CaFE-TaMTIn : uma abordagem para a capacitação de funções executivas utilizando um sistema de interface tangível multi-representacional com aspectos de sistema tutor inteligente

Abstract

Resumo: O sistema executivo desempenha ações essenciais no cotidiano, como refletir antes de agir, resolver problemas imprevistos, pensar sob diferentes perspectivas, evitar distrações, organizar atividades, planejar e manter o foco. As funções executivas são compostas por flexibilidade cognitiva, inibição e memória de trabalho. A inibição, objeto deste estudo, permite controlar reações instintivas, resistir a distrações e interromper comportamentos inadequados. No contexto cultural e escolar, essas funções são pouco estimuladas, resultando em muitas crianças e adolescentes com funções executivas subdesenvolvidas. Ferramentas tecnológicas podem ajudar a estimular essas funções. A pesquisa desenvolveu a abordagem CaFE-TaMTIn, utilizando um sistema de interface tangível multi-representacional e tutor inteligente, para capacitar as funções executivas dos estudantes, utilizando o processo metodológico baseado no método Design Science Research Methodology. Um jogo tangível, denominado "Jogo do 15", foi criado com quatro fases desafiando os jogadores a resolver problemas matemáticos manipulando a interface tangível. Construído com materiais de baixo custo, o jogo foi testado por meio de um estudo preliminar e um experimento. O estudo preliminar, envolvendo sete professores, avaliou as funcionalidades do jogo, identificou erros e validou a coleta automática de dados. O experimento envolveu 19 estudantes da rede pública de Jandaia do Sul/PR, mostrando que a abordagem pode melhorar a capacidade de controle inibitório dos estudantes, especialmente os com menor capacidade inicial. Houve uma melhora estatisticamente significativa no pós-teste para os estudantes do grupo com baixa capacidade do controle inibitório e uma melhora discreta para estudantes do grupo com média capacidade do controle inibitório. Os dados relativos ao experimento indicam que o jogo, desenvolvido utilizando a abordagem elaborada neste estudo, contribuiu para a capacitação do controle inibitório dos estudantes. A pesquisa contribui com uma abordagem para desenvolver ferramentas que capacitem as funções executivas em crianças e o desenvolvimento de um jogo matemático que, por meio de uma interface tangível multi-representacional, possibilita melhorar a capacidade de controle inibitório de estudantes com baixos índices de capacidade.

Abstract: The executive system performs essential actions in everyday life, such as reflecting before acting, solving unforeseen problems, thinking from different perspectives, avoiding distractions, organizing activities, planning and maintaining focus. Executive functions are made up of cognitive flexibility, inhibition and working memory. Inhibition, the object of this study, allows you to control instinctive reactions, resist distractions and stop inappropriate behaviors. In the cultural and school context, these functions are poorly stimulated, resulting in many children and adolescents with underdeveloped executive functions. Technological tools can help stimulate these functions. The research developed the CaFE-TaMTIn approach, using a multi-representational tangible interface system and intelligent tutor, to empower students’ executive functions, using the methodological process based on the Design Science Research Methodology method. A tangible game, called "Jogo do 15", was created with four phases challenging players to solve mathematical problems by manipulating the tangible interface. Built with low-cost materials, the game was tested through a preliminary study and an experiment. The preliminary study, involving seven teachers, evaluated the game’s functionalities, identified errors and validated the automatic data collection. The experiment involved 19 students from the public school system in Jandaia do Sul/PR, showing that the approach can improve the inhibitory control capacity of students, especially those with lower initial capacity. There was a statistically significant improvement in the post-test for students in the group with low inhibitory control capacity and a slight improvement for students in the group with medium inhibitory control capacity. The data related to the experiment indicate that the game, developed using the approach elaborated in this study, contributed to the training of students’ inhibitory control. The research contributes with an approach to develop tools that enable executive functions in children and the development of a mathematical game that, through a tangible multi-representational interface, makes it possible to improve the inhibitory control capacity of students with low levels of ability.