquisa e especificar diretrizes importantes para a realização eficaz da atividade com RA, computador de mesa, câmera e marcadores no ambiente educacional. Foram realizados testes práticos com os usuários e aplicado um questionário para a avaliação da interação das crianças e dos tutores. Como resultado, obtiveram-se a construção do software Cores e Formas e a elaboração dos fundamentos que orientam o uso da atividade em ambiente escolar, propondo um aprendizado efetivo e divertido.

Palavras-chave: Interação Humano-Computador; Crianças; Ludicidade.

 

Abstract

Augmented Reality (AR) provides innovative and enjoyable interaction techniques. When combined with learning, it enables a playful experience that enhances and stimulates children's attention and interest. This work presents the development of the Cores e Formas software, designed for children aged three to six to explore colors and geometric shapes. To achieve this, principles of Human-Computer Interaction and Design were applied to guide the research and establish essential guidelines for effectively conducting the activity with AR, a desktop computer, a camera, and markers in an educational environment. Practical user tests were conducted, and a questionnaire was applied to assess the interaction of both children and tutors. As a result, the Cores e Formas software was developed, along with the foundation for guiding the use of the activity in school environments, promoting effective and enjoyable learning.

Keywords: Human-Computer Interaction; Children; Playfulness.

 

Resumen

La Realidad Aumentada (RA) proporciona técnicas innovadoras y placenteras de interacción. Cuando se combina conelaprendizaje, permite una ludicidad que favorece y estimula laatención y elinterés de losniños. Este trabajo presenta eldesarrollodel software Colores y Formas utilizado para eldescubrimiento de colores y formas geométricas por niños entre tres y seis años de edad. Para ello, se aplicaronlosconocimientos de Interacción Humano-Computador y Diseño para guiar estainvestigación y especificar directrices importantes para larealización eficaz de laactividadcon RA, computadora de escritorio, cámara y marcadores enel entorno educativo. Se realizaronpruebasprácticasconlosusuarios y se aplicóuncuestionario para evaluarlainteracción de losniños y los tutores. Como resultado, se obtuvolaconstruccióndel software Colores y Formas y laelaboración de los fundamentos que orientanel uso de laactividadenel entorno escolar, proponiendounaprendizajeefectivo y divertido.

Palabras clave: Interacción Humano-Computadora, Ninõs, Ludicidad.

 

 

INTRODUÇÃO

O uso das tecnologias para fornecer conhecimento às pessoas alcançou um nível de propagação que a cada dia novos usuários, com diferentes exigências entram em contato com o mundo tecnológico. As tecnologias de informação e comunicação (TICs) encontram-se neste cenário, segundo Barbosa e Silva (2011) em que se desenvolvem em ritmo acelerado, e cada vez mais participam da vida das pessoas. Na educação, Santos et al. (2016) afirma que as TICs têm sido cada vez mais utilizadas e são capazes de expressar representações da realidade ou da imaginação.

Segundo Tori (2010), as tecnologias podem trazer benefícios à educação, especialmente pela necessidade de a escola refletir a realidade cultural dos alunos. As crianças de hoje estão cercadas de estímulos que as fascinam, com meios de comunicação que oferecem informações mais rápidas e envolventes do que a própria escola, o que gera desmotivação e desinteresse pelas aulas (Silveira; Silva, 2023). Assim, torna-se relevante discutir e implementar tecnologias interativas no ensino. Tori (2010) também afirma que as Tecnologias Digitais (TD) têm se difundido em várias áreas, incluindo a Realidade Aumentada (RA), que pode ser aplicada na educação e em diversos campos do conhecimento, conforme apontado por Tori e Hounsell (2018).

Destaca-se a RA, em que a informação digital parece se integrar ao ambiente físico, ao menos na percepção do usuário (Schmalstieg; Hollerer, 2016), utilizando objetos virtuais 3D como ferramentas para melhorar a interação e a compreensão dos usuários sobre o espaço ao seu redor. Ao unir a tecnologia de RA com a educação, diversos autores, como Ferreira e Zorzal (2018), Herpichet al. (2017), Denardin e Manzado (2017) e Oliveira, Barbosa e Grossi (2019), discutem essa integração em diferentes áreas educacionais. Seus estudos mostram a experiência de uso da RA em ambientes de aprendizado, como o ensino do sistema solar, geografia, sólidos geométricos e física, além de analisar o comportamento, bem como o processo de aprendizagem dos alunos.

