BR112021002148A2

BR112021002148A2 - sistema e método para ensinar currículos como um jogo educacional

Info

Publication number: BR112021002148A2
Application number: BR112021002148-5A
Authority: BR
Inventors: Samuel Bedor; Ryan Benedetto; Michelle Gabele; Cody Hagman; Andrew Hansen; Hunter Moore; Christophe Renaud; Jordan Rustin; Melissa Wessel
Original assignee: Plasma Games, Inc.
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2021-05-04
Also published as: US11468788B2; US20230039710A1; US20200051460A1; MX2021001485A; WO2020032965A1; CO2021001270A2

Abstract

“SISTEMA E MÉTODO PARA ENSINAR CURRÍCULOS COMO UM JOGO EDUCACIONAL” Trata-se de um jogo educacional (e sistema de gerenciamento de aprendizagem e métodos pertencentes ao mesmo) que pode ser configurado para o ensino eficaz de currículo educacional avançado, tais como indivíduos de STEM para ensino médio e superior. O jogo educacional é configurado para integrar contexto social, princípios científicos reais e trocas estratégicas dentro de mecanismos de jogo. Esse ambiente discreto de ensino e teste promove a exploração, descoberta individualizada, engajamento por repetição e competências de raciocínio e planejamento sistêmico. O jogo educacional pode ser gerado de modo dinâmico e procedural.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA ENSINAR CURRÍCULOS COMO UM JOGO EDUCACIONAL” CAMPO DA REVELAÇÃO

[001]O presente pedido refere-se a um sistema e métodos para ensinar currículos como um jogo educacional, e um sistema de gerenciamento de aprendizagem e métodos relacionados ao mesmo.

FUNDAMENTOS

[002]A educação formal e as técnicas educacionais, ou pedagogia, datam de milhares de anos. À medida que as demandas da sociedade e do estado de conhecimento evoluem, instituições educacionais e pedagogia têm se adaptado para a ocasião. Por exemplo, normas sociais e práticas educacionais enraizadas na Revolução Agrícola foram atualizadas nos últimos 300 anos em resposta à Revolução Industrial. Hoje, o mundo está sendo transformado pela Revolução da Informação Tecnologia (TI) dentre outras tendências com base científica. Isso já afetou a maioria dos aspectos da vida moderna. Porém, as práticas educacionais estão ficando para trás e, em sua maioria, apenas adaptaram ferramentas e técnicas de TI para tarefas periféricas como manutenção de registros . Os sistemas de gestão de aprendizagem (LMS) ainda estão em sua infância e não conseguiram transformar a experiência educacional. Os sistemas convencionais de gestão de aprendizagem tipicamente facilitam a manutenção de registros e notificações, mas fornecem poucas percepções sobre os estudantes porque os dados rastreados são pobres em informações, ou seja, tendem a ser limitados a observações de uma única apresentação final por atribuição, uma avaliação de desempenho ou nota dessa apresentação e o horário de apresentação. O uso eficaz de TI e pedagogia habilitado para TI dentro ou como um suplemento para a sala de aula ainda está faltando. Ao mesmo tempo, o ritmo frenético dos avanços científicos e outros avanços tecnológicos está avançando, mais limitado pelas capacidades de conhecimento e normas sociais (regulamentação) do que pela disponibilidade de capital ou recursos. As instituições educacionais e pedagogia ainda precisam de mais melhorias para aproveitar as vantagens das tecnologias digitais disponíveis e das melhores práticas.

[003]A educação é o fator principal de mudança social e adaptação às necessidades do amanhã. A educação também é altamente localizada para atender às necessidades de cada país, sociedades e cultura s. O estado da educação em um país pode ser bastante distinto de outro. Por exemplo, a economia dos EUA é geralmente saudável e na vanguarda da ciência e tecnologia. No entanto, o sistema educacional dos EUA está ficando para trás. É criticado por não treinar adequadamente os estudantes em matérias de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM). Isto é tanto uma crítica ampla que a média dos estudante norte- americanos não é suficientemente consciente ou capaz nestes domínios, e uma crítica específica que o número de profissionais de STEM graduado a cada ano está ficando para trás de normas per capita internacionais por uma larga margem. Isso coloca a economia dos EUA em risco de ser superada por economias pequenas e focadas que adotaram mais efetivamente a ciência e a tecnologia avançada, como a Coreia do Sul e Israel, que lideram em capacidade científica per capita e produção, bem como economias grandes e estrategicamente comprometidas estão embarcando em transformações massivas, como China e Índia. Como resultado, o sistema educacional dos EUA precisa urgentemente de inovações revolucionárias em suas instituições e pedagogia para sustentar a posição competitiva dos EUA na economia global.

[004]Um exemplo de reforma ou inovação no sistema educacional dos EUA consiste na migração de No Child Left Behind (NCLB) e do teste Common Core para o Every Student Succeeds Act (ESSA) e abordagens de Next Generation Science Standards. Essas reformas têm como objetivo tornar o ambiente educacional mais responsivo às necessidades individuais e de classe, enquanto permitem aos professores mais flexibilidade na abordagem dos tópicos. Além disso, essas reformas têm como objetivo expandir o foco do currículo de aulas e conceitos distintos para um contexto, tendências e raciocínio científico mais amplos. Embora pareçam intenções razoáveis, as reformas também estão reconfigurando a progressão do curso tradicional em algumas escolas. Sucessivamente, isso está criando seus próprios problemas e desafios. Por exemplo, espera-se que professores cubram currículos para os quais podem não ter sido treinados, causando tensão e esgotamento na força de trabalho enquanto atendem mal aos estudantes. Há uma necessidade por opções educacionais que mitiguem as lacunas da força de trabalho no sistema educacional durante as reformas educacionais atuais e futuras.

[005]Outra reforma ou inovação no sistema educacional dos EUA é o surgimento de formatos de escolas alternativas, como escolas charter, escolas virtuais, educação em casa e escolas off-track. Em resposta a uma variedade de problemas no sistema educacional público, novos formatos de escolas foram autorizados, financiados e implantados em todo o país. Os formatos de escola alternativos atendem a aproximadamente 15% dos estudantes K-12. Geralmente, as escolas charter são muito semelhantes às escolas públicas em seu formato geral (por exemplo, grandes edifícios, ~ 20-30 salas de aula de estudantes, ~ 7 períodos por dia, etc.) , mas as escolas charter têm maior flexibilidade na forma como abordam o desenvolvimento do estudante e educação. O foco específico ou estratégia de uma escola charter (por exemplo, sendo um programa de artes liberais que ensina todas as disciplinas através das lentes de uma educação clássica em humanidades ou sendo um programa de matemática e ciências que enfatiza o método científico e investigação orientada) pode resultar em déficits nas ofertas de cursos. As escolas charter compensam parcialmente suas lacunas por meio da auto-seleção e foco estratégico. Porém, isso pode se tornar um problema se os padrões educacionais forem aumentados (por exemplo, para alcançar os requisitos K-12 sul-coreanos). As escolas virtuais são programas online que priorizam os estudos e atividades voltados para os estudantes e têm dias letivos periódicos para fornecer alguma socialização e interações frente à frente. As escolas virtuais são flexíveis e oferecem uma ampla variedade de cursos, mas dependem das ofertas de cursos disponíveis. Entretanto, o ensino doméstico é uma opção cada vez mais popular, pela qual os pais (ou grupos de pais) assumem a responsabilidade pela educação de seus filhos. Os pais de ensino doméstico geralmente ensinarão seus filhos, diretamente ou treinar seu estudante através de aprendizagem autodirigida. Além disso, grupos de pais de escola doméstica se formarão para coordenar o acesso a habilidades raras, como educação em ciências, para complementar as ofertas de cursos. As escolas off-track são escolas de curto prazo que ocorrem quando outras escolas entram em férias. Elas são um meio de manter os estudantes no modo de aprendizagem, retendo os ganhos do semestre anterior e proporcionando exposição a novos tópicos ou enriquecimento além do que a escola tradicional pode oferecer. Cada um desses formatos alternativos de escola surgiu para resolver alguns problemas com o sistema educacional tradicional, mas criar novos problemas e desafios . Há uma necessidade por materiais educacionais e suplementos curriculares mais robustos para abordar um cenário educacional variado.

[006]Ao mesmo tempo, as tendências globais e demográficas mostram que o impacto real da reforma educacional no próximo século será no mundo em desenvolvimento, não nos EUA. Metade das crianças do mundo nascem no Sudeste Asiático. Algumas dessas crianças serão as primeiras da família a receber uma educação formal além do nível mais rudimentar (K-6). Os sistemas educacionais estão simultaneamente sendo construídos e atualizados para um currículo moderno. Como resultado, espera-se que os estudantes aprendam sobre o estado da técnica da ciência e da tecnologia, globalmente, embora os professores dos estudantes provavelmente não tenham o treinamento, a especialidade ou o acesso a recursos para ensinar adequadamente esse currículo. Portanto, há uma grande necessidade por inovações revolucionárias ao currículo educacional, materiais e pedagogia para atender às necessidades dos sistemas educacionais do mundo em desenvolvimento - mesmo antes que as instituições sejam desenvolvidas adequadamente.

[007]Além dessas necessidades de escala global e de nível macro que impactam os sistemas educacionais, há também uma variedade de questões e limitações com o estado atual da educação e pedagogia que impactam o ambiente da sala de aula e a eficácia da educação. Por exemplo, a educação é um processo social.

Os estudantes não aprendem apenas o currículo conforme apresentado em um plano de estudos ou em um livro-texto . Os estudantes aprendem através das lentes de seus professores e de sua experiência educacional. Os estudantes aprendem por meio da criação de relacionamentos e da identificação de modelos de comportamento. E os estudantes aprendem por meio de seus laços sociais e relacionamentos fora da sala de aula. Oferecer aos estudantes exposição ao mundo além do horizonte de sua educação é um aspecto crítico para capacitar os estudantes a se envolverem com o currículo, a aprender e crescer e a buscar educação superior e carreiras que de outra forma poderiam parecer fora de alcance. Há uma necessidade por inovações educacionais que tornem a educação uma experiência mais social e que inspirem as crianças em um plano de carreira.

[008]Se a educação for definida como a transferência de conhecimento e o conhecimento for considerado uma construção socialmente inserida, então, a educação também é um processo de instrução social e de encontrar o seu lugar no mundo. O mundo e a economia são cada vez mais globais . Ambos enfrentam desafios sistêmicos diferentes daqueles que a humanidade já conheceu, incluindo questões de mudança climática, pandemias e estratificação socioeconômica persistente. Isso deve conduzir os esforços coletivos da humanidade em direção a objetivos comuns. Porém, movimentos políticos reacionários, o pensamento de soma zero e mídias sociais podem fazer com que o mundo se sinta dividido e distante da experiência individual.

Há uma necessidade por inovações educacionais que tornem a educação uma experiência mais contextualizada e significativa que une todos os estudantes.

[009]A educação também consiste em uma organização em desenvolvimento.

Sempre se soube que cada estudante é diferente em suas capacidades, limitações e interesses. Porém, faz relativamente pouco tempo que experimentações e pesquisas sistemáticas desvendaram formas de ensinar efetivamente a diferentes estudantes dentro dos limites de formatos de classe existentes. Ainda há uma necessidade por inovações educacionais adicionais que tornam a educação uma experiência mais customizada e adaptada que seja sensível a pontos fortes e pontos fracos individuais.

[010]Além disso, a educação está sendo levada a várias direções diferentes, que resultou em um sentido universal de restrição de tempo e frustração. Por exemplo, nos Estados Unidos, administradores de escolas estão sendo mantidos estão sendo responsabilizados cada vez mais pelas agências federais, além dos níveis de supervisão estaduais, distritais e municipais anteriores. Espera-se que professores cubram mais currículos de novas formas, enquanto também reportam graduações mais frequentemente e aplicam mais testes. Plataformas digitais simplificaram algumas das tarefas mecânicas de relatórios, mas também expuseram professores a uma comunicação regular mais direta com administradores e pais. Espera-se que os estudantes aprendam mais currículos enquanto reforçam seus currículos de atividade extracurricular para admissões em universidades. Os pais, que estão cada vez mais em situações de trabalho duplo ou de pais solteiros, passam mais tempo dirigindo para essas atividades e carregando mais o fardo de financiar a educação de seus filhos por meio de arrecadação de fundos. Em suma, as partes interessadas em todo o sistema educacional estão se encontrando com pouco tempo e procurando maneiras mais convenientes e flexíveis de aprender. Há uma necessidade por opções educacionais que são mais eficientes e poupam tempo ou, pelo menos, mais respeitosos das restrições de tempo de todas as partes interessadas.

[011]Como mais um problema - e um problema perturbador nisso, a educação está atualmente lutando para capturar a atenção e o interesse dos estudantes com livros-texto planos em preto e branco, longas palestras e tarefas chatas. Os estudantes de hoje estão crescendo como nativos digitais que foram inundados por conteúdo estimulante, colorido e chamativo na televisão, tablets e telefones desde que nasceram. A educação não conseguiu manter o ritmo com a qualidade da produção e apresentações inovadoras do resto da indústria de mídia. Como resultado, os estudantes estão menos engajados com conteúdos de curso tradicionais. Os estudantes também acham mais difícil se concentrar em materiais menos estimulantes sensoriais. Este problema é ainda mais agravado pelas taxas crescentes de problemas de saúde, como: transtorno de déficit de atenção (TDA) e transtorno de déficit de atenção com hiperatividade (TDAH), que tornam mais difícil para estudantes afetados estudarem em ambientes de sala de aula sentados; autismo, que pode tornar mais difícil para os estudantes afetados se concentrarem em ambientes movimentados de sala de aula; e muitos distúrbios intermediários. Há uma necessidade por opções educacionais que possam competir com os estímulos sofisticados da mídia tradicional e capturar a atenção dos estudantes que têm dificuldade em aprender em ambientes típicos de sala de aula.

[012]Uma dessas áreas de mídia de fluxo principal que experimentou um crescimento significativo e adoção generalizada entre os estudantes K-12 são os videogames. Os videogames percorreram um longo caminho nos últimos 40 anos, evoluindo de linhas monocromáticas e gráficos de pontos com estilo de jogo de salão para ambientes imersivos foto-realistas com jogabilidade profunda. Os videogames parecem capturar a atenção do público jovem por padrão, atraindo-os com gráficos atraentes e uma nova estrutura de regras para aprender e dominar. Portanto, não deve ser surpresa que a indústria da educação tenha começado a olhar para os videogames como inspiração em materiais educacionais e pedagogia da próxima geração.

[013]Para a maior parte , esta inspiração culminou em mera “gamificação” de materiais educacionais anteriores. Conforme mostrado na Figura 1, um método da técnica anterior para gamificar materiais educacionais tipicamente envolve o empréstimo de currículo existente, materiais existentes e estilos de ensino existentes 2 e a aplicação de uma série de transformações a esse material para gamificá-lo 4.

Esta etapa de gamificar os materiais existentes 4 pode incluir qualquer um dos seguintes: tradução de livros-texto em aplicativos 6 que envolve simplesmente a migração de conteúdo de formatos impressos (por exemplo, livros-texto) para interfaces digitais (por exemplo, telas de telefone); polir a estética visual 8 do conteúdo, que é obtido adicionando gráficos coloridos, personagens animados e muitas estrelas, pop-ups piscando e outros indicadores de interação; adicionar retroinformação de áudio 10, que leva vantagem da natureza de mídia mista de interfaces computacionais; renomear questionários como jogos 12, o que é um esforço velado para fazer a experiência parecer diferente, embora o conteúdo subjacente não tenha sido fundamentalmente reconfigurado; e interromper a dependência de notas (por exemplo, A, B, C, D, F) e iniciar o uso de pontos (por exemplo, 32.560 pontos ou 3 estrelas douradas como uma procuração para um A) 14 para transformar o sistema de avaliação e distrair os estudantes do fato de que eles ainda estão apenas respondendo a um questionário. Depois de aplicar algumas ou todas as etapas acima, um livro-texto tradicional ou material educacional em sala de aula é transformado em uma experiência educacional gamificada. Este processo foi repetido inúmeras vezes para o currículo K-6, especificamente nas áreas de matemática e leitura inicial (por exemplo, jogos populares incluem Davidson and Associate’s MathBlasters, Age of Learning’s ABCMouse, jogo de matemática da Dreambox Learning e WeWantToKnow AS’s Dragonbox) . Além da 7ª série, existem apenas alguns exemplos de gamificação que alcançaram tração. Por exemplo, Legends of Learning criou uma série de minijogos de ciência com elevados padrões de design gráfico, mas que meramente gamifica questionários e simulações tradicionais. Variante do Triseum: Limite é um jogo de quebra-cabeça visualmente impressionante que ensina conceitos de cálculo, mas o mundo do jogo, a história e a jogabilidade não estão relacionados ao material educacional que é ensinado (cálculo) e, logo, também é apenas um questionário gamificado. A gamificação é insuficiente em muitas áreas. A gamificação parece totalmente inadequada para lidar com a complexidade de um conteúdo mais avançado. A gamificação é insuficiente em ensinar currículo dentro de processos socialmente incorporados, que são importantes para entender como a ciência progride e as compensações que ela enfrenta . E a gamificação pode não agradar a um público mais maduro, portanto, a falta de opções disponíveis para o ensino médio e além.

Além disso, ainda não está claro se a gamificação é uma solução eficaz e de longo prazo para as necessidades da educação. A maioria dessas experiências gamificadas não tem fundamento em sua eficácia e as avaliações dos acadêmicos mostram resultados sem brilho. Os designers de produtos gamificados meramente: esperam que a experiência gamificada seja divertida 16; espera-se que a diversão se traduza em um engajamento aprimorado 18; espera-se que o engajamento se traduza em uma aprendizagem aprimorada 20; espera-se que a aprendizagem aprimorada se traduza em retenção aprimorada 22. Existem muitas desconexões e fontes de fragilidade nessa sequência causal. Portanto, são necessárias opções educacionais que vão além das limitações da gamificação.

[014]Para currículos mais complexos, o conjunto de opções disponíveis é ainda menos inspirado. A maioria dos materiais educacionais disponíveis é mera digitalização de livros-texto tradicionais (por etapa 6 , acima) ou simuladores virtuais.

Os livros-texto digitalizados às vezes incluem questionários e testes ligeiramente gamificados, mas são pedagogicamente indistinguíveis da experiência do livro. Por exemplo, McGraw Hill tem uma linha de livros-texto digitais da Glencoe que adaptam materiais tradicionais para tablets e outras interfaces de computador. Simuladores virtuais, sejam projetados para interfaces de computador 2D ou óculos de realidade virtual 3D, são capazes de replicar experiências de experimentos de laboratório, transportar alunos para o passado distante ou locais distantes e uma variedade de casos de uso inteligentes. Esses ambientes virtuais são econômicos (por exemplo, em comparação com uma viagem de classe ao redor do mundo), seguros (por exemplo, em relação a um laboratório de química com gases tóxicos e substâncias explosivas ou corrosivas), aliviam parte da carga de ensino incorporando alguns percursos e orientações para a experiência de laboratório virtual (por exemplo, laboratórios administrados por professores) e tem algumas outras vantagens. Como outro exemplo, a Schell Games lançou recentemente um simulador de jogo experimental de laboratório de química de realidade virtual chamado HoloLAB Champions, que pode levar a experiência de laboratório a milhões de alunos que podem não ter o privilégio de frequentar escolas com financiamento, recursos ou equipe de ensino capaz de proporcionar um laboratório de química real. No entanto, esses materiais – livros-texto digitalizados e simuladores virtuais - ainda são estáticos (por exemplo, eles oferecem a mesma experiência todas as vezes), finitos (por exemplo, eles geralmente abordam apenas um ou dois módulos do currículo de um curso por vez) e são fundamentalmente vinculados às abordagens pedagógicas dos materiais educacionais existentes dos quais são derivados. Outra maneira de pensar sobre isso é que a tecnologia educacional (EdTech) está atualmente transitando pela era da Web 1.0 de apenas migrar o conteúdo para o digital . A EdTech ainda não deu o salto para o mundo digital ou para as práticas da Web 2.0 (ou superior). Há uma necessidade por opções educacionais que transcendam a mera transformação digital de materiais educacionais e pedagogias existentes.

[015]O que leva a uma nova área excitante de desenvolvimento: jogos sérios.

Os jogos sérios são uma categoria de videogames em que o objetivo principal é algo diferente do entretenimento. Os jogos sérios se assemelham aos jogos de estratégia em tempo real (por exemplo, a linha Blizzard’s Starcraft) que são criados para exploração científica e experimentação de psicologia comportamental, simulações de defesa e estratégia militar, bem como planejamento de cidades, gerenciamento de emergência e outros esforços de modelagem de processos socialmente incorporados onde o comportamento humano é uma entrada chave para o sistema focal. Jogos sérios mostram várias promessas em transformar a maneira que os seres humanos abordam uma variedade de tarefas (por exemplo, resolução de problemas) pela transição de um conjunto de normas de pesquisa e modelagem que dependem de verdades universais e sofre da chamada “inveja da física” de previsibilidade, e em direção a um novo conjunto de normas de pesquisa e modelagem que abrange psicologia cognitiva e comportamental, racionalidade limitada e diversos conjuntos de preferências de pessoas. Por exemplo, a IBM tem uma unidade de negócios de jogos sérios que construiu simuladores para uma variedade de aplicações, desde defesa militar até planejamento urbano. Os jogos sérios da IBM resultaram em novas percepções e estratégias sobre como conduzir padrões de busca militar e construir infraestrutura urbana. Jogos sérios ainda são um fenômeno recente e ainda não permearam todas as aplicações possíveis. Há uma necessidade por opções educacionais que transcendam simulações fixas e englobem fatores comportamentais.

[016]Jogos sérios apenas começaram a ser desenvolvidos para aplicações educacionais. Por exemplo, uma equipe do MIT desenvolveu um jogo sério multijogadores online (MMO), de mundo aberto, chamado The Radix Endeavor, que foi lançado em 2014. No The Radix Endeavor, os usuários são expostos a alguns conceitos de biologia e estatística por um processo de exploração autoguiada do vasto ambiente do jogo. Embora intrigante e um protótipo promissor, o jogo é leve em conteúdo - tanto em termos de conceitos educacionais totais quanto na densidade de conceitos que um aluno pode vivenciar em um determinado período de tempo. Ele também deixa de integrar significativamente o currículo educacional para as interações do usuário, resultando em uma desconexão entre o jogo e o conteúdo. De maneira crítica, por causa dessa desconexão, o jogo não leva ao aprendizado, a repetição da brincadeira não leva a uma maior lembrança e o jogo completo não leva ao aprendizado mais profundo. Da mesma forma, não satisfaz muitas das necessidades das principais partes interessadas, incluindo professores e alunos, que: têm tempo limitado e, portanto, não podem explorar sem rumo; lições restritas e, portanto, precisam de orientação sobre quais recursos do jogo utilizar e em que tempo para manter o ritmo com o currículo prescrito; e queimado por uma pletora de conteúdo meramente digitaliza apresentações extensas de materiais educacionais e, portanto, não quer nem tentar novas opções. Há uma necessidade por opções educacionais que alavanquem novas abordagens promissoras e realmente satisfaçam as necessidades dos usuários.

[017]Em resumo, a educação está em uma encruzilhada. Muito do sistema educacional, suas instituições e abordagens pedagógicas têm raízes no passado.

Este é atualmente um momento de grande transformação global que está colocando demandas complexas nas instituições e pedindo novas abordagens inovadoras. A Revolução de TI tem grande potencial para atender a essas necessidades, mas também apresentou novos desafios. Olhando para a frente, há uma grande necessidade por inovações radicais em toda a cadeia de valor educacional.

BREVE SUMÁRIO

[018]De acordo com uma primeira invenção, proporciona-se um jogo, sistema e método para ensinar currículos de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM). O jogo inclui um avatar inimigo que tem um conjunto de propriedades científicas, e um avatar controlado por jogador que é configurado para interagir com o primeiro conjunto de propriedades científicas do avatar inimigo usando pelo menos um mecanismo de jogo. A interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos.

[019]De acordo com uma modalidade, o avatar controlado por jogador tem um segundo conjunto de propriedades científicas, e o avatar inimigo é configurado para interagir com o segundo conjunto de propriedades científicas do avatar controlado por jogador usando um mecanismo de jogo. A interação do mecanismo de jogo com o segundo conjunto de propriedades científicas também é uma simulação de princípios científicos. De acordo com outra modalidade, o avatar controlado por jogador tem um suprimento de energia, e a interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é precisamente simulada em duas partes. As duas partes incluem: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do suprimento de energia do avatar controlado por jogador ao avatar inimigo; e uma porção de reação do inimigo que absorve a energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas. De acordo com outra modalidade, o jogo inclui um campo de jogo que tem um terceiro conjunto de propriedades científicas. O mecanismo de jogo é configurado para interagir com o terceiro conjunto de propriedades científicas do campo de jogo, e a interação do mecanismo de jogo com o terceiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos. De acordo com outra modalidade, a interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é precisamente simulada em múltiplas partes, incluindo: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do avatar controlado por jogador ao avatar inimigo, uma porção de reação do inimigo que absorve parte da energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas, e uma porção de fator de perda que dissipa o restante da energia transmitida no campo de jogo. De acordo com outra modalidade, o primeiro conjunto de propriedades científicas é selecionado a partir da lista de: propriedades elétricas, propriedades magnéticas, propriedades térmicas, propriedades de reatividade química, reatividade de combustão, propriedades nucleares, propriedades físicas de massa, propriedades moleculares orgânicas, propriedades de proteína,

propriedades de estrutura celular e propriedades de função biológica.

De acordo com outra modalidade, o primeiro conjunto de propriedades científicas é simulado com base em elementos da tabela periódica de elementos.

De acordo com outra modalidade, o mecanismo de jogo é uma simulação de um gadget que é configurado para operar com um elemento da tabela periódica de elementos como o meio do gadget.

De acordo com outra modalidade, o primeiro conjunto de propriedades científicas é simulado com base na estrutura celular e função das células selecionadas a partir da lista de: células procarióticas, células vegetais e células animais.

De acordo com outra modalidade, a simulação de princípios científicos se baseia na transferência de energia e na conversão de energia.

De acordo com outra modalidade, o mecanismo de jogo é uma simulação de transferência de energia com base em uma seleção a partir da lista de: radiação, emissão de fótons, condução, convecção, projeção, reação química, fusão e fissão.

De acordo com outra modalidade, o mecanismo de jogo é selecionado a partir da lista de: um gadget de radiação eletromagnética que é simulado com base no modelo de Bohr do átomo e na absorção de radiação por metais; um gadget de pulso eletromagnético que é simulado com base nas equações de Maxwell e na lei da força de Lorentz de eletromagnetismo e na indução de corrente elétrica em circuitos metálicos; um aspersor de oxidação-redução que é simulado com base na reação química de elementos e moléculas e a condução de energia térmica à matéria; um gadget de reação ácido-base que é simulada com base em propriedades ácido-base, a reatividade química de elementos e moléculas e estequiometria, e a condução e convecção de energia térmica à matéria; um dispositivo de canhão elétrico que é simulado com base nas leis de Faraday de indução e nas leis da mecânica clássica referentes à transferência de energia a objetos macroscópicos e ao impacto sobre propriedades estruturais da matéria; um dispositivo de transmissão eletrônica que é simulado com base em propriedades de sistemas de controle de componente eletrônico analógico e digital referentes à transferência controlada de um sinal eletrônico para interagir com as propriedades eletromagnéticas da matéria; um vírus que é simulado com base na estrutura celular e teorias de função e que altera a função da estrutura celular; e uma estrutura celular que é simulada com base em funções de células procarióticas, células vegetais ou células animais e que produz subprodutos para a célula. De acordo com outra modalidade, o mecanismo de jogo transversaliza pelo menos dois domínios de conhecimento científico. De acordo com outra modalidade, o jogo tem uma área de laboratório com explicações, equações e dados referentes à interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas. De acordo com outra modalidade, o jogo tem uma área de conquistas com contexto industrial, tendências de carreira e informações profissionais referentes à interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de princípios científicos.

[020]De acordo com uma segunda invenção, proporciona-se um sistema computacional, produto de software e método para avaliação educacional. O sistema tem um processador e uma mídia legível por computador não transitória que armazena instruções para implementar um módulo de software de jogo educacional. O módulo de software de jogo educacional recebe um currículo educacional, cria um mecanismo de jogo a partir do currículo educacional que se baseia em princípios científicos, e gera um jogo educacional incluindo o mecanismo de jogo.

[021]De acordo com uma modalidade, o módulo de software de jogo educacional inicializa uma base de dados com conteúdo baseado no currículo educacional, recebe padrões educacionais referentes ao currículo educacional, alinha o currículo educacional aos padrões educacionais, e identifica o currículo educacional em módulos educacionais com base no alinhamento do currículo educacional e dos padrões educacionais.

O mecanismo de jogo é criado apenas para módulos educacionais identificados dentro do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional recebe um ativo de jogo, e associa o mecanismo de jogo ao ativo de jogo.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional rastreia o desempenho de usuário com base no uso do mecanismo de jogo, e gera um perfil de aprendizagem de usuário com base no desempenho de usuário.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define um conjunto de objetivos pedagógicos para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nos objetivos pedagógicos,

e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define um conjunto de estilos de aprendizagem para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nos estilos de aprendizagem, e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o software de jogo educacional define um conjunto de objetivos de aprendizagem para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nos objetivos de aprendizagem, e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define uma sequência de objetos de aprendizagem para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base na sequência de objetos de aprendizagem, e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional desenvolve categorias do mecanismo de jogo.

Cada categoria do mecanismo de jogo varia em complexidade, tal como um número de entradas controladas por usuário, uma especificidade de cálculo das entradas controladas por usuário, e um número de domínios transversalizados pelas entradas controladas por usuário.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional apresenta o jogo educacional a um usuário, recebe uma entrada de usuário incluindo o uso do mecanismo de jogo, e atualiza o jogo educacional com base na entrada de usuário recebida.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional gera um perfil de aprendizagem de usuário que rastreia o desempenho de usuário com base no uso do mecanismo de jogo.

O jogo educacional atualiza o jogo educacional com base no perfil de aprendizagem de usuário.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define um conjunto de objetivos pedagógicos para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nos objetivos pedagógicos, e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

O jogo educacional atualiza a classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define um conjunto de estilos de aprendizagem para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nos estilos de aprendizagem,

O jogo educacional atualiza a classificação do currículo educacional.

De acordo com outra modalidade, o módulo de software de jogo educacional define um conjunto de categorias de objeto de aprendizagem para o currículo educacional, classifica o currículo educacional com base nas categorias de objeto de aprendizagem, e cria o mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

O jogo educacional atualiza a classificação do currículo educacional com base no conjunto de categorias de objeto de aprendizagem.

O jogo educacional atualiza a classificação do currículo educacional com base na sequência de objetos de aprendizagem.

De acordo com outra modalidade da invenção, o módulo de software de jogo educacional desenvolve categorias do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade da invenção, o módulo de software de jogo educacional desenvolve categorias do mecanismo de jogo com base na classificação da sequência de objetos de aprendizagem.

[022]De acordo com uma terceira invenção, proporciona-se um método, jogo educacional e sistema computacional para ensinar currículos de ciência, engenharia, tecnologia e matemática (STEM). O método é realizado usando um sistema computacional tendo um processador, mídia legível por computador não transitória e um pacote de software de jogo educacional. O método restaura variantes de um mecanismo de jogo, renderiza uma variante do mecanismo de jogo que é configurado para ter dois ou menos controles de entrada de usuário, recebe uma entrada a partir dos controles de entrada de usuário, renderiza outra variante do mecanismos de jogo que é configurado para ter pelo menos dois controles de entradas de usuário, e recebe uma entrada a partir de pelo menos dois segundos controles de entrada de usuário.

[023]De acordo com uma modalidade, o método renderiza uma terceira variante do mecanismos de jogo que é configurado para ter pelo menos três controles de entrada de usuário, e recebe uma entrada a partir dos controles de entrada de usuário. De acordo com outra modalidade, as variantes do mecanismo de jogo são renderizadas em ordem. De acordo com outra modalidade, as variantes do mecanismo de jogo são renderizadas em ordem crescente de complexidade ao longo de pelo menos uma dimensão, incluindo: um número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem. De acordo com outra modalidade, a segunda variante do mecanismo de jogo se refere a mais domínios de currículo educacional do que a primeira variante do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo se refere a mais domínios de currículo educacional do que a primeira variante do mecanismo de jogo único. De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo se refere a mais domínios de currículo educacional do que a segunda variante do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade, a segunda variante do mecanismo de jogo apresenta um currículo educacional de maior dificuldade do que a primeira variante do mecanismo de jogo.

De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo apresenta um currículo educacional de maior dificuldade do que a primeira variante do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo apresenta um currículo educacional de maior dificuldade do que a segunda variante do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade, a segunda variante do mecanismo de jogo apresenta mais estilos de aprendizagem do que a primeira variante do mecanismo de jogo único. De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo apresenta mais estilos de aprendizagem do que a primeira variante do mecanismo de jogo. De acordo com outra modalidade, a terceira variante do mecanismo de jogo apresenta mais estilos de aprendizagem do que a segunda variante do mecanismo de jogo.

[024]De acordo com uma quarta invenção, proporciona-se um jogo educacional para ensinar currículo de ciências, engenharia, tecnologia e matemática (STEM). O jogo educacional inclui um primeiro avatar, e pelo menos um item defensivo (ou pelo menos um item ofensivo) equipado pelo primeiro avatar. O item defensivo (ou o item ofensivo) tem pelo menos uma propriedade científica baseada em princípios científicos reais e selecionada a partir de uma lista de: propriedades eletromagnéticas, propriedades de reatividade química, propriedades de combustão, propriedades nucleares e propriedades de material a granel.

[025]De acordo com uma modalidade, a propriedade científica do item defensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos. De acordo com outra modalidade, o item defensivo tem pelo menos dois faceamentos com uma propriedade científica. De acordo com outra modalidade, o item defensivo tem pelo menos duas camadas com uma propriedade científica diferente.

De acordo com outra modalidade, o item defensivo tem pelo menos dois faceamentos com uma propriedade científica diferente.

O item defensivo tem pelo menos duas camadas para cada um dos faceamentos e cada camada tem uma propriedade científica diferente.

De acordo com outra modalidade, a propriedade científica do item defensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos.

De acordo com outra modalidade, a modificação ao item defensivo.

A modificação aumenta a propriedade científica de acordo com princípios científicos reais.

De acordo com outra modalidade, a propriedade científica do item defensivo se baseia em um metal da tabela periódica de elementos.

A modificação e o aumento da propriedade científica incluem: massa adicional do elemento e aumentos proporcionais em propriedades baseadas em massa, mudanças de desenho mecânico incluindo aletas de ventilação térmica e taxas de transferência térmica aperfeiçoadas com o passar do tempo, acesso aperfeiçoado ao elemento e requerimentos de recurso reduzidos para realizar manutenção no item, uma camada externa adicional de chapeamento de ouro e reatividade química reduzida, uma camada externa adicional de material resistente corrosivo e uma taxa reduzida de reações de oxidação com o passar do tempo, e um tratamento de polimento sobre a superfície externa de pelo menos um item defensivo e absorção reduzida de radiação eletromagnética.

De acordo com outra modalidade,

a propriedade científica do item defensivo se baseia em um material têxtil.

A modificação e o aumento da propriedade científica são selecionados a partir da lista de: um novo padrão de trama e taxas de transferência térmica aperfeiçoadas com o passar do tempo com base na distância percorrida, e uma nova mescla de polímero e absorção de líquido reduzida.

De acordo com outra modalidade, o jogo educacional inclui um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria.

A modificação e o aumento da propriedade científica são associados à área de especialidade da matéria do perfil de carreira do profissional de STEM.

[026]De acordo com uma modalidade, a propriedade científica do item ofensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos.

De acordo com outra modalidade, o item ofensivo se baseia em uma molécula formada por elementos da tabela periódica de elementos.

De acordo com outra modalidade, o item ofensivo e o princípio científico inclui: um emissor a laser e o modelo de Bohr do átomo,

granadas de dispersão líquida e reações ácido-base, um lança-chamas e reações de oxidação-redução, uma granada de pulso eletromagnético e equações de Maxwell e leis da força de Lorentz, um canhão elétrico e leis de Faraday de indução e as leis da mecânica clássica, e dispositivos de transmissão eletrônica e desenho de circuito analógico e digital.

De acordo com outra modalidade, o jogo educacional inclui pelo menos uma modificação ao item ofensivo.

De acordo com outra modalidade,

a propriedade científica do item ofensivo se baseia em um gás da tabela periódica de elementos.

A modificação e o aumento da propriedade científica incluem: outro gás com um número atômico maior e uma saída de energia máxima aumentada, outro gás com um número aumentado de conchas de elétrons disponíveis, um compressor que aumenta a pressão do primeiro gás em uma câmara fixa e um aumento de confiança quando o primeiro gás for liberado, e moles adicionais do primeiro gás e uma saída de energia máxima aumentada.

De acordo com outra modalidade, o jogo educacional compreende, ainda, um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria.

A modificação e o aumento da propriedade científica são associados à área de especialidade da matéria de pelo menos um perfil de carreira do profissional de STEM.

De acordo com outra modalidade, a propriedade científica do item ofensivo se baseia na mecânica clássica de propriedades de material.

A modificação e o aumento da propriedade científica incluem: um aumento na massa de material e da saída de energia máxima aumentada, e um acesso a materiais compósitos e propriedades estruturais aumentadas.

De acordo com outra modalidade,

o jogo educacional inclui um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria. A modificação e o aumento da propriedade científica incluem um aumento na massa de material e nas propriedades estruturais aumentadas.

[027]De acordo com uma quinta invenção, proporciona-se um sistema computacional, método e jogo educacional para avaliação e relatório educacional. O sistema computacional tem um processador, e uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao processador e instruções de armazenamento que incluem um módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem. O módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem recebe dados de desempenho do estudante a partir de um jogo educacional que é configurado para ensinar um objeto de aprendizagem e um mecanismo de jogo. Os dados de desempenho do estudante incluem dados de como um estudante se saiu no objeto de aprendizagem e no mecanismo de jogo. O sistema de gerenciamento de aprendizagem analisa os dados de desempenho do estudante para compreensão do objeto de aprendizagem e do mecanismo de jogo, e cria um relatório da análise dos dados de desempenho do estudante.

[028]De acordo com uma modalidade, o sistema computacional inclui um módulo de uso que rastreia quando o jogo educacional foi utilizado. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de uso, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do módulo de uso. De acordo com outra modalidade, o sistema computacional inclui um módulo de desempenho que rastreia o quão bem o estudante se saiu no mecanismo de jogo. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de desempenho, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do módulo de desempenho.

De acordo com outra modalidade, o sistema computacional inclui um módulo de engajamento que rastreia padrões de comportamento de usuário do estudante. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de engajamento, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do módulo de engajamento. De acordo com outra modalidade, o sistema computacional, um módulo de análise de lacunas que rastreia padrões de competências e deficiências do estudante em relação ao objeto de aprendizagem e ao mecanismo de jogo. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de análise de lacunas, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do módulo de análise de lacunas. De acordo com outra modalidade, o sistema computacional, um módulo de tutorial que rastreia padrões de solicitações para orientação por parte do estudante. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de tutoriais, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir de pelo menos um módulo de tutoriais. De acordo com outra modalidade, o sistema computacional, um módulo de mapeamento de conceitos que rastreia como o estudante está progredindo através do objeto de aprendizagem e do mecanismo de jogo. Os dados de desempenho do estudante são analisados com base no módulo de mapeamento de conceitos, e o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do módulo de mapeamento de conceitos. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem do estudante. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem de uma classe de estudantes. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre indicadores em risco do estudante. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre interesses de carreira do estudante.

