Jogo Educacional para o Ensino de Grafos para a Computação

Abstract

A Teoria dos Grafos é uma área fundamental da Ciência da Computação, com aplicações em problemas como Caminho Euleriano, Caixeiro Viajante e Conectividade. Dada sua importância, a compreensão de seus conceitos é essencial, embora o aprendizado tradicional possa ser desafiador. Jogos eletrônicos surgem como um mecanismo auxiliar para tornar o estudo mais interativo. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um jogo educacional para o ensino na Computação. O software é implementado na game engine Godot, com uma arquitetura modular que permite a fácil adição de novos conteúdos. O jogo apresenta um editor de grafos interativo e módulos de problemas, como Caminho Mínimo, Árvore Geradora Mínima e Ciclo Euleriano. Como principal contribuição, o projeto implementa um sistema de avaliação de duas etapas: o software valida a resposta objetiva do aluno e, em seguida, utiliza uma LLM para analisar a justificativa discursiva, fornecendo feedback qualitativo sobre o raciocínio. O resultado é uma ferramenta didática funcional que combina interatividade e inteligência artificial para aprimorar o processo de aprendizagem.

Graph Theory is a fundamental area of Computer Science, with applications in problems such as Eulerian Path, Traveling Salesman Problem, and Connectivity. Given its importance, understanding its concepts is essential, although traditional learning can be challenging. Electronic games emerge as an auxiliary mechanism to make learning more interactive. This work aim to develop an educational game for teaching graph algorithms and theorems. The software is implemented in the Godot game engine, with a modular architecture that allows for the easy addition of new content. The game features an interactive graph editor and problem modules, such as Shortest Path, Minimum Spanning Tree, and Eulerian Cycle. As a main contribution, the project implements a two-stage evaluation system: the software validates the student's objective answer and then uses an LLM (Learning Management Module) to analyze the discursive justification, providing qualitative feedback on the reasoning. The result is a functional didactic tool that combines interactivity and artificial intelligence to enhance the learning process.