As tecnologias podem atuar como um recurso para promover a ludicidade no ensino, tornando o processo mais dinâmico e atraente para as crianças. Krause et al. (2018) destacam que o desenvolvimento das habilidades cognitivas nas fases iniciais pode ser potencializado com o uso de multimídias, permitindo uma maior interação social. O software, nesse contexto, funciona como uma ferramenta interativa que desperta o interesse das crianças. Esse aspecto atrativo, tanto social quanto emocional, contribui para o desenvolvimento de habilidades e para a consolidação do conhecimento.

Oliveira et al. (2019) desenvolveu um jogo denominado “Dominó Geométrico” para o ensino dos sólidos geométricos, e a pesquisa teve como objetivo verificar a receptividade dos estudantes quanto ao uso da RA, além de explorar as potencialidades do jogo. A atividade foi implementada durante um evento relacionado às Olimpíadas de Matemática das Escolas Públicas e Privadas (OBMEP), e os dados foram coletados por meio de questionários com questões abertas e do tipo Likert (Oliveira et al., 2019). Os participantes foram, em sua maioria, alunos do Ensino Fundamental e Ensino Médio. O jogo utiliza marcadores específicos e o aplicativo Augmented Polyhedrons para a visualização dos sólidos, sendo necessário o uso de um smartphone ou tablet com sistema Android (Oliveira et al., 2019). A análise dos resultados indicou que, apesar dos estudantes estarem familiarizados com jogos, softwares e RA, o uso dessas tecnologias no ensino de geometria ainda não é uma prática comum em sala de aula. No entanto, o “Dominó Geométrico” aliado à RA auxiliou no reconhecimento dos nomes e formas dos sólidos geométricos, contribuindo significativamente para o processo de ensino-aprendizagem, além de despertar o interesse dos alunos, que o consideraram divertido e envolvente (Oliveira et al., 2019).

Queiroz et al. (2023) apresentou o desenvolvimento e avaliação de uma aplicação em RA, direcionada ao ensino de Química para alunos do Ensino Médio. O uso da RA permite desenvolver materiais didáticos que auxiliem no processo de ensino e aprendizagem, transformando conceitos abstratos apresentados em livros com imagens 3D. Para desenvolver o material didático de ensino em Química utilizando RA foi realizado um estudo exploratório para identificar as dificuldades dos discentes em relação às aulas de Química. Partindo dos dados coletados, o foco do trabalho foi a criação de uma ferramenta complementar ao ensino de Química, que possibilitasse a melhor compreensão dos elementos químicos, modelos atômicos e ligações químicas. O desenvolvimento do material foi realizado baseado no exemplo SimpleVRML do ARToolKit, buscando uma forma simples de desenvolvimento e que pudesse ser utilizado nas escolas públicas de Ensino Médio.

O SimpleVRML é um exemplo utilizado no ARToolKit, uma biblioteca de código aberto amplamente conhecida no campo da RA. O ARToolKit permite o desenvolvimento de aplicativos de RA que podem detectar e rastrear objetos no mundo real para sobrepor informações digitais, como imagens 3D, vídeos ou animações (Billinghurstet. al., 2015). O SimpleVRML é um dos exemplos que ilustra como o ARToolKit pode ser usado para carregar e visualizar modelos 3D em formato Virtual Reality Modeling Language (VRML). Esse formato é utilizado para representar gráficos 3D interativos e, em conjunto com o ARToolKit, permite a criação de aplicações de RA que exibem objetos 3D em um espaço real capturado por uma câmera (Billinghurstet. al., 2015).

Foram desenvolvidos marcadores, objetos 3D relativos ao tema e uma interface específica que une as informações e as aplicações de RA. O ambiente de aplicação era câmera (foi usado notebook), marcadores, mesa e cadeira (ambiente escolar).  Após o uso do recurso didático, foi aplicado um questionário para medir o grau de aceitabilidade relativo ao ensino de Química e ao uso da tecnologia. Por meio da utilização de RA no ensino de Química foi possível apresentar detalhes antes apenas estudados de forma abstrata, imagens e livros didáticos.