De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um histórico de jogo do jogo educacional pelo estudante. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre uma repetição do jogo educacional pelo estudante. De acordo com outra modalidade, o relatório é criado para incluir um gráfico climático dinâmico que resume alguns dos dados e percepções sobre os dados de desempenho do estudante. De acordo com outra modalidade, o estudante é associado a uma classe de estudantes, e o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre o desempenho do estudante e um desempenho relativo do estudante comparado à classe de estudantes. De acordo com outra modalidade, o estudante é associado a uma classe de estudantes, e o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem do estudante e um estilo de aprendizagem relativo do estudante comparado à classe de estudantes. De acordo com outra modalidade, o estudante é associado a uma classe de estudantes, e o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre indicadores em risco do estudante e um indicador em risco relativo do estudante comparado à classe de estudantes.

[029]De acordo com uma sexta invenção, proporciona-se um método para criar um nível padrão de um jogo educacional e um jogo educacional. O método usa um sistema computacional tendo um processador e uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao processador e instruções de armazenamento. O método renderiza um menu de seleção de nível tendo uma opção de customização, recebe uma seleção da opção de customização do menu de seleção de nível, e gera um nível do jogo educacional com base na seleção da opção de customização do menu de seleção de nível. Uma dificuldade educacional do nível se baseia na seleção da opção de customização do menu de seleção de nível.

[030]De acordo com uma modalidade, as opções de customização incluem dificuldade de currículo e estilo de aprendizagem. De acordo com outra modalidade, o método inclui restaurar um perfil de aprendizagem de usuário, e o nível é gerado com base no perfil de aprendizagem de usuário. De acordo com outra modalidade, a dificuldade educacional do nível se baseia no perfil de aprendizagem de usuário. De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui dificuldade de currículo,

dificuldade de nível, e estilo de aprendizagem.

De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui uma lista de domínios de matéria que inclui: ciências físicas, química, engenharia química, física, astronomia, engenharia mecânica,

engenharia elétrica, engenharia civil, ciências da vida, biologia, geociência, geologia,

ciências atmosféricas, engenharia ambiental, desenho industrial, engenharia de fatores humanos, engenharia industrial, cadeia de operações e logística, matemática e estatística.

A seleção da opção de customização inclui pelo menos duas seleções da lista de domínios de matéria.

De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui uma lista de módulos de um domínio de matéria, e a seleção da opção de customização inclui pelo menos duas seleções da lista de módulos do domínio de matéria.

De acordo com outra modalidade, o método valida uma adequação do nível com base no perfil de aprendizagem de usuário.

A adequação do nível é validada usando uma técnica que inclui: classificar pelo menos um objeto de aprendizagem associado ao nível, consultar uma classificação de objetivo alcançado para uma pluralidade de outros usuários similares ao perfil de aprendizagem de usuário, e avaliar uma classificação de objetivo simulado para um jogador representante de aprendizagem por máquina.

De acordo com outra modalidade, as opções de customização incluem dificuldade de nível e formato de missão.

De acordo com outra modalidade, o método recebe uma solicitação para um nível padrão,

restaura um perfil de aprendizagem de usuário que inclui dados de desempenho incluindo competência de material educacional, perícia de material educacional e preferências de estilo de aprendizagem, e gera um nível do jogo educacional com base no perfil de aprendizagem de usuário.

A dificuldade educacional do nível se baseia no perfil de aprendizagem de usuário.

De acordo com outra modalidade, o perfil de aprendizagem de usuário se baseia em um histórico de jogo anterior do jogo educacional por um usuário associado ao perfil de aprendizagem de usuário.

De acordo com outra modalidade, o método renderiza um menu de seleção de nível tendo uma opção de customização, e recebe uma seleção a partir da opção de customização do menu de seleção de nível. O nível do jogo educacional é gerado com base na seleção a partir da opção de customização do menu de seleção de nível. De acordo com outra modalidade, uma dificuldade educacional do nível se baseia na seleção da opção de customização do menu de seleção de nível. De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui dificuldade de currículo, dificuldade de nível e estilo de aprendizagem. De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui uma lista de domínios de matéria que inclui: ciências físicas, química, engenharia química, física, astronomia, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia da computação, engenharia civil, ciências da vida, biologia, geociência, geologia, ciências atmosférica, engenharia ambiental, industrial design, engenharia de fatores humanos, engenharia industrial, cadeia de operações e logística, ciência da computação, matemática e estatística. A seleção da opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista de domínios de matéria.

De acordo com outra modalidade, a opção de customização inclui uma lista de módulos de um domínio de matéria, e a seleção da opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista de módulos do domínio de matéria. De acordo com outra modalidade, o método valida uma adequação do nível com base no perfil de aprendizagem de usuário. A adequação do nível é validada usando uma técnica que inclui: classificar pelo menos um objeto de aprendizagem associado ao nível, consultar uma classificação de objetivo alcançado para uma pluralidade de outros usuários similares ao perfil de aprendizagem de usuário, e avaliar uma classificação de objetivo simulado para um jogador representando de aprendizagem por máquina.

[031]De acordo com uma sétima invenção, proporciona-se um método para curar material educacional de um jogo educacional, um programa computacional e um jogo educacional referente ao mesmo. O método usa um sistema computacional tendo um processador e uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao processador e instruções de armazenamento. O método recebe um currículo educacional, segmenta o currículo educacional em objetos de aprendizagem, anexa a pluralidade de objetos de aprendizagem a dados de objetivos de aprendizagem incluindo estilo de aprendizagem, incorpora dos objetos de aprendizagem em um jogo educacional, apresenta o jogo educacional que inclui os objetos de aprendizagem a um usuário, recebe uma entrada de usuário referente ao jogo educacional, avalia o engajamento do usuário com a pluralidade de objetos de aprendizagem no jogo educacional, avalia o desempenho de usuário com base em uma classificação de eficiência alcançada no jogo educacional, sequencia os objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e no desempenho de usuário.

Os objetos de aprendizagem são apresentados ao usuário no jogo educacional com base no sequenciamento.

[032]De acordo com outra modalidade, o método restringe acesso aos objetos de aprendizagem, desse modo, os objetos de aprendizagem não podem ser visualizados no jogo educacional, e concede acesso aos objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário. De acordo com outra modalidade, o método replica alguns dos objetos de aprendizagem, e traduz esses objetos de aprendizagem que foram replicados em outro estilo de aprendizagem. De acordo com outra modalidade, o método prioriza a apresentação de alguns dos objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e no desempenho de usuário.

De acordo com outra modalidade, o método apresenta um dos objetos de aprendizagem com base no estilo de aprendizagem dos objetos de aprendizagem. De acordo com outra modalidade, o método apresenta outros objetos de aprendizagem com base na entrada de usuário. De acordo com outra modalidade, o método atualiza os dados de objetivos de aprendizagem anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário. De acordo com outra modalidade, o método atualiza os dados de objetivos de aprendizagem anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário. De acordo com outra modalidade, o método anexa os objetos de aprendizagem aos dados de objetivos pedagógicos. De acordo com outra modalidade, o método atualiza os dados de objetivos pedagógicos anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário. De acordo com outra modalidade, o método atualiza dados de objetivos pedagógicos anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário. De acordo com outra modalidade, o método recebe uma estrutura de narrativa e um elemento de história, integra a estrutura de narrativa e o elemento de história aos objetos de aprendizagem, recebe uma entrada de usuário referente à estrutura de narrativa e ao elemento de história, e sequencia os objetos de aprendizagem com base na entrada de usuários referente à estrutura de narrativa e ao elemento de história.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[033]A Figura 1 é um fluxograma de um método da técnica anterior para gamificar materiais educacionais.

[034]A Figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema computacional em rede que é configurável para oferecer um jogo educacional a usuários.

[035]A Figura 3 é um diagrama de blocos de um servidor no sistema computacional em rede da Figura 2.

[036]A Figura 4 é um fluxograma de um método para ensinar currículos usando um jogo educacional, conforme implementado no sistema computacional em rede da Figura 2.

[037]A Figura 5 é um fluxograma de um método para criar materiais educacionais incluindo mecanismos de jogo baseados em currículo educacional para o jogo educacional.

[038]A Figura 6 é um diagrama de blocos da etapa para definir um conjunto de objetivos pedagógicos para o método da Figura 5.

[039]A Figura 7 é um diagrama de blocos da etapa para definir um conjunto de estilos de aprendizagem para o método da Figura 5.

[040]A Figura 8 é um diagrama de blocos da etapa para definir um conjunto de objetos de aprendizagem para o método da Figura 5.

[041]A Figura 9 é um diagrama de blocos da etapa para criar sequências de objetos de aprendizagem para o método da Figura 5.

[042]A Figura 10 é um diagrama de blocos da etapa para criar um mecanismo de jogo baseado em currículo para o método da Figura 5.

[043]A Figura 11 é um fluxograma de um método para construir o jogo educacional usando materiais educacionais.

[044]A Figura 12 é um diagrama de blocos da etapa para selecionar um formato de missão para o método da Figura 11.

[045]A Figura 13 é um diagrama de blocos da etapa para selecionar elementos de objetivo para o método da Figura 11.

[046]A Figura 14 é um diagrama de blocos da etapa para selecionar elementos de terreno para o método da Figura 11.

[047]A Figura 15 é um diagrama de blocos da etapa para selecionar condições de vitória para o método da Figura 11.

[048]A Figura 16 é um fluxograma da etapa para validar níveis dinamicamente gerados do método da Figura 11.

[049]A Figura 17 é uma ilustração de uma interface de usuário de um menu de início para o jogo educacional.

[050]A Figura 18 é uma ilustração de um nível de jogo para o jogo educacional.

[051]A Figura 19 é um fluxograma de um método para ensinar currículos educacionais usando múltiplos níveis no jogo educacional.

[052]A Figura 20 é um fluxograma de um método para ensinar currículos educacionais usando mecanismos de jogo no jogo educacional.

[053]A Figura 21 é uma ilustração de uma interface de usuário de um submenu que apresenta múltiplos modos de lição do menu de início da Figura 17.

[054]A Figura 22 é uma ilustração de uma interface de usuário para um primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com um primeiro modo de lição do submenu da Figura 21.

[055]A Figura 23 é uma ilustração de uma interface de usuário para o primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com a segundo modo de lição do submenu da Figura 21.

[056]A Figura 24 é uma ilustração de uma interface de usuário para o primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com a terceiro modo de lição do submenu da Figura 21.

[057]A Figura 25 é uma ilustração de uma interface de usuário de uma área de laboratório do jogo educacional.

[058]A Figura 26 é uma ilustração de uma interface de usuário de uma tela seletora de armadura da área de laboratório da Figura 25.

[059]A Figura 27 é uma ilustração de uma interface de usuário de um segundo mecanismo de jogo ofensivo do jogo educacional.

[060]A Figura 28 é um fluxograma de um método para simular princípios científicos reais usando entradas de usuário incluindo mecanismos de jogo de acordo com o jogo educacional.

[061]A Figura 29 é um fluxograma de um sistema que simula conservação e conversão de energia usando princípios científicos reais do jogo educacional.

[062]A Figura 30 é uma ilustração de uma interface de usuário de uma área de conquistas do jogo educacional.

[063]A Figura 31 é uma ilustração de um perfil de profissional de STEM desbloqueado da área de conquistas da Figura 30.

[064]A Figura 32 é um fluxograma de um método para gerar um perfil de carreira para a área de conquistas do jogo educacional.

[065]A Figura 33 é um fluxograma de um método para renderizar a assistência em jogo no jogo educacional.

[066]A Figura 34 é uma ilustração de uma interface de usuário de uma tela de perfil de estudante do jogo educacional.

[067]A Figura 35 é uma ilustração de uma tela de modo simulação do jogo educacional.

[068]A Figura 36 é uma ilustração de uma interface de usuário de uma tela de modo de professor do jogo educacional.

[069]A Figura 37 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de classe do modo de professor da Figura 36.

[070]A Figura 38 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de perfil de estudante individual do modo de professor da Figura 36.

[071]A Figura 39 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de estilo de aprendizagem de estudante individual do modo de professor da Figura 36.

[072]A Figura 40 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de classe em risco para uma classe para o modo de professor da Figura 36.

[073]A Figura 41 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de indicadores em risco para um estudante individual do modo de professor da Figura 36.

[074]A Figura 42 é uma ilustração de uma interface de usuário para um relatório de jogabilidade de revisão do modo de professor da Figura 36.

[075]A Figura 43 é uma ilustração de uma interface de usuário de um modo de lição padrão do modo de professor da Figura 36.

[076]A Figura 44 é uma ilustração de uma estrutura de dados dos objetos de aprendizagem do jogo educacional.

[077]A Figura 45 é um fluxograma de um método para atualizar o acesso de usuário à estrutura de dados de objetos de aprendizagem do jogo educacional.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[078]Entende-se prontamente que os componentes das modalidades, como geralmente descritos neste documento e ilustrados nas figuras anexas, podem ser dispostos e projetados em uma ampla variedade de configurações diferentes. Logo, a descrição mais detalhada a seguir de várias modalidades, conforme representado nas figuras, não se destina a limitar o escopo da presente divulgação, mas é meramente representativa de várias modalidades. Embora os vários aspectos das modalidades sejam apresentados nos desenhos, os desenhos não estão necessariamente desenhados em escala, a menos que especificamente indicado.

[079]A presente invenção pode ser incorporada em outras formas específicas sem divergir de seu âmbito ou características essenciais. As modalidades descritas devem ser consideradas em todos os aspectos apenas como ilustrativas e não restritivas. Portanto, o escopo da invenção é indicado pelas reivindicações anexas e não por esta descrição detalhada. Todas as alterações que vêm dentro do significado e intervalo de equivalência das reivindicações devem ser abrangidas em seu escopo.

[080]A referência ao longo deste relatório descritivo a características, vantagens ou linguagem semelhante não implica que todas as características e vantagens que podem ser realizadas com a presente invenção devem ser ou estão em qualquer modalidade única da invenção. De preferência, entende-se a linguagem que se refere às características e vantagens como significando que uma um recurso, vantagem ou característica específica descrito em conexão com uma modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Logo, as discussões sobre as características e vantagens, e linguagem semelhante, ao longo desta especificação podem, mas não necessariamente, referir-se à mesma modalidade.

[081]Além disso, os recursos, vantagens e características descritos na invenção podem ser combinados de qualquer maneira adequada em uma ou mais modalidades. Um indivíduo versado na técnica relevante reconhecerá, à luz da descrição do presente documento, que a invenção pode ser praticada sem um ou mais dos recursos ou vantagens específicas de uma modalidade particular. Em outros casos, recursos e vantagens adicionais podem ser reconhecidas em determinadas modalidades que podem não estar presentes em todas as modalidades da invenção.

[082]A referência ao longo deste relatório descritivo a “uma (1) modalidade”, “uma modalidade” ou linguagem semelhante significa que um determinado recurso, estrutura ou característica particular descrita em conexão com a modalidade indicada está incluída em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Logo, as frases “em uma (1) modalidade”, “em uma modalidade” e linguagem semelhante ao longo deste relatório descritivo podem, mas não necessariamente, se referem à mesma modalidade.

[083]A presente invenção, conforme descrito neste documento, se refere a um método e sistema para ensinar currículo como um jogo educacional. Representa uma reformulação holística do currículo e da maneira como os alunos (um tipo de usuário do sistema) se envolvem com o currículo. Também representa um passo radical em como um professor (outro tipo de usuário do sistema) atribui tarefas e acompanha o comportamento e o aprendizado do estudante. No processo, a presente invenção aborda muitas das necessidades do sistema educacional atual.

[084]Com referência à Figura 2, uma modalidade é implementada através de um sistema de rede de computadores (frequentemente referido como “a nuvem”). Por exemplo, em uma modalidade, o jogo educacional é entregue através de serviços online como a plataforma Steam da Valve ou através de um portal WebGL em um navegador, com conectividade a um servidor centralizado para atualizações em tempo real, rastreamento em tempo real e comparações de usuários, e desempenho aprimorado de conteúdo gerado dinamicamente. Com o objetivo de explicar quando e como os usuários interagem com o sistema computacional, a descrição a seguir geralmente descreve os usuários como recebendo ou visualizando conteúdo digital e fazendo entradas em pontos finais do sistema computacional. No entanto, os pontos finais do sistema computacional podem ser dispositivos ativos ou fictícios. Os métodos e sistemas aqui descritos também podem ser implementados de forma nativa em um dispositivo de computação autônomo sem prejudicar a funcionalidade ou experiência.

[085]Conforme ilustrado na Figura 2, um usuário 100 interage com um dispositivo de usuário 102, que inclui dispositivos de jogos tradicionais (por exemplo, computadores desktop/laptop e consoles de jogos de vídeo), dispositivos móveis (por exemplo, telefones e tablets), e dispositivos computacionais de próxima geração (por exemplo, óculos de realidade virtual e óculos de realidade aumentada ou mista). Cada um desses dispositivos de usuário 102 compartilha uma série de componentes de hardware em comum que são operacionalmente associados entre si (doravante referidos simplesmente como “conectados” entre si), incluindo: entradas 104 como teclados e telas sensíveis ao toque que transmitem ações do usuário 100 a um processador 106; o processador 106 inclui uma pluralidade de CPUs, GPUs e outros núcleos que rodam as várias cargas computacionais dos dispositivos de usuário 102; memória 108 que é conectada ao processador 106 e armazena temporariamente estados e outros dados; um dispositivo de armazenamento de dados 110 que é conectado ao processador 106 e armazena dados incluindo conteúdo 112, tais como jogos educacionais, sistemas de gerenciamento de aprendizagem e outros aplicativos, em um modo não transitório; um monitor 114 que é conectado ao processador 106 e apresenta o conteúdo 112, conforme processado, ao usuário 100; um navegador ou app 116 que é conectado ao processador 106 e está sendo crescentemente usado como um ambiente computacional de sistema operacional leve para o conteúdo 112; e dispositivos de comunicações 118 que conectam através de transmissões 120 o processador 106 ao ambiente em rede externo, como a rede 122. A rede 122 conecta os dispositivos de usuário 102 a um servidor da web 124, que é uma camada voltada para fora de gestão de segurança e rede para um servidor 126. O servidor 126, como o dispositivos de usuário 102, tem uma série de componentes de hardware em comum, incluindo: um dispositivo de comunicações 128 que conecta o servidor da web 124 a um processador 130; o processador 130 inclui uma pluralidade de CPUs, GPUs e outros núcleos que rodam as várias cargas computacionais do servidor 126; memória 132 é conectada ao processador 130 e armazena temporariamente estados de computação e outros dados; e um dispositivo de armazenamento de dados 134 é conectado ao processador 130 e armazena conteúdo 136, tais como jogos educacionais, sistemas de gerenciamento de aprendizagem e outros aplicativos. A rede 122 também conecta os dispositivos de usuário 102 e o servidor 126, através de uma interface de programa de aplicativo 138, a servidores terceiros 140. Os servidores terceiros 140 proporcionam dados úteis aos dispositivos de usuário 102 e ao servidor 126, fazem uso dos dados a partir dos dispositivos de usuário 102 e do servidor 126, e proporcionam vários serviços aos dispositivos de usuário 102 e ao servidor 126.

[086]Referindo-se, agora, à Figura 3, proporciona-se um diagrama de caixas detalhado do servidor 126 e sub-rotinas dedicadas e estruturas de dados do servidor

126. Conforme descrito anteriormente, o servidor 126 inclui o processador 130, a memória 132, o dispositivo de armazenamento de dados 134 e o dispositivo de comunicações 128 conectado ao servidor da web 124, sendo que todos são operacionalmente conectados por um barramento 142. O servidor 126 também dispositivos de entrada e saída 144 conectados através do barramento 142 que permite interação e controle local do servidor 126.

[087]Operando na memória 132 encontra-se um mecanismo de sistema de gerenciamento de aprendizagem 146 que inclui vários módulos que operam mediante a estrutura de dados principal. Os módulos observam discretamente entradas e interações de usuários e, usando uma análise baseada em evidência, gerenciam a experiência educacional dentro do jogo educacional e fornecem recomendações para aprendizagem fora de jogo (por exemplo, em classe) aos usuários.

[088]Os módulos de atribuição 148 gerenciam tarefas de associação de dados principais, como criar perfis de classe, categorizar classes por indivíduo (por exemplo, permitir que professores atribuam uma classe a Ciências Físicas 1 e outra a Química AP), matricular estudantes nessas classes, e atualizar informações de estudante como identificadores exclusivos. Os módulos de atribuição 148 também rastreiam atribuições lançadas por professores, emitem notificações de nova disponibilidade de atribuição, e enviar lembretes de prazos iminentes para atribuições que não tenham sido concluídas.

[089]Os módulos de uso 150 rastreiam o usuário estudante a partir do acesso inicial até o uso final do sistema. Isso inclui rastrear se o estudante leu a notificação de uma atribuição emitida (por exemplo, se a notificação foi enviada através de e-mail ou SMS), se o estudante ativou e efetuou login no sistema desde a notificação, e se o estudante tentou ou concluiu a atribuição. Os módulos de uso 150 também rastreiam quando o usuário está se engajando ao sistema ao longo do curso do ano letivo. Isso inclui a consistência de uso em relação ao ano letivo, a emissão de atribuições, e os padrões de uso de outros estudantes na mesma classe. Isso também inclui um rastreamento granular do horário do dia e local onde o usuário está se engajando ao sistema para detectar anomalias em padrões de uso que possam indicar que o usuário está em risco de insucesso acadêmico (por exemplo, conforme medido ao final dos exames anuais).

[090]Os módulos de desempenho 152 avaliam o comportamento e atividades do usuário no jogo. Em resumo, os módulos de desempenho 152 rastreiam quão bem o usuário jogou o jogo educacional como uma medida do progresso de aprendizagem, maestria e retenção. Isso inclui rastrear as ações que o usuário tomou, recursos coletados e consumidos no jogo, e como essas ações e recursos se traduzem em conquistas no jogo (por exemplo, satisfazer condições de vitória) e eficácia (referida como “classificações de eficiência” no jogo educacional aqui revelado). Isso pode ser comparado com um desempenho ideal (mínimo/máximo) para jogos fixos ou conhecidos que são calculáveis, bem como os melhores desempenhos (mínimo/máximo) para conteúdo gerado dinâmica ou proceduralmente que são observáveis a partir de um processo de crowdsourcing do jogo e de algoritmos de aprendizagem por máquina baseados no mesmo.

[091]Os módulos de engajamento 154 avaliam as implicações dos comportamentos e atividades do usuário observáveis no jogo. Por exemplo, os módulos de engajamento 154 analisam cliques por minuto, tempo gasto em cada tela, a amplitude e profundidade da pesquisa em materiais educacionais, padrões de descoberta dentro do jogo e outras interações observáveis com o dispositivo do usuário 102 (como rastreamento ocular) como uma medida do engajamento do usuário com o sistema. Taxas altas e sustentadas de interação por longos períodos podem indicar alto engajamento, diversão e aprendizado; enquanto taxas baixas ou erráticas de interação com longos períodos de pausa podem indicar baixo engajamento, distração ou frustração. Os módulos de engajamento 154 analisam o comportamento do usuário para inferir sua satisfação e interesse na experiência de aprendizagem.

[092]Os módulos de análise de lacunas 156 também avaliam as implicações dos comportamentos e atividades do usuário observáveis, mas com o propósito de analisar padrões de pontos fortes, preferências e competências versus pontos fracos, aversões e déficits. Os módulos de análise de lacunas 156 analisam quais níveis o usuário joga e quantas vezes, quais materiais educacionais o usuário consome e em que momentos e se o usuário se apoia em seus pontos fortes (ou longe de seus pontos fracos) quando tem a opção. Isso resulta em uma indicação de qual assunto o aluno é atraído (por exemplo, genética sobre eletromagnetismo), quais aspectos desse material eles acham mais interessantes (por exemplo, figuras históricas e descobertas de marcos em simulações) ou úteis (por exemplo, equações sobre explicações), bem como as preferências de estilo de aprendizagem do usuário (por exemplo, aprendizagem visual e baseada em ação sobre aprendizagem auditiva e lógica).

Combinadas, as saídas dos módulos de análise de lacunas 156 fornecem informações muito úteis para o usuário e o professor sobre como construir um relacionamento com o usuário, como conectar o usuário ao currículo, e como o usuário aprende - todos os quais pode ter efeitos além do escopo do jogo educacional e do currículo associado.

[093]Os módulos de tutoria 158 avaliam o comportamento, desempenho e preferência do usuário com relação à intervenção para motivação, metas ampliadas, assistência secundária e remediação. Há um ciclo natural ou ondulação de intensidade cognitiva que os usuários podem sustentar durante os jogos educacionais.

Muita intensidade pode levar ao esgotamento e à falta de compreensão, e muito pouca intensidade pode levar ao desligamento e distração. Da mesma forma, os usuários podem travar quando perdem o rumo ou têm dificuldade com um conceito. Os módulos de tutoria 158 são configurados para deslocar o usuário de modo a evitar que o usuário se queime, se esforce demais, se desligue ou estagnar com base na rapidez que o usuário pode ser apresentado a novos conceitos, quanto tempo o usuário precisa para digerir esses conceitos, a rapidez com que o usuário pode ter oportunidades para utilizar esses conceitos, e, então, quanto tempo o usuário precisa para usar esse conhecimento para atingir a maestria. Os módulos de tutoria 158 são configurados para intervir passivamente no jogo através de diálogo de jogo narrativo e conduzido por personagens e, com pouca frequência, animações usadas, que pode adicionar certa novidade para jogar a fim de manter um usuário durante um breve período de tempo. Os módulos de tutoria 158 são configurados para intervir ativamente no jogo através da emissão de buscas laterais, o que pode proporcionar um intervalo mais longo para sustentar um usuário ao longo de uma sessão de aprendizagem mais longa. O módulo de tutoria 158 também é configurado para intervir através de notificações e o desbloqueio de novos materiais educacionais, que atraem o usuário em direção a mais conteúdo de aprendizagem. Em relação à motivação, os módulos de tutoria 158 são configurados para emitir notificações e incentivos ao usuário para manter o usuário envolvido por um ciclo de aprendizagem. No que diz respeito a metas extensas, os módulos de tutoria 158 também buscam oportunidades para inserir conteúdo secundário ou suplementar. Em relação à assistência secundária, os módulos de tutoria 158 fornecem dicas ou lembretes sobre conceitos se o desempenho do usuário for caótico (por exemplo, mostrando baixos níveis de maestria) ou o usuário expressa frustração (por exemplo, por meio de cliques erráticos e percorrer os materiais educacionais). Em relação à remediação, os módulos de tutoria 158 são configurados para direcionar o usuário a materiais adicionais, como materiais educacionais em estilos de aprendizagem alternativos, para promover a aprendizagem ou encorajar o usuário a repetir níveis tentados previamente para refrescar sua memória ou melhorar a maestria de conceitos fundamentais.

[094]Os módulos de mapeamento de conceito 160 avaliam o comportamento, desempenho e preferência do usuário (por exemplo, pontos fortes versus pontos fracos) com relação ao currículo focal. Os módulos de mapeamento de conceitos 160 analisam o progresso do usuário no jogo, retenção de aprendizados e sequências de uso e aprendizagem. Isso fornece uma indicação de como o usuário assume a propriedade sobre o processo de aprendizagem, se ele é motivado pela conclusão (por exemplo, um caminho linear através do jogo) ou domínio (por exemplo, mergulhos profundos iterativos para atingir pontuações de eficiência máxima e desbloquear todos os materiais educacionais e conquistas), e o ritmo no qual o usuário está aprendendo novos objetos de aprendizagem. Os módulos de mapeamento de conceito 160 fornecem uma visão abstrata do comportamento do usuário que pode ser em escala mais humana e acionável em relação ao currículo (por exemplo, em oposição a cliques por minuto durante um determinado nível do jogo) e, assim, fornece uma entrada significativa para professores, pais e outros guias na jornada educacional do aluno.

[095]Também operando na memória 132 encontra-se um mecanismo de criação de jogos 162 que solicita ativos de jogo e materiais educacionais do dispositivo de armazenamento de dados 134 e monta os ativos de jogo e os materiais educacionais em conteúdo do jogo em resposta ao estado atual do mecanismo do sistema de gerenciamento de aprendizagem 146 e entrada do usuário. O mecanismo de criação de jogos 162 solicita e carrega interfaces, níveis e currículo pré- configurados, bem como monta dinamicamente níveis gerados por procedimentos e currículo hiper-estruturado. O currículo hiper-estruturado e aprendizagem associada consistem em uma estrutura de dados de objetos de aprendizagem (por exemplo, lições finitas e prontamente digestíveis de um currículo educacional que são apresentadas em conjuntos para diferentes estilos de aprendizagem e categorizadas por meio de um extenso conjunto de categorias pedagógicas, categorias de objetivo de aprendizagem que são escalonadas por dificuldade e sequenciadas por disciplinas de domínio) e elementos de jogo (por exemplo, em avatares em jogo, recursos de terreno, objetos interativos e similares que também são estruturados e categorizados com base no conteúdo de aprendizagem subjacente dos elementos).

[096]O currículo hiper-estruturado é diferente de “aprendizagem em andaimes”. A aprendizagem em andaimes se refere à intervenção do professor (por exemplo, baseada em humanos) para apoiar os alunos individuais em tarefas complexas ou difíceis usando uma variedade de técnicas de remediação desconexas que tiram o aluno do fluxo ou contexto da tarefa focal. Em contrapartida, o jogo educacional descrito no presente documento tem um currículo hiperestruturado que é uma treliça de objetos de aprendizagem modulares e dinamicamente reconfiguráveis que são ensináveis dentro de uma estrutura consistente, com um contexto e propósito consistentes e selecionáveis com base na prontidão do usuário.

[097]O dispositivo de armazenamento de dados 134 contém uma variedade de dados usados em associação ao jogo educacional. Por exemplo, o dispositivo de armazenamento de dados 134 contém dados do jogo 164 que incluem todos os elementos de software para renderizar e apresentar um videogame no dispositivo do usuário 102. Os dados do jogo 164 incluem: personagens jogadores ou avatares, aparências de personagens alternativos, modelos de personagens ou avatares não jogadores, mapas de nível, características de terreno e objetos ambientes, outros gráficos 2D e modelos em 3D, animações, texturas, iluminação e efeitos, algoritmos, mecanismo de física e todos os utilitários típicos e funções fornecidas pelo mecanismo de jogo (por exemplo, controles de taxa de quadros, controles de resolução, etc.) de um videogame moderno. Os dados do jogo 164 também incluem um quadro de narrativa e elementos de história diálogo hiperestruturado que é projetado para repetir e evoluir uma repetição do mesmo conteúdo de jogo (ou seja, com uma renderização dinâmica de currículo hiperestruturado).

[098]O dispositivo de armazenamento de dados 134 contém dados pedagógicos 166 que incluem a estrutura e critérios de avaliação associados de objetivos de aprendizagem e estilos de aprendizagem usados para categorizar os objetos de aprendizagem. Os objetivos de aprendizagem categorizam e ponderam objetos de aprendizagem com base em tópicos como: contexto amplo dentro da taxonomia curricular abrangente, conceitos de assuntos individuais, definições de conceitos, equações de conceitos problemas de exemplo, cálculos de exemplo, design baseado em investigação, tomada de decisão baseada em ação de quando e como implantar objetos de aprendizagem, tendências e informações da indústria, exemplos de produtos reais, tendências e informações de carreira, significado social ou impacto do conceito no mundo e assim por diante. Os estilos de aprendizagem categorizam e ponderam objetos de aprendizagem com base em tópicos como:

aprendizagem visual, aprendizagem auditiva, aprendizagem baseada em prática ou ação, aprendizagem social, e aprendizagem de mídia mista. Os dados pedagógicos 166 fornecem a estrutura de aprendizagem digital para o jogo educacional e o sistema de gestão da aprendizagem 146.

[099]O dispositivo de armazenamento de dados 134 contém dados currículo 168 que incluem materiais educacionais brutos e processados de livros-texto tradicionais, em apresentações de classe, alertas de discussão, experiências de laboratório, e conjuntos de problemas, testes e questionários. Os materiais educacionais foram processados e configurados para apresentação digital de acordo com um formato tipo wiki, mas também têm sido modularizados e replicados para objetivos de aprendizagem múltiplas e vários estilos de aprendizagem. Por exemplo, os dados curriculares 168 são segmentados, diferenciados e categorizados com base no objetivo de aprendizagem do módulo pedagógico 166. Além disso, os dados curriculares 168 são segmentados, analisados e categorizados com base no estilo de aprendizagem dos módulos pedagógicos 166. Um único objeto de aprendizagem pode ter uma pluralidade de entradas que são ponderadas de forma diferente por sua capacidade de realizar um determinado objetivo de aprendizagem com base nos estilos de aprendizagem presentes, tais como: definições de texto e terminologia para aprendizagem visual, arquivos de áudio do mesmo texto ou texto semelhante para o aprendizagem auditiva, gráficos e equações para a aprendizagem lógica, simulações de aprendizagem cinestésico ou baseada em ação, vídeos de especialistas que discutem o tema no contexto de sua real relevância ao usuário para aprendizagem social e experiências de mídia mista para aprendizagem multimodal. Os dados curriculares 168 também incluem controles de acesso a direitos e algoritmos direcionados às preferências do usuário para revelar dados seletivamente aos usuários.

[0100]O dispositivo de armazenamento de dados 134 contém dados de mapeamento de conteúdo 170 que associam os dados de jogo 164, os dados pedagógicos 166 e os dados curriculares 168. Por exemplo, os dados de mapeamento de conteúdo 170 associam vídeos e outros materiais educacionais sobre danos ambientais e poluição a mapas de níveis que estão em transição de florestas e ambientes selvagens para mapas industrializados com equipamentos de geração de energia e poluição, a fim de ensinar o amplo contexto de industrialização da Era da Exploração até a Revolução Industrial e até hoje junto com lições sobre conceitos unificadores de ciência, como energia. Esse mapeamento e associação criam uma apresentação coesa e tematicamente ressonante do currículo educacional que transcende a apresentação tradicional de conceitos ao incorporar quantidades significativas de informações e contexto no estilo artístico, nos elementos do jogo e na história do jogo educacional. Como outro exemplo, os dados de mapeamento de conteúdo 170 associam vídeos de fluxos de lava, incêndios em minas de carvão e operações de motores de combustão interna (por exemplo, aprendizagem visual dos dados pedagógicos 166) com mapas de nível que apresentam plataformas de mineração de gás natural e terreno combustível e elementos do jogo (dados de jogo 164) a fim de ensinar o currículo de química sobre combustão e termodinâmica (dados curriculares 168). Como outro exemplo, os dados de mapeamento de conteúdo 170 associam mapas de múltiplos caminhos ou níveis segmentados (dados de jogo 164) a estilos de aprendizagem baseados em ação (dados pedagógicos 166) para ensinar gestão de projetos e currículo de pensamento sistêmico (dados curriculares 168).

Usando essas associações, o mecanismo de criação de jogos 162 é configurado para gerar procedimentalmente uma experiência de jogo temática, visual e auditivamente ressonante e educacionalmente relevante para um determinado objeto de aprendizagem do currículo educacional. A geração procedural é um processo algorítmico que facilita a geração de nível dinâmico e evita a tarefa intensiva manual de jogo criado por humanos e criação de nível. Em uma modalidade, o jogo educacional é gerado procedimentalmente com base em objetivos pedagógicos e objetivos de aprendizagem associados a metadados de elemento de jogo. Como resultado, o jogo educacional pode ser solicitado com base na especificação de determinados objetos de aprendizagem e módulos educacionais (por exemplo, ao invés de meramente por nível de jogo nos jogos tradicionais).

[0101]O dispositivo de armazenamento de dados 134 também inclui dados de perfil do usuário 172, que consiste em registros específicos de usuário individual gerados pelo mecanismo de sistema de gerenciamento de aprendizagem 146. Por exemplo, os dados de perfil do usuário 172 registram o conteúdo disponível do usuário (por exemplo, adquirido ou licenciado) e direitos de acesso a jogos, a associação do usuário a escolas, professores e classes, os níveis e desafios atribuídos do usuário (por exemplo, dos módulos de atribuição 148), a progressão do usuário através do jogo educacional (por exemplo, dos módulos de uso 150), das classificações de eficiência do usuário durante esse progresso (por exemplo, dos módulos de desempenho 152), os padrões de engajamento do usuário (por exemplo, dos módulos de engajamento 154), os pontos fortes e fracos do usuário (por exemplo, dos módulos de análise de lacunas 156), as reações do usuário a dicas e outras assistências (por exemplo, dos módulos de tutoriais 158), e a avaliação geral da progressão do usuário através dos conceitos e currículo do jogo educacional (por exemplo, dos módulos de mapeamento de conceitos 160). Os dados de perfil do usuário 172 são persistentes, seguros de acordo com os regulamentos e padrões relevantes (por exemplo, US’s Federal Educational Rights and Privacy Act (FERPA), EU’s General Data Protection Regulation (GDPR), etc.), e acessíveis através de um API para habilitar um relatório integrado ao sistema educacional de registros (por exemplo, um sistema de gerenciamento de aprendizagem, ou LMS) do distrito escolar.

[0102]Referindo-se, agora, à Figura 4, ilustra-se um método para ensinar currículos usando um jogo educacional. O método é realizado usando os sistemas mostrados na Figura 2 e na Figura 3, incluindo as etapas realizadas (ou ativadas por entradas) no dispositivo de usuário 102, no servidor 126 e no dispositivo de armazenamento de dados 134. Avaliar-se-á que antes de implantar o método, o sistema foi conectado, inicializado, e todos os softwares exigidos foram instalados e atualizados. Por exemplo, o dispositivo de armazenamento de dados 134 foi inicializado com um conteúdo baseado em currículo educacional 200 tal como um jogo educacional.

[0103]O método começa com o usuário iniciando o aplicativo 202 para o jogo educacional em seu dispositivo de usuário 102. Mediante a inicialização, o jogo educacional no dispositivo de usuário 102 solicita um perfil de aprendizagem 204 a partir do servidor 126 se o usuário tiver acessado a partir do dispositivo de usuário 102 antes; caso contrário, o jogo educacional motivará o usuário a criar uma conta e acessar e, então, realizar a solicitação para o perfil de aprendizagem 204. Uma vez que o servidor 126 receber a solicitação para o perfil de aprendizagem 206, o servidor 126 restaura o perfil de aprendizagem 208 a partir do dispositivo de armazenamento de dados 134. Esse processo confirma que o usuário tem uma conta ativa com acesso de direitos e permissões apropriados, verifica por fraudes ou contas ativas duplicadas, e assim por diante. Então, o perfil de aprendizagem é transmitido de volta ao dispositivo de usuário 102, que recebe o perfil de aprendizagem 210.

[0104]A seguir, o dispositivo de usuário 102 apresenta um menu de início com base no perfil de aprendizagem 212. Para simplificar a interface e guiar eficientemente os usuários ao conteúdo apropriado, o menu de início é configurado para guiar usuários a sua próxima experiência educacional. Para ilustrar isso com poucos exemplos, a primeira vez que o usuário efetuar login, o usuário somente será apresentado à opção de modo de jogo (mais uma opção para acessar ajustes) para reduzir confusão enquanto o usuário se acostuma com a interface. Se o professor do usuário tiver emitido uma atribuição, uma notificação pop-up ou alerta referente à atribuição será claramente exibida para guiar o usuário à atribuição. Se o usuário não tiver efetuado login por várias semanas, uma notificação pop-up estimulará o usuário a repetir o último nível ou módulo para refrescar a memória do usuário e promover retenção. E, se o usuário tiver concluído todo o conteúdo disponível, uma notificação pop-up estimulará o usuário a tentar uma simulação que transversalize múltiplos tópicos sobre os quais o usuário pode se aperfeiçoar. O usuário pode clicar e seguir as recomendações da notificação ou realizar seleções a partir do menu de início à medida que o usuário escolhe.

