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Tipo do documento: Dissertação
Título: Uma abordagem de game learning analytics para identificação de perfis comportamentais na utilização de jogos educacionais
Autor: SILVA, Gabriel Candido da 
Primeiro orientador: RODRIGUES, Rodrigo Lins
Primeiro coorientador: CAMPOS FILHO, Amadeu Sá de
Resumo: Atualmente, pesquisas que buscam realizar avaliações do aprendizado adquirido pelos jogadores a partir de um Serious Game, vêm adotando medidas mais voltadas à demonstração de evidências coletadas em tempo real, a partir de técnicas como as das áreas de Machine Learning e Deep Learning. No entanto, são escassas as pesquisas que buscam realizar este tipo de avaliação e técnicas em Serious Games para a educação infantil. Dito isto, este estudo buscou aplicar uma abordagem de Game Learning Analytics que possui dois objetivos complementares: 1) Identificar padrões comportamentais; 2) Predizer o efeito de aprendizado adquirido. Para isto, esta pesquisa utilizou dados coletados de 20 jogos digitais educacionais para avaliar como diferentes alunos se beneficiaram da intervenção de leitura e escrita de palavras do aplicativo Escribo Play durante um teste com 749 alunos da préescola. Para identificação dos perfis comportamentais, foi realizada uma análise de agrupamento para formação de grupos, o método KruskalWallis para entender se há diferenças entre os grupos e o cálculo do effectsize, para revelar o quão diferentes eles são. Para a predição do efeito de aprendizado, 4 algoritmos de classificação foram treinados e validados a partir do conjunto de combinações das variáveis de interação coletadas nos jogos. A partir do processo da análise de agrupamento, foram identificados três padrões comportamentais que apresentam desempenhos distintos: O perfil 1, com maior número de alunos, que apresentou o desempenho esperado para esta intervenção; o perfil 2, que apresentou o maior effectsize, sendo um referencial de engajamento com esta intervenção; e o perfil 3, que foi formado por dois grupos, que devido ao pequeno effectsize, parecem representar crianças que ainda não estavam prontas para se beneficiarem da intervenção educativa. No processo de treinamento e validação dos algoritmos de classificação, obtivemos como melhores resultados uma Acurácia de 74% e Precisão de 81%, na classificação do desempenho dos estudantes, resultados estes que estão dentro do esperado para o contexto da educação infantil. Como fruto dos resultados obtidos nestes experimentos, descobrimos que a melhor forma de diferenciar os alunos entre si, é através das características de interação que representam os erros cometidos durante a utilização destes jogos. Mesmo sendo notável uma carência de estudos que abordam a educação infantil, os resultados aqui demonstrados se mostram promissores, e evidenciam que é possível pesquisarmos e explorarmos ainda mais a utilização de técnicas de Game Learning Analytics neste contexto.
Abstract: Currently, research that seeks to evaluate the learning acquired by players from a Serious Game has been adopting measures to demonstrate evidence collected in realtime, using techniques such as those in the areas of Machine Learning and Deep Learning. However, few studies seek to carry out this type of evaluation and techniques in Serious Games for early childhood education. That said, this study sought to apply a Game Learning Analytics approach that has two complementary objectives: 1) Identify behavioral patterns; 2) Predict the acquired learning effect. For this purpose, this research employed data collected by digital games to assess how different students benefited from the Escribo Play word reading and writing intervention during a trial with 749 preschool students. For behavioral profiles identification, a cluster analysis was performed to form groups, the KruskalWallis method to understand if there are differences between the groups and the Effect Size, to reveal how different they are. For the prediction of the learning effect, 4 classification algorithms were trained and validated from the set of combinations of interaction variables collected in the games. From the cluster analysis process, three behavioral profiles were identified that present different performances: Profile 1, with the largest number of students, presented the expected performance for this intervention; profile 2 presented the largest effectsize, being a reference for engagement with this intervention; and profile 3, which was formed by two groups, which due to the small effectsize, seem to represent children who were not yet ready to benefit from the educational intervention. In the process of training and validating the classification algorithms, we obtained as best results an Accuracy of 74% and Precision of 81%, in the classification of student performance, results that are within the expected for the context of early childhood education. As a result obtained in these experiments, we found that the best way to differentiate students from each other is through the interaction characteristics that represent the errors made during the use of these games. Even though there is a notable lack of studies that address early childhood education, the results shown here are promising and indicate that it is possible to research and further explore the use of Game Learning Analytics techniques in this context.
Palavras-chave: Perfil comportamental
Análise de aprendizado
Jogos educacionais
Área(s) do CNPq: CIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Educação
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ensino das Ciências
Citação: SILVA, Gabriel Candido da. Uma abordagem de game learning analytics para identificação de perfis comportamentais na utilização de jogos educacionais. 2022. 74 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ensino das Ciências) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/9280
Data de defesa: 22-Fev-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Ensino das Ciências

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