Braga (2012) explorou o desenvolvimento de diretrizes de design de interação da Realidade Aumentada (RA), considerando as características específicas da aprendizagem colaborativa online. O foco central da pesquisa foi investigar como um Objeto de Aprendizagem (OA), criado utilizando RA, poderia ser utilizado de forma eficaz em ambientes de E-Learning, na qual refere-se ao aprendizado eletrônico, onde o ensino é mediado por tecnologias digitais, geralmente por meio da internet, permitindo que os estudantes acessem conteúdos e participem de atividades educacionais remotamente, sem a necessidade de um espaço físico compartilhado (Clark; Mayer, 2016). Esse objeto de aprendizagem seria executado em computadores desktop e precisaria atender a certos requisitos de hardware e software, com atenção especial às interações do usuário no que diz respeito à percepção visual e tátil. Esses aspectos são essenciais para proporcionar uma experiência educativa envolvente e intuitiva, garantindo que os alunos interajam com o conteúdo de forma fluida e significativa.

A sistematização e análise dos resultados da pesquisa permitiram a Braga definir diretrizes específicas para o design de interação em ambientes de RA. Essas diretrizes foram organizadas hierarquicamente em níveis globais, locais e sub locais, e são aplicáveis a projetos de E-Learning. Para a criação desses projetos, os papéis de designers gráficos que são responsáveis por criar a identidade visual e a comunicação visual de materiais educativos, trabalhando com elementos como cores, tipografia, layout e imagens, com o objetivo de garantir uma apresentação visual atraente e coerente (Lidwell; Holden; Butler, 2010), os web designers projetam e desenvolvem interfaces de websites, criando uma navegação fácil e intuitiva, que permita ao usuário acessar o conteúdo educacional de forma eficaz. Eles também garantem a responsividade do site, ou seja, que ele funcione bem em diferentes dispositivos (Krug, 2014). e os designers de mídia atuam na criação de conteúdos audiovisuais e multimídia, como vídeos, animações e gráficos interativos, que complementam o material educativo e facilitam a compreensão de conceitos complexos. Eles trabalham para criar experiências de aprendizado envolventes e interativas (Brown, 2017).

Essas diretrizes servem como um guia para designers gráficos, web designers e designers de mídia na criação de materiais educativos interativos que otimizem a experiência de aprendizagem colaborativa online. Além de orientar a construção de interfaces adequadas, essas diretrizes garantem que o conteúdo educativo seja acessível e eficiente.

Por fim, as diretrizes elaboradas forneceram um caminho claro para a análise e o desenvolvimento de futuras pesquisas, ajudando a situar as interações dos usuários no ambiente de aprendizagem. Isso assegura que as atividades de RA sejam executadas de maneira eficaz, levando em consideração as necessidades e limitações dos usuários em um contexto educacional online.

Os trabalhos correlatos retratam a RA sob a perspectiva de sua aplicação na educação, seja em jogos educativos voltados aos sólidos geométricos (Oliveira; Barbosa; Grossi, 2019), utilizando a RA para contribuir nos processos de ensino-aprendizagem. Da mesma forma, no ensino de química em sala de aula, observa-se a dificuldade relatada pelos alunos em assimilar a matéria, e como a RA auxiliou, despertando o interesse dos estudantes do Ensino Médio (Queiroz; Oliveira; Rezende, 2015). Além disso, há o trabalho que apresenta diretrizes para o design de interação da RA, com foco na aprendizagem colaborativa online (Braga, 2012). A abordagem de cada estudo possui uma linha tênue de correspondência teórica, evidenciando que a RA oferece uma ampla variedade de possibilidades e aplicações

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um software para crianças de três a seis anos, visando um aprendizado lúdico e cognitivo por meio do reconhecimento de cores e formas geométricas, utilizando a Realidade Aumentada (RA) como tecnologia e estratégia de ensino. Para isso, foram consideradas diretrizes baseadas em ergonomia e usabilidade, garantindo um ambiente ideal. Além disso, o software foi desenvolvido com foco na aplicação dos preceitos de design de interação e design de interface, proporcionando uma experiência eficiente e intuitiva para as crianças, favorecendo o aprendizado e a compreensão.

MÉTRICAS PARA O DESENVOLVIMENTO DO SOFTWARE

Nesta seção serão apresentados os estudos que orientam os conhecimentos específicos necessários para a criação e implementação do software, bem como o desenvolvimento das diretrizes para o ambiente ideal de utilização, que visa fornecer suporte no aprendizado das crianças.