[0105]Se o usuário escolher realizar suas próprias seleções, o usuário seleciona um modo de jogo 214 a partir do menu de início apresentado no dispositivo de usuário 102. O modo de jogo inclui múltiplas opções de jogabilidade, incluindo: um modo história para a experiência de jogabilidade principal; um modo quebra-cabeças para jogos experientes que desafiam a maestria do usuário do currículo educacional e a jogabilidade do jogo educacional; e um modo simulação que permite que o usuário crie uma experiência de jogabilidade customizável que transversalize a matéria de qualquer currículo.

[0106]Então, o usuário seleciona um modo de aprendizagem 216 a partir do menu de início apresentado no dispositivo de usuário 102. O modo de aprendizagem selecionado indica o nível de complexidade desejado do usuário dos materiais educacionais, por exemplo, variando de simples objetos de aprendizagem e desafios apenas de conceitos a solução de problemas computacionalmente intensivos e de tomada de decisões complexos.

[0107]Então, o usuário seleciona um nível de jogo 218 para experimentar. O nível de jogo indica o episódio desejado do usuário do modo história e o nível desejado dentro desse episódio, uma desafio de quebra-cabeças a partir do modo quebra- cabeças, ou um nível customizável do modo simulação. Os episódios são agrupamentos de vários níveis (por exemplo, 10 níveis) que são tematicamente centralizados em torno do mesmo tópico de desafio grandioso e conhecimento de matéria relacionada. Os níveis de um episódio são apresentados com elementos de jogo esteticamente ressonantes para o tópico de desafio grandioso associado e conhecimento de matéria relacionada.

[0108]Por exemplo, um episódio inclui 10 níveis de que se concentram no combate à poluição e resíduos tóxicos no meio ambiente. Os 10 níveis têm mapas de níveis de vários graus de contaminação e resíduos em um ambiente natural com árvores e riachos. Em cada nível, o usuário controla os personagens jogadores para derrotar o elemento inimigo e, ao fazê-lo, desfazer a poluição e danos causados. O episódio destaca as compensações entre as tecnologias sujas tradicionais utilizadas pelos elementos inimigos e as opções de tecnologia limpa ou Greentech utilizadas pelos personagens jogadores. Os elementos de arma e armadura que utilizam mecanismos de jogo de tecnologia suja vs. limpa e compensações no jogo com base em princípios científicos reais . O usuário pode comandar personagens jogadores para converter armas e armaduras inimigas em engrenagem utilizável por personagem jogador, mas isso vai exigir algumas modificações ou conversões para mitigar os danos ambientais dos itens inimigos. E o usuário pode converter os nós de força dentro no jogo que representam opções de tecnologia sujo (por exemplo, um gerador alimentado por carvão) em uma opção de tecnologia (mais) limpa (por exemplo, através da adição de purificadores de ar para reduzir as emissões de dióxido de enxofre, ou, ainda melhor, substituir o gerador por painéis solares) para aprender sobre como as tecnologias existentes e futuras funcionam, enquanto compara as eficácias relativas e os impactos ambientais de cada uma. Em alguns casos, a tecnologia suja do inimigo pode ser mais poderosa, mas a tecnologia suja vem com externalidades negativas. Em outros casos, a tecnologia limpa do jogador é mais poderosa e tem menos externalidades negativas. O episódio também destaca as compensações entre o conhecimento científico, a tecnologia e os fatores econômicos,

como custo, simulando-se restrições de recursos reais por meio da progressão do item do jogador e do sistema de atualização. As compensações e contrastes apresentados ao longo do episódio são bem adequados para apresentar e transmitir materiais educacionais sobre o grande desafio da poluição, as compensações difíceis entre tecnologia suja e limpa e a miríade de outras compensações que enfrentam a ciência e tecnologia e a sociedade dentro de onde eles ocorrem.

[0109]Uma vez que as seleções de usuário forem feitas e travadas, o dispositivo de usuário 102 solicita conteúdo com base no perfil de aprendizagem, no modo de jogo, no modo de aprendizagem e no nível de jogo 220 a partir do servidor

126. O servidor 126 recebe a solicitação pelo conteúdo 222 a partir do dispositivo de usuário 102, e restaura o conteúdo incluindo o mecanismo de jogo baseado em currículos 224 a partir do dispositivo de armazenamento de dados 134.

[0110]O servidor 126 seleciona o conteúdo restaurado com base no perfil de aprendizagem 226 do usuário. O processo de seleção customiza dinâmica e proceduralmente a experiência para o usuário a fim de evitar que o usuário seja capaz de contornar apenas através de memorização de rota e criar oportunidades para aperfeiçoar incrementalmente a amplitude e profundidade de conhecimento do usuário.

[0111]O servidor 126 constrói, edifica ou gera um jogo educacional com mecanismos de jogo baseados em currículo 228 com base nas seleções. Então, o servidor 126 envia o jogo educacional ao dispositivo de usuário 230, e o dispositivo de usuário 102 recebe o jogo educacional 232. O dispositivo de usuário 102 renderiza o jogo educacional para exibição ao usuário 234. Em outras modalidades, o jogo pode ser rodado e/ou renderizado diretamente a partir do servidor 126 ou outro recursos baseado em nuvem (por exemplo, acessível através de um navegador da web ou aplicativo móvel). À medida que o usuário joga o jogo, o dispositivo de usuário 102 recebe entradas de usuários 236 e atualiza o jogo educacional à medida que a jogabilidade se desdobra. As entradas de usuário são as interações de usuário coletivas com o dispositivo de usuário 102 durante a jogada do jogo educacional. As entradas de usuário representam as ações em jogo pretendidas do usuário que influenciam no desempenho e na classificação de eficiência do usuário. As entradas de usuário também representam as interações do usuário com a interface e materiais educacionais do jogo educacional.

[0112]Uma vez que o jogo educacional estiver concluído, o dispositivo de usuário 102 reporta o desempenho de usuário 238 ao servidor 126. O servidor 126 atualiza o perfil de aprendizagem 240 do usuário com base no desempenho de usuário reportado e salva a atualização no dispositivo de armazenamento do usuário 134. O servidor 126 também atualiza o conteúdo 242 armazenado no dispositivo de armazenamento do usuário 134. Por exemplo, se o jogo educacional apresentar um conjunto de objetos de aprendizagem ao usuário e o usuário se sair bem, então, realiza-se uma inferência que o conjunto de objetos de aprendizagem é eficaz e os objetos de aprendizagem são ponderados ascendentemente no banco de dados de modo que usuários futuros (ou, de preferência, apenas segmentos desses usuários) tenham maior probabilidade de ver o conjunto de objetos de aprendizagem. Em contrapartida, se o usuário se sair mal, então, o conjunto de objetos de aprendizagem pode não ser eficaz e ponderado descendentemente no banco de dados de modo que usuários futuros (ou, de preferência, apenas segmentos desses usuários) tenham menor probabilidade de serem apresentados aos mesmos objetos de aprendizagem.

Uma vez que as atualizações estiverem concluídas, o servidor 126 sinaliza o dispositivo de usuário 102 e o dispositivo de usuário 102 retorna ao menu de início

244.

[0113]De acordo com o método descrito anteriormente, o mecanismo de jogo baseado em currículos incorpora princípios científicos reais com apresentações de precisão e autenticas de nível de simulação dos objetos de aprendizagem a mecânica de jogo do jogo educacional. O currículo não é meramente apresentado e, posteriormente, testado. Ao invés disso, o currículo é gráfica e funcionalmente integrado nas ações disponíveis dos personagens jogadores através de mecanismos de jogo que integram aprendizagem à mecânica de jogo e à jogabilidade do jogo educacional. À medida que o usuário joga o jogo educacional, o usuário alavanca seu conhecimento dos objetos de aprendizagem em um ajuste predominantemente baseado em ação, que promove repetição, experimentação e aprendizagem profunda.

O jogo educacional mostra pareamentos de macro- e microprocessos (ou nano- ou quantum-, conforme relevante) e justapõe múltiplos padrões científicos uns aos outros, simultaneamente, permitindo que o usuário aprenda todo o sistema e obtenha compreensão intuitiva dos efeitos relativos de diferentes princípios científicos. Por exemplo, um mecanismo de jogo é o uso de um gadget de radiação eletromagnética (por exemplo, um emissor de laser) que funciona com base nos princípios do modelo de Bohr do átomo e como lasers interagem com as propriedades eletromagnéticas e térmicas de armadura de metal. Logo, o mecanismo de jogo abrange escalas, incluindo: interações de nível quântico de fótons e elétrons no laser, e interações de nível macro de transferência de energia e aquecimento e resfriamento térmico. No back-end, o usuário é secretamente avaliado por sua conclusão, competência e maestria dos objetos de aprendizagem. A estrutura de narrativa ativada por história de uma experiência rica de jogo também permite a observação e teste das crenças e valores do usuário referentes aos materiais educacionais, um conceito difícil de ensinar, medir e testar. Portanto, o jogo educacional descrito no presente documento acopla os objetos de aprendizagem à jogabilidade, criando uma nova abordagem pedagógica de ensinar.

[0114]Referindo-se, agora, à Figura 5, ilustra-se um método para criar materiais educacionais incluindo mecanismos de jogo baseados em currículo educacional para o jogo educacional. O método extrapola a etapa de inicializar um banco de dados com conteúdo com base em currículo educacional 200 a partir do método mostrado na Figura 4, e, similarmente, é realizado usando o servidor 126.

[0115]De acordo com o método da Figura 5, o servidor 126 recebe padrões educacionais 300, por exemplo, a partir do Departamento de Educação, departamentos a nível estadual, ou outras instituições e grupos padrão (por exemplo, Achieve.org é responsável por coordenar a criação, lançamento e adoção dos Next Gen Science Standards). No ambiente educacional heterogêneo dos 50 Estados, cada estado também seu seus próprios padrões para classes de STEM no currículo K-12. Como resultado, padrões como Next Gen Science Standards consistem em uma abordagem fundamental para unificar e harmonizar expectativas e currículos educacionais comuns. Os padrões representam o melhor local de partida a partir do qual se revisa e organizam materiais educacionais em objetos de aprendizagem.

[0116]O servidor 126 recebe o currículo educacional 302. O currículo educacional para um dado indivíduo inclui: programas do curso; livros-texto; artigos de notícias; apresentações em sala de aula; experimentos laboratoriais; simulações; vídeos e apresentações de mídia mista da matéria focal (por exemplo, vídeos de profissionais e especialistas de STEM corporativos e acadêmicos); testes, questionários, e exames finais (por exemplo, exames Common Core, SAT e AP); contexto histórico, tais como avanços históricos em ciência, invenções seminais que trouxeram a tecnologia ao mercado, e figuras famosas; contexto social, tal como o papel e importância do tópico na sociedade, debates e desafios políticos atuais, a operação de processos burocráticos em limitar opções disponíveis e restringir comportamentos, e o impacto que o progresso futuro possa ter sobre o mesmo; contexto industrial, tais como tendências da indústria, empresas líderes, e informações de produto; e contexto de carreira, tais como papeis e responsabilidades, cargos e progresso, salários e níveis de emprego recentes, e episódios pessoais de experiências individuais.

[0117]O servidor 126 alinha o currículo educacional aos padrões educacionais

304. Em uma modalidade, o currículo educacional é codificado para identificar como o currículo educacional incorpora, aborda e informa vários padrões educacionais.

[0118]Então, o servidor 126 segmenta o currículo educacional em módulos educacionais 306. Os módulos educacionais representam as porções fundamentais do currículo educacional que são tanto necessárias como suficientes para abordar de padrões educacionais. Logo, a etapa de segmentar o currículo educacional envolve identificar o conteúdo educacional mais crítico e tornar o conteúdo central educacional à interação de usuário com o jogo educacional. Todo o currículo educacional fica retido, mas os módulos educacionais recebem processamento e tratamento adicionais conforme descrito abaixo.

[0119]A seguir, o servidor 126 define um conjunto de objetivos pedagógicos 308, define um conjunto de estilos de aprendizagem 310, define um conjunto de objetivos de aprendizagem 312 e define uma sequência de objetos de aprendizagem 314, que serão descritas sucessivamente.

[0120]Conforme mostrado na Figura 6, os objetivos pedagógicos 350 consistem em um conjunto de metas extraídas ou resultados de aprendizagem que usuários devem alcançar a partir da experiência educacional com uma ênfase em “porquê” o usuário deve atingir essas metas. Existem quatro objetivos pedagógicos genéticos 350 que estão orientando grande parte do design de currículos, atualmente, que incluem: desenvolvimento de competências de comunicação 352, pensamento crítico 354, colaboração 356 e criatividade 358 (também conhecidos como os “4Cs”).

As competências de comunicação 352 se referem a competências de leitura básica, escrita, oral e escuta. As competências de pensamento crítico 354 começam com questões de epistemologia e se estendem à observação, análise, interpretação, reflexo, avaliação, inferência, explicação, solução de problemas e, ultimamente, tomada de decisão. As competências e colaboração 356 se referem à associação interpessoal e trabalho em equipe, bem como compreensão do processo inerentemente social e político e pensamento crítico. Por último, as competências de criatividade 358 se referem a como e onde encontrar inspiração para explorar novos problemas e desenvolver novas soluções, e, nos processos, instilar uma sensação extraordinária e descoberta em aprendizagem.

[0121]No contexto de educação de STEM, existem várias metas adicionais, mais discretas e acionáveis de educação de STEM 360, incluindo: conhecimento da matéria de STEM 362, processo cientifico e pensamento cético 364, aprendizagem autodirigida 366, liderança, gestão e planejamento de projetos, 368, apreciação contextual de um campo e seu papel na sociedade 370, e crenças e valores 372.

[0122]O conhecimento da matéria de STEM 362 vem sendo o enfoque educacional tradicional principal. O conhecimento da matéria de STEM 363 se refere à compreensão fundamental do estado da técnica de pensamento científico, a taxonomia de campos e teorias, um vocabulário de trabalho de termos chave e medidas, e os principais conceitos e fórmulas matemáticas para cada domínio.

Tradicionalmente, o conhecimento da matéria de STEM 363 tem sido ensinado em uma disciplina por vez, com pouca ênfase ou oportunidade para a transversalidade efetiva de conceitos.

[0123]Recentemente, a educação STEM aumentou o foco no processo científico e no pensamento cético 364. O conhecimento do processo científico e o pensamento cético 364 se referem à compreensão de como o conhecimento científico é acumulado e testado, e porque os cidadãos do mundo moderno e seus membros da comunidade científica, em particular, precisam ser consumidores cautelosos de novas descobertas, reivindicações ousadas e da maioria das apresentações de dados empíricos na mídia convencional. Embora esse amplo conhecimento de STEM e do processo científico seja claramente um pré-requisito importante para seguir uma carreira de STEM, ele pode perder importância e desaparecer da memória dos alunos

- que é onde as outras metas da educação de STEM 360 podem ser mais importantes.

No entanto, eles são frequentemente esquecidos pelo currículo de STEM tradicional e pelo formato tradicional de apresentação em classe.

[0124]Outro objetivo da educação de STEM 360 consiste em ensinar aos estudantes a motivação, disciplina e processo por detrás da aprendizagem autodirigida 366. A aprendizagem autodirigida 366 começa com autoconsciência e humildade. Para adquirir novos conhecimentos, os estudantes precisam se engajar na autorreflexão para compreender o que sabem e o que não sabem, quais são seus pontos fortes e fracos, como aprendem com eficácia e como lutam para aprender, e assim por diante. A aprendizagem autodirigida 366 também depende do conhecimento de onde e como procurar recursos e assistência. Isso pode parecer banal em um mundo pós-Internet, onde o conhecimento coletivo da humanidade está a apenas alguns cliques de distância. No entanto, a grande maioria dos casos de necessidade real que um estudante-usuário encontrará em suas vidas exigirá um conhecimento mais amplo, mais profundo ou mais tácito do que o disponível na maioria dos recursos online. Muito do conhecimento valioso de que eles precisarão será mantido por amigos, colegas de trabalho e especialistas que precisam ser abordados de maneira diferente para garantir seu apoio e cooperação. Este é um conjunto central de habilidades e conhecimentos que todos os estudantes e, em particular, os estudantes de STEM precisam aprender. Além disso, os estudantes precisam aprender a se motivar e ser disciplinados em suas atividades para desenvolver especialidade profunda e habilidades valiosas. A aprendizagem autodirigida 366 é transmitida, por exemplo, por meio de motivações direcionadas por histórias e aprendizagem baseada em problemas ou investigação que desperta um interesse inicial e confiança no estudante, enquanto retém o suficiente da resposta para colocar o estudante em um caminho de exploração.

[0125]Um objetivo adicional da educação de STEM 360 consiste em desenvolver competências de liderança, gestão e planejamento de projetos 368. O objetivo abrangente da colaboração 356 é válido e utilizável para pequenos projetos.

Mesmo através de programas de doutorado, os estudantes provavelmente trabalharão em projetos de pequena escala com equipes finitas. No entanto, na economia moderna, os projetos de STEM podem ser empreendimentos massivos que envolvem milhares de pesquisadores, cientistas, engenheiros e matemáticos, décadas de colaboração e abrangem dezenas de fronteiras nacionais - como o Grande Colisor de Hádrons em Lucerna, Suíça e a Ponte de Hong Kong-Zhuhai-Macau no Delta do Rio das Pérolas, na China. Consequentemente, uma educação de STEM eficaz deve incutir um apreço refinado pelas distinções entre liderança e gestão. Uma educação de STEM eficaz também deve ensinar aos estudantes competências de planejamento de projetos e pensamento sistêmico mais sofisticadas do que o método científico básico (por exemplo, construir uma hipótese, projetar um experimento, coletar dados, analisar os dados, tirar conclusões, aceitar ou rejeitar a hipótese, comunicar os resultados). Por exemplo, os projetos do mundo real têm uma infinidade de tarefas, um conjunto complexo de interdependências dessas tarefas e um conjunto mutável de restrições e influências externas. As competências de liderança, gestão e planejamento de projetos 368 são transmitidas, por exemplo, por meio de elementos de história direcionados por personagens, apresentação das melhores práticas de gestão organizacional e tomada de decisão no jogo que tem consequências reais no jogo.

[0126]Outro objetivo da educação de STEM 360 consiste em transmitir a apreciação contextual de um campo e seu papel na sociedade 370. Na era econômica mais lenta do passado, mal dava para aprender o que era uma dada teoria e como calcular uma estimativa valor de alguma medida chave. No entanto, no ambiente tecnológico frenético de hoje, com um foco maior na sustentabilidade e no pensamento de design holístico, os estudantes precisam estar cada vez mais cientes e projetar para sistemas adaptativos complexos. Isso começa com a obtenção de uma perspectiva ampla sobre a história da ciência e da tecnologia. Então, os estudantes devem aprender como a tecnologia ajudou a resolver alguns dos maiores desafios enfrentados pela humanidade, como fome, doenças e pobreza, e como a tecnologia também criou novos problemas, como mudanças climáticas e sistemas que perpetuam o racismo estrutural. Os estudantes devem aprender como eles e suas escolhas de carreira se encaixam nesta mistura complexa, aprendendo a apreciação contextual de um campo e seu papel na sociedade 370.

[0127]Outro objetivo da educação de STEM 360 consiste em aprender as crenças e valores 372 que fluem naturalmente a partir dos outros objetivos pedagógicos 350. De certa forma, as crenças e valores 372 representam a assinatura emocional da combinação adequada dos outros objetivos pedagógicos 350. As crenças e os valores 372 são ensinados por meio de empatia orientada por histórias e personagens, pensamento crítico motivado por ética e a busca das melhores práticas que foram normalizadas e socializadas. Os estudantes que aprendem crenças e valores 372 terão os recursos para fazer grandes coisas acontecerem com sua educação de STEM.

[0128]Referindo-se novamente à Figura 5, o servidor 126 define um conjunto de estilos de aprendizagem 310. Conforme mostrado na Figura 7, os estilos de aprendizagem 380 são modos diferentes de transmitir e aprender conhecimento, que aborda o “como” aprender. Cada estudante aprende de formas diferentes. Cada estudante tem diferentes pontos fortes, pontos fracos e preferências que fazem com o usuário aprenda mais rapidamente a partir de alguns modos do que outros. Com base na associação inerente de alguns conhecimentos com determinados modos, os estudantes podem aprender determinados materiais mais rapidamente do que alguns colegas de classe. Existem muitos estilos de aprendizagem 380 diferentes e, conforme descrito no presente documento, os currículos educacionais são organizados e categorizados em múltiplas dimensões de estilos de aprendizagem. Os estilos de aprendizagem 380 podem incluir, por exemplo: aprendizagem visual 382, aprendizagem auditiva 384, aprendizagem lógica 386, aprendizagem de mídia mista 388, aprendizagem baseada em ações 390, aprendizagem social 392, explicação escrita 394 e explicação verbal 396.

[0129]A aprendizagem visual 382 é bastante simples de ensinar e aprender a partir de apresentações textuais e gráficas de material. Os materiais educacionais que se baseiam predominantemente em texto, como definições ou explicações de forma alongada, bem como gráficos, incluindo ilustrações 2D e 3D de relações e formas espaciais, são provavelmente mais eficazes para estudantes que sejam alunos visuais. A aprendizagem visual 382 foi o modo dominante de aprendizagem acadêmica por centenas de anos por causa da persistência ou durabilidade de livros como o meio principal de capturar e disseminar conhecimento a longas distâncias, com o passar do tempo e em baixo custo. Os estudantes que desejarem seguir carreias longas em academias são propensos a demonstrarem preferências e capacidades fortes por aprendizagem visual 382. No entanto, nem todos os estudantes aprendem bem a partir de apresentações visuais (por exemplo, com textos pesados ou imagens centralizadas) de materiais. Por exemplo, estima-se que cerca de 15% da população global seja disléxica. Estudantes com dislexia são propensos a terem dificuldade em aprendizagem visual e, como resultado, eles constituem uma estimativa de 80% dos programas de educação corretivos. Outros modos de ensino e aprendizagem são geralmente necessários para esses estudantes.

[0130]A aprendizagem auditiva 384 é o ensino e aprendizagem a partir de comunicação verbal, seja escutando a um professor em sala de aula, música, ou outros sons. A aprendizagem auditiva 384 é um pilar da educação formal porque o papel central da comunicação verbal em interações humanas. A aprendizagem auditiva 384 depende de sons, ritmo, e outros elementos musicais e linguísticos, bem como mnemônica e acústica para transmitir e reforçar sua mensagem na memória.

Os materiais auditivos também invocar fortes reações emocionais e atenção a comandos.

[0131]A aprendizagem lógica 386 é o ensino e aprendizagem das relações ou regras, padrões e fórmulas. Em ambientes de aprendizagem tradicionais, a aprendizagem lógica 386 é uma experiência amplamente intuitiva e auto-orientada porque a identificação e reconhecimento das relações e padrões, e compreensão das fórmulas, requer um alto grau de internalização e integração tácita do conhecimento.

Jogos consistem em um excelente exemplo de aprendizagem lógica 386 porque usam um conjunto de regras que, quando seguidas, resultam em padrões de resultados e consequências. O método científico também é amplamente um exercício em aprendizagem lógica 386 visto que o método científico é destinado a testar sistematicamente relações de causa e efeito.

[0132]A aprendizagem de mídia mista 388 inclui a educação mais formal (por exemplo, onde um professor tanto fala para a classe como representa visualmente os conceitos dentro da sala de aula), bem como vídeos, filmes, jogos e outras experiências multimodais ou multi-sensoriais. A aprendizagem de mídia mista 388 nada mais é que uma forma exclusiva de instrução visto que é uma combinação proposital e estimulante de múltiplos outros estilos de aprendizagem e modos de aprendizagem, simultaneamente ou em sequência rápida. Em teoria, qualquer material educacional pode se beneficiar de um grau de design de mídia mista. No entanto, apenas alguns conceitos se beneficiam verdadeiramente da complexidade adicionada e riscos de confusão de instrução de aprendizagem de mídia mista 388.

Por exemplo, a aprendizagem de mídia mista 388 é talvez o meio mais eficaz de chamar atenção a paralelas e justaposições em cognição incorporada. A aprendizagem de mídia mista 388 também é eficaz para infundir conceitos principais como conhecimento da matéria e tarefas orientadas por processo com perspectiva social e contextual. Por exemplo, vídeos reais de especialistas e profissionais de STEM acadêmicos e industriais consistem em um meio eficaz de incorporar um toque social à matéria principal. Esses vídeos também infundem a apresentação do conhecimento da matéria principal com contexto industrial e perspectiva histórica.

[0133]A aprendizagem baseada em ações 390 é o ensino e aprendizagem da prática, experiencia e experimentação em uma configuração orientada por problema.

A aprendizagem baseada em ações 390 se tornou popular em círculos pedagógicos, recentemente, porque a aprendizagem baseada em ações 390 consiste em um meio eficaz de empoderar estudantes com agência ou escolha, reforçar abordagens orientadas por processo como o método científico, e desvendar o conhecimento da matéria no processo. No entanto, a aprendizagem baseada em ações 390 também requer quantidades significativas de tempo e esforços para configurar, supervisionar e avaliar. De modo correspondente, a aprendizagem baseada em ações 390 pode ser inapropriada para alguns materiais educacionais e pode ser muito complicada para um corpo docente destreinado administrar com sucesso.

[0134]A aprendizagem social 392 é o ensino e instrução através de ajustes grupais e interação pessoal. A aprendizagem social 392 é eficaz para construir competências colaborativas e aperfeiçoar como estudantes interagem em ambientes sociais. Isso é importante para desenvolver competências de liderança, gestão e planejamento de projetos, bem como aprender o contexto, crenças e valores que permeiam um campo, como FIRST’s “gracious professionalism®”, a National Society of Professional Engineer’s Code of Ethics, e outros padrões de conduta profissional.

A aprendizagem social 392 também e um modo poderoso de motivar e facilitar as matérias de canal tanto quanto o conteúdo (senão mais). Por exemplo, sabe-se que estudantes aprendem mais efetivamente quando eles têm uma relação pessoal forte ou positiva com seu professor. Os estudantes também aprendem mais efetivamente quando os estudantes estão emocionalmente envolvidos e relacionando aos personagens nas histórias. De modo correspondente, a aprendizagem social 392 é um meio eficaz de facilitar a aprendizagem para alguns materiais educacionais.

[0135]A explicação escrita 394 e a explicação verbal 396 são estilos de aprendizagem ligeiramente diferentes dos outros estilos de aprendizagem pelo fato de que a explicação escrita 394 e a explicação verbal 396 são exclusivamente focadas em como o estudante demonstra maestria dos materiais educacionais. Além disso, a ação de utilizar conhecimento através da explicação escrita 394 e explicação verbal 396 reforça o conhecimento de modo mais eficaz. A explicação escrita 394 envolve demonstrar o conhecimento de alguém através da exposição escrita, tais como anotações laboratoriais, redações e atribuições em papel. Alguns materiais educacionais se doam para serem reforçados ou testados nesse formato. Por exemplo, livros-texto estão sendo populados com cada vez mais alertas de reflexão para fazer com que os estudantes parem, pensem, formem conexões, expliquem uma resposta ao alerta e, então, procedam. De modo correspondente, a explicação escrita 394 pode ser um meio eficaz para reforçar a aprendizagem de alguns materiais educacionais.

[0136]A explicação verbal 396 desafia o usuário a demonstrar seu conhecimento através de exposição oral, tais como exames orais para aprendizagem de idiomas estrangeiros e exames compreensivos de doutorado. A explicação verbal 396 é bastante eficaz, mas é limitada em aplicação por causa das restrições de recursos – é difícil para um professor administrar um exame oral para 20 a 30 estudantes de uma vez sem que a sala de aula se torne um caos. No entanto, a introdução de um software de reconhecimento de voz habilitado para aprendizagem por máquina ubíqua na última década (por exemplo, Alexa da Amazon, Cortana da Microsoft, Alphabet’s Ok Google / Assistente) criou uma oportunidade de implantar explicação verbal 396 para mais materiais educacionais. De modo correspondente, a explicação verbal 396 é apenas recentemente um meio escalável e razoável para reforçar a aprendizagem e teste de materiais educacionais.

[0137]Referindo-se novamente à Figura 5, o servidor 126 define um conjunto de objetivos de aprendizagem 312, que organiza o “qual” que deve ser aprendido.

Conforme mostrado na Figura 8, os objetivos de aprendizagem 400 incluem quatro categorias abrangentes de objetos que incluem: objetos de conhecimento da matéria 402, objetos de processo científico 404, objetos de contexto 406 e objetos de engajamento do estudante 408. Os objetivos de aprendizagem 400 não são mutuamente exclusivos e uma parte específica do material educacional pode ser organizada ao longo de múltiplas dimensões de objetivos de aprendizagem 400. Os objetivos de aprendizagem 400 são informados e definidos, em parte, com base nos objetivos pedagógicos 350 e nos estilos de aprendizagem 380.

[0138]Os objetos de conhecimento da matéria 402 organizam e estruturam os ativos de conhecimento principais e conteúdos dos materiais educacionais.

Primeiramente, os objetos de conhecimento da matéria 402 organizam as materiais educacionais pelo(s) curso(s) associado(s) 410 que cobrem os materiais educacionais, tais como ciências físicas tipo química, engenharia química, física, astronomia, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia da computação, engenharia civil; ciências da vida tipo biologia e ecologia; geociência tipo geologia, ciências atmosférica e engenharia ambiental; desenho industrial e engenharia de fatores humanos; engenharia industrial, cadeia de operações e logísticas; ciência da computação; matemática e estatística; e outras variedades de ciências, tecnologia, engenharia e matemática. Em segundo lugar, os objetos de conhecimento da matéria 402 organizam as materiais educacionais pela estrutura dos cursos 412, por exemplo, rastrear ordenações silábicas e capítulos de livro-texto. Em terceiro lugar, os objetos de conhecimento da matéria 402 organizam as materiais educacionais pelo tipo funcional do conteúdo, incluindo: taxonomia dos tópicos, termos e definições 414, que representam a estruturação linguística dos materiais educacionais; conceitos teóricos,

modelos e equações detalhadas 416, que representam a estruturação matemática dos materiais educacionais; e a importância relativa, relacionamentos e transversalidade 418, que representam a estruturação social e contextualizada dos materiais educacionais.

[0139]Os objetos de processo científico 404 organizam e estruturam os ativos de conhecimento orientados por habilidades operacionais, habilidades tácitas e processuais dos materiais educacionais. Os objetos de processo científico 404 incluem os estágios do método científico 420. O método científico 420 é a abordagem mais amplamente usada para desenho e estudo baseados em questionamentos, e inclui as etapas de: realizar observação inicial, fazer uma pergunta, pesquisar por informações antecedentes, construir uma hipótese, projetar um experimento, testar a hipótese com o experimento, validar o projeto experimental, analisar dados do experimento, tirar conclusões dos dados, confirmar ou rejeitar a hipótese, e comunicar os resultados do questionamento. Por exemplo, um conjunto de materiais educacionais referente à entalpia é organizado em uma série de etapas tipo experimento laboratorial que seguem o método científico 420. A estrutura de dados resultante de objetos de aprendizagem é, então, acessada modularmente pela etapa do método científico 420, reforçando raciocínio sistêmico e pensamento crítico.

[0140]Os objetos de processo científico 404 incluem experimentos de planejamento 422 e outras práticas melhores de gestão de projetos. Conforme supramencionado, a escala e complexidade de esforços científicos e técnicos na economia moderna são tão grandes e complicadas para uma única pessoa lidar que a capacidade de planejar e gerir é progressivamente importante. De modo correspondente, os materiais educacionais são organizados e estruturados para ensinar a técnica, ciência e prática de planejamento. Por exemplo, os elementos da abordagem de gestão de projetos e abordagem de desenho ágil são incorporados em uma modalidade do jogo educacional descrito no presente documento para proporcionar uma perspectiva de planejamento equilibrada e conjunto de competências.

[0141]Os objetos de processo científico 404 incluem uma entrada de levantamento 424 e outras práticas melhores de desenho de pesquisa em torno da coleta de dados. A economia moderna é progressivamente orientada por dados.

Ainda, nem todos os dados são criados igualmente. Os dados devem ser rigorosamente concebidos e definidos, consistentemente medidos, e vigilantemente mantidos para assegurar qualidade e confiabilidade adequadas com o passar do tempo para o propósito pretendido. De modo correspondente, os materiais educacionais são organizados e estruturados para ensinar a técnica, ciência e prática de entrada de levantamento 424.

[0142]Os objetos de processo científico 404 incluem raciocínio sistêmico 426 e outras técnicas cognitivas para compreender ou representar visualmente, aprender como subsistemas operam, e implementar alterações a sistemas complexos. De modo correspondente, apresentam-se desafios reais em sua plena complexidade e nuance com uma abordagem de raciocínio sistêmico 426 proporcionando estrutura suficiente para facilitar a aprendizagem. Por exemplo, elementos de design thinking, TRIZ (o sistema de inovação) e pensamento lean (o processo de remoção de desperdício) são incorporados em uma modalidade para proporcionar uma perspectiva de planejamento equilibrada e conjunto de competências. De modo específico, essas técnicas de raciocínio sistêmico 426 são incorporadas na apresentação de objetos de aprendizagem no modo laboratorial como uma alternativa às orientações de processo como o método científico, nos elementos de história como um meio de comunicar processos de pensamento de personagem do jogador e especialidade da matéria, e dentro de desenhos de nível onde a tomada de decisão pode atuar como um orientador de trocas estratégicas na jogabilidade.

[0143]Os objetos de processo científico 404 incluem priorização 428 e outras técnicas gerenciais para alocar foco e atenção no decorrer das tarefas ou necessidades concorrentes. Nesse sentido, apresentam-se desafios reais em sua plena complexidade e nuance com um processo de triagem proporcionando estrutura suficiente para facilitar o aprendizado.

[0144]Os objetos de processo científico 404 incluem uma distinção entre tarefas de suporte e delegação 430. Na primeira, materiais educacionais são classificados com base em se os materiais educacionais adotam uma perspectiva que coloca o usuário em uma capacidade de suporte versus coloca o usuário em uma capacidade de liderança e delegação. Na primeira, o jogo educacional é configurado para colocar o usuário em uma capacidade de suporte onde o usuário não representa um papel em raciocínio sistêmico, coordenação ou planejamento. Na última, o jogo educacional é configurado para colocar o usuário em uma capacidade de delegação onde o usuário representa um papel fundamental em atividades de raciocínio sistêmico, coordenação e planejamento. De modo correspondente, os materiais educacionais são organizados e estruturados para promover o usuário assumindo diferentes papeis.

[0145]Os objetivos de aprendizagem 400 incluem objetos de contexto 406, que são a perspectiva ampla informada do campo que os estudantes devem aprender.

Por exemplo, os estudantes podem precisar avaliar um contexto mais abrangente a fim de terem ciência da importância dos princípios científicos, obter apreciação e respeito pela natureza lenta, tortuosa e trabalhosa de pesquisa científica, encontrar inspiração e excitação para aprender os materiais educacionais ou seguir uma carreira no campo, e aprender os mitos e normas de um campo para se acostumarem com a profissão.

[0146]Os objetos de contexto 406 incluem descobertas, figuras e tendências históricas 432. As informações históricas consistem em uma fonte importante de contexto porque fundamentam materiais educacionais, particularmente,

conhecimento científico, em um determinado tempo e local. Grandes descobertas consistem em um produto de seu tempo. Os estudantes irão, um dia, trabalhar na apresentação para realizar descobertas e formatar o futuro. O contexto histórico também destaca que muitas descobertas emergem em pares (por exemplo, novas descobertas habilitam novas ferramentas e instrumentos, e novas ferramentas e instrumentos habilitam novas descobertas). O processo de descoberta científica e desenvolvimento tecnológico é inerentemente integrado no contexto histórico. De modo correspondente, os materiais educacionais são organizados e estruturados de acordo com como eles são informados pelo contexto histórico, e integrados no mesmo.

[0147]Os objetos de contexto 406 incluem exemplos, informações e tendências de indústria 434. Os exemplos, informações e tendências de indústria 434 variam de descrições de produto e explicações de como eles alavancam os materiais educacionais a perfis de empresas líderes e suas áreas de especialidade e R&D, e a partir de como esses produtos são feitos a como eles são consumidos ou usados. Os exemplos, informações e tendências de indústria 434 fornecem contexto real que ligam os materiais educacionais a pontos de contato autênticos no mundo do usuário e sua experiência.

[0148]Os objetos de contexto 406 incluem exemplos, informações e tendências de carreira 436. Os exemplos, informações e tendências de carreira 436 incluem os nomes, cargos, salários, formações acadêmicas, disciplinas relacionadas e oportunidades de crescimento de papeis profissionais. Os exemplos, informações e tendências de carreira 436 humanizam os contextos históricos 432 e industriais 434.

Os exemplos, informações e tendências de carreira 436 também fornecem significado e propósito ao material educacional, mostrando-se como pessoas reais usam os conceitos e tecnologias na economia moderna para ter sustento e mostra impacto. Os exemplos, informações e tendências de carreira 436 destacam os aspectos e contexto de materiais educacionais que são acionáveis e impactantes nas vidas futuras dos usuários estudantes.

[0149]Os objetivos de aprendizagem 400 também são estruturados e organizados com base em objetos de engajamento do estudante 408, que indicam como os objetivos de aprendizagem 400 serão consumidos pelo usuário. Os objetos de engajamento do estudante 408 espelham muitas das categorias de estilo de aprendizagem 380, mas são de alguma forma invertidos. Os estilos de aprendizagem 380 representam como materiais educacionais são apresentados (por exemplo, ler um parágrafo de texto é uma aprendizagem visual exemplificadora 382), enquanto objetos de engajamento do estudante 408 representam como usuários interagem e respondem aos materiais educacionais (por exemplo, ler um conjunto de diálogos e escolher um resultado).

[0150]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos de história de jogo 438. Os objetos de história de jogo 438 são elementos de narrativa abrangentes que conduzem o contexto e significado para a experiência de jogo e trazem esses elementos de narrativa de volta a uma escala humana. Por exemplo, a humanidade enfrenta uma série de grandes desafios, atualmente, como mudanças climáticas, que são segmentadas através do jogo educacional como a espinha dorsal narrativa, fornecendo contexto, propósito, e unificar tópicos para o diálogo. Os usuários interagem com os objetos de história de jogo 438 através de tomadas de escolhas no jogo que têm consequências em como o jogo progride e como o usuário desempenha.

[0151]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos sociais

440. Os objetos sociais 440 incluem diálogo de personagem e desenvolvimento de personagem em jogo. O diálogo de personagem fundamentam os elementos de jogo de história e promove afiliação e empatia com os personagens. Por exemplo, decoro e ética profissional são bem adequadas para serem ensinadas através de elementos de objetos sociais 440. Os objetos sociais 440 também incluem associações reais aos elementos de indústria e carreira. Por exemplo, perfis pessoais e diários de vídeo de engenheiros reais e suas experiências no campo atraem engajamento social.

[0152]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos de mídia mista 442, como vídeos com dublagens de áudio e legendagem. Os elemento de mídia mista 442 proporcionam conteúdos ao usuário através de múltiplos estilos de aprendizagem 380 de uma vez (incluindo o estilo de aprendizagem de aprendizagem de mídia mista 388).

[0153]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos baseados em ação 444. Os objetos baseados em ação 444 são objetos de aprendizagem cinestésicos que são configurados para o usuário interagir com manipulação táctil de simulações e seleção de mecanismos de jogo baseados em currículo educacional. Os objetos baseados em ação 444 são bem adequados para engajamento por repetição, ensaios e experimentação porque baseados em ação 444 mudam em resposta às interações prévias do usuário, criando uma apresentação dinâmica dos materiais educacionais.

[0154]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos visuais

446. Os objetos visuais 446 são texto, definições, gráficos e representações gráficas que expressam os materiais educacionais. Os objetos visuais 446 utilizam o estilo de aprendizagem visual 382.

[0155]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos auditórios

448. Os objetos auditórios 448 são sons, ritmo, e outros elementos musicais e linguísticos, bem como mnemônica e acústica para transmitir e consolidar sua mensagem na memória. Os objetos auditórios 448 são geralmente incomuns por causa da dificuldade de criar uma apresentação auditória eficaz de um objeto de aprendizagem na maioria dos ajustes. Ademais, os objetos auditórios 448 podem ser difíceis de integrar em discussões e explicações de classe porque objetos auditórios médios a fracos 448 podem distrair ou desengajar muitos estudantes. No entanto, no contexto de uma plataforma de aprendizagem adaptativa, tal como o jogo educacional descrito no presente documento, mais objetos auditórios 448 podem ser criados, seletivamente implantados, testados para eficácia e reimplantados mais eficientemente de forma personalizada. Os objetos auditórios 448 utilizam o estilo de aprendizagem auditório 384.

[0156]Os objetos de engajamento do estudante 408 incluem objetos lógicos

450. Os objetos lógicos 450 envolvem ensinar e aprender a partir de relações ou regras, padrões e fórmulas. Os objetos lógicos 450 também incluem desafios que testam a capacidade do usuário de reconvocar e implantar as relações, regras, padrões e fórmulas. Os objetos lógicos 450 utilizam o estilo de aprendizagem lógico

386.

[0157]Os elementos de engajamento de estudante 408 incluem objetos escritos 452. Os objetos escritos 452 são avisos ou solicitações de explicações verbais do usuário, que assumem a forma de caixas de texto e/ou diálogo que inserem a resposta do usuário. Os objetos escritos 452 avaliam se o usuário entende os materiais educacionais e é capaz de reconvocar e implantar os conceitos subjacentes com proficiência adequada. Os objetos escritos 452 utilizam o estilo de aprendizagem de explicação escrita 394.

[0158]Os elementos de engajamento de estudante 408 incluem objetos verbais 454. Os objetos verbais 454 são avisos ou solicitações de explicações orais do usuário, que assumem a forma de gravação de áudio e entradas de diálogo-em- texto que insere a resposta do usuário. Os objetos verbais 454 utilizam o estilo de aprendizagem de explicação verbal 396.

[0159]Os elementos de engajamento de estudante 408 também incluem buscas fora de jogo 458. As buscas fora de jogo 458 são avisos ou solicitações para o usuário coletar informações ou dados usando um API de navegador da web embutido no jogo educacional para acessar informações de mecanismos de busca baseados na internet e recursos de banco de dados. Por exemplo, o usuário é motivado a selecionar um plano de carreira, como engenheiro geofísico, e identificar uma universidade de 4 anos e um programa vocacional na área do usuário que se refere ao plano de carreira, e, então, inserir essas informações e impressões e comentários em uma caixa de texto. As buscas fora de jogo 458 estendem o alcance do jogo educacional para incluir pesquisa, dados e contexto reais que sejam flexíveis ao interesse de usuário individual. Em uma modalidade, as buscas fora de jogo 458 são dotadas de exigências de tempo apertado, por exemplo, para uma rápida inversão de uma resposta e evitar que o usuário de desengaje do jogo educacional.

[0160]Em uma modalidade, o usuário tem autonomia e controle sobre o consumo de materiais educacionais no jogo educacional. O jogo educacional é configurado para observar padrões de preferência e pontos fortes e, então, presente materiais educacionais de acordo com os estilos de aprendizagem mais fortes do usuário até que o material seja dominado. Os materiais educacionais são apresentados de acordo com os estilos de aprendizagem do usuário: apenas mostram o estilo de aprendizagem dominante e envia as outras apresentações dos materiais educacionais de volta em uma camada (por exemplo, a ser acessado através de passagens e cliques), ou acentuar o estilo de aprendizagem dominante e desacentuar os estilos de aprendizagem secundários (por exemplo, por encolhimento e ativação do último). Além disso, o jogo educacional é configurado para permitir que o usuário passe por cima e clique através dos objetos de aprendizagem para acessar estilos de aprendizagem e modos de aprendizagem adicionais, bem como controlar a apresentação do mesmo através do engajamento com um modo de simulação. Como resultado, o jogo educacional proporciona uma mistura equilibrada e em, evolução de objetos de aprendizagem de acordo com diferentes estilos de aprendizagem para engajar o usuário enquanto também expõe incrementalmente o usuário a outros materiais arredondar a capacidade do usuário de processar informações de todos os estilos de aprendizagem.

[0161]Referindo-se novamente à Figura 5, o servidor 126, então, cria sequências de objetos de aprendizagem 314. Conforme mostrado na Figura 9, as sequências de objetos de aprendizagem 460 têm dois componentes que são iterativamente coordenados: sequências de módulos educacionais 462 e sequências de mecanismos de jogo 464. As sequências de módulos educacionais 462 transformam os módulos educacionais estruturados e, genericamente, lineares de um currículo educacional tradicional e em silos em uma série de módulos educacionais de disciplinas diversas. Por exemplo, o currículo educacional tradicional para uma primeira classe, como química 466, é integrado e sequenciado com outras classes, como física 468. Ao começar com o curso de química 466, uma introdução 470 à química é apresentada, primeiro. Então, um currículo adicional como um modelo atômico 472 de estruturas químicas e um conjunto de regras de nomenclatura 474 de átomos e moléculas são apresentados. Então, ao trocar para a classe de física 468, uma introdução 476 à física é apresentada seguida por informações sobre sistemas de coordenadas 478 e equações fundamentais de movimento 2D 480. Então, ao trocar novamente para o currículo de química 466, um conjunto de instruções é apresentado no modelo de Bohr 482 do átomo antes, ao trocar novamente para o currículo de física 468, outro conjunto de instruções é apresentado sobre física Newtoniana 484 em espaço 3D, e assim por diante. De modo correspondente, o valor de múltiplas classes de currículo é encadeado junto a uma sequência de módulos educacionais mais intuitiva e reforçada 462.

[0162]As sequências dos mecanismos de jogo 464 e a estrutura de como os mecanismos de jogo são introduzidos e utilizados para avaliar a compreensão do usuário das sequências de objetos de aprendizagem. Para ilustrar essa estrutura para um tópico particular (por exemplo, o sistema de coordenadas 478), categorias de objetos de aprendizagem 486 (por exemplo, objetos de aprendizagem Verbais e Sociais, objetos de aprendizagem Simbólicos e Lógicos e objetos de aprendizagem de Tomada e Gestão de Decisões) são graficamente representados como uma sequências destinada a ser introduzida ao usuário com o passar do tempo e através da conclusão bem-sucedida de objetos de aprendizagem anteriores, indicados no eixo geométrico horizontal. O eixo geométrico vertical reflete categorias de mecanismos de jogo 488, que são mecanismos de jogo progressivamente mais complexos, detalhados e desafiadores. À medida que o gráfico se eleva no eixo geométrico vertical, o nível de complexidade, extensão de informações fornecidas e dificuldade de interação de usuário motivada aumentam. Isso é similar a um modo fácil, médio e difícil de moco o usuário deve interagir com o mecanismos de jogo para obter o resultado desejado no jogo. Para a sequência de objetos de aprendizagem referente ao sistema de coordenadas 478, os objetos de aprendizagem são dispostos de modo que, primeiro, tratem de tópicos verbais ou sociais, segundo, tópicos simbólicos e lógicos e, terceiro, tópicos de tomada de decisão ou gerenciais. Esse padrão é repetido várias vezes com materiais sucessivamente mais difíceis. Avaliar-se-á que o gráfico foi simplificado e é meramente ilustrativo; a sequência de objetos de aprendizagem com o passar de tempo e a categoria de mecanismos de jogo são rastreadas e registradas em uma maneira multifatorial com escalas mais finamente granuladas.

[0163]Referindo-se novamente à Figura 5, o servidor 126, então, classifica o currículo educacional com base nos objetivos pedagógicos 316, classifica o currículo educacional com base nos estilos de aprendizagem 318, classifica o currículo educacional com base no objeto de aprendizagem 320, e classifica o currículo educacional com base nas sequências de objetivos de aprendizagem 322. O servidor 126 atribui pesos, valores, metadados e associações a cada item do currículo educacional. Esse processo é realizado usando uma rede neural, aprendizagem por máquina ou abordagem baseada em inteligência artificial que constrói um conjunto de instruções inicial supervisionado que é atualizado e refinado pela interação do usuário com o jogo educacional.

[0164]O servidor 126 cria um mecanismo de jogo baseado em currículo para cada módulo educacional 324. Como um lembrete, os módulos educacionais são os princípios mais críticos e centrais do currículo educacional que se alinham aos padrões educacionais e são fundamentais para a compressão do campo por parte do estudante. O servidor 126 analisa os dados classificados para cada módulo educacional e associa os módulos educacionais com um mecanismo de jogo apropriado para criar um mecanismo de jogo baseado em currículo.

[0165]Referindo-se, agora, à Figura 10, mostra-se uma lista de mecanismos de jogo 500. Os mecanismos de jogo 500 são ações em jogo que usuários tomam com os personagens jogadores (e que os elementos inimigos tomam, sucessivamente). Os mecanismos de jogo 500 se baseiam em princípios científicos reais e relações matemáticas. Os mecanismos de jogo 500 interagem coletivamente dentro de um ambiente de simulação comum que é o campo de jogo do jogo educacional. Conforme será descrito abaixo, alguns mecanismos de jogo 500 são bem adequados para transportar determinados objetos de aprendizagem e objetivos pedagógicos, como o conhecimento da matéria, enquanto outros são bem adequados para transportar outros objetos de aprendizagem e objetivos pedagógicos, como competências de gestão de projetos.

[0166]Os mecanismos de jogo 500 incluem ações ofensivas 502. As ações ofensivas 502 são interações iniciadas pelo usuário pelos personagens jogadores controlados pelo usuário (por exemplo, protagonista) contra personagens não jogadores (por exemplo, aliados, elementos inimigos). As ações ofensivas 502 adotam uma ampla gama de formas como o uso de gadgets, pistolas, granadas, lança- chamas, catapultas, drones, e outras armas, incluindo mecânicas, químicas, elétricas,

biológicas e outros desenhos. As ações ofensivas 502 representam a metade de um pareamento de ação-reação que é simulado com base em princípios científicos e matemáticos reais. As ações ofensivas 502 representam e incorporam o princípio científico ou modelo matemático subjacente de modo que seja matematicamente preciso e metaforicamente verdadeiro ao objeto de aprendizagem. Por exemplo, dentro do currículo educacional de química, o modelo de Bohr do átomo é modelado como um gadget de emissão de radiação eletromagnética (por exemplo, um emissor de laser), reações ácido-base são modeladas como uma granada de dispersão de líquido, reações de oxidação-redução são modeladas como um lança-chamas, e assim por diante. Dentro do currículo educacional de física, as equações de Maxwell e as leis da força de Lorentz de eletromagnetismo são modeladas como um gadget de pulso eletromagnético que induz uma corrente em circuitos metálicos, as leis de Faraday de indução e as leis da mecânica clássica são modeladas como um canhão elétrico que lança projéteis em alta velocidade em uma estrutura física, e circuitos eletrônicos analógicos e digitais são modelados como dispositivos de transmissão eletrônica e ASICs que transferem uma quantidade alvo de tensão, corrente ou padrão de onda a um dispositivo receptor. No currículo educacional de ciências da vida, a teoria de estrutura e função celular é modelada como organismos unicelulares e vírus que alteram a função de uma célula focal, e as diferenças entre as células procarióticas, células vegetais e células animais são modeladas como geradores de recursos e cadeias de logística que entregam subprodutos às células focais.

Pareamentos similares de objetos de aprendizagem-a-ações fundamentadas em ciência real são feitos para outras áreas da ciência.

[0167]Os mecanismos de jogo 500 incluem atualizações ofensivas 504. As atualizações ofensivas 504 são modificadores, melhorias ou aperfeiçoamentos às ações ofensivas 502, tal como uma faixa aumentada de entradas de ação (por exemplo, uma faixa de frequência mais ampla de entradas, faixa aumentada de potencial de saída de energia, ou acesso para controle de mais elétrons ou envoltórios de elétrons), seleção aumentada de materiais (por exemplo, a partir da tabela periódica de elementos), opções de design expandidas (por exemplo, filtros e bocais), e catalisadores, amplificadores e outros acelerantes. As atualizações ofensivas 504 também se baseiam em princípios científicos reais e relações matemáticas. As atualizações ofensivas 504 incorporam os princípios científicos e relações matemáticas subjacentes. Por exemplo, nas técnicas elétricas, a lei de Ohm é modelada como o sistema de controle que permite uma saída de pico dos sistemas anteriores (por exemplo, o electro gadget de emissão de radiação eletromagnética), armazenamento e criptografia de dados são modelados como perfis inimigos que permitem ataques direcionados, e assim por diante. Pareamentos similares de objetos de aprendizagem-a-melhorias de ação fundamentados em ciência real são feitos para outras áreas da ciência.

[0168]Os mecanismos de jogo 500 incluem ações defensivas 506. As ações defensivas 506 são preparações ou reações às ações ofensivas 502. As ações defensivas 506 adotam uma faixa de formas, como equipar armadura, erguer barreiras, e neutralizar ou negar ações do oponente. As ações defensivas 506 representam a segunda metade do pareamento ação-reação que é simulado com base em princípios científicos e matemáticos reais. As ações defensivas 506 incorporam um princípio científico ou modelo matemático subjacente de modo que seja matematicamente preciso e metaforicamente verdadeiro ao objeto de aprendizagem. Por exemplo, dentro do currículo educacional de química, vestir uma armadura feita de elementos metálicos absorve a radiação do gadget de emissão de radiação eletromagnética, aplicar uma substância com pH oposto de uma granada ácido-base neutralizará efeitos corrosivos/cáusticos e deixará um sal, e erguer uma barreira de escuros de material não reativo contra a energia liberada por um lança- chamas de oxidação-redução, e assim por diante. Dentro do currículo educacional de física, estruturas de massa e suporte são erguidas para dissipar e redirecionar impactos fortes, atrações e alavancas são reposicionadas para alterar as propriedades estáticas, elementos de circuito são manipulados para alterar as funcionalidades do sistema, e assim por diante.

[0169]Os mecanismos de jogo 500 incluem atualizações defensivas 508. As atualizações defensivas 508 são modificadores, melhorias ou aperfeiçoamentos às ações ofensivas 506, tal como aumentar a quantidade de armadura (por exemplo, adicionar massa adicional de um elemento ou liga metálica), seleção aumentada de materiais (por exemplo, a partir da tabela periódica de elementos), opções de design expandidas (por exemplo, adicionar aletas à armadura que aperfeiçoam as taxas de transferência térmica), e buffers, filtros, inibidores de ruido e outros. As atualizações defensivas 508 também se baseiam em princípios científicos reais e relações matemáticas. As atualizações defensivas 508 incorporam os princípios científicos e relações matemáticas subjacentes. Por exemplo, uma armadura metálica é atualizável com aletas de resfriamento que aperfeiçoam as taxas de transferência térmica e, logo, resfriamento, e com tratamentos de polimento que aumentam o limiar refletivo e reduzem a susceptibilidade da armadura a algumas formas de radiação.

[0170]Os mecanismos de jogo 500 incluem ações de movimento 510. As ações de movimento 510 são movimentos básicos, como andar, bem como movimentos avançados, como correr e pular com equipamentos de ar comprimido.

Personagens jogadores e personagens não jogadores se movem em torno do campo de jogo e, ao fazê-lo, são submetidos a diferentes fatores ambientais, como temperatura, coeficientes térmicos, condução, convecção, pressão, catalisadores, níveis de ionização, campos eletromagnéticos, radiação, atenuação atmosférica e matéria particulada (por exemplo, poluição), presentes no ambiente que eles percorrem. Por exemplo, personagens jogadores que se movem através de uma área com alta temperatura podem aumentar a temperatura e a carga térmica dos personagens jogadores, e elementos inimigos que se movem em água gelada podem rapidamente dissipar a energia térmica acima da temperatura ambiente. Personagens jogadores que utilizam o pulo habilitado pelo equipamento de ar comprimido gastam ar comprimido de acordo com as leis de gás ideal, mas, então, devem aguardar que um compressor reabasteça a câmara de gás comprimido do equipamento de ar comprimido antes de fazer outro salto (por exemplo, transversalizar conceitos de química e engenharia mecânica).

[0171]Os mecanismos de jogo 500 incluem modificadores de movimento 512.

Os modificadores de movimento 512 são elementos ambientais, como esteiras rolantes, escadas rolantes e almofadas de salto, que proporcionam capacidades de movimento adicionais. O movimento adicional aumenta a exposição do personagem a fatores ambientais adicionais, que moderam o efeito, como aumentar a dissipação de energia térmica em excesso ao ambiente ou reduzir a quantidade de corrosão/degradação caustica que ocorrem.

[0172]Os mecanismos de jogo 500 incluem ações especiais 514. As ações especiais 514 são capacidades específicas ao personagem que apresentam efeitos significativos em jogo, mas são raras ou limitadas em relação a muitos dos outros mecanismos de jogo 500. As ações especiais 514 são usadas para acentuar as trocas estratégicas em jogo, que aumenta o engajamento do usuário. As ações especiais 514 incorporam processos científicos reais e princípios matemáticos e são tematicamente consistentes com os antecedentes do personagem jogador e elemento inimigo associados. Por exemplo, um usuário que atinge determinados objetivos no jogo (por exemplo, executa uma queda idealmente eficaz de um elemento inimigo) ganha uma carga da ação especial 514 para um ou mais dos personagens jogadores. Então, o usuário comanda um personagem jogador para tomar uma ação especial 514 para gastar a carga e convocar um ataque aéreo que é configurado usando uma ação ofensiva relacionada 502. As ações especiais 514 são bem adequadas para encorajar usuários em direção à maestria do objeto de aprendizagem para obter vantagens estratégicas e novas trocas em jogo.

[0173]Os mecanismos de jogo 500 incluem modificadores de ação especial

516. Os modificadores de ação especial 516 acentuam ou aumentam a ação especial 514 e adicionam um segundo objeto de aprendizagem ao uso das ações especiais

514. Apresentando-se dois (ou mais) objetos de aprendizagem dentro da mesma sequência de ações, modificadores de ação especial 516 são bem adequados para habilitar a mistura de conceitos dispares (por exemplo, versus apenas transversalizá- los). Por exemplo, no ataque aéreo descrito logo acima, os ataques aéreos (ação especial 514) são melhorados com um equipamento de telecomunicações (modificador de ação especial 516) que aperfeiçoa a precisão do ataque aéreo, mas requer que o usuário também demonstre conhecimento de conceitos como transmissão de dados, filtros de passagem de banda, teoria de sinais, e criptografia para usar o equipamento de telecomunicações. Como resultado, usuários aprendem como várias áreas de conhecimento científico se adaptam ao mundo real, e que muitas áreas de atuação têm sobreposições e interações entre si. Ademais, os modificadores de ação especial 516 incorporam processos científicos reais e princípios matemáticos e são tematicamente confiáveis para os fundamentos do personagem jogador e elemento inimigo associados. Logo, os modificadores de ação especial 516 aperfeiçoam o engajamento do usuário aos personagens jogadores, as carreiras, antecedentes e fundamentos dos personagens jogadores.

[0174]Os mecanismos de jogo 500 incluem interações de objeto 518. As interações de objeto 518 são ativações de personagem jogador ou elemento inimigo de comutadores, nós de força e outros objetos em jogo. A ativação dos objetos provoca alterações ao campo de jogo acessível do jogo (por exemplo, estendendo-se uma escada ou uma ponte, ou abrindo-se uma porta), ligando e desligando pontos de acesso inimigos e pontos de desova, e abrindo o sistema do campo de jogo a fontes de energia externa. As interações de objeto 518 são bem adequados para promover interações estratégicas a nível de sistema que ensinam e testam raciocínio sistêmico, competências de gestão de projetos, e conceitos de engenharia industrial. As interações de objeto 518 também são configuradas para capturar uma decisão ou escolha em jogo feita pelo usuário.

[0175]Os mecanismos de jogo 500 incluem interações de terreno 520. As interações de terreno 520 são ativações de personagem jogador ou elemento inimigo ou engajamento aos elementos de terreno no campo de jogo do jogo, tal como água, árvores, muros e estruturas construídas, barreiras de concreto, pilhas de lixo, sacos de areia, tanques de gás comprimido, recipientes de óleo, e similares. Cada elemento de terreno é utilizável como cobertura. Os elementos de terreno bloqueiam a linha de visão, impedem ações de movimento 510, e interceptam algumas interações ofensivas 502 e ações especiais 514. Cada elemento de terreno tem diferentes características e propriedades, incluindo um estado atual (por exemplo, temperatura), que se baseiam em princípios científicos reais para o terreno real associado. As interações de terreno 520 alteram os elementos de terreno, e as características de propriedades dos elementos de terreno com base em princípios científicos reais. As interações de terreno 520 habilitam trocas estratégicas em jogo. As interações de terreno 520 também criam um pano de fundo consistente em níveis e matéria, que facilita a transversalização de conceitos.

[0176]Os mecanismos de jogo 500 incluem efeitos baseados em giro 522. Os efeitos baseados em giro 522 são interações sequenciais, periódicas e baseadas em tempo que ocorrem entre elementos no nível ou campo de jogo. Por exemplo, ao final de cada giro a carga térmica de elementos se dissipará a partir de elementos em alta temperatura à baixa temperatura, eventualmente estabilizando-se no nível médio de energia do sistema. Como exemplos adicionais, ocorrem reações químicas com o passar do tempo com cada atualização proporcionando um novo instantâneo do sistema em relação ao equilíbrio, gases em alta pressão se moverão em direção a áreas de baixa pressão no campo de jogo, correntes elétricas fluirão a partir de armazenamento de alta tensão (por exemplo, baterias) ao solo, alternância de circuitos elétricos (digital) ao próximo ciclo de relógio e as lógicas de porta e valores armazenados são atualizados, estimativas Newtonianas e Einsteinianas de um local do elemento, velocidade, etc. são atualizados, e assim por diante. Os efeitos baseados em giro 522 transmitem uma sensação de processo ordenado e equilíbrio, enquanto ensinam uma sensação da taxa e duração de reações e efeitos.

[0177]Os mecanismos de jogo 500 incluem traços do personagem 524. Os traços do personagem 524 são atributos ou modificadores suplementares específicos a personagem individual. Por exemplo, um protagonista de personagem jogador específico entra no jogo equipado com um equipamento de resfriamento ou extintor de incêndio que é utilizado para dissipar calor e romper o ciclo de uma reação exotérmica. Como outro exemplo, um elemento inimigo pode ser adepto em construir estruturas e erguer barreiras e, como resultado, estende ao efeito ou benefício de elementos de terreno. Os traços do personagem 524 são ativados automaticamente em resposta a uma ação que almeja o personagem individual ou em resposta à interação do personagem individual com elementos no campo de jogo. Os traços do personagem 524 acentuam as trocas estratégicas no jogo e forçam os jogadores a se engajarem mais profundamente com os princípios científicos no desafio. De modo específico, os traços do personagem 524 exigem que usuários prestem atenção aos detalhes dos perfis de personagem jogador e elemento inimigo para avaliar precisamente trocas estratégicas (por exemplo, ao invés de meramente inferir pontos fortes e fracos relativos com base no tipo de personagem de seu desenho de modelo 3D).

[0178]Os mecanismos de jogo 500 incluem elementos de narrativa 526. Os elementos de narrativa 526 são as estruturas gráficas abrangentes do jogo. Os elementos de narrativa 526 proporcionam contexto, ancoram a experiência de aprendizagem em detalhes reais. Os elementos de narrativa 526 também proporcionam uma configuração para a interação dos protagonistas entre si e os antagonistas (e outros personagens). Os elementos de narrativa 526 integram a personalização do jogo em experiências significativas que se referem às experiências de aprendizagem e detalhes reais. Os elementos de narrativa 526 são configurados para facilitara a comunicação dos objetos de aprendizagem e aperfeiçoar os ganhos de aprendizagem. Os elementos de narrativa 526 também são configurados para amortecer a taxa de jogada para evitar superestímulo e variar os modos de interação com o jogo, que sustenta o engajamento do usuário (ou fluxo). De modo crítico, os elementos de narrativa 526 são configurados para alinharem a jogabilidade com aprendizagem em um contexto intenso e convincente. O jogo educacional é configurado de modo que usuários tomem decisões ou escolhas que influenciem na direção da história e dos elementos de narrativa 526.

[0179]Os mecanismos de jogo 500 incluem suplementos de história 528. Os suplementos de história 528 são elementos de diálogo curto em jogo e dicas que constroem ou reiteram aspectos do currículo educacional 302, como módulos educacionais 306, e elementos de jogo, como elementos de narrativa 526. Os suplementos de história 528 são configurados para serem entregues pelo protagonista disponível que esteja mais intimamente associado aos elementos de narrativa 526 ou módulos educacionais 306 com base nos fundamentos do personagem, especialidade científico e valores pessoais. Os suplementos de história 528 ainda alinham a jogabilidade à experiência de aprendizagem em um contexto personalizado e relacionável. Os suplementos de história 528 promovem o desenvolvimento de modelos de papel e aperfeiçoam ganhos em conscientização e interesse de carreira.

[0180]A variedade de mecanismos de jogo 500 é configurada para permitir um novo formulário de avaliação de usuário em jogos educacionais. Isto é, o mesmo material educacional é apresentado e avaliado de múltiplas formas como múltiplos objetos de aprendizagem relacionados. Por exemplo, o modelo de Bohr do átomo é ensinado e avaliado no contexto de um gadget de radiação a laser que simula como a energia é aplicada para excitar moléculas de gás em um vácuo e como essas moléculas, então, emitem radiação que transfere energia a um alvo remoto. A armadura metálica do alvo remoto absorve a radiação, sendo que parte dela é convertida em calor e causa mudanças de fase da constituição do material do alvo remoto. Além disso, o modelo de Bohr do átomo é ensinado e avaliado no contexto de um recipiente de gás que é excitado pela aplicação de radiação que é, então, convertida em energia, invertendo a ordem das ações. Em uma modalidade, o jogo educacional é configurado para alavancar essas oportunidades de apresentação bidirecional engajando-se usuários com os mesmos conceitos científicos de múltiplas perspectivas e em múltiplas direções.

[0181]Referindo-se novamente à Figura 5, o servidor 126 desenvolve múltiplas categorias de cada mecanismo de jogo 326. Essa etapa alinha as sequências de mecanismos de jogo 464, que incluem categorias de mecanismos de jogo 488, aos módulos educacionais 306 com base no nível de complexidade ou dificuldade cognitiva das categorias de mecanismos de jogo 488.

[0182]O servidor 126 recebe ativos de jogo 328. Os ativos de jogo são os mapas, texturas, modelos de personagem, aparências de personagem, animações, interfaces de usuário, dublagens, vídeos, e assim por diante, que constituem o estoque de elementos representados no jogo.

[0183]Então, o servidor 126 associa objetos de aprendizagem aos mecanismos de jogo 326 e ativos de jogo 330. Nessa etapa, uma estrutura de dados associa, conecta, sequencia e concebe acessos de direitos para juntas os vários elementos que constituem o jogo educacional.

[0184]Por último, o servidor 126 cria perfis de aprendizagem de usuário 332.

Os perfis de aprendizagem de usuário são o registro do uso e interação do usuário com o jogo educacional. Os perfis de aprendizagem de usuário mapeiam os dados de jogo educacional (incluindo a etapa 330) a uma conta de usuário modelo que é copiada para cada usuário individual. Os perfis de usuário são configurados para rastrear acesso de direitos de licenciamento e dados disponíveis, processo do usuário através do conteúdo disponível, personagens e sequências narrativas desbloqueadas, itens e recompensas em jogo que foram coletadas, e outros dados de usuário que informam as preferências e estilos de aprendizagem do usuário, engajamento e fluxo do usuário, e assim por diante.

[0185]Referindo-se agora à Figura 11, mostra-se um método para construir um jogo educacional usando materiais educacionais. O método começa selecionando- se conteúdo com base em perfil de aprendizagem, modo de jogo, modo de aprendizagem e nível de jogo 550. O método extrapola a etapa de selecionar um conteúdo restaurado com base no perfil de aprendizagem 226 conforme mostrado na Figura 4, e, similarmente, é realizado usando o servidor 126. O método descreve como o jogo educacional é gerado através de geração dinâmica ou procedural para adaptar a experiência de aprendizagem e a experiência de jogo a usuários individuais.

[0186]De acordo com o método da Figura 11, o servidor 126 recebe uma solicitação para um experiência de modo história 552 ou recebe uma solicitação para uma experiência de modo simulação 554. No primeiro caso, o usuário selecionou repetir um nível existente, já jogado e concluído, porém com dificuldade variável (por exemplo, aumentada). No último caso, o usuário selecionou jogar um nível personalizado com base em um conjunto de entradas. Em cada caso, o servidor 126 é configurado para selecionar uma mistura de objetos de aprendizagem e elementos de jogo para gerar uma experiência de jogo personalizado para o usuário.

[0187]O servidor 126 seleciona o(s) objetivo(s) de aprendizagem 556. No caso de uma solicitação para uma experiência de modo história 552, os objetivos de aprendizagem são selecionados, em parte, com base no nível selecionado a partir do menu de modo história e, em parte, com base na experiência anterior do usuário com o jogo, nas preferências de estilo de aprendizagem do usuário e assim por diante como capturado pelo perfil de aprendizagem do usuário. No caso de uma solicitação para uma experiência de modo simulação 554, o usuário tem controle mais direto sobre os objetivos de aprendizagem, pois o modo simulação é configurado para permitir que o usuário insira os elementos de currículo educacional que devem ser tranversalizados. Além disso, o servidor 126 seleciona objetos de aprendizagem adicionais com base no perfil de aprendizagem do usuário (por exemplo, selecionando objetos de aprendizagem sequencialmente adequados). Em cada caso, o servidor 126 armazena em cache um subconjunto de objetos de aprendizagem.

[0188]O servidor 126 seleciona mecanismo(s) de jogo baseado em currículo

558. Com base nos objetos de aprendizagem selecionados, o servidor 126 armazena em cache os mecanismos de jogo associados 558. Então, com base no estilo de aprendizagem selecionado e no modo de dificuldade de currículo, o servidor 126 seleciona a categoria adequada e sequência dos mecanismos de jogo baseados em currículo para o usuário.

[0189]O servidor 126 seleciona um formato de missão 560. No modo história, o formato de missão é principalmente selecionado com base no nível do modo história que o usuário escolheu. No modo simulação, o formato de missão é selecionado com base na entrada do usuário (incluindo uma opção de Seleção Aleatória de formato de missão, que faz uma seleção com base na configuração de outras entradas e no perfil de aprendizagem de usuário).

[0190]Referindo-se, agora, à Figura 12, uma lista de formatos de missão 600 é mostrada. Como será entendido a partir das seguintes descrições, os formatos de missão 600 são, cada um, adequados para orientar a atenção do usuário e aprender mecanismos de jogos diferentes e, dessa forma, são adequados de forma diferente para transmitir cada objeto de aprendizagem.

[0191]Os formatos de missão 600 incluem um modo conquista 602. O modo conquista 602 exige que o usuário derrote todos os inimigos para completar o nível.

O modo conquista 602 é bem adequado para direcionar a atenção do usuário para os objetos focais de aprendizagem associados aos mecanismos ofensivos e mecanismos defensivos presentes no nível. Especificamente, o modo conquista 602 coloca ênfase no uso e maestria dos mecanismos ofensivos. Além disso, o modo conquista 602 é bem adequado para direcionar a atenção do usuário para a transversalização de módulos educacionais que são incorporados pelos mecanismos ofensivos.

[0192]Os formatos de missão 600 incluem um modo escolta 604. O modo escolta 604 exige que o usuário proteja um alvo em movimento, por exemplo, um personagem não-jogador importante que precisa ser guiado através do campo de jogo até um objetivo. Por exemplo, o objetivo pode ser em direção à linha de frente de combate, através da linha de engajamento ou nas fileiras traseiras levando à segurança. O modo escolta 604 é bem adequado para direcionar a atenção do usuário para interações com elementos de objetivo, elementos de terreno e ações de movimento. O modo escolta 604 também enfatiza mecanismos e efeitos baseados em tempo exigindo que o usuário encene e sequencie as ações de maneira ideal.

[0193]Os formatos de missão 600 incluem um modo de atingimento de objetivo 606. O modo de atingimento de objetivo 606 exige que o usuário navegue pelo mapa de níveis e chegue a um quadrado ou objetivo específico (por exemplo, fique próximo a e, então, ative um nó de força ou comutador). O modo de atingimento de objetivo 606 direciona a atenção do usuário para trocas entre múltiplos mecanismos de jogo e, dessa forma, os objetivos de aprendizagem associados.

[0194]Os formatos de missão 600 incluem um modo de disputa pelo objetivo

608. O modo de disputa pelo objetivo 608 exige que o usuário acelere o nível ou, em outras palavras, complete as outras condições de vitória de nível em menos de um certo período de tempo. Como resultado, o usuário é encorajado a se concentrar em realizar ações idealmente eficientes para navegar pelo mapa e a fazê-lo o mais rápido possível. Dessa forma, o modo de disputa pelo objetivo 608 é bem adequado para analisar um conjunto de objetivos de aprendizagem da compreensão à proficiência e da proficiência à maestria. Os limites de tempo ou metas de tempo são ajustados para baixo para aumentar a intensidade e, portanto, garantir um maior nível de maestria.

[0195]Os formatos de missão 600 incluem um modo defesa 610. O modo defesa 610 exige que o usuário proteja um objetivo estacionário contra ondas de inimigos iminentes. O modo defesa 610 é similar ao modo conquista 610 na maneira em que o mesmo direciona a atenção do usuário para os mecanismos ofensivos e mecanismos defensivos e módulos educacionais de transversalização. Entretanto, o modo defesa 610 coloca mais ênfase no uso e maestria dos mecanismos defensivos.

[0196]Os formatos de missão 600 incluem um modo sobrevivência 612. O modo sobrevivência 612 exige que o usuário defenda os personagens jogadores o máximo possível contra ondas de inimigos que podem ser intransponíveis para se engajarem diretamente. De modo correspondente, o modo sobrevivência 612 concentra a atenção do usuário em ações de movimento e interações com elementos de terreno e elementos de objetivo. O modo sobrevivência 612 também enfatiza mecanismos e efeitos baseados em tempo, incluindo a conservação de recursos ofensivos e o gerenciamento de recursos defensivos.

[0197]Os formatos de missão 600 incluem um modo infiltração 614. O modo infiltração 614 exige que o usuário navegue pelo nível enquanto utiliza ações de movimento, elementos de terreno e comutadores para evitar os inimigos, ou, pelo menos, para apenas engajar seletivamente o inimigo. Como resultado, o modo infiltração 614 é bem adequado para orientar a atenção do usuário para novas ações e utilidades dentro do jogo. O modo infiltração 614 também oferece oportunidades para um ritmo mais lento dentro do jogo, o que permite uma mudança no foco em direção à história, narrativa, contexto da indústria e objetivos de aprendizagem de carreira.

[0198]Os formatos de missão 600 incluem um modo reconhecimento 616. O modo reconhecimento 616 exige que o usuário navegue pelo mapa de nível para atingir múltiplos objetivos e/ou coletar múltiplos elementos de recursos. O modo reconhecimento 616 enfatiza investigação científica e métodos objetivos de aprendizagem científicos, direcionando a atenção do usuário para atividades de exploração e amostragem. O modo reconhecimento 616 também oferece oportunidades para um ritmo mais lento dentro do jogo, o que permite uma mudança no foco em direção à narrativa, história, contexto da indústria e objetivos de aprendizagem de carreira.

[0199]Os formatos de missão 600 incluem um modo batalha contra chefões

618. O modo batalha contra chefões 618 aumenta o nível de dificuldade do nível incluindo um ou mais chefões (por exemplo, inimigos com capacidades ofensivas e defensivas significativamente maiores). O chefão é geralmente tão formidável que o usuário deve identificar as interações estratégicas adequadas que enfraquecem, desabilitam ou oprimem o chefão. O modo de batalha contra chefões 606 é adequado para promover a aprendizagem baseada em investigação e modelagem estocástica pois, como um bom quebra-cabeça, a solução para derrotar o chefão pode não ser clara no início e apenas pode ser descoberta através da experimentação com cursos de ação concorrentes (por exemplo, hipóteses sobre como ganhar).

[0200]Os formatos de missão 600 incluem um modo enxame de chefões 620.

O modo enxame de chefões 620 é outro modo com dificuldade escalonada devido, em parte, à introdução de um ou mais chefões. Entretanto, ao contrário do modo batalha contra chefões 618, o modo enxame de chefões 620 apresenta uma força inimiga intransponível que o usuário mais, em vez disso, se concentra em atingir um objetivo (por exemplo, alcançar e ativar um comutador) em vez de combater o inimigo diretamente . De modo correspondente, o modo enxame de chefões 620 enfatiza o pensamento sistêmico, as habilidades de gerenciamento de projeto e uma apreciação profunda de todos os modificadores e atualizações disponíveis, como atualizações ofensivas, atualizações defensivas, atualizações de movimento, atualizações especiais e assim por diante, transmitidos pela seleção de personagens não jogadores para ingressar na equipe para transmitir aos personagens não jogadores. experiência no assunto.

[0201]Os formatos de missão 600 incluem um modo quebra-cabeça 622. O modo quebra-cabeça 622 é projetado como o nível mais alto de desafio no jogo. O modo quebra-cabeça 622 exige maestria em múltiplas dimensões de objetivos de aprendizagem, bem como grande familiaridade com a interface de jogo e uma compreensão de comportamento do inimigo (por exemplo, IA/inteligência artificial).

Por exemplo, o modo quebra-cabeça 622 pode ter apenas um (ou muito poucos) conjunto(s) de ações (incluindo a seleção adequada de personagens de jogadores, armas, armaduras, atualizações, etc.) que o usuário realiza para completar o nível com sucesso. O modo quebra-cabeça 622 promove a repetição de jogo e a aprendizagem autodirigida para a maestria, atraindo a atenção do usuário para suas lacunas de conhecimento e proporcionando um desafio difícil, porém alcançável.

[0202]Os formatos de missão 600 incluem um modo de recuperação de recursos 624. O modo de recuperação de recursos 626 é projetado para facilitar a exploração de objetos de aprendizagem complexos e multifacetados, combinando a exploração progressiva no nível com revelações incrementais de objetos de aprendizagem. Por exemplo, no modo recuperação de recursos 626, o usuário é encarregado de coletar recursos de elementos de recursos e é apresentado a informações adicionais sobre os objetos de aprendizagem ao longo do caminho (por exemplo, com algumas ou todas as ações realizadas para coletar recursos). Dessa forma, o usuário é incentivado com uma pequena recompensa no jogo (por exemplo,

recursos adicionais) em troca de explorar um tópico STEM em mais detalhes. Este formato divide tópicos complexos em incrementos menores e mais gerenciáveis com recompensas intermediárias para manter o interesse e engajamento em um estado de fluxo. O modo recuperação de recursos 624 é particularmente adequado para transmitir uma perspectiva histórica, conhecimento da indústria e uma maior profundidade e amplitude de conhecimento sobre objetos de aprendizagem complexos.