Realidade Aumentada (RA)

A RA consiste em uma técnica que possibilita a sobreposição de elementos virtuais em um ambiente real de forma coesa e significativa (Chen et al., 2017). Uma experiência visual ao usuário, baseado em informação digital projetada a partir do mundo real (Giraffa, 2021), causando curiosidade nos alunos, segundo Gomes (2015), os levando a uma maior interação com o conteúdo trabalhado, sendo para o aluno uma experiência inovadora, motivando-o de maneira lúdica.

O sistema de vídeo baseado em monitor, uma das maneiras de apresentar a RA, usa uma webcam para capturar a cena atual. Uma vez capturada, a cena atual é misturada com objetos virtuais gerados por computador e apresentada num monitor convencional (Azuma; Billinghurst, 2011). O computador pode visualizar e analisar a figura impressa no marcador, identificando-a e descobrindo sua posição e inclinação no espaço (Kirneer et al., 2012).

O processo de geração de um objeto virtual acontece através do reconhecimento de símbolos utilizados nos marcadores (Cardoso et al., 2014). Estes marcadores são previamente reportados no sistema RA que, quando impresso e fisicamente inserido na frente da câmera, permitirá a comunicação com o software responsável por apresentar imagens em 3 dimensões (3D ou tridimensional) e/ou 2 dimensões (2D, bidimensional) ao usuário. Na Educação, a RA tem grande potencial na construção de conhecimentos e a relação de compreensão pelo aluno por projetar elementos digitais que acabam por facilitar essa aproximação com o conceito em questão (Giraffa, 2021). Uma das principais vantagens da utilização de técnicas de RA para fins educacionais é a motivação dos estudantes, baseada na experiência de primeira pessoa que é vivenciada pelos mesmos (Abreu, 2016).

Interação Humano-Computador

A Interação Humano-Computador (IHC) é definida como atributo de qualidade e está relacionada à facilidade de uso de algo. Alguns dos fatores para desenvolver um software de qualidade, usável, seguro e interativo, são:

(1) Ergonomia: o papel fundamental da ergonomia, segundo Iida (2006) é a adaptação do trabalho ao homem, e para tanto, estuda também a relação de equipamento e ambiente. Para o bom funcionamento de uma atividade em RA aplicada às crianças com um cunho educativo, alguns critérios de ergonomia são importantes. Tratando-se de crianças sentadas em um ambiente escolar, ou em casa, o conforto dos usuários e a aptidão positiva sobre o aprendizado proposto pela atividade são essenciais em quesitos de ergonomia cognitiva, antropometria, fadiga visual e muscular. E nas crianças, essas experiências são combinadas e influenciam as outras áreas principais de crescimento. Os problemas ergonômicos mais frequentes relacionados à percepção são a não compreensão da informação, o contraste figura-fundo, no dimensionamento dos estímulos sonoros e nas qualidades táteis de superfícies (Gomes, 2015). Em relação à antropometria, as dimensões das mesas, cadeiras e outros objetos utilizados devem propiciar um ajuste do posto e não de usuário (Wachowicz, 2013);

(2) Design de Interface: dentro de um sistema, a interface compreende todas as partes necessárias com as quais as pessoas entram em contato (Benyon, 2011). Fisicamente, esse contato ocorre por meio do hardware e software usados ​​durante a interação. Como o mouse, a câmera e os monitores. A interface deve representar todas as possibilidades de interação a que o usuário terá acesso, especialmente quais as interações o usuário poderá escolher por conta própria ou quais serão obrigados a seguir, para que sua experiência com a interface seja concluída (Kulpa et al., 2011). Segundo Silveira (2021) a interface é baseada em estudos de design, ciências da computação, psicologia, ergonomia, para permitir ao usuário uma facilidade e rapidez na experiência de interagir com a tecnologia. E com a evolução, surge o termo User Experience (UX), em que as ferramentas são desenvolvidas com foco na experiência do cliente, levando em consideração o lado emocional do usuário e experiências excepcionais (Pinheiro, 2016);

(3) Usabilidade: A essência da usabilidade é o acordo entre interface, usuário, tarefa e ambiente (Benyon, 2011). A Organização Internacional de Padronização (ISO), através da ISO 9241, define usabilidade como a capacidade de um sistema interativo de oferecer a seus usuários, em um determinado contexto de operação, a execução de tarefas de maneira eficiente, eficaz e agradável (Cybis et al., 2017). Para que o software seja considerado com boa usabilidade, ele deve apresentar uma interface agradável, satisfazer subjetivamente o usuário, mas também atender aos requisitos de eficiência, facilidade de aprendizado, memorização, baixa taxa de erros e ser acessível (Rosa, 2012).