[0203]Referindo-se, novamente, à Figura 11, o servidor 126 seleciona um mapa de níveis 562. No modo história, o mapa de níveis 562 é selecionado a partir de memória baseada na escolha de nível do usuário. No modo simulação, o mapa de níveis 562 é selecionado com base nas entradas de usuário, que incluem uma solicitação explícita de um mapa específico ou um mapa é escolhido ou processualmente gerado com base nas outras entradas do usuário. Por exemplo, o mapa de níveis 562 é selecionado, em parte, com base na seleção de formato de missão 560. O mapa de níveis 562 também é selecionado, em parte, com base nos objetos de aprendizagem.

[0204]O servidor 126 seleciona elementos inimigos 564. Os elementos inimigos incluem os tipos de inimigos e o número de cada tipo de inimigo para popular o nível. Por exemplo, os tipos de inimigos incluem: soldados de infantaria básicos, especialistas em combate à distância, especialistas em demolição, especialistas em armas pesadas, coletores de recursos, cientistas e engenheiros que influenciam o mapa de níveis e ativam comutadores e chefões. Cada tipo de inimigo tem capacidades e características ofensivas e defensivas diferentes, o que apresenta ao usuário objetos de aprendizagem e desafios diferentes. As capacidades e características ofensivas e defensivas dos elementos inimigos são ajustáveis. Por exemplo, o mesmo tipo de inimigo pode ter uma gama de opções de armadura com uma gama de massas de elementos de armadura. De modo similar, o mesmo tipo de inimigo pode ter uma gama de opções de armas com uma gama de saídas de energia.

Como resultado, cada tipo de inimigo, o número de cada tipo de inimigo e a combinação de inimigos conduzem a uma interação diferente no jogo. No modo história, os elementos inimigos são predefinidos para o nível selecionado de acordo com o nível de dificuldade do currículo e o nível de dificuldade do jogo. No modo simulação, os elementos inimigos são selecionados com base, em parte, nos objetos de aprendizagem, no mecanismo de jogo baseado em currículos, no formato de missão e no mapa de níveis.

[0205]O servidor 126 seleciona elemento(s) de objetivo 566. Referindo-se, agora, à Figura 13, os elementos de objetivo 630 são elementos no jogo com os quais os personagens jogadores e os personagens inimigos interagem para obter um efeito no jogo. Os elementos de objetivo 630 são selecionadas com base, em parte, nos objetos de aprendizagem e no mapa de níveis. Por exemplo, os elementos de objetivo 630 incluem nós de comutador 632 que são acionados para abrir ou fechar portas, estender ou retrair uma ponte levadiça, erguer ou remover uma escada, ligar ou desligar uma plataforma de desova de inimigos, e assim por diante. Os nós de comutador 632 têm vários efeitos impactantes no jogo e na aprendizagem. Primeiro, os nós de comutador 632 são configurados para alterar o campo de jogo para conduzir diferentes trocas estratégicas. Por exemplo, o usuário escolhe acionar um nó de comutador 632 para aumentar ou diminuir o ritmo de um nível e/ou a intensidade das interações com os elementos inimigos. Em segundo lugar, os nós de comutador 632 são configurados para permitir que os usuários apliquem e testem o pensamento sistêmico, gerenciamento de projetos, tomada de decisão, pensamento crítico e uma variedade de outros objetivos de aprendizagem em uma construção de decisão baseada em escolha secreta. Por exemplo, um usuário confrontado com a escolha de abrir uma das três portas deve analisar a situação, fazer uma escolha informada, observar o que se segue e refinar o pensamento do usuário sobre o sistema. Isso envolve consequências significativas no jogo (por exemplo, pode haver uma maneira ideal de abrir as portas para derrotar os inimigos) que transmitem efetivamente o pensamento sistêmico e os objetos de aprendizagem de design experimental. Em terceiro lugar, os nós de comutador 632 permitem que as árvores de decisão secretas no jogo conduzam elementos de história diferentes e revelem informações diferentes.

Em quarto lugar, os nós de comutador 632 aumentam a sensação de autonomia e controle do usuário sobre o ambiente de aprendizagem, o que promove o engajamento e a aprendizagem. Em quinto lugar, os nós de comutador 632 promovem o pensamento crítico e o pensamento estratégico, particularmente, no contexto de modo quebra-cabeça e níveis de modo de coleta de recursos. Dessa forma, os nós de comutador 632 se cruzam e conduzem trocas entre os elementos educacionais ou de eficácia e os elementos de entretenimento ou diversão do jogo educacional.

[0206]Os elementos de objetivo 630 incluem nós de recurso 634. Os nós de recursos 634 são depósitos de recursos brutos ou processados, como gases, soluções líquidas, minerais, metais, bancos de dados, terminais e outros materiais, que o usuário coleta ou, de outro modo, interage para obter acesso ou controle sobre os recursos. Por exemplo, usuários que coletam gases nobres aumentam os moles disponíveis de material reativo em um gadget de radiação eletromagnética. Os usuários que coletam ou purificam ácidos (ou bases) aumentam a concentração de ácidos (e bases) disponíveis que aumentam a eficácia de uma granada de ácido (ou base). Os usuários que coletam metais aumentam os moles disponíveis de material para a armadura do personagem jogador, que aumenta as capacidades defensivas.

Os usuários que colhem madeira, tijolo e pedra aumentam os materiais disponíveis para construir barricadas e estruturas defensivas. Os usuários que acessam terminais de computador para adquirir dados e senhas permitem a atuação de outros elementos de jogo, como ativar um nó de comutador 632. Em cada instância, o usuário pode (por exemplo, probabilisticamente) obter acesso a novos objetos de aprendizagem (por exemplo, conhecimento científico do assunto e conhecimento da indústria ou carreira) através da interação e experimentação com os nós de recursos 634. Além disso, os nós de recursos 634 são adequados para promover a aprendizagem sobre o processo científico, experimentação, amostragem e análise estatística.

[0207]Os elementos de objetivo 630 incluem nós ofensivos 636. Os nós ofensivos 636 são elementos interativos que aumentam o alcance, a potência ou a eficácia de ações ofensivas. Por exemplo, um usuário pode se mover para um quadrado adjacente a um nó ofensivo 636 para obter acesso à energia adicional (por exemplo, de uma tomada) ou recursos (por exemplo, gás já refinado para a arma de radiação eletromagnética) para aumentar a eficácia de um mecanismo de jogo ofensivo. A interação com os nós ofensivos 636, como o mecanismo de jogo ofensivo subjacente, é baseada em princípios científicos reais e aumenta o mecanismo de jogo subjacente (ou atua como uma atualização ou modificador de um mecanismo de jogo).

Esta interação é multifatorial e, às vezes, complexa. No entanto, por meio de revelações progressivas de informações e aumentos incrementais no controle, o usuário é capaz de entender o novo conhecimento e aproveitar melhor o conhecimento anterior à medida que o usuário prossegue através do jogo educacional. Por exemplo, em química, a temperatura de fusão dos materiais é determinada pela composição do material, a força da ligação, o número de ligações, a forma da estrutura molecular, bem como a massa dos núcleos. São muitas informações para coletar e modelar de uma só vez. Como resultado, os formatos de ensino tradicionais têm lutado para capacitar os estudantes com esse conhecimento até classes mais avançadas. Entretanto, o jogo educacional é configurado para revelar essas propriedades uma de cada vez e encorajar o estudante a explorar as trocas e interações dessas propriedades através de engajamento progressivo de ações de jogo simuladas que dependem das propriedades.

[0208]Os elementos de objetivo 630 incluem nós defensivos 638. Os nós defensivos 638 são elementos interativos que reparam, mantêm ou aumentam a eficácia de mecanismo de jogos defensivo. Por exemplo, um usuário pode se mover para um quadrado adjacente a um nó defensivo 638 para transferir excesso de calor e cargas térmicas da armadura para o nó defensivo 638, para reparar ou reabastecer moles dos materiais que constituem a armadura, para erguer uma barreira eletromagnética que indutivamente neutraliza, redireciona ou atenua a radiação de entrada e assim por diante. Os nós defensivos 638 facilitam a aprendizagem e compreensão de objetos de aprendizagem complexos dentro de uma apresentação hierárquica do conceito mais amplo. Em particular, os nós defensivos 638 são adequados para demonstrar tópicos avançados ou de nicho, como o efeito fotoelétrico, que se baseiam em tópicos básicos. Os nós defensivos 638 são configurados para apresentar diversas trocas estratégicas para promover um engajamento mais profundo com os objetivos de aprendizagem. A interação com os nós defensivos 638, como o mecanismo defensivo subjacente, é baseada em princípios científicos reais e aumenta o mecanismo de jogo subjacente (ou atua como uma atualização ou modificador de um mecanismo de jogo).

[0209]Referindo-se, novamente, à Figura 11, o servidor 126 seleciona elementos de terreno 568. Referindo-se, agora, à Figura 14, são mostrados elementos de terreno 640. Os elementos de terreno 640 incluem elementos de elevação 642. Os elementos de elevação 642 incluem montanhas, penhascos, edifícios, andaimes, paredes, pontes, árvores, grandes pedras e outros objetos naturais e construídos que adicionam uma dimensão vertical ao campo de jogo. Os elementos de elevação 642 são configurados de modo a ter propriedades e características ambientais diferentes.

Por exemplo, um personagem que está em terreno elevado pode ser exposto a ventos mais fortes e, dessa forma, maiores taxas de transferência térmica do que um personagem em terreno não elevado. Os elementos de elevação 642 são configurados para obstruir ou impedir o movimento através do campo de jogo. Por exemplo, um personagem que sobe ou desce uma montanha pode se mover na metade da velocidade (arredondada para baixo), um personagem que tenta subir uma montanha íngreme ou penhasco pode exigir acesso através de uma escada ou do uso de um jetpack de ar comprimido, e um personagem que tenta subir em uma árvore pode achar a mesma completamente intransponível. Os elementos de elevação 642 também são configurados para obstruir a linha de visão (por exemplo, não apenas atuar como terreno intermediário com o propósito de cobertura). Ao obstruir a linha de visão, os elementos de elevação 642 alteram as trocas estratégicas que estão presentes no campo de jogo e fazem um campo de batalha não uniforme. Por exemplo, um personagem que se refugia atrás de um elemento de elevação 642 pode evitar a detecção, reduzir a exposição a interações com inimigos, desacelerar o ritmo de jogo e permitir que o tempo passe para se recuperar através do mecanismo de jogo baseado no tempo (por exemplo, pela ventilação do excesso térmico energia para o ambiente ao longo de vários giros). Os elementos de elevação 642 são um influenciador importante de troca estratégica no campo de jogo.

[0210]Os elementos de terreno 640 incluem elementos de água 644. Os elementos de água 644 incluem rios, lagoas, lagos, cachoeiras, banheiras, tonéis, tanques e outros recursos naturais e construídos projetados para reter água e soluções aquosas. Os elementos de água 644 são configurados para impedir o movimento através do campo de jogo. Por exemplo, os elementos de água 644 são configurados para ser: rasos (por exemplo, navegáveis), de profundidade média (por exemplo, navegáveis, porém impedidos ou exigindo assistência, equipamento ou modificadores de movimento) ou profundos (por exemplo, não navegáveis). Os personagens podem viajar acima da maioria dos elementos de água 644 com o uso de um jetpack de ar comprimido ou outro equipamento. Os elementos de água 644 geralmente não obstruem a linha de visão.

[0211]Os elementos de terreno 640 incluem itens ambientais 646. Os itens ambientais 646 incluem propriedades e características ambientais que são específicas para cada espaço do campo de jogo. Por exemplo, o campo de jogo é constituído por um grande retângulo de espaços quadrados 30x50 (ou um mapa de grade hexagonal similar). Cada quadrado tem características e propriedades individuais, incluindo: composições atômicas, moleculares, orgânicas ou de outros materiais (por exemplo, grama, lama, pedra, aço); massa; temperatura; pressão; estado da matéria; calor específico associado a esse material; pH; moles de reagentes; propriedades de condutividade elétrica; carga elétrica ou densidade de íons; força do campo magnético; refletividade; velocidade do vento; taxas de fluxo de fluido; precipitação (por exemplo, chuva, neve); e outras propriedades do material, conforme aplicável.

Alguns dos itens ambientais 646 representam mudanças no mapa de níveis (por exemplo, uma adição ou subtração de um elemento ou energia do sistema do campo de jogo) que são provavelmente compartilhadas por muitos, senão todos os espaços de um mapa de níveis, como precipitação e vento que afetam todos os quadrados de maneira substancialmente uniforme. Os itens ambientais 646 são configurados para atualizar e reagir a atividades e comportamentos do jogador dentro do jogo. Alguns dos itens ambientais 646 também são configurados para ter efeitos nocivos baseados no tempo, como alta umidade ou características de água fazendo com que o ferro enferruje mais rapidamente, chuva ácida cause corrosão de metais e plantas (e armaduras vegetais ou orgânicas ) murchem, e outros efeitos (por exemplo, que reduzem a massa da armadura e, dessa forma, as capacidades defensivas). Alguns dos itens ambientais 646 também são configurados para ter efeitos benéficos baseados no tempo, como água da chuva que dilui um ácido ou base forte, chuva que reabastece as plantas e estimula o crescimento das plantas, respiros térmicos que fornecem calor em mapas de níveis frios ou ventiladores que dissipam o excesso de calor em mapas de níveis quentes, e outros efeitos (por exemplo, que moderam habilidades ofensivas e defensivas, ou outros mecanismos de jogo).

[0212]Os elementos de terreno 640 incluem elementos de movimento 648. Os elementos de movimento 648 incluem escadas, pontes, passarelas extensíveis ou móveis, correias transportadoras, elevadores, ascensores, veículos, dispositivos de teletransporte (por exemplo, com base em tecnologia alienígena), e outros transportadores de pessoas. Os elementos de movimento 648 são configurados para permitir aos personagens se moverem pelo campo de jogo mais livremente ou realocar os personagens entre os giros. Os elementos de movimento 648 são configurados para modificar os efeitos baseados em giros que impactam os personagens. Por exemplo, personagens que são movidos por uma esteira rolante são tratados como se movendo um certo número de espaços adicionais durante um giro, o que pode causar transferência térmica adicional entre a armadura dos personagens e o ambiente. Os elementos de movimento 648 apresentam aos usuários opções adicionais e uma variedade de trocas para equilibrar enquanto navegam estrategicamente no campo de jogo.

[0213]Os elementos de terreno 640 incluem elementos de cobertura de luz

650. Os elementos de cobertura de luz 650 incluem pequenas pedras, tocos de árvores, arbustos, engradados, latas, barricadas, sacos de areia, mesas, caixas e outros objetos em escala quase humana encontrados no ambiente natural e construído. Os elementos de cobertura de luz 650 são configurados para ocupar espaço dentro do campo de jogo, impactar a mobilidade do personagem e bloquear parcialmente a linha de visão. Os elementos de cobertura de luz 650 também são configurados para interceptar, serem direcionados e interagir com mecanismos de jogo ofensivos e mecanismos de jogo especiais. Por exemplo, os elementos de cobertura de luz 650 têm cada um: composições atômicas, moleculares, orgânicas ou de outros materiais (por exemplo, grama, lama, pedra, aço); massa; temperatura; pressão; estado da matéria; calor específico associado a esse material; pH; moles de reagentes; propriedades de condutividade elétrica; carga elétrica ou densidade de íons; força do campo magnético; refletividade; e outras propriedades do material, conforme aplicável. As propriedades dos elementos de cobertura de luz 650 são atualizadas em resposta aos mecanismos de jogo ofensivos e mecanismos de jogo especiais, bem como mecanismos de jogo baseados em giro. Por exemplo, um toco de árvore atingido por uma granada térmica pega fogo, queima várias vezes e, durante esse tempo, reage com o oxigênio presente no ar e emite vapor d'água, outros gases, calor e radiação.

[0214]Os elementos de terreno 640 incluem elementos reativos 652. Os elementos reativos 652 compartilham muitas das características de elementos de cobertura de luz 650. Por exemplo, os reativos 652 ocupam espaço dentro do campo de jogo, impactam a mobilidade do personagem e bloqueiam parcialmente a linha de visão. Os elementos reativos 652 também são configurados para interceptar, serem direcionados e interagir com mecanismos de jogo ofensivos e mecanismos de jogo especiais. Além disso, os elementos reativos 652 têm: composições atômicas, moleculares, orgânicas ou de outros materiais (por exemplo, grama, lama, pedra, aço); massa; temperatura; pressão; estado da matéria; calor específico associado a esse material; pH; moles de reagentes; propriedades de condutividade elétrica; carga elétrica ou densidade de íons; força do campo magnético; refletividade; e outras propriedades do material, conforme aplicável. Entretanto, ao contrário dos elementos de cobertura de luz 650, os elementos reativos 652 são configurados (e especificamente destinados) para interagir por meio de ações ofensivas, ações especiais e interações de objetos. Dessa forma, os elementos reativos 652 são um híbrido entre o elemento de cobertura de luz 650 e um elemento inimigo. Por exemplo, os elementos reativos 652 incluem recipientes de uma determinada massa de um elemento ou composto sólido, cubas de determinado volume de solução, botijões de determinada pressão de gás, bem como estruturas erguidas com determinada composição estrutural, placa de circuito de elementos eletrônicos com determinada funcionalidade, terminal de computador possuindo determinado código, ou sistema biológico incorporando um determinado processo. Os usuários têm a tarefa de interagir com os elementos reativos 652 para atingir um determinado objetivo no jogo.

Por exemplo, o usuário pode precisar utilizar uma interação de objetos para fechar a tampa de uma cuba de um composto líquido, criando um lacre, e, então, usar um gadget emissor de radiação laser ou um aspersor de oxidação-redução para transferir energia para o sistema agora fechado da cuba até que a temperatura aumente o suficiente para que a pressão aumente e a cuba exploda. Dessa forma, os elementos reativos 652 são um elemento interativo complexo que apresenta novos desafios e combinações de desafios para o usuário, transversalizando conceitos e impulsionando trocas estratégicas.

[0215]Referindo-se, novamente, à Figura 11, o servidor 126 seleciona condição(ões) de vitória de nível 570. Referindo-se, agora, à Figura 15, as condições de vitória 660 são um conjunto de cenários ou objetivos de nível que um usuário deve cumprir para: primeiro, vencer um nível com sucesso e, dessa forma, desbloquear o próximo nível ou desafio; e, segundo, obter uma pontuação de maestria para o nível e, dessa forma, desbloquear atualizações, realizações e objetos de aprendizagem adicionais. No modo história, as condições de vitória 570 são predefinidas para o nível selecionado com base nos níveis de dificuldade do nível. No modo simulação, as condições de vitória 570 são selecionadas processualmente com base nas outras entradas, e em vista do perfil de aprendizagem do usuário.

[0216]As condições de vitória 660 incluem um exigência que todos os jogadores sobrevivam 662. O cenário de todos os jogadores sobrevivem 662 exige que todos os personagens jogadores não sofram mortes ou ferimentos graves ou se tornem incapacitados ao longo do nível. Se todos os personagens jogadores controlados pelo usuário sobreviverem até o final do nível (por exemplo, que pode ter uma variedade de outras restrições e condições de vitória 660 que desencadeiam o fim), então o usuário consegue alcança a condição de vitória 660 em que todos os jogadores sobrevivem 662. O cenário de todos os jogadores sobrevivem 662 força o usuário a atingir uma combinação mínima de maestria de conhecimento e maestria de interação estratégica no jogo.

[0217]As condições de vitória 660 incluem um cenário de vários giros 664. O cenário do número de giros 664 tem duas variantes, incluindo uma versão de número máximo de giros (por exemplo, que são permitidas para completar as outras condições de vitória) e uma versão de número mínimo de giros (por exemplo, para sobreviver).

Cada variante enfatiza um nível de maestria diferente. Na variante máxima, o cenário de número de giros 664 força o usuário a atingir uma habilidade de maestria significativa e completar o nível rapidamente através de astúcia e maestria de ações de movimento, ações ofensivas, interações com objetos, traços de personagem, elementos narrativos e suplementos de história. Na variante mínima, o cenário de número de giros 664 força o usuário a operar com eficiência ou sobreviver através de astúcia e maestria de ações de movimento, ações defensivas, interações com terreno e efeitos baseados em giros. Em ambos os casos, o número de giros 664 impõe uma restrição que intensifica a experiência de jogo, impulsiona trocas estratégicas e garante uma quantidade mínima de interações com objetivos de aprendizagem.

[0218]As condições de vitória 660 incluem um cenário de derrota de todos os inimigos 666. O cenário de derrota de todos os inimigos 666 exige que o usuário exige que o usuário supere e conquiste todos os personagens inimigos no mapa de níveis.

Embora os usuários possam achar que é conveniente, mais fácil e/ou divertido eliminar um nível e derrotar todos os inimigos, o cenário de derrota de todos os inimigos 666 não é uma das condições de vitória 660 para todos os níveis e, de fato, tentar superar todos os inimigos pode ser impossível, incrivelmente difícil ou frustrar outros cenários. O cenário de derrota de todos os inimigos 666 leva o usuário a interagir com ações ofensivas e defensivas.

[0219]As condições de vitória 660 incluem um cenário de ocupação de espaços 668. O cenário de ocupação de espaços 668 exige que o usuário mova um ou mais cenários do jogador para um ou mais espaços no mapa de níveis. Por exemplo, o usuário pode ter a tarefa de mover um único personagem jogador para um único quadrado (por exemplo, do outro lado do mapa de níveis), ou o usuário pode ter a tarefa de mover vários personagens para uma área do mapa (por exemplo, mover todos os personagens jogadores através de uma porta e em quadrados do outro lado do limiar). O cenário de ocupação de espaços 668 leva o usuário a interagir com as ações de movimento.

[0220]As condições de vitória 660 incluem um cenário de uso de objeto 670.

O cenário de uso de objeto 670 exige que o usuário navegue pelo mapa de níveis e, então, use um ou mais elementos de objeto por meio de uma interação com objeto.

Por exemplo, no cenário de uso de objeto 670, o usuário tem a tarefa de mover um personagem jogador próximo a um comutador e, então, ativar o comutador (por exemplo, para desligar um equipamento de inimigo ou desabilitar um ponto de desova de inimigo). A ativação do comutador pode encerrar imediatamente o nível, nesse caso o usuário precisará atingir quaisquer outras condições de vitória 660 antes da interação com objeto ou pode ser apenas uma etapa intermediária no nível. O cenário de uso de objeto 670 leva o usuário a interagir com elementos do objeto e se envolver com objetos de aprendizagem, como objetos de processo científico e objetos de contexto.

[0221]As condições de vitória 660 incluem um cenário de sobrevivência de NPC 672. O cenário de sobrevivência de NPC 672 exige que o usuário intercepte, derrote ou redirecione os inimigos para longe de um personagem NPC de modo que o personagem NPC sobreviva até o final do nível. O cenário de sobrevivência de NPC 672 cria um alvo adicional que o usuário precisa defender, aumentando as vulnerabilidades dos personagens jogadores a ataques e necessitando de maestria de trocas estratégicas. Em algumas modalidades, o cenário de sobrevivência de NPC 672 envolve um NPC que é relativamente estático no mapa (por exemplo, trabalhando em algum experimento científico em um laboratório). Em outras modalidades, o cenário de sobrevivência de NPC 672 envolve um NPC que se move através do mapa de forma autônoma (por exemplo, exigindo uma escolta). Com base no mapa de níveis, a localização de características de terreno, elementos de objetivo, elementos inimigos e assim por diante, o cenário de sobrevivência de NPC 672 é adequado para intensificar a experiência de jogo e forçar um engajamento mais profundo com os objetivos de aprendizagem.

[0222]As condições de vitória 660 incluem um cenário de coleta mínima de recursos 674. A coleta mínima de recursos 674 exige que o usuário reúna uma quantidade mínima de energia (por exemplo, elétrica, química, cinética, potencial, etc.) e/ou recursos (por exemplo, elementos, moléculas e compostos, geralmente especificados como estando em forma sólida, líquida ou gasosa; entradas de dados ou amostras; materiais biológicos; e outros objetos) de personagens inimigos, elementos de terreno e características de objeto. O cenário de coleta mínima de recursos 674 força o usuário a realizar medições repetidamente e amostrar a eficiência de extração de recursos, promovendo engajamento com objetos de aprendizagem como os objetos de processo científico.

[0223]As condições de vitória 660 incluem um cenário de gasto máximo de recursos 676. O cenário de gasto máximo de recursos 676 exige que o usuário minimize e execute com eficiência ações que gastam recursos. Por exemplo, o uso de ações ofensivas (por exemplo, granada de pulso eletromagnética, um aspersor de oxidação-redução, etc.) é configurado para gastar reservas de recursos (por exemplo, carga elétrica, moles de átomos reagentes, etc.). No cenário de gasto máximo de recursos 676, o usuário tem a tarefa de pensar criativamente e operar analiticamente para atingir altos níveis de eficiência. O cenário de gasto máximo de recursos 676 é uma restrição elevada que leva o usuário a se envolver com os objetivos de aprendizagem mais profundamente e a atingir a maestria. O cenário de gasto máximo de recursos 676 é configurado para que o usuário demonstre grande maestria de comportamento do inimigo (por exemplo, IA do jogo) frequentemente desenvolvido através de extensa experimentação e descoberta.

[0224]As condições de vitória 660 incluem um cenário de exibição de autocontrole 678. O cenário de exibição de autocontrole 678 exige que o usuário voluntariamente evite usar determinadas ações. O cenário de exibição de autocontrole 678 é explicitamente emitido como uma forma de aumentar o desafio do nível, ou o cenário de exibição de autocontrole 678 é fornecido através de pistas sutis dos elementos narrativos, diálogos no jogo e elementos de história, planos de fundo dos personagens e outras informações que indicam que o usuário deve evitar realizar determinadas ações (por exemplo, não realizar uma única ação ofensiva durante um nível, evitar o uso de elementos interativos, etc.) para engajar os usuários com objetos de aprendizagem como os objetos de engajamento de estudante e os objetos de contexto.

[0225]As condições de vitória 660 são geralmente apresentadas em grupos de três. Uma ou mais das condições de vitória 660 é um cenário primário que deve ser realizado para desbloquear o próximo nível. As outras condições de vitória 660 são cenários secundários, que são opcionais. Entretanto, o jogo educacional é configurado de modo que um usuário que atinge com sucesso as outras condições de vitória 660 desbloqueie objetos de aprendizagem, desbloqueie conquistas ou receba outros benefícios e bônus.

[0226]Por exemplo, um determinado nível pode exigir que o usuário ative um comutador para abrir uma porta de acordo com o cenário de objeto de uso 670, navegue pelo mapa de nível e limpe a soleira da porta de acordo com o cenário de ocupar espaços 668, e faça isso em menos de cinco giros por número de giros 664 cenário. Ao ativar o Comutador e limpar a soleira da porta, o usuário tem acesso ao próximo nível. Entretanto, se o usuário navegar com sucesso pelo mapa de níveis em menos de cinco giros, uma conquista como um novo perfil de carreira para um personagem é desbloqueada. Dessa forma, as condições de vitória 660 conduzem diferentes trocas estratégicas e diferentes opções de jogo que transversalizam conceitos e conduzem um engajamento mais profundo com os objetivos de aprendizagem. A dificuldade incremental de alcançar todas as condições de vitória 660 para desbloquear conquistas e objetos de aprendizagem também conduz a repetição do jogo, promove o pensamento experimental e cria oportunidades adicionais para o pensamento sistêmico e a aprendizagem.

[0227]Referindo-se, novamente, à Figura 11, o servidor 126 seleciona um quadro narrativo 572. O quadro narrativo 572 é uma hierarquia dinamicamente configurável de tópicos que precisam ser transmitidos ao usuário enquanto o mesmo joga o jogo educacional. O quadro narrativo 572 se adapta, com base no perfil de aprendizagem do usuário, para garantir que a experiência de jogo permaneça fresca e atraente para que o usuário não seja submetido, por um lado, a conteúdo redundante e obsoleto ou, por outro lado, a desafios desconhecidos ou conteúdo confuso. O quadro narrativo 572 é unificado no modo história e no modo simulação. Por exemplo, quando um novo usuário começa a jogar o modo história, o quadro narrativo 572 é configurado para explicar como interagir com a interface, como navegar pelo mapa de níveis e qual é a motivação do personagem jogador para proceder através de elementos básicos do enredo que fornecem contexto e significado. Isso inclui cenas cortadas e narração suplementar fora do jogo para cobrir o escopo significativo de tópicos em uma área de projeção mínima. Uma vez que o usuário progride no jogo e demonstra com sucesso uma compreensão ou maestria desse conhecimento inicial, o quadro narrativo 572 é atualizado para se concentrar mais no contexto mais amplo do universo do jogo, porque os personagens são importantes e quais conhecimentos científicos mais profundos ou a compreensão ajudará o usuário a ter sucesso e progredir em direção à mestria dos objetivos de aprendizagem. Como outro exemplo, se o usuário selecionar um desafio de modo simulação que necessite do uso de um item, objeto ou mecanismo de jogo que o usuário não desbloqueou no modo história (por exemplo, se atribuído por um professor fora de ordem no modo história), o quadro narrativo 572 será atualizado para incluir, pelo menos, pequenos tutoriais para explicar o novo item, objeto ou mecanismo de jogo. Após o quadro narrativo 572 transmitir tópicos suficientes (por exemplo, duas três vezes dependendo da demonstração de compreensão bem-sucedida do usuário), o quadro narrativo 572 se ajusta para apresentar novos elementos do quadro narrativo 572 para evitar redundância e explicar mais do jogo e do mundo do jogo. De modo correspondente, o quadro narrativo 572 progride e amadurece com o progresso do usuário para revelar aspectos mais profundos do mundo do jogo, dos personagens e dos objetos de aprendizagem.

Além disso, o quadro narrativo 572 é configurado para guiar o usuário e manter o mesmo em um estado de fluxo, promovendo assim um jogo mais longo e focado com melhores resultados de aprendizagem.

[0228]Em seguida, o servidor 126 seleciona elementos de história 574. Os elementos de história 574 são uma hierarquia configurável dinamicamente de informações do jogo e objetos de aprendizagem, incluindo objetos de engajamento de estudante (e, em particular, objetos de história do jogo como diálogo), objetos de contexto, objetos de método científico, objetos de priorização e objetos de conhecimento do assunto, apresentados como linhas de diálogo do personagem e reações do personagem (por exemplo, disparada por uma atividade no jogo) no jogo.

Os elementos de história 574 são selecionados com base, em parte, no perfil de aprendizagem de usuário, no quadro narrativo 572, no modo de nível selecionado 552, 554, no formato de missão selecionado 560, no mapa de níveis selecionado 562 e nas condições de vitória de nível selecionadas 570. Os elementos de história 574 são configurados para incorporar o quadro narrativo 572 e incorporar o mesmo dentro do contexto dos planos de fundo e personalidades dos personagens jogadores e do mundo do jogo. Os elementos de história 574 também são configurados para guiar o usuário e manter o mesmo em um estado de fluxo, promovendo assim um jogo mais longo e focado com melhores resultados de aprendizagem.

[0229]O servidor 126 seleciona um design de nível inicial 576. O design de nível inicial 576 é a compilação de todos os itens anteriormente selecionados dos objetos de aprendizagem através dos elementos de história sob a forma de um mapa de nível construído com locais de partida iniciais para os personagens jogadores e elementos de inimigo situados, elementos de objetivo, elementos de terreno e assim por diante. O design de nível inicial 576 é compilado com base no formato de missão e condições de vitória e é narrativamente emoldurado com elementos de história que o usuário irá experimentar enquanto joga o nível projetado.

[0230]Em seguida, o servidor 126 valida que o design de nível é adequado ao(s) objetivo(s) de aprendizagem 578. Referindo-se, agora, à Figura 16, é mostrado um método de validar se o design de nível inicial é adequado para o objetos de aprendizagem 578.

[0231]O servidor 126 confirma que elementos indispensáveis são incluídos no design de nível inicial 700. Qualquer nível exige que determinadas condições mínimas sejam mantidas, como a presença de um número mínimo ou máximo de elementos.

Isso inclui a recuperação de pelo menos um mapa de níveis, personagens pelo menos um jogador, pelo menos um elemento de inimigo, pelo menos um elemento de objetivo e assim por diante. Para qualquer nível, existem limites mínimo e máximo definidos.

Além disso, elementos específicos impõem outras restrições que refinam os limites mínimo e máximo, como um mapa de níveis específico exige entre 2 e 10 elementos e outro mapa de níveis exige entre 20 e 40 elementos para garantir que o nível construído seja adequadamente populado para criar uma experiência de jogo atraente e efetiva com base no tamanho do mapa de níveis. Além disso, os elementos necessários incluem elementos de estrutura narrativa e elementos de história (por exemplo, combinados para formar um arco de história) que devem ser tocados no determinado nível no modo história para garantir a continuidade da história e o contexto adequado. De modo similar, alguns elementos de inimigo impõem restrições como inimigos aquáticos são permitidos apenas em níveis com elementos ambientais baseados em água, e elementos de inimigo baseados em fogo são permitidos apenas em níveis com elementos de aprendizagem relacionados à combustão. A etapa de confirmação 700 é um meio computacionalmente eficiente e rápido de garantir que os elementos recuperados tenham uma alta probabilidade de construir uma experiência de jogo educacional divertida, atraente e eficaz na transmissão dos objetos de aprendizagem.

[0232]O servidor 126 pontua a presença de objetos de aprendizagem para o design de nível inicial 702. Cada elemento recuperado no design de nível é atribuído a uma matriz ponderada de múltiplos fatores de valores para a presença do elemento recuperado e proximidade no jogo. As matrizes de todos os elementos recuperados são então agregadas usando um algoritmo de pontuação para formar uma pontuação de matriz principal para o design de nível. Por exemplo, a inclusão de um elemento de inimigo básico (por exemplo, um grunhido) vale alguns pontos de desafio ou dificuldade, alguns pontos de engajamento do usuário e alguns pontos de engajamento com determinados objetos de aprendizagem, porém elementos de inimigos mais avançados (por exemplo, super grunhidos) valem mais pontos de desafio e engajamento com algumas dimensões daqueles objetos de aprendizagem.

Os elementos de objetivo, elementos de terreno e outros elementos de jogo, bem como o respectivo posicionamento desses elementos e a formação de obstáculos ou desequilíbrio da linha de visão e cobertura são pontuados de modo similar. A proximidade e a interação entre os elemento também são pontuadas. A pontuação da matriz principal cria uma avaliação de dificuldade de linha de base, engajamento e eficácia de aprendizagem do design de nível que também é um meio computacional eficiente e rápido de garantir uma probabilidade razoável de construir uma implementação adequada do jogo educacional.

[0233]O servidor 126 confirma que uma pontuação de objeto de aprendizagem está dentro de um envelope de aprendizagem 704. Visto que o jogo educacional se destina principalmente a educar, é de fundamental importância avaliar o design de nível quanto às suas qualidades de aprendizagem. Essa etapa 704 compara a pontuação agregada da matriz principal com o envelope de aprendizagem (por exemplo, uma pontuação mínima e máxima) em vista da perfil de aprendizagem do usuário.

[0234]O servidor 126 compara as pontuações de objeto de aprendizagem selecionado com objetos de aprendizagem não selecionados 706. Visto que o jogo educacional se destina principalmente a educar o usuário sobre um objeto de aprendizagem específico, também é importante avaliar o design de nível quanto às suas qualidades de aprendizagem dominantes e percebidas em relação a todos os objetos de aprendizagem e resultados de aprendizagem possíveis. Por exemplo, essa etapa 706 compara as pontuações da matriz principal para o objeto de aprendizagem focal (ou direcionado) com as pontuações de outros objetos de aprendizagem. Se a pontuação do objeto de aprendizagem focal não for o objeto de aprendizagem com a pontuação mais alta em pelo menos duas vezes, então um sinal de erro é emitido. E, se a pontuação do objeto de aprendizagem focal não for pelo menos igual à soma de todos os outros objetos de aprendizagem, então um sinal de erro é gerado. Essa etapa 706 garante que o usuário experimente uma progressão de conteúdo focalizado e de construção incremental.

[0235]O servidor 126 calcula um envelope de satisfação de objetivo inicial

708. O envelope de satisfação de objetivo inicial é uma faixa estimada das pontuações de eficiência do usuário para completar com sucesso o nível por meio do uso e engajamento com os objetos de aprendizagem focais. O envelope de satisfação do objetivo inicial pode ser definido de uma maneira relaxada (por exemplo, para ser amplo) ou de uma maneira agressiva (por exemplo, para ser estreito e inclinado em direção ao desempenho de nível ideal) com base no nível de dificuldade selecionado.

Essa etapa 708 garante que o usuário experimente os objetos de aprendizagem focais e não potencializa alternativas estratégicas no jogo que possam permitir que o usuário evite os objetos de aprendizagem focais.

[0236]O servidor 126 consulta uma pontuação de satisfação de objetivo alcançada com base nos desempenhos de usuário 710. Esta etapa 710 submete o jogo do design de nível a um processo de crowdsourcing de grupo de usuários para reunir dados precisos sobre como o nível é experimentado por usuários reais. Os escores de eficiência dos usuários são, então, comparados com o envelope de satisfação de objetivo inicial em vista dos perfis de aprendizagem dos usuários. Se uma porcentagem muito grande das pontuações de eficiência ficar fora do envelope de satisfação de objetivo inicial ou uma porcentagem muito grande de pontuações de eficiência ficar fora de um lado do envelope de satisfação de objetivo inicial, um sinal de erro é emitido. Essa etapa 710 valida estocasticamente que o usuário (por exemplo, com base na pontuação de aprendizagem do usuário) provavelmente experimentará os objetos de aprendizagem focais do design de nível, enquanto permite alguma flexibilidade para exceder as expectativas ou não completar o nível.

[0237]O servidor 126 avalia o envelope de satisfação de objetivo alcançado com base em simulações de aprendizagem de máquina 712. Dado o grande número de permutações potenciais de designs de nível, os níveis também são testados usando pontuações de objetivo simuladas obtidas por jogadores representantes de aprendizado de máquina. A abordagem de aprendizagem de máquina permite que milhares de simulações sejam executadas e comparadas para identificar o potencial de pontuação mínima/máxima que são consolidadas em algoritmos ou regras altamente eficientes de avaliação de designs de nível. Os algoritmos de aprendizagem de máquina são condicionados a um conjunto de treinamento que inclui a matriz principal, algoritmos de pontuação e a pontuação de eficiência obtida para um nível.

Os algoritmos de aprendizagem de máquina são supervisionados usando os dados do usuário obtidos do jogo real do usuário do grupo de usuários. E os algoritmos de aprendizagem de máquina são implantados em jogo simulado de designs de nível para amadurecer e refinar a estratégia de jogo por meio de aprendizagem por reforço.

Se uma porcentagem muito grande das pontuações de eficiência obtidas dos testes simulados ficar fora do envelope de satisfação de objetivo inicial ou uma porcentagem muito grande das pontuações de eficiência ficar fora de um lado do envelope de satisfação de objetivo inicial, um sinal de erro é emitido. Essa etapa 712 valida estocasticamente que o usuário (por exemplo, com base no perfil de aprendizagem do usuário) provavelmente experimentará os objetos de aprendizagem focais do design de nível, enquanto permite alguma flexibilidade para exceder as expectativas ou não completar o nível.

[0238]O servidor 126 verifica a emissão de sinais de erro e prossegue para processar o jogo educacional se nenhum erro for sinalizado 714. No entanto, se algum erro foi sinalizado pelas etapas anteriores (por exemplo, etapas 700 a 712), então, o servidor 126 tentará reconfigurar ou redesenhar o design de nível até que uma configuração aceitável e adequada seja obtida. Por exemplo, o servidor 126 reconstrói o nível usando os mesmos elementos do design de nível inicial 716. Essa etapa 716 realoca elementos ao redor do mapa de níveis para encontrar uma configuração que seja mais adequada para o usuário. Por exemplo, se o design de nível inicial foi muito difícil ou extenuante, os elementos de inimigo são mais espaçados ou os elementos de elevação são colocados mais centralmente para dar ao usuário mais tempo para se recuperar entre ondas de interações com elementos de inimigo. Alternativamente,

se o design de nível inicial foi muito fácil ou não conseguir engajar o usuário com objetos de aprendizagem suficientes, os elementos de inimigo são espaçados mais próximos e os elementos de cobertura de luz são reposicionados para fora do mapa de nível. A reconstrução do nível usando os mesmos elementos do design de nível inicial 716 permite um meio de computação rápido e mínimo para reconfigurar o design de nível para torná-lo adequado para o usuário. Então, o servidor 126 repete a seleção de conteúdo recuperado 720. Esta etapa 720 redesenha os elementos e configura os elementos de uma nova maneira até que um nível de design adequado seja alcançado. Uma vez que um resultado satisfatório é obtido, o servidor 126 constrói um jogo educacional com mecanismo de jogo baseado em currículos 580.

[0239]Será entendido que o processo de construção de nível é iterativo e autoatualizável. Embora o número de níveis dinamicamente gerados seja grande, existem semelhanças e paralelos entre formatos e combinações de elementos do jogo que surgem. O uso de três abordagens inter-relacionadas (por exemplo, algoritmos de pontuação, comportamentos de jogo obtidos de muitos usuários e algoritmos de aprendizagem de máquina) fornece feedback entre as abordagens para refinar o processo de design de nível, reduzir as cargas de computação e agilizar o processo de validação. Cada abordagem considera e equilibra a dificuldade do jogo com a dificuldade de aprendizagem pelo método de criação de sequências de objetos de aprendizagem (consultar a Figura 9). As três abordagens inter-relacionadas também impõem uma combinação de restrições controladas por designer, restrições controladas por comportamento do usuário e restrições controladas matematicamente, respectivamente. Combinadas, as três abordagens inter- relacionadas apresentam um meio inovador de validar instâncias do jogo educacional que é, por si só, dinâmico e adaptável às necessidades e capacidades individuais do usuário.

[0240]Referindo-se novamente à Figura 11, se o servidor 126 não consegue validar com sucesso que o design de novamente é adequado para o(s) objeto(s) de aprendizagem (etapa 578), o servidor 126 atualiza o perfil de aprendizagem 718. O perfil de aprendizagem do usuário é atualizado 718 para notar que uma tentativa anterior de criar um nível de design adequado não conseguiu produzir um resultado satisfatório. De modo correspondente, um valor inicial é atualizado ou outros dados são adicionados ao perfil de aprendizagem de modo que um novo desenho de elementos de jogo seja alcançado pelo próximo nível de design. Então, o servidor repete a etapa de selecionar conteúdo recuperado 550.

[0241]Entretanto, se o design de nível for adequado para a objetos de aprendizagem (etapa 578), o servidor 126 constrói um jogo educacional com mecanismos de jogo baseados em currículo 580 conforme descrito anteriormente (por exemplo, consultar as Figura 4 e 5 ).

[0242]Referindo-se, agora, à Figura 17, é mostrada uma ilustração de uma interface de usuário de um menu de início 730 do jogo educacional. O menu de início 730 inclui um painel de título 732. O painel de título inclui um gráfico e um nome de título. O painel de título 732 é configurado para exibir primeiro e exigir uma entrada de usuário (por exemplo, “Pressione qualquer tecla para continuar”) para revelar as outras opções do menu.

[0243]O menu de início 730 inclui um botão de modo história 734. O modo história 734 inicia o jogo educacional em um modo de jogo primário em que o usuário recebe uma combinação de estruturas narrativas e elementos de história, jogo e objetos de aprendizagem. À medida que o usuário joga no modo história 734, novos mecanismos de jogos, objetos de aprendizagem, conquistas e outros itens são desbloqueados.

[0244]O menu de início 730 inclui um botão de modo simulação 736. O modo simulação 736 inicia o jogo educacional em um modo de jogo secundário em que um usuário é capaz de selecionar dentre vários níveis de desafio com quebra-cabeças complexos e interações de jogo, e para gerar níveis personalizados e níveis processualmente gerados para testar as habilidades e capacidades do usuário. Em uma modalidade, o modo simulação 736 é desabilitado até que o usuário conclua uma parte mínima do modo história 734 para garantir que o usuário esteja familiarizado com os mecanismos de jogo e elementos do jogo suficientes para fornecer experiência de jogos atraente, porém não opressiva.

[0245]O menu de início 734 inclui um botão de laboratório 738. O laboratório 738 é o principal repositório de objetos de aprendizagem no jogo educacional. Na área do laboratório 738, o usuário aprende sobre princípios científicos, tendências históricas e outras informações relacionadas aos objetos de aprendizagem do jogo educacional. A área do laboratório 738 também inclui elementos de narrativa desbloqueados e elementos de história desbloqueados do jogo educacional para que o usuário possa repetir o arco da história do jogo educacional sem repetir todos os níveis. O laboratório 738 é configurado para exibir apenas alguns dos itens e mecanismos de jogo com base no que o usuário desbloqueou (por exemplo, do jogo no jogo). O laboratório também é configurado para permitir que o usuário selecione uma equipe de personagens jogadores, se muna de equipamentos e atualize itens e assim por diante.

[0246]O menu de início 734 inclui um botão de conquistas 740. O botão de conquistas 740 é configurado para carregar as áreas de conquista, que é o principal repositório de informações sobre a indústria e carreira no jogo educacional. Na área de conquistas 740, o usuário aprende sobre diferentes tipos de cientistas, engenheiros, programadores computacionais, matemáticos, estatísticos e outros profissionais que apoiam funções técnicas nas áreas de STEM (por exemplo, advogados de patentes) que contribuem com o processo científico e ajudam a implantar tecnologia. A área de conquistas 740 é integrada com estruturas narrativas e elementos de história do jogo educacional para explicar a área de conquistas 740 ao usuário e vincular o conteúdo da área de conquistas 740 ao mundo do jogo. A área de conquistas 740 é configurada para exibir apenas alguns dos itens de conteúdo com base no que o usuário desbloqueou (por exemplo, do jogo no jogo). As conquistas 740 também são configuradas para permitir que o usuário selecione atualizações e modificadores. Por exemplo, uma vez que o usuário desbloqueou um perfil de carreira da área de conquistas 740, o usuário seleciona até três perfis de carreira no início de um nível. Ao selecionar os perfis de carreira, o usuário escolhe quais profissionais de STEM da rede estendida de personagens jogadores estão ajudando os personagens jogadores no nível seguinte. Em termos de efeito no jogo, os personagens jogadores recebem determinados benefícios, bônus ou modificadores relacionados aos perfis de carreira dos profissionais de STEM. Por exemplo, a área de conquistas 740 é configurada de modo que um usuário possa selecionar (por exemplo, equipar) o perfil de carreira de: um cientista de laser para aprimorar o alcance ou potencial de energia máximo de um gadget de radiação laser (por exemplo, modificadores ofensivos); um engenheiro mecânico com formação em ciência de materiais para aumentar ou modificar armaduras com barbatanas térmicas ou um polidor (por exemplo, modificadores defensivos); ou um engenheiro de turbina para aprimorar o alcance de movimento ou taxa de atualização de um jetpack de ar comprimido (por exemplo, modificadores de movimento).

[0247]A área de laboratório 738 e a área de conquistas 740 têm várias interações. Por exemplo, a área do laboratório 738 e a área de conquistas 740 são configuradas de modo que a atividade de usuário em uma desbloqueie novos itens de conteúdo e recursos na outra. A área de laboratório 738 e a área de conquistas 740 são configuradas para incluir links e referências entre si para orientar a exploração do usuário em ambas as áreas. O desempenho do usuário no jogo educacional e a maestria final de objetos de aprendizagem do jogo educacional são determinados, em parte, pelo engajamento e a maestria do usuário com o conteúdo da área de laboratório 738 e da área de conquistas 740.

[0248]O menu de início 734 inclui um botão de bloco de anotações 742. A área de bloco de anotações 742 é configurada para fornece ao usuário espaço para registrar notas, marcar objetos de aprendizagem, copiar fórmulas e similares. Por exemplo, o bloco de anotações 742 é configurado com processamento de texto e funcionalidade de calculadora de modo que o usuário possa se envolver com os objetos de aprendizagem e transmitir esse engajamento para fora do jogo, por exemplo, para estudar ou compartilhar com pais e professores.

[0249]O menu de início 734 inclui um botão de perfil de usuário 744 (“Meu Perfil”). O botão de perfil do usuário 744 leva à área de perfil de usuário que inclui informações sobre o usuário e o desempenho do usuário dentro do jogo educacional.

Por exemplo, a área de perfil de usuário relata informações sobre o tempo total jogado, níveis concluídos, pontuação de eficiência alcançada, energia e recursos coletados, inimigos derrotados, porcentagens de objetos de aprendizagem desbloqueados, estilos de aprendizagem, possíveis interesses de carreira, e assim por diante. Em uma modalidade, a área de perfil de usuário é desprovida de recursos de redefinição de conta para que a conta seja bloqueada e cresça com o usuário. O jogo educacional é configurado de modo que o usuário possa acessar e revisitar o arco da história e objetos de aprendizagem através de outros meios (por exemplo, na área de laboratório). Se o usuário desejar reproduzir o jogo educacional do zero, o usuário é obrigado a criar uma nova conta. A segunda conta pode ser, então, comparada com a primeira conta para ver como o desempenho do usuário e o estilo de aprendizagem mudou ao longo do tempo.

[0250]O menu de início 734 inclui um botão de modo de professor 746. O botão de modo de professor 746 e o modo de professor são desabilitados para a maioria dos usuários e exigem uma conta especial do professor para acessar. O jogo educacional é configurado de modo que os professores (bem como tutores e pais da escola em casa e outros pais que se inscrevem para esse acesso) possam acessar o modo de professor 746 para criar perfis de classe, convidar estudantes para ingressar em uma classe, enviar notificações para usuários na classe, emitir atribuições ou desafios aos usuários na classe, acompanhar o desempenho do estudante (individualmente e por classe) e explorar as informações do estudante como preferências de estilo de aprendizagem e indicadores de risco.

[0251]O menu de início 734 inclui um botão de configurações 748 (ou opções).

O botão de configurações 748 leva a uma área de configurações que é configurada para permitir o controle de usuário sobre opções de exibição visual ou gráfica (por exemplo, resolução), opções de áudio (por exemplo, misturar de música), notificações e similares.

[0252]O menu de início 734 também inclui um botão de saída 750, que é configurado para permitir que o usuário saia do jogo educacional e retorne para a área de trabalho do dispositivo de usuário.

[0253]Referindo-se, agora, à Figura 18, é mostrada uma ilustração de um nível de jogo 760 para um jogo educacional. Por exemplo, se um usuário selecionasse a opção modo história no menu de início, o nível de jogo 760 seria exibido. O nível de jogo 760 inclui um número de elementos do jogo, como um mapa de níveis 762 constituído de uma grade de espaços (por exemplo, 5x7). Em uma modalidade, os espaços são quadrados. Entretanto, os espaços também podem ser configurados para serem hexagonais e outros formatos. Cada espaço do mapa de nível 762 é configurado com características e propriedades separadas, porém interativas, com base em princípios científicos reais. O jogo educacional também pode ter um mapa de nível de forma livre (por exemplo, sem quadrados), porém a natureza incremental de um mapa de nível baseado em espaço melhora a clareza e facilidade de compreensão da complexidade do nível simulado e mitiga a complexidade computacional de um mapa de nível de forma livre.

[0254]O nível de jogo 760 inclui elementos ambientais, como um rio 764 e montanhas 766, que ocupam determinados espaços. Alguns dos elementos ambientais ocupam espaços, tornam os espaços intransitáveis e bloqueiam a linha de visão. Outros elementos ambientais impactam parcialmente o espaço e, dessa forma, modificam o movimento e a linha de visão. Cada elemento ambiental é configurado com determinadas características e modificadores de propriedade com base em princípios científicos reais.

[0255]O nível de jogo 760 inclui um personagem jogador 768. O personagem jogador 768 é um protagonista controlado pelo usuário que é configurado para navegar pelo mapa de nível 768 e interagir com outros elementos do jogo usando ações e mecanismos de jogo baseados em princípios científicos reais.

[0256]O nível de jogo 760 inclui um elemento inimigo 770. O elemento inimigo 770 é controlado por computador e opera de acordo com inteligência artificial e comportamentos específicos do tipo inimigo. O elemento inimigo 770 é configurado para navegar pelo mapa de nível 762 e interagir com outros elementos do jogo usando ações e mecanismos de jogo baseados em princípios científicos reais.

[0257]O nível de jogo 760 inclui elementos interativos, incluindo um nó de força 772 e um comutador 774. O nó de força 772 é configurado para modificar as interações de um personagem jogador em um espaço adjacente (por exemplo, personagem jogador 768). Por exemplo, o nó de força 772 é configurado para fornecer ao personagem jogador 768 reservas de energia adicionais, enquanto o personagem jogador 768 está dentro da faixa de interação com o nó de força 772. O comutador 774 é configurado para modificar o campo de jogo ativando-se ou desativando-se vários elementos de jogo. O comutador 774 é configurado para ser acionado por um personagem jogador ou elemento de inimigo apenas quando o personagem jogador ou elemento de inimigo estiver no mesmo espaço. Por exemplo, o comutador 774 está desocupado pelo personagem jogador 768 ou pelo elemento de inimigo 770 e,

portanto, nenhum deles pode ativar o comutador 774 sem navegar pelo mapa de níveis 762 para onde o comutador 774 está localizado.

[0258]O mapa de níveis 760 inclui elementos de terreno, como pilhas de sujeira e entulho 776 e árvores 778. Cada elemento de terreno é configurado para ocupar um espaço, bloquear parcialmente a linha de visão e, dessa forma, interceptar mecanismos ofensivos como cobertura e assim por diante. Cada elemento de terreno é configurado com determinadas características e modificadores de propriedade com base em princípios científicos reais.

[0259]O mapa de níveis 760 inclui elementos de cobertura de luz, como tambores de óleo 780, engradados e botijões. Cada elemento de cobertura de luz é configurado para ocupar um espaço, bloquear parcialmente a linha de visão e, dessa forma, interceptar mecanismos ofensivos como cobertura e assim por diante. Cada elemento de cobertura de luz é configurado com determinadas características e modificadores de propriedade com base em princípios científicos reais.

[0260]O mapa de níveis 760 mostrado na Figura 18 é apenas uma ilustração de como o jogo educacional é apresentado. Mapas de níveis muito mais complexos com campos de jogo maiores, mais elementos de jogo e mais interações potenciais são previstos.

[0261]Referindo-se, agora, à Figura 19, é mostrado um método de ensino de currículo educacional usando múltiplos níveis em um jogo educacional. O método é realizado pelo servidor 126 através do jogo educacional que o mesmo apresenta ao usuário do dispositivo de usuário. Com propósitos ilustrativos, o método começa quando um usuário seleciona e inicia um jogo no modo história 800. O modo história é iniciado a partir do menu de início ou a partir do final de um jogo no modo história anterior.

[0262]O servidor 126 apresenta um primeiro nível, Nível 1 (L1) 802, ao usuário através do dispositivo de usuário. O Nível 1 é um nível com um mapa de níveis,

personagens jogadores, elementos de inimigo e uma variedade de outros elementos de jogo. O Nível 1 também inclui elementos de estrutura narrativa e elementos de história que são selecionados e construídos conforme anteriormente discutido.

[0263]No Nível 1, o servidor 126 estabelece um primeiro contexto para o primeiro nível 804. O primeiro contexto fornece uma motivação para o nível de jogo e, em particular, o objeto de aprendizagem do primeiro nível. O primeiro contexto é configurado para incorporar o objeto de aprendizagem dentro da estrutura narrativa e elementos de história que são tematicamente alinhados e baseados em exemplos do mundo real, contexto da indústria e aplicabilidade de carreira. Por exemplo, o primeiro contexto é um grande desafio, como as mudanças climáticas.

[0264]O servidor 126 introduz um primeiro módulo educacional 806. O primeiro módulo educacional é um dos objetivos de aprendizagem centrais do currículo educacional como incorporado pelos padrões educacionais. Por exemplo, o primeiro módulo educacional é uma definição de alto nível do modelo atômico com uma ilustração ou simulação do modelo de Bohr do átomo.

[0265]O servidor 126 solicita que um usuário pratique usando um primeiro mecanismo de jogo 808. Especificamente, é solicitado que o usuário comece a jogar o primeiro Nível, Nível 1. Conforme o usuário joga o Nível 1, o usuário é confrontado com elementos inimigos e outros elementos de jogo que forçarão o usuário a interagir com os mecanismos de jogo alinhados ao primeiro módulo educacional. As trocas estratégicas incorporadas no Nível 1 incentivam o usuário a pensar de forma sistemática e estratégica sobre a utilidade e a aplicação do primeiro módulo educacional com base em como os mecanismos de jogo permitem que os personagens jogadores naveguem no Nível 1. Por exemplo, o usuário é apresentado a um conjunto de mecanismos de jogo que inclui uma ação ofensiva para invocar um gadget laser de radiação eletromagnética que incorpora as propriedades do modelo de Bohr do átomo e princípios científicos relacionados.

[0266]Então, o servidor 126 verifica a(s) condição(ões) de vitória do primeiro nível 810. Se o usuário não conseguiu utilizar com sucesso o primeiro mecanismo de jogo corretamente e não conseguiu superar os desafios do primeiro nível, o servidor 126 solicitará que o usuário tente novamente o primeiro nível. De outro modo, se o usuário foi bem-sucedido, então, o jogo educacional continuará.

[0267] O servidor 126 valida a compreensão do primeiro nível 812. O usuário é apresentado a uma pergunta e solicitado a responder com base no primeiro contexto e/ou no primeiro objeto de aprendizagem. O servidor 126 fornece feedback com base na resposta. Por exemplo, o diálogo no jogo confirma a resposta do usuário ou fornece uma entrada corretiva.

[0268]O servidor 126 reforça o primeiro contexto 814. O jogo educacional traça paralelos entre o uso pelo usuário do primeiro mecanismo de jogo (e, por associação, o objeto de aprendizagem), a condição de vitória para o primeiro nível (o efeito no jogo) e o primeiro contexto (o contexto mais amplo). Essa etapa 814 interliga os objetos de aprendizagem à experiência de jogo geral.

[0269]Então, o servidor 126 resolve o primeiro nível 816. A estrutura narrativa e elementos de história são avançados com um grau de encerramento para o arco de história do nível, como através de diálogo de fim de nível, e o jogo educacional continua.

[0270]O servidor 126, então, apresenta a área de laboratório 818. Em uma modalidade, o jogo educacional é configurado para desdobrar um nível após o outro sem uma pausa fora dos níveis. Entretanto, durante os primeiros níveis do jogo como parte do tutorial, o jogo educacional é configurado para direcionar os usuários a outros modos de jogo e áreas, como a área de laboratório, para apresentar o usuário à área de laboratório, explicar quais informações e recursos estão acessíveis na tela do laboratório, e mostrar como navegar dentro e fora da área de laboratório.

[0271]Em seguida, o servidor 126 apresenta um segundo nível, Nível 2 (L2)

822. O segundo nível é, em geral, compatível em configuração, tom estético e auditivo com o primeiro nível para criar uma experiência imersiva e ressonante que é configurada para ter continuidade suficiente para manter a atenção do usuário nos objetos de aprendizagem do jogo educacional. Por exemplo, se o primeiro nível é um campo levemente arborizado com um pequeno riacho, o segundo nível também é arborizado com um elemento de água. A música e os efeitos sonoros também permanecem compatíveis e similares.

[0272]O servidor 126 estabelece um segundo contexto para o segundo nível

824. O segundo contexto fornece uma motivação para o nível de jogo e, em particular, o objeto de aprendizagem do segundo nível. O segundo contexto é configurado para incorporar o objeto de aprendizagem dentro do quadro narrativo em andamento e elementos de história que são tematicamente alinhados e baseados em exemplos do mundo real, contexto da indústria e aplicabilidade de carreira. O segundo contexto está relacionado ou intencionalmente contrastado com o primeiro contexto. Por exemplo, o segundo contexto é uma questão mais acessível (ou seja, em comparação com a enormidade da mudanças climáticas) como a poluição localizada de bacias hidrográficas e habitat.

[0273] O servidor 126 expande o primeiro módulo educacional 826. O primeiro módulo educacional é um objeto de aprendizagem complexo e multifacetado que exige uma explicação significativa para cobrir completamente. A expansão do primeiro módulo educacional através de explicação sucessiva permite que a complexidade e a nuance sejam divididas em incrementos menores. Além disso, quando informadas pelas preferências do usuário baseadas no perfil de aprendizagem do usuário, as sucessivas explicações são configuradas às necessidades e preferências específicas do estilo de aprendizagem do usuário, proporcionando assim uma experiência de aprendizagem personalizada. Por exemplo, o primeiro módulo educacional é expandido com uma discussão mais ampla do modelo atômico, mais informações sobre o modelo de Bohr e sua descoberta histórica e exemplos de como o modelo de Bohr difere para elementos focais diferentes (por exemplo, Hélio vs. Hidrogênio).

[0274]O servidor 126 solicita que o usuário pratique usando um segundo mecanismo de jogo 828. Em vista do conhecimento expandido do módulo educacional, o segundo mecanismo de jogo é geralmente uma versão mais elaborada, mais complexa ou mais funcional do primeiro mecanismo de jogo. Por exemplo, o segundo mecanismo de jogo é um gadget de radiação eletromagnética que expande o alcance controlável do modelo de Bohr para incluir envoltórios de elétrons superiores (por exemplo, n=5 e n=6), aprimorando a saída de energia máxima e a precisão da ação ofensiva. Neste exemplo, o segundo mecanismo de jogo tem efeitos no jogo como pistas visuais e animações diferentes para reforçar como o segundo mecanismo de jogo difere do primeiro mecanismo de jogo, mesmo que estejam intimamente relacionados e construídos um a partir do outro.

[0275] O servidor 126 verifica a(s) condição(ões) de vitória do segundo nível

830. Se o usuário não conseguiu utilizar com sucesso o segundo mecanismo de jogo e não conseguiu superar os desafios do segundo nível, o servidor 126 solicitará que o usuário tente novamente o segundo nível. De outro modo, se o usuário foi bem- sucedido, então, o jogo educacional continua.

[0276]O servidor 126 valida a compreensão do segundo nível 832. O usuário é apresentado a uma pergunta e solicitado a responder com base no segundo contexto e/ou no segundo objeto de aprendizagem. O servidor 126 fornece feedback com base na resposta. Por exemplo, o diálogo no jogo confirma a resposta do usuário ou fornece uma entrada corretiva.

[0277] O servidor 126 reforça o segundo contexto 834. O jogo educacional traça paralelos entre o uso pelo usuário do segundo mecanismo de jogo (e, por associação, o objeto de aprendizagem), a condição de vitória para o segundo nível (o efeito no jogo) e o segundo contexto (o contexto mais amplo). Essa etapa 834 liga os objetos de aprendizagem à experiência de jogo geral.

[0278]Então, o servidor 126 resolve o segundo nível 836. O quadro narrativo e os elementos de história avançam com um grau de encerramento para o segundo nível, como através de diálogo de fim de nível, e o jogo educacional continua.

[0279]O servidor 126, então, apresenta as áreas de conquista 838. Conforme discutido acima, em uma modalidade, o jogo educacional é configurado para desdobrar um nível após o outro sem uma pausa ou saída dos níveis. Entretanto, durante os primeiros níveis do jogo educacional como parte do tutorial, o jogo educacional é configurado para direcionar os usuários a outros modos de jogo e áreas, como as áreas de conquista, para apresentar o usuário às áreas de conquista, explicar quais informações e recursos estão alojados nas áreas de conquista, e mostrar como navegar dentro e fora das áreas de conquista.

[0280] Em seguida, o servidor 126 apresenta um terceiro nível, Nível 3 (L3)

842. O terceiro nível é, em geral, compatível em configuração, tom estético e auditivo com o segundo para criar uma experiência imersiva e ressonante que é configurada para ter continuidade de experiência suficiente para manter a atenção do usuário nos objetos de aprendizagem do jogo educacional. No entanto, com cada nível adicional, o jogo educacional diverge ainda mais do primeiro nível, criando um arco tonal para os designs de nível e a experiência de jogo.

[0281]O servidor 126 transversaliza o primeiro contexto e o segundo contexto

844. A transversalização do primeiro contexto e do segundo contexto traça paralelos entre os assuntos e ilumina as diferenças. Nos exemplos usados acima, o primeiro contexto (mudança climática) e o segundo contexto (poluição) são interligados para demonstrar como ambos são questões importantes que a sociedade enfrenta e que são comprovadas por pesquisa e apoio similarmente vastos, porém também contrastadas em termos de imediatismo tangível, escala de impacto e facilidade de intervenção.

[0282]O servidor 126 refina o primeiro módulo educacional 826. O primeiro módulo educacional é um objeto de aprendizagem complexo e multifacetado que exige uma explicação significativa para cobrir completamente. O refino do primeiro módulo educacional 826 permite uma consideração aprofundada do conceito focal, a apresentação contextualizada de fórmulas complexas e a introdução de variáveis científicas e constantes após o usuário ter alcançado uma compreensão mínima do primeiro módulo educacional dos níveis anteriores. O refino do primeiro módulo educacional 826 também oferece uma oportunidade de fazer conexões com conceitos ou objetos de aprendizagem relacionados anteriores e prenunciar conceitos ou objetos de aprendizagem futuros relacionados. Além disso, quando informadas pelas preferências do usuário baseadas no perfil de aprendizagem do usuário, as explicações finais são configuradas às necessidades e preferências específicas do estilo de aprendizagem do usuário, proporcionando assim uma experiência de aprendizagem personalizada que atrasa os materiais mais complexos ou a apresentação mais difícil de materiais com base nos estilos de aprendizagem do usuário. Por exemplo, o primeiro módulo educacional é refinado com equações detalhadas de modelo de Bohr do átomo, a relação de energia com comprimento de onda e frequência e a introdução de constante de Plank.

[0283]O servidor 126 solicita que o usuário pratique usando um terceiro mecanismo de jogo 848. Em vista do conhecimento refinado do módulo educacional, o terceiro mecanismo de jogo é geralmente uma versão exigente do primeiro mecanismo de jogo. Por exemplo, o terceiro mecanismo de jogo é um gadget de radiação eletromagnética que exige que o usuário calcule a quantidade de energia necessária para excitar átomos dentro do gadget ou a quantidade de energia irradiada pelos átomos excitados do segundo mecanismo de jogo.

[0284] O servidor 126 verifica a(s) condição(ões) de vitória do terceiro nível

850. Se o usuário não conseguiu utilizar com sucesso o terceiro mecanismo de jogo e não conseguiu superar os desafios do terceiro nível, o servidor 126 solicita que o usuário tente novamente o terceiro nível. De outro modo, se o usuário foi bem- sucedido, então, o jogo educacional continua.

[0285]O servidor 126 valida a compreensão do terceiro nível 852. O usuário é apresentado a uma pergunta e solicitado a responder com base na transversalização do primeiro e do segundo contexto e/ou dos objetos de aprendizagem. O servidor 126 fornece feedback com base na resposta. Por exemplo, o diálogo no jogo confirma a resposta do usuário ou fornece uma entrada corretiva.

[0286] O servidor 126 reforça o terceiro contexto 854. O jogo educacional traça paralelos entre o uso pelo usuário dos mecanismos de jogo (e, por associação, o objeto de aprendizagem), a condição de vitória para o terceiro nível (o efeito no jogo) e o terceiro contexto (o contexto mais amplo). Essa etapa 854 interliga os objetos de aprendizagem à experiência de jogo geral.

[0287]Então, o servidor 126 resolve o terceiro nível 856. O quadro narrativo e os elementos de história avançam com um grau de encerramento para o terceiro nível, como através de diálogo de fim de nível, e o jogo educacional continua.

[0288]Embora o usuário pratique os mecanismos de jogo 808, 828, 848 ao longo do primeiro nível, segundo nível e terceiro nível, o servidor 126 é configurado para verificações de compreensão intercaladas 860. As verificações de compreensão garantem que o usuário esteja engajado e entenda o objeto de aprendizagem ou a interface do jogo educacional. O jogo educacional é configurado para intercalar as verificações de compreensão com base nos objetos de aprendizagem do nível, no perfil de aprendizagem do usuário e na saída do módulo de engajamento. Por exemplo, o módulo de engajamento pode indicar que o usuário o usuário está preso no laboratório e não consegue navegar de volta para jogar o segundo nível. Nesse caso, uma notificação é gerada para verificar se o usuário deseja retornar ao modo história e mostrar ao usuário como fazê-lo. Em uma modalidade, algumas verificações de compreensão são construídas nos níveis iniciais do jogo sob a forma de tutoriais.

Após o período de tutorial, as verificações de compreensão são esporádicas.

Entretanto, se o usuário não estiver conectado ao jogo há algum tempo (conforme indicado pelo módulo de engajamento), as verificações de compreensão são reativadas para fornecer intervenção e orientação para levar o usuário de volta ao fluxo do jogo educacional.

[0289]Em uma modalidade, as verificações de compreensão são configuradas para testar o conhecimento do usuário dos objetos de aprendizagem em modos de dificuldade avançados. Por exemplo, o jogo educacional fornece ao usuário uma verificação de compreensão baseada no conhecimento entre algumas ações ou no final de cada nível. Desta forma, a taxa de teste de compreensão é bastante alta, ao mesmo tempo que sustenta o engajamento do usuário através da experiência de jogo.

O usuário é incentivado a se envolver nessas verificações de compreensão por recompensas de maiores pontuações de eficiência potencial, maiores oportunidades de coleta de recursos ou bônus e buffs no jogo.

[0290]Em vista do sequenciamento de objetos de aprendizagem e a revelação progressiva de módulos educacionais e objetos de aprendizagem ao longo da ilustração de três níveis, será entendido que o jogo educacional é configurado para prenunciar seletivamente objetos de aprendizagem, proporcionando ao usuário um vislumbre de futuros conceitos enquanto ainda pratica e domina os objetos de aprendizagem atuais e as trocas no jogo associadas.

[0291]Referindo-se, agora, à Figura 20, é mostrado um método de ensino de currículo educacional usando mecanismos de jogo em um jogo educacional. Será entendido que o método mostrado na Figura 20 tem muitas semelhanças com o método mostrado na Figura 20. O método mostrado na Figura 20 também é realizado por rede de computadores com o servidor 126, e assim por diante. Entretanto, esse método é voltado para a forma na qual verificações de feedback e compreensão são incorporadas aos mecanismos de jogo e o engajamento com objetos de aprendizagem é incentivado e recompensado no jogo educacional. Em uma modalidade, o método mostrado na Figura 20 é reservado para modos de jogo mais difíceis que são, por sua vez, reservados para usuários que demonstraram conhecimento avançado e habilidade de jogo. De modo correspondente, os mecanismos de jogo adicionais 876 apresentam uma camada adicional de complexidade e desafio (ou oportunidade) que pode impedir a aprendizagem até um limite mínimo de conhecimento ou compreensão dos objetos de aprendizagem, porém pode encorajar ou inspirar a maestria do conhecimento ou compreensão dos objetos de aprendizagem além do limite mínimo.

[0292]O servidor 126 apresenta um nível 870, e o servidor 126 também solicita que o usuário pratique um módulo educacional usando um mecanismo de jogo 872, conforme discutido acima. O servidor 126, então, apresenta uma interface de jogo incluindo mecanismo de jogo adicional 874. Os mecanismos de jogo adicionais 876 são suplementares aos mecanismos de jogo 500 conforme mostrado na Figura 10.

[0293]Os mecanismos de jogo adicionais 876 incluem uma ação para verificar alvos 878. A ação de verificação de alvos 878 é configurada para permitir que um usuário faça medições de elementos inimigos, elementos de terreno, objetos interativos e outros elementos do jogo para avaliar as características e propriedades dos alvos verificados com base em princípios científicos reais. A ação de verificação de alvos 878 assume três formas, incluindo: limitada (por exemplo, utilizável contra um alvo individual de cada vez), moderada (por exemplo, utilizável contra todos os alvos na linha de visão) ou de base ampla (por exemplo, utilizável contra todos os alvos atualmente no campo de jogo). A ação de verificação de alvos 878 tem requisitos de troca de recursos variáveis, incluindo: custos baixos (por exemplo, não exige nenhuma troca de ação), médio (por exemplo, exige uma ação por ação de verificação) ou alto (por exemplo, exige uma ação por ação de verificação e o gasto de um recurso reagente). A ação de verificação de alvos 878 resulta em inteligência que assume três formas, incluindo: exata (por exemplo, fornecendo medições com grande certeza), imprecisa (por exemplo, fornecendo faixas de medição) ou estocasticamente improvável (por exemplo, fornecendo medições propositalmente imprecisas que podem ser refinadas através de ações de verificação e amostragem adicionais). A ação de verificação de alvos 878 é configurada de acordo com esses fatores com base no nível de dificuldade selecionado do jogo e em vista do perfil de aprendizagem do usuário, e é configurada para aumentar sequencialmente a complexidade, o desafio e os custos de troca.

Por exemplo, em modos de jogo mais difíceis, o jogo educacional é configurado para limitar a quantidade de informações apresentadas ao usuário, como conhecimento limitado sobre a armadura ou equipamento de elementos inimigos.

O usuário pode escolher usar a ação de verificação de alvos 878 para coletar dados sobre o tipo de armadura do qual um elemento inimigo se muniu, incluindo composição elementar, a massa da armadura, o outro equipamento do elemento inimigo e outras propriedades.

O usuário pode, então,

usar esses dados para decidir como interagir estrategicamente com o nível e o elemento inimigo.

É importante notar que o usuário também pode desistir da ação de verificação de alvos 878 e prosseguir diretamente para a observação experimental pela qual o usuário pode escolher realizar ações ofensivas em elementos inimigos e calcular as características de armadura e propriedades do elemento inimigo com base no conhecimento do usuário e na maestria dos objetos de aprendizagem.

De modo similar, o usuário pode escolher expor os personagens jogadores ao risco de usar ações defensivas e determinar o equipamento dos elementos inimigos com base nos impactos observados usando o conhecimento do usuário e a maestria dos objetos de aprendizagem, mais uma vez.

A presença da ação de verificação de alvos 878 apresenta novas trocas na alocação de recursos e cria oportunidades para ensinar o usuário sobre o design experimental, as limitações de observação e amostragem e análise estatística.

Além disso, a ação de verificação de alvos 878, como os outros mecanismos de jogo adicionais 876 é bem adequada para estimular o jogo da compreensão à maestria através de um desafio sequencialmente aumentado que sustenta o engajamento.

[0294]Os mecanismos de jogo adicionais 876 incluem uma ação de programação de assistente robótico 880. A ação de programação de assistente robótico 880 é configurada para permitir que o usuário comande um assistente robótico (por exemplo, um drone) para se mover pelo mapa de níveis para atrair a atenção dos elementos inimigos, expanda a linha de visão dos personagens jogadores (por exemplo , reduzindo a névoa de guerra), realize uma ação de verificação de alvo em nome dos personagens jogadores, reúna recursos ou busque recursos ocultos ou nós de força. No processo, o assistente robótico permite que o usuário obtenha informações sobre o nível sem expor os personagens jogadores às ameaças dos elementos inimigos. Entretanto, o assistente robótico é configurado para ser dispendioso (por exemplo, em termos de recursos no jogo necessários para implantar e usar o assistente robótico) e geralmente vulnerável (por exemplo, com capacidades defensivas fracas) para garantir trocas estratégicas adequadas no jogo . A ação de programação de assistente robótico 880 é configurada para apresentar aos usuários os fundamentos de ciência da computação e informações digitais e objetos de aprendizagem de transmissão. O assistente robótico também é configurado para ser personalizável pelo usuário por meio da seleção de conquistas desbloqueadas. Isso cria uma ligação adicional entre as informações industriais e de carreira e as ações no jogo, enquanto aumenta o entusiasmo e o engajamento do usuário. A ação do assistente robótico 880 também cria novas trocas estratégicas e incentiva a repetir jogos do mesmo nível.

[0295]Os mecanismos de jogo adicionais 876 incluem uma ação de análise de objetos de aprendizagem 882. A ação de análise de objetos de aprendizagem 882 é configurada para permitir que o usuário acesse os conteúdos da área de laboratório ou áreas de conquista de dentro dos modos de jogo como um ponto de referência. Em uma modalidade, o usuário apenas acessa objetos de aprendizagem a partir do bloco de anotações do usuário ou fora do fluxo do modo de jogo (por exemplo, no modo laboratório) para promover o engajamento com a experiência de jogo e o uso de conhecimento já comunicado e digerido. Entretanto, em modos de jogo mais difíceis, o usuário pode precisar consultar equações ou outras informações na área de laboratório ou áreas de conquista. A ação de análise de objetos de aprendizagem 882 permite que o usuário pause o modo de jogo e interaja com os objetos de aprendizagem de maneira limitada.

[0296]Os mecanismos de jogo adicionais 876 incluem uma ação de pedido de dica 884. A ação de pedido de dica 884 é configurada para permitir que o usuário solicite assistência dentro do modo de jogo. De modo correspondente, o usuário pode ativar notificações e orientações que podem ajudar o usuário a navegar pelo nível. O usuário também pode solicitar um tutor (por exemplo, outra pessoa ou assistente do chatbot que fornece entrada no jogo e problemas de objetos de aprendizagem no jogo).

[0297]Os mecanismos de jogo adicionais 876 incluem uma ação de invocação de teste voluntário 886. A ação de invocação de teste voluntário 886 é configurada para permitir que o usuário solicite uma ou mais perguntas explícitas (por exemplo, um teste) ou desafios de quebra-cabeça (por exemplo, um jogo de mosaico para construir uma hierarquia de conceitos) sobre a compreensão do usuário dos objetos de aprendizagem. Se o usuário responder corretamente, os personagens jogadores recebem um benefício menor associado aos objetos de aprendizagem do emparelhamento pergunta-resposta, como redução da temperatura ou reposição de recursos da armadura (ações defensivas) dos personagens jogadores, ou energia e reposição de recursos das armas (ações ofensivas) dos personagens jogadores. A invocação de testes voluntários 886 próximo aos nós de força e objetos interativos também é uma condição de vitória de nível (por exemplo, uma variante do cenário do objeto de uso 670) e/ou pode ser usada para desbloquear objetos de aprendizagem adicionais no laboratório e perfis de carreira nas conquistas.