SOFTWARE: CORES E FORMAS

Cores e Formas é um software educacional desenvolvido para crianças entre três a seis anos de idade para auxiliar no reconhecimento e na descoberta das cores e formas geométricas. O software conta com instruções visuais simples e claras do processo a ser seguido pelo tutor, responsável por questionar, instigar e ensinar o conteúdo às crianças. Ao ser utilizado em ambiente escolar, composto por computador de mesa, câmera e marcador, um protótipo foi sugerido como estrutura para compor o ambiente ideal ao público-alvo, com suporte para a câmera, iluminação direcionada e clara, em conjunto com a luz natural. Para a criação da atividade, foram escolhidas seis cores (cores primárias e secundárias) para cinco formas geométricas associadas em 2D e 3D, que são as peças fundamentais do exercício, como mostra a Tabela 1.

Tabela 1 – Cores e formas geométricas para aprendizado.

Cores

Formas Geométricas

2D

3D

Vermelho

Círculo

Esfera

Azul

Triângulo

Pirâmide

Amarelo

Quadrado

Cubo

Laranja

Losango

Octaedro

Verde

Pentágono

Dodecaedro

Roxo

 

 

Fonte: Autores, 2024.

 

A associação 2D e 3D foi feita em relação ao sólido geométrico mostrado no marcador, em que um triângulo é a figura 2D, e a pirâmide é a figura 3D. Assim como o quadrado é o 2D, o Cubo 3D, e assim sucessivamente. O intuito da atividade é instigar as crianças sobre o conhecimento efetivo das cores e das formas geométricas. Cada etapa de aprendizado está descrita na Tabela 2.

Tabela 2 – Etapas de aprendizado das cores e formas geométricas.

1º CORES

2º FORMAS GEOMÉTRICAS

•Reconhecimento da cor: aprendizado sobre o nome da cor, a percepção visual da criança e a associação do tom;

•Pode-se ouvir o nome da cor, através de um ícone aplicado na interface;

•Relação com outros objetos: lembrança da aplicação da cor em outros objetos e formas.

•Reconhecimento das formas geométricas: aprendizado sobre o nome das formas, em 2D no marcador e 3D no monitor, com giro 360º para a visualização da forma;

•Pode-se ouvir o nome das formas, através dos ícones aplicados na interface;

•Relação com outros objetos: lembrança de outros objetos com as mesmas formas.

Fonte: Autores, 2024.

 

Totalizam-se trinta marcadores, já que para cada forma geométrica (cinco formas) há o emprego das seis cores propostas. Os marcadores contam com uma borda preta que delimita até onde o dedo da criança pode chegar sem prejudicar o escaneamento da atividade, em relação ao procedimento entre a câmera e o marcador. 

A Figura 1, mostra três marcadores como exemplos, que possuem as formas geométricas em 2D ilustradas e as cores empregadas em cada uma delas.

Fonte: Autores, 2024.

Figura 1 – Exemplo de marcadores da atividade em RA

A interface é o meio de interação entre usuário, atividade e tutor, essencial para o progresso da aprendizagem da criança. Então, a simplicidade foi evidenciada, guiada pelas teorias estudadas anteriormente. Uma única tela é a proposta, de forma que a área de observação das cores e formas em RA ocupa o máximo de espaço possível, para uma boa e coerente visualização. A Figura 2 mostra a interface do software Cores e Formas.

Fonte: Autores, 2024.

Figura 2 – Interface do software Cores e Formas

Um espaço na lateral direita (Figura 3) foi reservado para as questões guias, sobre o tema da atividade, assim como os ícones de respostas sonoras, ferramenta que complementa o aprendizado e está dentro dos aspectos de acessibilidade. 

Um menu aéreo também pode ser acionado, que apresenta as opções Arquivo e Ajuda. Em Arquivo, há a opção “Sair”, a qual permite que o usuário encerre a atividade. No menu Ajuda, foram empregados os submenus: Tutorial, Orientações e Sobre. Além disso, outros preceitos são importantes para ser citados: (I) Protótipo: Objeto a ser colocado em cima da mesa que sustenta a câmera e tem a capacidade de englobar o monitor e o marcador. Utilizou-se cano PVC para construção da carcaça do protótipo para dar forma ao objeto. As dimensões são: 800x700x500mm. Sombras, ruídos e uma má iluminação interferem no rastreamento do código, e podem prejudicar a eficiência da atividade. Por isso, a criação do protótipo como meio de fornecer a iluminação favorável à atividade e minimizar os erros que possam prejudicar o funcionamento da atividade; (II) Desenvolvimento da interface: A implementação do software foi realizada utilizando o UnityGameEngine e VuforiaSDK e (III) Marcador: A escolha do marcador deu-se por testes de manuseio com as crianças, abordando diferentes formatos, tamanhos e características. Após a análise dos dados, chegou-se ao resultado do marcador o qual possui 24x24cm, uma linha preta central em negrito que intuitivamente mostra até onde as mãos das crianças podem chegar, sem prejudicar o rastreamento entre a câmera e o marcador. A coleta de dados ocorreu nos dias 16 e 21 de novembro de 2017, no Colégio Franciscano Sant'Anna, na cidade de Santa Maria, no Rio Grande do Sul.

 

 

Fonte: Autores, 2024.

Figura 3 – Foco na interface lateral de direcionamento

A Figura 4 mostra o processo da construção da interface e a ligação com os marcadores e os códigos de cada cor e forma geométrica.

 

Fonte: Autores, 2024.

Figura 4 – Desenvolvimento do Software

O Termo de Consentimento, para uso do software durante os testes, foi entregue antecipadamente aos responsáveis ​​pelas crianças (seus pais) da faixa etária estabelecida. Com a devida autorização, os testes puderam ser realizados (Figura 5), com o total de doze crianças e dois tutores utilizando e interagindo com o software, nas dependências da biblioteca do Edifício II, no Colégio Franciscano Sant'Anna.

 

Fonte: Autores, 2024.

Figura 5 – Uso do software Cores e Formas pelas crianças.

DIRETRIZES PARA O AMBIENTE IDEAL EM RA

As diretrizes são propostas para a aplicação da RA em atividades educacionais e o uso de computadores de mesa. Algumas orientações para um melhor desempenho da criança em relação à experiência de aprendizado com o software são necessárias, em virtude de o ambiente geral ser composto por mesa, cadeira, monitor, mouse, câmera e marcador. Essas diretrizes nortearam a proposta, criação e aplicação do software Cores e Formas. A Figura 6 mostra os componentes.

 

Fonte: Autores, 2024.

Figura 6 – (a) Mesa; (b) Cadeira; (c) Monitor; (d) Mouse; (e) Câmera e (f) Marcador

As diretrizes propostas neste trabalho são:

Diretriz 1: Determinar boa postura na posição sentada: altura do assento ajustável com a altura do usuário; manter a cadeira perto da bancada; parte inferior das costas apoiada; antebraço e punho em ângulo reto com o braço; encosto de braço na altura do cotovelo e da mesa; punho sem dobrar; ombros relaxados; mouse em frente ao usuário. Os assentos com rodízios propiciam maior estabilidade e facilitam a movimentação do usuário, bem como as regulagens de apoio de braços, encostos e de altura do assento, que permitem maior segurança e conforto (Gomes, 2015). A recomendação ergonômica é tratada sobre alinhamento, postura e ângulos.

Diretriz 2:  Preparar a altura correta e a distância favorável da tela do computador em relação ao usuário: topo da tela no nível ou pouco abaixo dos olhos, a uma distância entre 0,4m a 0,6m. O usuário deve ser capaz de mover a cabeça para baixo, viabilizando movimentos confortáveis. O movimento de olhar entre 15º acima e abaixo da linha média de visão ainda é confortável (Kroemer; Grandjean, 2005). Isto significa que as tarefas visuais devem ocorrer em um cone de 30º em torno da linha principal de visão. Assim como a tela do computador deve ser regulável para ajustes e estar posicionada de acordo com a ABNT (NBR 9050) a uma distância do usuário entre 0,4m e 0,6m (Iida, 2006), conforme a Figura 7.

Fonte: Autores, 2024.

Figura 7 – Proporção de alinhamento e distância do usuário em relação à bancada.