[0298]O servidor 126 recebe uma entrada de usuário incluindo os mecanismos de jogo adicionais 888. Então, o servidor 126 avalia o desempenho de usuário em relação à expectativa 890. Visto que os mecanismos de jogo adicionais são projetados para uso limitado em modos de jogo avançados ou difíceis, o jogo educacional é configurado para restringir o uso dos modos de jogo adicionais. De modo correspondente, o servidor 126 valida se o usuário está usando os mecanismos de jogo adicionais de boa fé e de acordo com o nível de conhecimento e habilidade do usuário. Se não, o servidor 126 restringe o acesso aos mecanismos de jogo adicionais e fornece feedback para incentivar o usuário a tentar cursos de ação alternativos. De outro modo, o servidor 126 oferece ou age de acordo com o resultado associado do mecanismo de jogo adicional 876. Como uma recompensa ou incentivo ao uso do mecanismo de jogo adicional 876, o servidor 126 concede direitos de acesso a objetos de aprendizagem e conquistas adicionais 894. De modo correspondente, o jogo educacional é configurado para oferecer de forma dinâmica, seletiva e condicional os mecanismos de jogo adicionais 876 e restringir ou incentivar o uso dos mecanismos de jogo adicionais 876, conforme adequado com base no perfil de aprendizagem do usuário.

[0299]Referindo-se, agora, à Figura 21, é mostrada uma interface de usuário de um submenu contendo múltiplos modos de lição do menu de início da Figura 17.

Em uma modalidade, o jogo educacional é configurado para ter múltiplos modos de lição, com cada modo de lição apresentando um nível de desafio ou dificuldade diferente e testando o nível de conhecimento ou maestria do usuário em vários níveis de detalhe e complexidade. Como ilustrado na Figura 21, quando um usuário seleciona o modo história, um submenu é apresentado que é configurado para permitir que o usuário selecione entre vários níveis de dificuldade.

[0300]Por exemplo, o jogo educacional é configurado para ter um primeiro modo de lição 902. Se o usuário selecionar o primeiro modo de lição 902, o servidor 126 apresentará uma instância do jogo educacional que é simplificada para transmitir e testar compreensão de alto nível de conceitos e terminologia. As apresentações mais avançadas ou complicadas de objetos de aprendizagem são restritas. O jogo educacional apresentado no primeiro modo de lição 902 também inclui um conjunto de mecanismo de jogos limitado para simplificar a experiência de jogo. De modo correspondente, o jogo educacional apresentado no primeiro modo de lição 902 é bem adequado para transmitir alguns objetos de aprendizagem a usuários, por exemplo, para ensinar conceitos de currículo de ciências no nível do ensino médio para estudantes do ensino fundamental que podem não ter conhecimento de ciências ou habilidades matemáticas suficientes para enfrentar os níveis de dificuldade mais difíceis, ainda.

[0301]O jogo educacional é configurado para ter um segundo modo de lição

904. Se o usuário selecionar o segundo modo de lição 904, o servidor 126 apresentará uma instância do jogo educacional que é de complexidade média. Além de transmitir e testar conceitos e terminologia, o jogo educacional também transmite e testa equações e exige que o usuário resolva problemas moderadamente complexos. O jogo educacional apresentado no segundo modo de lição 904 inclui o conjunto total de mecanismos de jogo. De modo correspondente, o jogo educacional apresentado no segundo modo de lição 904 é bem adequado para transmitir a maior parte dos objetos de aprendizagem a usuários, por exemplo, para ensinar currículo de ciências em nível de ensino médio para estudantes do ensino fundamental (por exemplo, não colocação avançada ou classes de nível certificado por crédito universitário).

[0302]O jogo educacional também é configurado para ter um terceiro modo de lição 906. Se o usuário selecionar o terceiro modo de lição 906, o servidor 126 apresentará uma instância do jogo educacional que é de alta complexidade e desafio.

Além de transmitir e testar os conceitos, terminologia, equações e abordagens de resolução de problemas, o jogo educacional também transmitirá e testará conhecimento profundo e maestria dos objetos de aprendizagem, limitando-se a disponibilidade de informações e mecanismo de jogos enquanto exige que o usuário resolva problemas complexos. De modo correspondente, o jogo educacional apresentado no terceiro modo de lição 906 é bem adequado para transmitir apreciação profunda dos objetos de aprendizagem a usuários, por exemplo, para ensinar currículo de ciências em nível de ensino médio para estudantes para colocação avançada e estudantes universitários em um nível universitário.

[0303]O jogo educacional com múltiplos modos de lição é configurado para se adaptar e crescer com cada usuário. Os usuários podem repetir o jogo educacional em diferentes pontos da jornada educacional do usuário (por exemplo, no ensino fundamental, no ensino médio e na faculdade) para se aprofundar no assunto e serem expostos a apresentações mais maduras e complexas dos objetos de aprendizagem .

Além disso, o jogo educacional é capaz de fornecer uma experiência educacional customizada e personalizada a cada execução da experiência de jogo, rastreando-se o usuário por longos períodos de tempo (por exemplo, vários anos) e ajustando-se ao progresso do usuário.

[0304] Referindo-se, agora, à Figura 22, é mostrada uma ilustração de uma interface de usuário para um primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com um primeiro modo de lição do jogo educacional (mais adiante neste documento, o primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910). O primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 inclui dois painéis: um painel de ação 912 e um painel de reação 914. A interface de usuário do jogo educacional é configurada de modo que uma janela pop-up surja quando o usuário focaliza sobre várias partes do primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910. As janelas pop-up explicam o objeto de aprendizagem subjacente à parte focalizada da interface de usuário. A interface de usuário do jogo educacional é adicionalmente configurada de modo que o usuário possa clicar ou selecionar a janela pop-up para sondar um nível para baixo para ver uma explicação adicional sobre o objeto de aprendizagem subjacente à janela pop-up. De modo correspondente, o usuário pode fazer uma busca detalhada nos objetos de aprendizagem apresentados pelo primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910, bem como outras interfaces de usuário do jogo educacional.

[0305]O painel de ação 912 mostra a porção controlada pelo usuário do mecanismo de jogo. O painel de ação 912 inclui um título de ação 916, que indica o mecanismo de jogo que o usuário selecionou. Conforme mostrado na Figura 22, o usuário selecionou uma ação ofensiva, ou seja, o gadget de radiação eletromagnética que incorpora o modelo de Bohr do átomo.

[0306]O painel de ação 912 inclui um controle de usuário 918. O controle de usuário 918 é um elemento interativo que é configurado de modo que o usuário possa selecionar, ajustar ou inserir valores para manipular a configuração do painel de ação

912. Conforme mostrado na Figura 22, o controle de usuário 918 é uma seta para cima/para baixo simples que permite que o usuário aumente ou diminua a quantidade de energia aplicada ao gadget de radiação eletromagnética e, dessa forma, o nível de excitação dos elétrons dos átomos focais.

[0307]O painel de ação 912 inclui um gráfico de simulação 920. O gráfico de simulação 920 inclui uma apresentação visual dos objetos de aprendizagem associados ao mecanismo de jogo. O gráfico de simulação 920 é interativo e inclui algumas informações sobre como o mecanismo de jogo é configurado, como o número de moles de matéria. Conforme mostrado na Figura 22, o gráfico de simulação 920 é um gráfico interativo do modelo atômico com uma saída da frequência de energia emitida no fundo.

[0308]O painel de ação 912 inclui indicações de status 922, que mostram a configuração atual do gráfico de simulação 920. Por exemplo, as indicações 922 incluem um círculo que representa um elétron que ocupa um envoltório do modelo atômico e um fio que representa uma frequência de radiação emitida por excitação do elétron.

[0309]O painel de ação 912 inclui um primeiro conjunto de explicações 924 de objetos de aprendizagem relacionados ao primeiro mecanismo de jogo 910. O primeiro conjunto de explicações 924 enriquece a interface e fornece informações suplementares sobre objetos de aprendizagem relacionados. Em uma modalidade, o primeiro conjunto de explicações 924 é atualizado periodicamente durante o jogo, expondo o usuário a uma pequena e prontamente digerível quantidade de novas informações ao longo do tempo que incentiva o usuário a prestar atenção ao painel de ação 912.

[0310]O painel de ação 912 inclui um valor de saída 926. O valor de saída 926 representa um valor culminante da configuração do primeiro mecanismo de jogo 910 conforme descrito no gráfico de simulação 920. Conforme mostrado, os 2,4 mega- joules de energia são a quantidade e energia a ser transmitida pelo gadget de radiação eletromagnética na configuração atual.

[0311]O painel de ação 912 também inclui indicadores de atualização 928, que descrevem as atualizações disponíveis ao mecanismo de jogo que o usuário desbloqueou. Conforme mostrado na Figura 22, o usuário desbloqueou apenas uma modalidade do gadget de radiação eletromagnética, isto é, o uso de um gadget baseado em Hidrogênio.

[0312]O painel de reação 914 descreve a porção determinada em jogo do mecanismo de jogo. O painel de reação 914 inclui um título de reação 930. O título de reação 930 indica o elemento de jogo que é atualmente selecionado e sendo almejado pelo mecanismo de jogo. Conforme mostrado na Figura 22, o título de reação 930 mostra que um elemento inimigo nomeado “Grunt Zek” foi almejado.

[0313]O painel de reação 914 inclui uma representação visual 932 do elemento de jogo que foi almejado. Conforme mostrado na Figura 22, a representação visual 932 mostra o torso do Grunt Zek e, especificamente, a armadura frontal.

[0314]O painel de reação 914 inclui um conjunto de propriedades 934 do elemento de jogo que foi almejado. Conforme mostrado na Figura 22, o conjunto de propriedades 934 indica que Grunt Zek está vestindo uma armadura de 20 quilogramas de níquel, que tem um conjunto de características reativas indicadas por barras horizontais.

[0315]O painel de reação 914 inclui um efeito simulado 936, que representa como o elemento de jogo reagirá à configuração atual do mecanismo de jogo.

Conforme mostrado na Figura 22, a armadura de Grunt Zek absorverá os 2,4 mega- joules de energia emitidos pelo gadget de radiação eletromagnética e, como resultado, aumentará em temperatura ao longo do ponto de mudança de fase entre sólido e líquido para níquel, sendo que nesse ponto a armadura começará a derreter. Em uma modalidade, os personagens jogadores e elementos inimigos não mortos, e, ao invés disso, os personagens jogadores e elementos inimigos estão esgotados, desabilitados ou retirados de combate (por exemplo, enviados de volta à nave-mãe alienígena) quando a armadura do personagem jogador ou elemento inimigo estiver totalmente derretida, quebrada, dissolvida, ou, de outro modo, criticamente danificada. O efeito simulado 936 é dinamicamente ajustado e atualizado para refletir como o usuário configurou atualmente o painel de ação 912. Como resultado, o painel de reação 914 com efeito simulado 936 proporciona simulações em tempo real dos princípios científicos do mecanismos de jogo que o usuário interage para explorar a ciência subjacente.

[0316]O painel de reação 914 inclui um segundo conjunto de indicações 938, que explica os objetos de aprendizagem subjacentes ao painel de reação 914. O segundo conjunto de explicações 938 enriquece a interface e proporciona informações suplementares sobre objetos de aprendizagem relacionados. Em uma modalidade, o segundo conjunto de explicações 938 é atualizado periodicamente durante a jogabilidade, expondo o usuário a uma quantidade pequena e prontamente digerível de novas informações com o passar do tempo que encoraja o usuário a prestar atenção ao painel de ação 914.

[0317]O primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 também inclui bolhas de reflexão 940. As bolhas de reflexão 940 são configuradas para surgirem intermitentemente para enriquecer a interface e proporciona informações suplementares sobre objetos de aprendizagem relacionados. O usuário pode clicar nas bolhas de reflexão 940 para revelar informações sobre o objeto de aprendizagem ou fazer uma anotação que será transcrita no notebook do usuário. Em troca do clique na bolha de reflexão, o usuário é recompensado com um pequeno incentivo, como um impulso à classificação de eficiência no nível atual. As bolhas de reflexão 940 promovem o engajamento com o primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 e aos objetos de aprendizagem que são apresentados pelo primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910.

[0318]O primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 de acordo com o primeiro modo de lição é simples, inclui alguns controles, informações limitadas e prioriza conceitos e terminologia em relação à maestria dos princípios científicos do módulo educacional subjacente a mecanismos de jogo. Com base no controle e interação do usuário com o painel de ação 912, o jogo educacional simula o pareamento ação- reação com gráficos e efeitos especiais. Por exemplo, de acordo com o efeito fotoelétrico, expor um metal à radiação eletromagnética em uma banda de frequência específica fará com que o metal emita elétrons que brilham vermelho, parte do espectro de luz visível. Quando esse efeito for simulado com base na configuração de usuário do primeiro mecanismo de jogo, o jogo educacional descreve o efeito fotoelétrico sobre a armadura do elemento inimigo almejada sob a forma de um brilho vermelho de elétrons emissores.

[0319]Referindo-se, agora, à Figura 23, mostra-se uma ilustração de uma interface de usuário para um primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com um segundo modo de lição (doravante o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950). O segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 é similar em esboço ao primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 da Figura 22, mas tem alguns recursos novos. Por exemplo, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 tem um controle de usuário 952 que é mais complexo. De acordo com o primeiro modo de lição da Figura 22, o usuário poderia interagir com o mecanismo de jogo simplesmente clicando-se em setas para cima e para baixo. Porém, de acordo com o segundo modo inferior da Figura 23, o usuário é estimulado a inserir o número de envoltórios para a simulação na entrada de usuário 952 (embora as setas para cima/para baixo ainda estejam disponíveis e ativas) através de um recurso de captura de voz-em-texto. Por exemplo, o usuário é incumbido a clicar no botão de microfone e afirma, “excite o elétron ao quarto envoltório de elétrons” para calibrar apropriadamente o segundo mecanismo de jogo

950. Isso convoca um estilo de aprendizagem diferente, isto é, explicação verbal, e pode exigir que o usuário demonstre uma compreensão do conceito e como calcular os resultados desejados bem como comunicar esses resultados. Avaliar-se-á que qualquer um dos controles de usuário pode testar ou utilizar qualquer um dos estilos de aprendizagem. Em uma modalidade, o controle de usuários de variantes mais complexas do mecanismo de jogo alterna aleatória ou dinamicamente estilos de aprendizagem com base no módulo de estilos de aprendizagem para incitar uma aprendizagem mais profunda e mais equilibrada.

[0320]Além disso, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 inclui uma verificação de configuração 954. A verificação de configuração 954 é configurada para testar o conhecimento e compreensão do usuário do módulo educacional calibrando- se apropriadamente o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950. Conforme mostrado na Figura 23, o usuário é estimulado a inserir a frequência de radiação emitida para a simulação na verificação de configuração 954. Se o usuário não inserir a resposta apropriada na verificação de configuração 954, o mecanismo de jogo não será apropriadamente calibrada e, como resultado, o gadget emitirá somente uma fração da quantidade potencial máxima de energia. O resto da energia será desperdiçada, impactando negativamente na classificação de eficiência do usuário no nível. A verificação de configuração 954 é configurada para mudar periodicamente para garantir que o usuário tenha uma compreensão robusta do módulo educacional subjacente ao mecanismo de jogo.

[0321]De modo que seja capaz de inserir apropriadamente valores na verificação de configuração 954, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 inclui equações e constantes 956. As equações e constantes 956 empoderam o usuário a realizar os cálculos necessários e alavancar os princípios científicos apropriados. Em uma modalidade, as equações e constantes 956 são exibidas no gráfico de simulação, ou próximo ao mesmo, para transmitir uma sensação de relação e fixação. No caso onde as equações e constantes 956 não podem se ajustar ao espaço disponível, a interface de usuário 950 é configurada para incluir botões radiais 958 para habilitar múltiplos painéis de equações e constantes 956 a serem exibidos no segundo mecanismo de jogo ofensivo 950.

[0322]Conforme mostrado na Figura 23, os indicadores de atualização 960 têm duas opções disponíveis: gás hidrogênio e gás lítio. Em uma modalidade do segundo modo de aprendizagem, apenas opções de atualização disponíveis são mostradas para reduzir distrações e aglomerar no segundo mecanismo de jogo ofensivo 950.

[0323]O segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 inclui uma representação visual 962 que é enriquecida. Em particular, a armadura do elemento inimigo é graficamente retratada com detalhes, texturas e similares que indicam nuances das características e propriedades da armadura. Por exemplo, a armadura é retratada como fundida e escorrendo, proporcionando uma indicação que a armadura foi aquecida até a região de mudança de fase do gráfico.

[0324]Além disso, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 inclui múltiplos efeitos simulados 964 que são os resultados para cada uma das entradas de usuário 952 que são possíveis conforme modificado pela entrada de verificação de configuração 954.

[0325]Referindo-se, agora, à Figura 24, mostra-se uma ilustração de uma interface de usuário 970 para o primeiro mecanismo de jogo ofensivo de acordo com um terceiro modo de lição (doravante o terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970). O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 é similar em esboço ao primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 da Figura 22 e o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 da Figura 23, mas tem alguns recursos novos. Por exemplo, o terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 tem um controle de usuário 972 que é mais complexo. Conforme mostrado na Figura 24, o controle de usuário 972 requer que o usuário insira dois valores: o número de moles de gás simulado e o número do envoltório de elétron para excitar os elétrons. De modo específico, o controle de usuário 972 requer que o usuário insira esses valores usando um recurso de captura de voz-em-texto, que invoca um estilo de aprendizagem diferente, isto é, explicação verbal. Por exemplo, o usuário pode ser solicitado a afirmar em um microfone, “configurar o gadget de radiação a laser com 2,3 moles de gás hidrogênio, e excitar o elétron ao terceiro envoltório de elétron” a fim de calibrar apropriadamente o terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970. Essa explicação alavanca o conhecimento do usuário do conceito e cálculos (conforme transmitido pelo primeiro mecanismo de jogo 910 e pelo segundo mecanismo de jogo 950) enquanto testa a capacidade do usuário para fazer sentido do material em múltiplas dimensões e comunicar resultados.

[0326]O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 inclui uma verificação de configuração 974 que é mais complexa. Conforme mostrado na Figura 24, a verificação de configuração 974 requer que o usuário insira três valores: a frequência da radiação emitida, o comprimento de onda da radiação emitida, e a saída de energia do gadget de radiação eletromagnética.

[0327]O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 inclui equações e constantes 976 que são mais complexas. Conforme mostrado na Figura 24, as equações e constantes 976 incluem a fórmula de Rydberg para calcular a energia de fótons emitidos pelo átomo de hidrogênio (por exemplo, usando para calcular o valor de saída de energia).

[0328]O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 inclui um indicador de atualização 978 que é mais complexo. Por exemplo, antes de utilizar o terceiro modo de aprendizagem, o usuário provavelmente terá concluído o jogo educacional de acordo com o primeiro modo de aprendizagem ou o segundo modo de aprendizagem.

De modo correspondente, o usuário provavelmente terá desbloqueado vários itens e atualizações de equipamentos que sejam muito avançados ou muito poderosos para um determinado nível. Portanto, o jogo educacional é configurado para desabilitar o uso de itens e atualizações que sejam muito poderosos para um determinado nível.

Uma representação visual disso é fornecida para lembrar o usuário que outros itens e atualizações estão atualmente indisponíveis para suavizar o estresse.

[0329]O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 inclui uma representação visual 980 que é adicionalmente enriquecida. Em particular, a armadura do elemento inimigo é graficamente retratada com detalhes, texturas e similares que indiquem nuances das características e propriedades. Por exemplo, a armadura é retratada como luminosa após a armadura ter recebido um golpe do gadget de radiação eletromagnética que caiu abaixo da frequência limiar mínima, proporcionando uma indicação do efeito fotoelétrico.

[0330]O terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 é adicionalmente configurado para acelerar a apresentação de um conjunto de propriedades 982 e efeitos simulados 984. Não mostrando-se o conjunto de propriedades 982 e os efeitos simulado 984 da ação do usuário antes de adotá-lo, o usuário é confrontado por uma escolha para tomar uma ação alvo de varredura para determinar essas informações ou tomar experimentalmente ações ofensivas e calcular as informações das reações observadas. Isso reforça as lições do método científico e a natureza de experimentação, coleta de dados e raciocínio sistêmico. Em uma modalidade, o usuário é motivado a digitar o valor de pontos de dados acelerados a fim de alcançar uma classificação de eficiência ideal. Por exemplo, o usuário pode ser alertado através de uma caixa de texto para explicação escrita (por exemplo, “Grunt Zek está vestindo uma armadura com 20 kg de níquel”) para confirmar que o usuário estava pensativamente experimentando para determinar o tipo de armadura (por exemplo, com base na temperatura de fusão) e a quantidade de armadura (por exemplo, com base nas mudanças de temperatura observadas para uma dada saída de energia e o calor específico do material). Isso escala a complexidade a um nível muito alto que se encontra no mesmo nível de classes de ciências e engenharia de faculdades. Essa apresentação da interface de jogo também incorpora e promove objetos de aprendizagem referentes ao método científico.

[0331]Conforme mostrado, o primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950 e o terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970 aumentam incrementalmente em complexidade de interface, dificuldade de aprendizagem, dificuldade computacional e dificuldade de estilo de aprendizagem. Por exemplo, a interface do primeiro mecanismo de jogo ofensivo 910 é simples e exige pouco do usuário. Isso proporciona ao usuário uma introdução suave que foca a atenção do usuário em aprender o conceito educacional e como utilizar o mecanismo de jogo para interagir com elementos inimigos. No entanto, após o usuário alcançar um determinado nível de maestria (ou invoca um modo de jogo mais difícil), o mecanismo de jogo se torna mais complexo adicionando-se mais entradas de usuário, exigindo mais cálculos e testando uma variedade de estilos de aprendizagem (por exemplo, o segundo mecanismo de jogo ofensivo 950). Então, após o usuário alcançar um nível ainda maior de maestria (ou invoca um modo de jogo mais difícil), o mecanismo de jogo é apresentado em uma maneira mais complexa adicionando-se ainda mais entradas de usuário, exigindo cálculos e validações, e exigindo que o usuário alavanque estilos de aprendizagem adicionais de novas formas (por exemplo, o terceiro mecanismo de jogo ofensivo 970). Avaliar-se-á que esse aumento incremental em complexidade dos mecanismos de jogo em múltiplas dimensões é escalonado para crescer com o usuário para introduzir novos conceitos e novos desafios em uma taxa gerenciável que promove repetições e engajamento mais profundo, enquanto permite que o jogo educacional cresça e escale com usuários em múltiplos pontos em sua jornada educacional (por exemplo, no primário, ensino médio e novamente na faculdade).

[0332]Referindo-se, agora, à Figura 25, mostra-se uma interface de usuário para uma área de laboratório 1000 do jogo educacional. A área de laboratório 1000 do jogo educacional é o repositório primário de conhecimento cientifico e objetos de aprendizagem. A área de laboratório 1000 é configurada com passagens por cima e cliques para ver informações adicionais.

[0333]A área de laboratório 1000 tem um recurso de seleção de membro de equipe titular 1002 e um membro de equipe reserva 1004. O jogo educacional é configurado para permitir que usuários troquem membros de equipe entre a lista de membro de equipe titular 1002 e a lista de membro de equipe reserva 1004. Passar por cima das listas de membro de equipe titular 1002 e membro de equipe reserva 1004 revelará informações adicionais sobre os personagens jogadores. Conforme mostrado na Figura 25, a lista de membro de equipe titular 1002 inclui três personagens jogadores, sendo que o melhor deles é selecionado (ativado). A lista de membro de equipe reserva 1004 mostra seis personagens jogadores, nenhum deles é selecionado. Abaixo, os seletores de membro de equipe titular 1002 e membro de equipe reserva 1004 são controles de menu 1006, por exemplo, um botão de menu que carregará o menu principal novamente e um notão de ajustes que levantarão telas adicionais de informações e controle de usuários específicos à área de laboratório (por exemplo, tamanho de fonte, número de objetos de aprendizagem para exibir, modos de leitura em fundo branco vs. fundo preto, e outras preferências do usuário).

[0334]A área de laboratório 1000 tem uma tabela periódica de elementos 1008 com um título de elemento selecionado 1010. Conforme mostrado na Figura 25, o átomo de carbono é selecionado (ativado). Em uma modalidade para ciência física, matérias química e física, a tabela periódica de elementos 1008 constitui a espinha dorsal tanto de ações ofensivas como de ações defensivas; usuários aprendem sobre material inorgânico, assuntos e tendências na tabela periódica através de interação repetida e seleção de elementos a partir da tabela periódica para equipar os personagens jogadores e superar os elementos inimigos. Em uma modalidade para biologia, ecologia, geociência e química orgânica, matéria orgânica constitui a coluna dorsal tanto de ações ofensivas como de ações defensivas.

[0335]A interface de usuário inclui uma barra de ações 1012. A barra de ações 1012 tem ícones para cada uma das categorias primárias de mecanismos de jogo e modalidades de itens associadas. Por exemplo, a barra de ações 1012 tem ícones para: ações defensivas que são associadas a itens e atualizações de armadura (descritas como um escudo pequeno); ações ofensivas que são associadas a armas primárias como o gadget de radiação eletromagnética e armas secundárias e gadgets como granadas eletromagnéticas (descritas como uma mira de um rifle, e uma granada, respectivamente); ações especiais que são associadas a explosões de satélite (descritos como um relâmpago); e ações de movimento que são associadas a botas (descritos como uma bota). Conforme mostrado na Figura 25, as ações defensivas são selecionadas (ativadas).

[0336]A área de laboratório 1000 tem uma barra de status de item 1014. Com base na seleção de elemento a partir da tabela periódica 1008 e a barra de ações 1012, a barra de status de item 1014 exibe as características e propriedades dos itens do usuário, incluindo o que foi desbloqueado e o quais atualizações estão atualmente equipadas. Em uma modalidade, a barra de status 1014 descreve um gráfico dos itens selecionados do personagem jogador, e o usuário pode passar por cima e clicar na barra de status de item 1014 para ver as informações sobre esses itens (mostrados) e, então, abrir uma interface de seletor de item com ainda mais informações e dados científicos, respectivamente.

[0337]A área de laboratório 1000 tem uma barra de propriedade de material 1016 e uma janela de propriedade de material 1018. A barra de propriedade de material 1016 tem ícones para cada uma das categorias primárias de propriedades de material, tais como propriedades eletromagnéticas, reatividade química, combustibilidade, radioatividade, e estado volumoso de informações de matéria. Com base na seleção do elemento a partir da tabela periódica 1008 e na seleção da categoria a partir da barra de propriedade de material 1016, a janela de propriedade de material 1018 exibe conhecimento científico e dados relevantes, bem como girar um modelo 3D do elemento selecionado. Conforme mostrado na Figura 25, o estado volumoso da categoria de matéria é selecionado (ativado) a partir da barra de propriedade de material 1016 e, portanto, itens como o ponto de fusão da armadura de carbono são exibidos na janela de propriedade de material 1018. O usuário pode passar por cima e clicar na barra de propriedade de material 1016 e na janela de propriedade de material 1018 para informações adicionais.

[0338]A área de laboratório 1000 também tem uma janela de conteúdo 1020.

A janela de conteúdo 1020 é o local primário onde objetos de aprendizagem são exibidos e disponibilizados para o usuário consumir. A janela de conteúdo 1020 é populada com currículos educacionais que são modularizados e construídos em objetos de aprendizagem com base em uma hierarquia de direitos de acesso. O jogo educacional é configurado para revelar progressivamente os objetos de aprendizagem ao usuário à medida que o usuário progride através do jogo educacional. O currículo educacional é configurado para ter objetos de aprendizagem para cada conceito em todos os estilos de aprendizagem (quando possível ou aplicável). O jogo educacional é configurado para revelar objetos de aprendizagem com base no perfil de aprendizagem do usuário, que inclui estilos e preferências de aprendizagem.

[0339]A área de laboratório 1000 inclui uma barra de busca 1022 que é configurada de modo que o usuário possa buscar, classificar e organizar os objetos de aprendizagem da janela de conteúdo 1020 por uma variedade de fatores, incluindo: palavras-chave, conceito ou tópico, padrão educacional, objetivos pedagógicos, objetivos de aprendizagem, mecanismo de jogo e episódios e níveis mais relevantes.

A área de laboratório 1000 também inclui um link à área de conquistas 1024.

[0340]Referindo-se, agora, à Figura 26, mostra-se uma interface de usuário de uma tela de seletor de armadura 1030 da área de laboratório. O seletor de armadura 1030 inclui um busto 1032. O busto 1032 é uma representação 3D da armadura de um personagem jogador. À medida que o usuário configura a armadura selecionando-se diferentes elementos e materiais, o busto 1032 é atualizado de modo que o usuário possa ver como a armadura está e, logo, como os elementos selecionados aparecem com base nos princípios científicos reais.

[0341]O seletor de armadura 1030 inclui uma grade de seleções, incluindo uma operação de armadura frontal 1034 e traseira 1036, bem como uma opção de armadura de camada externa 1038 e camada interna 1040. O seletor de armadura 1030 é configurado de modo que o usuário possa selecionar uma armadura diferente para cada quadrante da grade. Por exemplo, o usuário selecionou carbono 1042 para a parte frontal 1034, camada externa 1038 da armadura. O nome do elemento selecionado é exibido como um título de elemento 1042. Uma abreviação 1044 para o elemento ou material é proporcionada junto a uma notação científica 1046 do elemento ou material, tal como a configuração de envoltórios de elétrons (se aplicável) ou fórmula química (se aplicável). Um valor de massa 1048 da armadura é proporcionado para cada item de armadura. Além disso, proporcionam-se atualizações 1050 e uma descrição do efeito em jogo associado. As atualizações 1050 se baseiam em princípios científicos reais. Por exemplo, uma das atualizações 1050 é uma armadura de carbono que tem massa adicionada, que aumenta a quantidade de material reativo e, logo, a quantidade de capacidades defensivas da armadura.

Outros exemplos de atualizações 1050 incluem adicionar aletas para aumentar as taxas de transferência térmica, usando materiais abundantes que são mais fáceis ou mais baratos de consertar e substituir, revestindo a parte externa da armadura com materiais específicos como ouro ou polímeros resistentes à corrosão que sejam menos reativos com alguns processos químicos, polir armaduras de metal para expandir a faixa limitar fotoelétrica e reduzir a taxa de radiação eletromagnética que é absorvida, aperfeiçoar as propriedades de capilaridade de têxteis para aumentar as taxas de resfriamento pessoal, alterar a mescla de materiais para proporcionar outras propriedades de material tecido como absorção de água reduzida, e assim por diante.

[0342]Em uma modalidade, as atualizações 1050 que envolvem limiares (por exemplo, o efeito fotoelétrico e seu limiar associado) são particularmente atraentes porque limiares são tipicamente difíceis e ensinar e transmitir um sentido de proporção ou significância de forma significativa. No entanto, no contexto do jogo educacional revelado no presente documento, limiares se tornam um conceito comparável e otimizável.

[0343]Os elementos inimigos também são configurados com opções de armadura similares, incluindo topos de armadura frontal e traseira, múltiplas camadas de armadura heterogêneas, e atualizações. Alguns elementos inimigos são configurados para terem muita camadas de armadura sobreposta, necessitando de uma estratégia de ação ofensiva variada para romper cada camada.

[0344]As características e propriedades concretas do item de armadura com todos os itens aplicáveis são proporcionados como um gráfico de propriedades de material 1052. O gráfico de propriedades de material 1052 resume concisamente a eficácia da armadura contra os vários modos de interação. Os detalhes do gráfico de propriedades de material 1052 são visualizados selecionando-se a partir de uma barra de propriedade de material 1054. As propriedades de material se baseiam em princípios científicos reais.

[0345]Referindo-se, agora, à Figura 27, mostra-se uma interface de usuário de outro mecanismo de jogo ofensivo (doravante o quarto mecanismo de jogo 1060) do jogo educacional. O quarto mecanismo de jogo ofensivo 1062 é um aspersor de redox que aproveita a potência de reações de oxidação-redução para interagir com vários elementos de jogos. O quarto mecanismo de jogo ofensivo 1060 tem dois componentes ou estágios: uma porção de recipiente de gás 1062 e uma porção de bocal 1064. A porção de recipiente de gás 1062 é configurada de modo que o usuário possa controlar a quantidade de reagentes que são misturados e passados à porção de bocal 1064. A porção de recipiente de gás 1062 transmite e testa o conhecimento do usuário de reações de oxidação-redução, estequiometria e transferência de energia.

[0346]A porção de bocal 1064 é configurada de modo que o usuário possa controlar elementos de design do bocal 1064, que impacta na quantidade de oxigênio 1068 (ou outros elementos aéreos) atraída nos gases aspergidos, o padrão de aspersão e intensidade de reação sob o padrão de aspersão. O bocal 1064 transmite e testa o conhecimento do usuário de design mecânico, aerodinâmica e estequiometria.

[0347]O quarto mecanismo de jogo ofensivo 1060 também inclui indicadores de atualização 1070 tanto para o recipiente de gás 1062 como para o bocal 1064.

[0348]O quarto mecanismo de jogo 1060 ilustra como o jogo educacional é configurado para transversalizar conceitos de áreas disparatas de esforço cientifico – assim como a ciência faz no mundo real. Conforme mostrado na Figura 27, conceitos de reação química são combinados com conceitos de design mecânico. Os usuários são apresentados com conflitos e trocas que devem ser equilibradas e navegadas.

Como resultado, o quarto mecanismo de jogo 1060 exemplifica como o jogo educacional revelado no presente documento é configurado para ensinar incorporação multifatorial de princípios científicos reais que transpõem múltiplos domínios da ciência e múltiplas disciplinas de processo e, logo, conectam mais estudantes com mais objetos de aprendizagem. A complexidade de materiais nos múltiplos domínios da ciência é incrementalmente aumentada e equilibrada contra a taxa de aprendizagem do usuário, como aumentos na complexidade de interface, dificuldade de aprendizagem, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

[0349]Referindo-se, agora, à Figura 28, mostra-se um método para simular princípios científicos reais usando entradas de usuários incluindo mecanismos de jogo. O método começa quando o servidor 126 apresenta um nível 1080 ao usuário e motiva o usuário a praticar objetos de aprendizagem usando mecanismos de jogo

1080. Então, o servidor determina um estado de energia inicial do nível 1084. O estado de energia inicial é determinado em uma base por espaço (por exemplo, por quadrado) ao longo do mapa de nível e para todos os elementos de jogos nesses espaços. Cada espaço e cada elemento de jogo tem energias térmica (por exemplo, condução e convecção), química, nuclear, elétrica, magnética, combustão, cinética, potencial, etc.

avaliadas. Cada espaço e cada elemento de jogo também tem gases ambientes, soluções disponíveis e outros materiais reagentes avaliados. Em uma modalidade para ciências biológicas, cada espaço e cada elemento de jogo tem propriedades moleculares orgânicas, propriedades de proteína, propriedade de estrutura celular e funções biológicas avaliadas.

[0350]O servidor 126 determina limites de entradas de usuários com base no estado de energia do nível 1086. Visto que o nível está sendo simulado como um ambiente real governado por princípios científicos reais, o estado de energia inicial pode impedir a faixa de ações que um usuário pode adotar. Por exemplo, se um nível ocorrer em um mapa de nível sem oxigênio gasoso ambiente presente (por exemplo, em um vácuo ou submerso em água), os personagens jogadores podem não ser capazes de utilizar ações baseadas em combustão efetivamente. Como outro exemplo, se um nível for altamente ionizado, os personagens jogadores podem não desejar arriscar interagir com equipamento eletrônico ou terminais computacionais até que os personagens jogadores dissipem os elétrons livres do ambiente. Em cada um desses exemplos, o estado de energia inicial restringe as ações que o usuário pode adotar no nível.

[0351]O servidor 126 apresenta uma interface de jogo incluindo mecanismos de jogo 1088. A interface de jogo é atualizada tendo em vista os limites determinados na etapa anterior 1086. Então, o usuário joga o jogo educacional, e o servidor 126 recebe uma entrada de usuário incluindo mecanismos de jogo 1090. Por exemplo, o usuário seleciona um personagem jogador em um espaço e comanda o personagem jogador a realizar uma ação ofensiva contra um elemento inimigo em outro espaço.

[0352]O servidor 126 avalia um impacto da entrada de usuário no nível 1092.

Cada ação tomada no jogo educacional transforma e transfere energia ao redor da simulação do nível. Então, o servidor 126 atualiza o estado de energia do nível 1094 para considerar o impacto avaliado.

[0353]Em uma modalidade, o método de simular princípios científicos reais usando interações de usuário incluindo mecanismos de jogo é realizado entre cada ação para garantir precisão do estado de energia do sistema e refletir imediatamente as consequências e efeitos mediante a jogabilidade subsequente.

[0354]Referindo-se, agora, à Figura 29, mostra-se um sistema 1100 que simula a conservação e conversão de energia usando princípios científicos reais.

Cada nível do jogo educacional é modelada como o sistema 1100. De modo específico, a energia e interação de nível de sistema entre os personagens jogadores controlados por usuário e elementos inimigos controlados por computador e como eles interagem com energia no ambiente (por exemplo, mapa de nível e elementos localizados) é mostrada por propósitos ilustrativos.

[0355]Cada nível é simulado para ter uma energia de sistema 1102. Em uma modalidade, a energia de sistema 1102 é fixada para um nível e não muda, com a exceção sendo uma energia externa 1104 que é denominada mediante a adição de energia à energia de sistema 1102. Em uma modalidade, a energia externa 1104 é raramente utilizada, por exemplo, apenas para modelar ações especiais como explosões de satélites. A maioria da energia de sistema 1102 ocorre como energia no ambiente 1106. O usuário pode coletar recursos de energia 1108 a partir da energia no ambiente 1106 para adicionar a um suprimento de energia do usuário 1110. O suprimento de energia do usuário 1110 é atraído quando o usuário comandar personagens jogadores para tomar ações ofensivas 1112 em elementos inimigos almejados. Em resposta, os elementos inimigos usam ações defensivas 1114 para reagir às ações dos personagens jogadores, que induzem um suprimento de energia do inimigo 1116 a mudar. Os elementos inimigos tomam ações ofensivas 1118 durante a vez do inimigo e, em resposta, os personagens jogadores usam ações defensivas 1120 e o suprimento de energia do usuário 1110 é atualizado.

[0356]Além disso, o usuário pode comandar os personagens jogadores para usar outros mecanismos de jogo 1122. Os elementos inimigos também são configurados para coletar recursos de energia 1124 a partir da energia no ambiente 1106 e o inimigo pode usar outros mecanismos de jogo 1126.

[0357]Por último, existem efeitos e mediadores ambientais 1128 que, com base nos princípios científicos reais de fatores ambientais e na energia do ambiente 1106, podem influenciar na interação entre ações ofensivas e defensivas (1112 e 1114, e 1118 e 1120) bem como impactar no uso de outros mecanismos de jogo (1122, 1126).

Por exemplo, os efeitos e mediadores ambientais 1128 pode simular fatores de perda que dissipam um restante da energia a partir de uma interação focal na energia no ambiente 1106. Os fatores de perda consistem em uma área importante de educação para indivíduos de STEM, ainda, a perda é raramente discutida. De modo correspondente, o jogo educacional revelado no presente documento proporciona um contexto rico para explorar perda e entropia.

[0358]Em um modelo de uma modalidade, a energia apresenta uma restrição comum a todas as ações e interações em jogo, que são modeladas de acordo com processos científicos reais. O realismo científico e efeitos proporcionais são centrais para uma comunicação efetiva e aprendizagem de indivíduos científicos usando o jogo educacional revelado no presente documento.