Diretriz 3: Dispor os componentes em áreas de alcances ótimos e máximos na mesa: marcadores e mouse mais próximos do corpo. A área de alcance ótimo sobre a mesa compreende a distância entre o cotovelo e a mão (Iida, 2006).

Diretriz 4: Garantir uma iluminação geral favorável à atividade: sempre que possível, aproveitar a luz natural (Wachowicz, 2013). No geral, apresenta uma iluminação uniforme, distribuída e difusa. A distribuição da luz no espaço deve ser tal que as diferenças excessivas de luz e sombra sejam evitadas, pois podem dificultar a percepção visual adequada (NR 17).

Diretriz 5: Vedar a utilização de papel brilhante nos marcadores: utilizar papel fosco, para auxiliar no rastreamento da atividade. Segundo a Norma Regulamentadora NR 17, sempre que possível, é vedada a utilização de papel brilhante ou qualquer outro tipo que provoque ofuscamento.

Diretriz 6: Apresentar os marcadores com os princípios do Affordance: criar a composição das imagens de forma que a criança entenda até onde os dedos podem tocar, para que as mãos não atrapalhem a leitura da informação. Propor uma linha preta, grossa que seja como um limitador. O termo Affordance, abordado por Benyon (2011), refere-se a importantes guias para o usuário sobre o que o sistema é capaz de fazer e como ele pode manipular a interface para fazê-lo. É o que as pessoas esperam ver, familiarizadas com o padrão, como um menu no alto da página.

Diretriz 7: Proporcionar pausas nas atividades para não ocasionar fadiga visual ou física: promover atividades que o processo encerre e reinicie, tornando dividido o tempo de interação, relaxamento e atenção do usuário. Apresentar mais de um marcador. O estresse e ansiedade podem ser a causa e o efeito da fadiga, e as crianças são afetadas de várias maneiras: dificuldade de concentração e atenção ao longo do tempo; prejudica a aprendizagem de novas informações; encurta a paciência e aumenta a irritabilidade (Reis, 2021). A fadiga muscular pode ser reduzida distribuindo o tempo de descanso durante as atividades. Portanto, paradas curtas e frequentes são mais apropriadas do que uma única parada longa e, assim, diminuem as chances de ter uma tarefa monótona (Wachowicz, 2013).

Diretriz 8: Oferecer um espaço grande para a visualização da RA e um espaço para os elementos textuais e icônicos: evidenciar as informações visuais e homogeneizá-las. Reduzir os dados ao necessário e direcionar ao usuário e a atividade, compreende o chunking, um processo de agrupar informações em unidades maiores e mais significativas, minimizando a demanda de memória nas atividades. Dance (2016) completa que, o chunking proporciona um número menor de itens e conceitos para absorver, e isso significa mais foco para os usuários, e mais absorção e compreensão do conteúdo.

Diretriz 9: Utilizar os princípios da Gestalt como uma orientação para a construção da interface, marcadores simétricos para que os destros e canhotos possam manipular de modo confortável: lateralidade. As leis da Gestalt são princípios que geralmente são significativos para o processo de design (Weber, 2010). São elas: proximidade, continuidade, simetria, similaridade, destino comum e fechamento (Benyon, 2011).

Diretriz 10: Praticar os cinco sentidos dos seres humanos: permitir a redução da sobrecarga sensorial com o uso dos outros sentidos. O design ergonômico correto evita sobrecargas mentais, incluindo a perda ou a falsa interpretação de sinais, e facilita ações corretas e rápidas (Corrêa;Boletti, 2015). A carga visual deve ser distribuída, diminuindo a quantidade de informação necessária na tela, e também reduzindo a demanda visual, através da redistribuição da carga de processamento para os outros sentidos (Benyon, 2011).

Como proposta de um ambiente para ilustrar a aplicabilidade das diretrizes, estabeleceu-se o software Cores e Formas, um universo de aprendizagem das cores e das formas geométricas utilizando a RA, para crianças de três a seis anos de idade. A Figura 8 expõe o ambiente geral da atividade lúdica, em que mostra o usuário e os componentes importantes para o processo.

Fonte: Autores, 2024.

Figura 8 – Ambiente ideal para a atividade Cores e Formas.

RESULTADOS

A metodologia utilizada para validar os resultados, consistiu num questionário que foi aplicado como instrumento de avaliação com questões geradas a partir da Escala Likert, referentes ao uso do software. Doze crianças entre três e seis anos de idade e três tutores responderam os questionamentos sobre o contato que tiveram com a experiência de aprendizagem em RA.

A Tabela 3 mostra alguns dos resultados obtidos. Foram realizadas perguntas específicas para as crianças e para os tutores, a fim de especificar a percepção de cada usuário.

Tabela 3 – Resultados parciais do questionário.

 

Questões

1.

92,3%

0%

7,7%

2.

100%

0%

0%

3.

92,3%

0%

7,7%

4.

100%

0%

0%

5.

100%

0%

0%

6.

100%

0%

0%

7.

100%

0%

0%

Fonte: Autores, 2024.

 

Destaca-se que (1) 92,3% assinalaram Concordo para: Gostei das cores e da aparência da interface. E 7,7% selecionaram Discordo. (2) 100% responderam Concordo para: Gostei de ouvir o som das cores e das formas. (3) 92,3% responderam Concordopara: Entendi que a forma geométrica que vejo no marcador, é que irei ver na tela. E 7,7% Discordo. (4) 100% assinalaram Concordo para: Gostei de manipular o marcador e ver a imagem na tela. (5) 100% responderam Concordo para: Conseguir visualizar facilmente a forma geométrica, o espaço de visualização na interface é grande. (6) 100% assinalaram Concordo para: As crianças gostaram da experiência e da atividade. (7) 100% responderam Concordo para: As crianças aprenderam ou reforçaram os ensinamentos das cores e das formas a partir da atividade.

Os resultados demonstraram a aceitação das crianças e dos tutores pela atividade, e a consequente coerência das diretrizes propostas para o ambiente de RA. O interesse em aprender as cores e as formas geométricas, assim como a diversão das crianças durante o processo evidenciaram que a atividade foi positivamente elaborada, materializada e empregada de acordo com os objetivos. Esse desfecho concretiza os estudos de IHC, ergonomia, usabilidade e interface, para formar as diretrizes e propor uma interação lúdica, favorável e de aprendizado para as crianças.

CONCLUSÃO

   Este trabalho propõe a criação de um software voltado para as crianças, de três a seis anos de idade, para um aprendizado lúdico e cognitivo através do reconhecimento das cores e das formas geométricas, utilizando a RA como tecnologia e estratégia de ensino, as diretrizes em busca de ambiente ideal fizeram-se necessárias, através dos conceitos de ergonomia e usabilidade, e o desenvolvimento de um software para que os preceitos de design de interação e design de interface tenham uma aplicação, e as crianças utilizem de fato o material, da melhor forma possível, atribuindo aprendizado e entendimento.

A atividade realizada para a educação infantil necessita de instruções corretas para que o ambiente total seja positivo: como aspectos ergonômicos, usuais de interface, para que de fato, a criança consiga absorver os ensinamentos propostos pela atividade. Por isso a importância das diretrizes, para nortear as interações com RA. A interface foi aceita e facilmente compreendida pelo tutor e pelas crianças, que a examinaram e testaram.

 Os resultados obtidos através do questionário aplicado permitiram basear que a atividade proposta é relevante para a educação infantil, que o software é um produto satisfatório e que as diretrizes são essenciais para esse resultado. Portanto, pode-se analisar como a tecnologia proporciona diversão, como um software educacional bem planejado e utilizado promove engajamento ao aluno. Quão novas e interessantes são as formas quando vistas em duas ou três dimensões na tela do computador, especialmente para aqueles alunos que não têm contato contínuo com esse objeto. E, o quanto os alunos que já conhecem as cores e algumas formas geométricas tendem a mostrar os seus conhecimentos, respondendo com vigor às perguntas feitas a partir da interface.  Diante do exposto, pode-se inferir que o uso do software educacional Cores e Formas, aliado à RA, contribuiu no processo de aprendizagem das crianças.

Quanto aos trabalhos futuros, sugerimos aprimorar o estudo do protótipo proposto neste trabalho, em questões de design, inovação e tecnologia, para ser aplicado às bancadas compartilhadas em laboratórios de informática. Além disso, a aplicação do software em dispositivos móveis, quando estes são utilizados em ambientes educacionais. Tratando-se das diretrizes, abordá-las em outras circunstâncias que utilizem RA, como meio de legitimar essa informação como eficiente para diversos cenários interativos.

 

Recebido em: 18/09/2023

Aceito em: 20/03/2025

 

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