[0359]Referindo-se, agora, à Figura 30, mostra-se uma interface de usuário de uma área de conquistas 1130 do jogo educacional. A área de conquistas 1130 inclui um título 1132 para a área de conquistas, e um indicador de status de conquistas 1134 do número de conquistas disponíveis e desbloqueadas pelo usuário. A área de conquistas 1130 também inclui perfis de carreira, como perfis bloqueados 1136 e perfis desbloqueados 1138, de engenheiros, cientistas e profissionais da indústria de STEM.

Os perfis desbloqueados 1138 são configurados de modo que o usuário possa clicar nos perfis desbloqueados 1138 para revisar informações sobre os cientistas, engenheiros, matemáticos e outros profissionais da indústria de STEM apresentados.

A área de conquistas 1130 também inclui um recurso de perfil de busca 1140 que permite que o usuário busque, filtre e classifique os perfis desbloqueados 1138 com base em: indústria, salário, detalhes pessoais, impacto ambiental, impacto social, e outros fatores. O recurso de perfil de busca 1140 também permite que o usuário classifique em pilhas os perfis desbloqueados 1138 com base no perfil de aprendizagem do usuário, que podem proporcionar indicações sobre a classificação de campos e papeis que o usuário considera mais interessante ou tem maior aptidão baseado em indicações do módulo de engajamento. A interface de usuário 1142 também inclui um recurso de questionário seguir carreira 1142 que permite que o usuário adote uma personalidade e avaliação de interesses que, em conjunto com o perfil de aprendizagem do usuário, proporciona uma indicação de quais planos de carreira e indústrias podem ser de maior interesse ao usuário. A saída do questionário seguir carreira 1142 se liga aos perfis desbloqueados 1138 que estão mais alinhados aos interesses e capacidades do usuário.

[0360]Referindo-se, agora, à Figura 31, mostra-se uma interface de usuário de um perfil de carreira 1150 para um profissional de STEM desbloqueado da área de conquistas. O perfil de carreira 1150 inclui um nome 1152 e uma imagem 1154 do engenheiro, cientista ou outro profissional de STEM retratados. O perfil de carreira 1150 também inclui controles de perfil 1156 para salvar o perfil de carreira 1150 como um favorito e compartilhar o perfil (por exemplo, através de e-mail, mídia social, etc.).

O perfil de carreira 1150 inclui um primeiro painel 1158 que apresenta informações de carreira 1160, uma avaliação de impacto 1162 e prerrogativas de emprego 1164 da carreira retratada. As informações de carreira 1160 são constituídas por informações que geralmente seriam encontradas em um currículo ou curriculum vitae, tal como cargo atual, empregador atual, cargos anteriores, empregadores passados, educação e escolas e salário. A avaliação de impacto 1162 é uma medida estimada da quantidade de contribuições ambientais e sociais que o perfil desbloqueado tem no mundo, bem como medidas estimadas do desafio ou dificuldade do papel e o grau de diversão que a pessoa retratada obtém ao conseguir o emprego. As prerrogativas de emprego 1162 consistem em um detalhe curto sobre vantagens específicas do emprego, o empregador ou alguma outra pessoa que provavelmente não seja conhecida ou prontamente avaliada sobre a profissão a partir da perspectiva do usuário médio (por exemplo, adolescentes).

[0361]O perfil de carreira 1150 inclui um segundo painel 1168 de detalhes pessoais e profissionais que são fundamentados nas informações de carreira 1158 e o mundo dos jogos do jogo educacional. O segundo painel 1168 é configurado para ter um arco ou biografia narrativa que pinta uma imagem atraente e rica do personagem retratado, suas motivações, o trabalho que ele faz, o equipamento que ele usa, como um dia médio se parece, e assim por diante. O segundo painel 1168 é configurado para ter um arco narrativo que fundamenta o personagem no mundo dos jogos, indicando como o perfil desbloqueado contribui e o que está em jogo para ele, pessoalmente. Por exemplo, o jogo educacional é configurado de modo que o usuário desbloqueie perfis de carreira completando-se níveis e alcançando-se resultados em jogo, como resgatar personagens não jogadores. Os personagens não jogadores resgatados são engenheiros, cientistas e profissionais de STEM que se juntam aos personagens jogadores ou ajudam em aventuras futuras.

[0362]O perfil de carreira 1150 também inclui um efeito em jogo 1170. Os efeitos em jogo 1170 se baseiam em princípios científicos reais e fundamentados nas informações de carreira, especialidade e fundamentos da pessoa exibida. Por exemplo e conforme mostrado na Figura 30, o jogo educacional é configurado de modo que o usuário possa equipar ou ativar o perfil desbloqueado de “Sheila” no início de um nível a fim de receber um bônus ou estímulo em jogo vinculado a sua especialidade, isto é, um aumento na taxa de reação de reações de oxidação-redução (se vinculado ao aspersor de redox da Figura 27 ou outros itens que usam reações de oxidação-redução).

[0363]O perfil de carreira 1150 inclui um link 1172 à área de laboratório, vinculando a área de conquistas à área de laboratório e aumentando o engajamento entre as duas áreas.

[0364]Os perfis de carreira 1150 da área de conquistas do jogo educacional são todos dinamicamente construídos para usuários corresponderem à demografia, região e interesses do usuário. Por exemplo, as informações de carreira são configuradas para serem dinamicamente construídas para o usuário com base no gênero do usuário, local do usuário (por exemplo, determinado com base no endereço de IP, afiliação escolar e assim por diante) e o perfil de aprendizagem do usuário.

Como resultado, os nomes e gêneros dos perfis desbloqueados são gerados para corresponderem à demografia do usuário; nome dos empregados, instituições acadêmicas, e os cargos são gerados para corresponderem a instituições reais e opções no estado ou região do usuário; e os detalhes pessoais dos perfis desbloqueados são alinhados a interesses inferidos do usuário com base no perfil de aprendizagem do usuário. Assim como outros aspectos do jogo educacional, os perfis de carreira incluem vários termos e objetos que o usuário pode passar por cima e clicar para saber mais sobre o elemento. Por exemplo, os perfis desbloqueados incluem muitas referências a empresas, ferramentas, processos, e currículo educacional que são suportados por uma hierarquia de elementos de dados.

[0365]Referindo-se, agora, à Figura 32, mostra-se um método para gerar um perfil de carreira. O método começa com o jogo educacional, isto é, com rede computacional com o servidor 126 apresentando um nível 1180 e recebendo uma entrada de usuário 1182. À medida que o usuário tem sucesso e progride através do jogo educacional, o usuário desbloqueará conquistas. Quando o servidor 126 receber uma solicitação para um perfil de carreira 1184. O servidor 126 solicita um modelo de perfil 1186 com base nas conquistas ou progresso alcançados no jogo educacional. O servidor 126 determina informações demográficas do usuário 1188 para o usuário, com base nos dados inseridos pelo usuário tais como gênero, idade, escolaridade, localização, etc., pesquisas de endereço de IP e o perfil de aprendizagem do usuário.

O servidor 126 solicita um detalhe de perfil com base na demografia do usuário 1190.

Então, o servidor 126 gera o perfil de carreira com base no modelo de perfil e no detalhe de perfil 1192 e apresenta o perfil de carreira 1194 ao usuário através do dispositivo de usuário.

[0366]Os perfis de carreira são gerados para se alinhar à demografia do usuário para aumentar o engajamento do perfis de aprendizagem e transmitir informações sobre instituições locais e regionais, tendências da indústria, atividades de carreira e similares. Quase todos os aspectos do perfil de carreira são gerados dessa maneira; até mesmo componentes conduzidos por história dos perfis de carreira são elaborados com base no perfil de aprendizagem do usuário. Por exemplo, um perfil de carreira é gerado para um engenheiro mecânico em jogo para refletir informações sobre um usuário da Carolina do Norte. A formação acadêmica do engenheiro mecânico é configurada para North Carolina State University (uma universidade local), as informações antecedentes do empregador são configuradas para Siemens (que foi um escritório moderadamente grande na área), os detalhes pessoais são configurados para atividades relacionadas à praia (visto que a Carolina do Norte tem uma longa linha costeira) e passatempos são configurados para atividades costeiras, como kitesurf (que é uma atividade local popular). Esses detalhes são selecionados e integrados no perfil de carreira para o engenheiro mecânico solicitado para corresponder a um usuário da Carolina do Norte. Detalhes adicionais sobre a demografia do usuário e perfis de carreira são alinhados.

[0367]Referindo-se, agora, à Figura 33, mostra-se um método para renderizar assistência em jogo no jogo educacional. O método começa com o jogo educacional, isto é, com o servidor 126 apresentando um nível 1200 e recebe uma entrada de usuário 1202. Se o usuário ficar preso ou desejar assistência, o servidor 126 recene uma solicitação para assistência 1204. Então, o servidor 126 busca tutores elegíveis

1206. Os tutores elegíveis incluem usuários estudantes, professores e representantes do serviço ao consumidor que estejam atualmente logados no jogo educacional te indicaram um desejo de atuarem como um tutor. Em uma modalidade, os usuários estudantes são pré-triados com base no sucesso no jogo educacional conforme indicado pelo perfil de aprendizagem do usuário, uma declaração ou promessa de se comportar de forma ética e tentar ajudar terceiros a aprender, e aprovação por um professor do usuário. A pré-triagem do usuário estudante está em vigor para evitar trolagem e outras formas de assédio e garantir que os usuários estudantes foram examinados adulto responsável, o professor. O servidor 126 envia uma notificação aos tutores elegíveis 1208. Quando um dos tutores elegíveis 1208 responder afirmativamente, o servidor 126 recebe uma aceitação da solicitação por assistência

1210. Qualquer número de combinações e enfileiramento de abordagens é previsto dentro do escopo do recurso de tutoria.

[0368]Então, o servidor 126 inicia um dos dois modos de tutor, incluindo: iniciar um modo de jogo cooperativo 1212, ou iniciar um modo de jogo fantasma 1214. O modo de jogo cooperativo 1212 é configurado de modo que o tutor elegível tome controle de um dos personagens jogadores no nível e uma plataforma de comunicação é aberta. O tutor elegível pode, então, falar e digitar com o usuário que solicitou assistência enquanto controla um dos personagens jogadores para superar o problema. Quando for a vez do tutor elegível no jogo educacional, o usuário que solicitou assistência verá o uso do tutor elegível dos mecanismos de jogo. O modo de jogo fantasma 1214 é configurado de modo que o tutor elegível assuma a forma de um cientista etérico (por exemplo, um modelo de NPC translúcido) e uma plataforma de comunicação é aberta. O tutor elegível pode, então, conversar e digitar com o usuário que solicitou assistência enquanto a tela do usuário é compartilhada ao dispositivo do tutor elegível. O tutor elegível pode manobrar no nível e controlar um duende que destaca aspectos da interface de usuário, como indicar qual mecanismo de jogo usar, como interagir e configurar o mecanismo de jogo, e onde buscar por informações adicionais. Então, o servidor 126 recebe entradas de usuário e entradas de tutor elegível 1216 adicionais, tal como a jogabilidade adicional ou assistência tutorial.

[0369]Referindo-se, agora, à Figura 34, mostra-se uma interface de usuário para uma tela de perfil de estudante 1220 do jogo educacional. A tela de perfil de estudante 1220 tem uma área de título superior que inclui um codinome de estudante 1222 que é um apelido gerado pelo usuário criado quando o usuário fizer o primeiro login no jogo educacional, e detalhes de conta do estudante 1224 como a quantidade de tempo que o usuário gastou jogando o jogo educacional e quando o usuário fez o primeiro login no jogo educacional.

[0370]Um gráfico climático dinâmico 1226 reflete onde o usuário está na história do episódio do jogo educacional que o usuário está jogando atualmente, e quão longe o usuário progrediu no episódio. Além disso, o gráfico climático dinâmico 1226 reflete onde o usuário se encontra em termos do currículo educacional e como o usuário performou no jogo educacional. Por exemplo, quando o usuário primeiro iniciar o jogo educacional, o gráfico climático dinâmico 1226 exibirá um céu azul com um sol brilhante. À medida que o usuário progride em direção a curvas da trama e batalhas com chefões, o gráfico climático dinâmico 1226 exibirá um padrão climático mais intenso se um padrão como uma tempestade com relâmpagos que persistirá até que o usuário vença com sucesso a batalha com o chefão. Se o usuário tiver performado mal nesses níveis, o gráfico climático dinâmico 1226 exibirá precipitação e nevoeiro que persistirá até que o desempenho do usuário melhore e ele alcance classificações de eficiência superiores.

[0371]A tela de perfil de estudante 1220 inclui um alerta de notificação 1228 e detalhes de notificação 1230 que informam o usuário sobre atribuições lançadas pelo professor. O usuário pode passar por cima e clicar no alerta de notificação 1228 e nos detalhes de notificação 1230 para ver informações adicionais e iniciar a tarefa atribuída. Por exemplo, aceitar o alerta de notificação 1228 pode fazer com que o jogo educacional apresenta o Nível 2 do modo história do Episódio 1.

[0372]A tela de perfil de estudante 1220 inclui um seletor de episódio 1232. O seletor de episódio 1232 mostra ao usuário qual episódio o usuário atualmente selecionou com uma indicação de se o usuário tem direitos de licença apropriados ao episódio selecionado. Abaixo, o seletor de episódio 1232 consiste em títulos de nível

1234. Os títulos de nível 1234 mostra ao usuário qual nível do episódio selecionado que o usuário desbloqueou e qual nível o usuário selecionou. O usuário pode passar por cima e clicar nos títulos de nível 1234 para ver um resumo gráfico e uma visão geral do currículo do nível selecionado, e carregar o nível selecionado, respectivamente. O usuário também pode carregar o nível selecionado pressionando- se um botão de jogar no modo história 1236 no botão da tela de perfil de estudante

1220.

[0373]A tela de perfil de estudante 1220 inclui um indicador de conclusão 1238 que mostra um percentual de conclusão para cada nível. Alinhado ao indicador de conclusão 1238 encontra-se um indicador de conquistas 1240 que rastreia o número de conquistas presentes ou disponíveis a partir do nível selecionado, e quantas dessas conquistas o usuário desbloqueou. Combinados, o indicador de conclusão 1238 e o indicador de conquistas 1240 rastreiam a conclusão – quanto da experiência do jogo educacional o usuário experimentou.

[0374]A tela de perfil de estudante 1220 inclui um indicador de eficiência 1242.

O indicador de eficiência 1242 rastreia o desempenho de usuário a partir do zero à classificação de eficiência máxima possível para o nível (varia por nível) e versus uma classificação de eficiência mínima 1244 que o usuário deve alcançar para concluir com sucesso o nível. O indicador de eficiência 1242 rastreia a maestria – quão bem o usuário entende o material.

[0375]A tela de perfil de estudante 1220 também inclui um indicador de currículo 1246 que descreve onde na taxonomia de classes e conhecimento de objetos de aprendizagem do episódio selecionado está posicionado. Por exemplo, o indicador de episódio 1232 mostra que o Episódio 1 é o episódio selecionado e o indicador de currículo 1246 mostra que o Episódio 1 se refere a Ciências Físicas, isto é, o primeiro dos cinco episódios sobre Ciências Físicas. Abaixo, os indicadores de currículo 1246 são títulos de módulo 1248. Os títulos de módulo 1248 descrevem o currículo educacional a partir do qual a classe selecionada que é transmitida. Por exemplo, os títulos de módulo 1248 para Nível 2 do Episódio 1 se referem à radiação eletromagnética. O usuário pode selecionar e clicar nos títulos de nível 1234 ou títulos de currículo 1248, seja individualmente ou em grupos, para carregar um modo de simulação do jogo educacional com o currículo educacional selecionado contido no mesmo. O usuário também pode usar a carga no botão de simular sala 1252 para carregar o modo de simulação para os itens selecionados.

[0376]Em uma modalidade, os títulos de nível 1234, os títulos de módulo 1248 e os indicadores de conquista 1240 são mascarados (não revelados) até que o usuário tenha desbloqueado o nível associado. Isso pode ser mostrado com os indicadores de conteúdo bloqueados 1254, mostrados na Figura 34 como cadeados.

[0377]A tela de perfil de estudante 1220 também links a outros modos de jogo, tal como um botão de visualizar conquistas 1256 e um botão vá para o laboratório 1258, que o usuário pode usar para navegar nessas áreas do jogo educacional.

[0378] Referindo-se, agora, à Figura 35, mostra-se uma interface de usuário de um seletor de modo de simulação 1260 do jogo educacional. A partir do menu principal e a partir da tela de perfil de estudante, o usuário pode solicitar que o servidor 126 crie um nível padrão no modo de simulação através do seletor de modo de simulação 1260. O seletor de modo de simulação 1260 tem um indicador de status de simulação 1262 que exibe quantas simulações o usuário tentou e o número de conquistas que o usuário desbloqueou através do uso do modo de simulação. O seletor de modo de simulação 1260 inclui títulos de episódio 1264, títulos de nível

1266, títulos de currículo 1268 e títulos de módulo 1270 para cada item associado no jogo educacional. No entanto, o usuário pode selecionar e engajar apenas o modo de simulação para os itens que o usuário tem direitos de acesso e tenha desbloqueado.

O jogo educacional é configurado de modo que o usuário possa fazer uma seleção a partir dos episódios desbloqueados, níveis, currículo e módulos, e o servidor 126 irá misturar os elementos para gerar dinamicamente um nível.

[0379]O seletor de modo de simulação 1260 inclui um seletor de modo de dificuldade de currículo 1272. O seletor de modo de dificuldade de currículo 1272 é configurado de modo que o usuário possa selecionar um nível de dificuldade de objeto de aprendizagem ou desafio para o nível criado no modo de simulação. Por exemplo, o seletor de modo de dificuldade de currículo 1272 controla a categoria do mecanismos de jogo, a complexidade de objetos de aprendizagem, a estrutura de narrativa e os elementos de história selecionados para o nível do jogo educacional.

[0380]O seletor de modo de simulação 1260 inclui um seletor de modo de dificuldade de nível 1274. O seletor de modo de dificuldade de nível 1274 é configurado de modo que o usuário possa selecionar um nível de dificuldade de jogabilidade ou desafio para o nível criado no modo de simulação. Por exemplo, o seletor de dificuldade de nível 1274 controla o tipo de elementos inimigos, o número de elementos inimigos, agressão do elemento inimigo (por exemplo, AI comportamental), o tipo de elementos de cobertura leve, o número de elementos de cobertura leve, elementos de história, e outros elementos de jogo selecionados para o nível do jogo educacional.

[0381]O seletor de modo de simulação 1260 inclui um seletor de estilo de aprendizagem 1276. O seletor de estilo de aprendizagem 1276 é configurado de modo que o usuário possa selecionar se o jogo educacional apresenta objetos de aprendizagem e mecanismos de jogo que – devido aos estilos de aprendizagem apresentados – são fáceis para o usuário (por exemplo, que jogam aos pontos fortes e preferências do usuário referentes aos estilos de aprendizagem) ou que sejam mais difíceis para o usuário (por exemplo, que apresentam informações através de estilos de aprendizagem mais fracos do usuário), ou de alguma forma intermediários. Por exemplo, o seletor de estilo de aprendizagem 1276 controla a seleção dinâmica de objetos de aprendizagem, mecanismos de jogo, abordagens de narrativa e elementos de história que são selecionados para o nível do jogo educacional.

[0382]O seletor de modo de simulação 1260 inclui um seletor de tipo de missão 1278. O seletor de tipo de missão 1278 é configurado de modo que o usuário possa escolher o tipo de missão para o nível do jogo educacional.

[0383]O seletor de modo de simulação 1260 também inclui um botão de entrar em sala de simulação 1280, que o usuário pode ativar para fazer com que o servidor 126 carregue um nível do jogo educacional de acordo com as seleções atuais a partir da tela de seletor de modo de simulação 1260.

[0384]Referindo-se, agora, à Figura 36, mostra-se uma interface de usuário de uma tela de modo de professor 1300 de um jogo educacional. A tela de modo de professor 1300 tem uma barra de título que inclui um nome do professor 1302 e detalhes de conta do professor 1304 para o professor logado. A tela de modo de professor 1300 também tem um seletor de classe 1306. O seletor de classe 1306 mostra o período de classe atual que é selecionado e configurado para permitir que o professor alterne entre os perfis de nível de classe ou instâncias da tela de modo de professor 1300. A tela de modo de professor 1300 inclui um indicador de atribuição 1308 e detalhes de atribuição 1310 que exibe informações relevantes à classe selecionada. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 36, o nome do professor é Marie Curie, ela selecionou “CH5” (por exemplo, para quinto período de química), que a classe tem uma atribuição excepcional, necessária para concluir o Episódio 1, Nível 2 em 2 dias, e apenas 25% dos estudantes nessa classe concluíram a atribuição no prazo.

[0385]A tela de modo de professor 1300 inclui um gráfico climático dinâmico

1312. O gráfico climático dinâmico 1312 é configurado similarmente ao gráfico climático dinâmico da tela de perfil de estudante (vide a Figura 34) pelo fato de que também reflete no progresso e desempenho no jogo educacional. No entanto, o gráfico climático dinâmico 1312 é gerado para refletir onde a classe de estudantes do professor está na história do jogo educacional, e como a classe está performando (por exemplo, ao invés de como o professor está progredindo no jogo educacional).

[0386]A tela de modo de professor 1300 inclui um seletor de atribuições pré- feitas 1314. O seletor de atribuições pré-feitas 1314 proporciona uma lista de atribuições que o professor pode atribuir rápida e facilmente para a classe com base nos episódios e nos níveis do jog. Por exemplo, os níveis do jogo educacional são configurados para serem lançados como uma atribuição à classe clicando-se em uma das atribuições pré-feitas. A tela de modo de professor 1300 também inclui um botão de adicionar próxima lição 1316 que é configurado para permitir que o professor lance automaticamente a próxima atribuição na lista. Através de qualquer abordagem, o professor será motivado a especificar o tempo da atribuição e fazer quaisquer customizações ou adicionar comentários.

[0387] A tela de modo de professor 1300 inclui um botão de criar nível padrão

1318. O jogo educacional é configurado de modo que o professor possa criar níveis padrão 1320 através de uma interface de modo de simulação específica ao professor.

Uma vez criado, o nível padrão 1320 é adicionado à lista de seletor de atribuições pré- feitas 1314. De modo correspondente, a tela de modo de professor 1300 é configurada de modo que o professor possa lançar o nível padrão 1320 rápida e facilmente para outras classes ou em semestres futuros.

[0388]A tela de modo de professor 1300 também tem informações sobre as atribuições, incluindo: uma descrição de currículo 1322 para as atribuições; uma temporização 1324 para a atribuição, tal como o prazo; um indicador de conclusão

1326 que exibe a porcentagem de estudantes na classe que concluíram a atribuição dentro do prazo; e indicadores de desempenho 1328 que rastreiam a maestria do estudante da atribuição. Os indicadores de desempenho 1328 são um conjunto multifatorial de dados que proporcionam um resumo de como os estudantes da classe estão se engajando e performando no jogo educacional. Os indicadores de desempenho 1328 incluem uma classificação média de classe 1330 que resume a classificação de eficiência média de todos os estudantes na classe normalizada em uma escala tradicional de 0% a 100%. Os indicadores de desempenho 1328 incluem um gráfico de barras 1332 das classificações de eficiência dos estudantes na classe agrupados por uma escala de grau tradicional por letras (por exemplo, A, B, C, etc.).

Os indicadores de desempenho 1328 incluem uma pontuação de conquista máxima 1334, que indica a porcentagem de estudantes que desbloquearam todas as conquistas para a atribuição. E os indicadores de desempenho 1328 incluem uma pontuação de conquista média 1336, que indica graficamente a quantidade média de conquistas desbloqueadas e é coordenada por cores em uma escala tradicional de medalhas (por exemplo, ouro, prata, bronze, etc.). Os indicadores de desempenho 1328 são alimentados no gráfico climático dinâmico 1312 e, combinados, proporcionam um instantâneo útil predominantemente visual do status da classe em relação à atribuição.

[0389]A tela de modo de professor 1300 também tem um botão visualizar por perfil de classe 1338 e um botão de visualizar por status em risco 1340 é configurado para carregar uma lista de classe e livro de notas por atribuição e um relatório de estudantes que possam estar em risco, respectivamente. A tela de modo de professor 1300 também tem um botão de enviar mensagem para classe 1342 que é configurado para enviar uma notificação, tal como um e-mail, texto SMS ou mensagem de sistema de gerenciamento de aprendizagem, para a classe.

[0390]Referindo-se, agora, à Figura 37, mostra-se uma interface de usuário de um relatório de perfil de classe 1350 do modo de professor do jogo educacional. O relatório de perfil de classe 1350 é um relatório detalhado do desempenho e engajamento do estudante com o jogo educacional. O relatório de perfil de classe 1350 tem um seletor de classe 1352 que é configurado para carregar o relatório com dados para a classe selecionada. O relatório de perfil de classe 1350 tem um filtro de atribuição 1354 que é configurado para carregar o relatório com dados para as atribuições selecionadas. E o relatório de classe 1350 tem um filtro de visão de apresentação 1356 que é configurado para classificar como os dados são apresentados no relatório. O filtro de visão de apresentação 1356 tem três modos, incluindo: alfabético (por exemplo, que classifica o relatório pelo sobrenome do estudante), desempenho (por exemplo, que classifica o relatório pelas classificações de eficiência do estudante) e em risco (por exemplo, que classifica o relatório para mostrar os estudantes que estiverem em risco ao topo).

[0391]O relatório de perfil de classe 1350 tem uma planilha de dados sobre a classe com base em como o professor seleciona e filtra os dados. O relatório de perfil de classe 1350 inclui um nome real 1358 de cada estudante (por exemplo, ao invés de o estudante gerar codinomes ou apelidos). O relatório de perfil de classe 1350 tem estatística resumida 1360, que inclui uma variedade de cálculos de desempenho de usuário como atribuições concluídas, classificação de eficiência média de todas as atribuições (que podem ser nominais ou ponderadas), uma medição de atribuições desbloqueadas (por exemplo, uma porcentagem), um número médio de jogadas que o usuário tentou a cada nível desbloqueado, um tempo médio gasto em cada nível, um tempo total que o usuário jogou o jogo educacional, e uma classificação percentil para um tempo total jogado. A estatística resumida 1360 proporciona uma visão detalhada de muitos aspectos diferentes de como os usuários estão se engajando ao jogo educacional e pode proporcionar percepções sobre comportamentos irregulares.

O relatório de perfil de classe 1350 também proporciona analíticas de dados esclarecedores sobre usuários que vai além de uma simples estatística resumida, como um estilo de aprendizagem dominante 1362 dos estudantes e um indicador em risco 1364. O estilo de aprendizagem dominante 1362 se baseia em um cálculo complexo da interação do usuário com objetos de aprendizagem que usam os vários estilos de aprendizagem. O indicador em risco 1364 também se baseia em um cálculo complexo de interações de usuário com o jogo educacional. A estatística resumida 1360, o estilo de aprendizagem dominante 1362 e os indicadores em risco 1364 podem proporcionar uma figuração robusta do desempenho de um estudante para facilitar a intervenção do professor. O relatório de perfil de classe 1350 também tem uma caixa de comentários 1366 onde o professor pode fazer notas sobre o desempenho do estudante individual.

[0392]A metade inferior do relatório de perfil de classe 1350 exibe gráficos de estilo de aprendizagem de classe 1368. Os gráficos de estilo de aprendizagem de classe 1368 são organizados por quartil e por estudantes em risco, fornecendo um rápido instantâneo da composição da classe. Os professores podem utilizar essas percepções em sala classe para se conectar melhor com os estudantes e abordar o material a partir de uma perspectiva que ressoe com as necessidades de aprendizagem de cada classe. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 37, os dados de estilo de aprendizagem de classe 1368 mostram que os estudantes em risco são muito similares aos outros estudantes em termos de aprendizagem visual versus auditiva versus lógica versus cinestésica; entretanto, os estudantes em risco são muito mais propensos a serem aprendizes sociais. Dessa forma, o professor pode decidir tornar as sessões dessa classe mais orientadas para o grupo e orientadas para a figura histórica para atrair os estudantes em risco para a conversa para engajar os estudantes em risco. O professor pode passar o mouse e clicar no relatório de perfil da turma 1350, por exemplo, para visualizar o perfil de um estudante individual.

[0393]Referindo-se, agora, à Figura 38, é mostrada uma interface de usuário de um relatório de perfil de estudante individual 1380. O perfil de estudante individual 1380 é similar ao perfil de usuário que o estudante focal poderia ver, porém com algumas modificações. O perfil de estudante individual 1380 do modo de professor tem um seletor de estudante 1382 para escolher qual estudante da classe exibir. O gráfico climático dinâmico é substituído por um gráfico de desempenho relativo 1382 que é configurado para exibir graficamente o desempenho do estudante focal ao longo do tempo em relação ao restante da classe (por exemplo, o desempenho mediano de classe é indicado por uma linha tracejada). O perfil de estudante individual 1380 inclui detalhes de atribuição de estudante individual 1386 indicando o status de quaisquer atribuições pendentes e o progresso do estudante focal na atribuição. O perfil de estudante individual 1380 inclui uma classificação de eficiência de estudante individual 1388 que mostra a melhor classificação de eficiência que o usuário obteve em cada atribuição. E o perfil de estudante individual 1380 inclui pontuações de classe e dados de conquistas 1390 que fornecem um instantâneo do desempenho relativo da classe.

O perfil de estudante individual 1380 é configurável para exibir outra estatística de desempenho de usuário também, como razões de taxas de vitória-derrota, inimigos derrotados para personagens jogadores desabilitados (às vezes referidos em jogos como médias de mortes causadas e sofridas ou “KDAs”), razões de energia gasta para energia recebida e assim por diante.

[0394]O perfil de estudante individual 1380 inclui um botão de tentativa de repetição de solicitação 1392 que é configurado para emitir uma nova atribuição ao estudante focal para completar um nível anteriormente atribuído. O perfil de estudante individual 1380 inclui um botão de nível padrão de emissão 1394 que é configurado para carregar uma versão do professor do modo simulação. O perfil de estudante individual 1380 inclui um botão de envio de mensagem para estudante 1396 que é configurado para abrir uma janela com um editor de texto para enviar uma mensagem (por exemplo, e-mail, texto SMS ou mensagem de sistema LMS) para o estudante focal. O perfil de estudante individual 1380 também inclui um botão de envio de mensagem para pais 1398 que é configurado para abrir uma janela com um editor de texto para enviar uma mensagem para os pais do estudante focal. O perfil de estudante individual 1380 tem um botão de visualização de relatório de estilo de aprendizagem 1400 que é configurado para alternar o corpo da tela de perfil de estudante individual 1380 de conclusão do estudante e dados de desempenho para dados e análises de preferência de aprendizagem do estudante. O perfil de estudante individual 1380 também tem um botão de jogo 1402 que é configurado para carregar dados muito detalhados sobre o histórico de jogo do estudante focal, como percursos de jogo anteriores.

[0395]Referindo-se, agora, à Figura 39, é mostrada uma interface de usuário de um relatório de estilo de aprendizagem de estudante individual 1410. O relatório de estilo de aprendizagem de estudante individual 1410 tem um gráfico de estilo de aprendizagem dominante 1412 e um gráfico de modo de aprendizagem dominante

1414. O gráfico de estilo de aprendizagem dominante 1412 mostra o estilo de aprendizagem e preferências do estudante focal dentre as maiores categorias de: aprendizagem visual, aprendizagem auditiva, aprendizagem lógica e aprendizagem cinestésica. O estilo de aprendizagem do estudante focal é mostrado em relação ao estudante médio representado como uma linha pontilhada. O gráfico de modo de aprendizagem dominante 1414 mostra o estilo de aprendizagem e preferências do estudante focal dentre as menores categorias de: aprendizagem individual versus social. O estilo de aprendizagem do estudante focal (representado como uma barra grossa) é mostrado versus o estudante médio (representado como a linha pontilhada).

[0396]O gráfico de estilo de aprendizagem dominante 1412 e o gráfico de modo de aprendizagem dominante 1414 são configurados para exibir uma janela pop- up 1416 se focalizada com detalhes e dados adicionais subjacentes às percepções de estilo de aprendizagem. Por exemplo, a focalização da parte de estilo de aprendizagem lógica do gráfico de modo de aprendizagem dominante 1414 revela uma série de gráficos 1418 que mostra os dados do estudante focal em relação ao estudante mediano. Um primeiro gráfico mostra um compartilhamento de visualizações do estudante focal dos materiais de estilo de aprendizagem focal (lógica) versus todos os objetos de aprendizagem em uma base relativa, em comparação com o restante da classe. Um segundo gráfico mostra o compartilhamento de tempo gasto visualizando os materiais de estilo de aprendizagem focal versus todos os objetos de aprendizagem em uma base relativa, em comparação com o restante da classe. Um terceiro gráfico mostra o desempenho do estudante focal nos desafios principais (por exemplo, necessário para superar com sucesso um nível de modo história ou desafio pré-construído) apresentados no estilo de aprendizagem focal em uma base relativa em comparação com o restante da classe. E um quarto gráfico mostra o desempenho do estudante focal em desafios voluntários (por exemplo, não essenciais para completar cada nível ou desafio, como o jogo no modo simulação) apresentado no estilo de aprendizagem focal em uma base relativa em comparação com o restante da classe. A janela pop-up 1416 também inclui uma série de dicas de treinamento de estilo de aprendizagem 1420 que são uma descrição do estilo de aprendizagem focal e dos alunos que o favorecem, dicas de como engajar os estudantes nesse estilo de aprendizagem e texto dinamicamente adaptável esclarecendo como intervir frente a todos os dados do estudante focal. As dicas de treinamento de estilo de aprendizagem 1420 fornecem ao professor um panorama de como o estudante focal pode se engajar de maneira mais eficaz.

[0397]O relatório de estilo de aprendizagem de estudante individual 1410 também inclui um botão de visualização de perfil de estudante individual 1420, que retorna à tela de perfil de estudante individual 1380.

[0398]Referindo-se, agora, à Figura 40, é mostrada uma interface de usuário de um relatório de classe em risco 1430 para uma classe de estudantes. O relatório de classe em risco 1430 lista nomes 1432 de todos os estudantes em uma pilha de classe classificados com base em uma pontuação em risco 1434. A pontuação em risco 1434 é calculada com base no perfil de aprendizagem do usuário e padrões de uso, conforme analisado pelo módulo de atribuição, os módulos de uso, os módulos de desempenho, os módulos de engajamento e os outros módulos do mecanismo de sistema de gerenciamento de aprendizagem 146. A pontuação em risco 1434 é um número entre 0 e 1 que indica o nível de comportamento problemático ou preocupante observado para cada estudante.

A pontuação em risco 1434 é baseada no cálculo de fatores de desempenho do estudante, como: conclusão de atribuições ou conclusão de atribuições dentro do prazo, desempenho em atribuições (por exemplo, conforme medido pela classificação de eficiência), tendências na conclusão e desempenho ao longo do tempo e tempo médio de uso (incluindo tempo mínimo e excessivo jogando o jogo educacional). A pontuação em risco 1434 é mais otimizada por natureza do que é atualmente possível calcular a partir dos sistemas de gerenciamento de aprendizagem existentes.

Por exemplo, o jogo educacional com mecanismo de sistema de gerenciamento de aprendizagem calcula uma pontuação em risco 1434 com base em: conclusão incremental da atribuição ao longo da janela de atribuição,

variação de quando as atribuições são concluídas, variação da hora do dia de conclusão, variação da hora do dia de uso do jogo educacional, variação de desempenho em objetos de aprendizagem específicos ao longo do tempo, variação da taxa de aprendizagem ao longo do tempo, variação da retenção ao longo do tempo,

variação dos padrões e estratégias de jogo no jogo, variação do desempenho em estilos de aprendizagem específicos ao longo do tempo, variação da localização de uso (por exemplo, com base na mudança de endereços IP), variação do equipamento usado (por exemplo, com base na alteração das descrições dos dispositivos e endereços MAC), variações dos níveis de engajamento (por exemplo, clique por minuto), indicações de frustração (por exemplo, conforme medido por taxas muito altas de cliques por minuto), variação de tempo gasto inativo (por exemplo, períodos de uso com intervalos no clique ou entrada de mais de 3 minutos), variação de uso de modos de jogos diferentes, variação de padrões de busca dentro do modo de laboratório, variações de padrões de busca nos modos de conquistas, variação de focalização e clique através de comportamentos, variação de condições de jogo, e assim por diante. O relatório de classe em risco 1430 também inclui um motivo 1436 para a pontuação em risco 1434. O motivo 1436 é uma explicação com base analítica para o fator ou fatores que estão causando uma pontuação em risco maior do que um limite mínimo (por exemplo, 0,2). A pontuação em risco 1434 e o motivo 1436 aproveitam percepções sobre mudanças de nível micro no desempenho que podem revelar ou fornecer indicação de problemas em casa, volatilidade na vida do estudante, falta de foco, pouca retenção e outros fatores que o professor pode usar para estimular uma intervenção e passar algum tempo com o estudante.

[0399]Além disso, o relatório de classe em risco 1430 inclui uma seção de comentários 1438 que rastreia mensagens com o estudante e os pais do estudante ao longo do tempo e um utilitário de mensagem 1440 que é configurado para permitir uma comunicação rápida (por exemplo, através de e-mail, texto SMS ou notificação do sistema de gerenciamento de aprendizagem) com o estudante focal e os pais do estudante focal.

[0400] Referindo-se, agora, à Figura 41, é mostrada uma interface de usuário de um relatório de indicadores em risco 1450 para um estudante individual. O relatório de indicadores em risco 1450 fornece detalhes e percepções adicionais sobre a pontuação em risco do usuário focal. O relatório de indicadores em risco 1450 inclui um seletor de estudante individual 1452 para alternar entre alunos da mesma classe.

O relatório de indicadores em risco 1450 também inclui um indicador de resumo 1454 que caracteriza sucintamente a pontuação em risco e os detalhes do usuário focal.

[0401]O relatório de indicadores em risco 1450 organiza os dados de engajamento do usuário e desempenho de usuário em fatores de risco 1456 que são agrupados em categorias, incluindo métricas de conclusão, métricas de desempenho e métricas de consistência e um indicador líquido que calcula a média dos fatores de risco 1456. Cada fator de risco 1456 é apresentado em uma base relativa versus um limite mediano 1458 de comportamento em risco, com base em dados agregados de usuário coletados de todos os usuários do jogo educacional. Os fatores de risco 1456 são apresentados com regras de formatação (por exemplo, ajustes dinâmicos de cores) para chamar a atenção do professor para as principais medidas e facilitar a interpretação rápida e fácil. O indicador líquido é apresentado em relação a uma média de classe 1460. A média da classe 1460 proporciona duas percepções: primeiro, a média da classe 1460 pode ser comparada ao estudante focal para compreender de forma rápida e sucinta como o estudante focal se situa dentro da classe; e, segundo, a média da classe 1460 pode ser comparada com o limite mediano 1458 para entender como a classe está situada dentro da população mais ampla de usuários estudantes, que pode fornecer indicações precoces referentes ao teste de final de ano.

[0402]Os fatores de risco 1456 são configurados para exibir uma janela pop- up 1462 quando focalizada, que exibe os dados subjacentes para o estudante focal ao longo do tempo e em uma base relativa ao restante da classe. Os dados subjacentes são apresentados como uma série de gráficos 1464 com dicas de treinamento em risco 1466, que são similares aos dados apresentados com os relatórios de estilo de aprendizagem.

[0403]Os dados em risco no relatório de classe em risco 1430 e no relatório de indicadores em risco 1450 são parcialmente agregados e apresentados sob a forma de valores relativos (por exemplo, versus a classe ou a população total de usuários) para obscurecer dados confidenciais sobre os usuários. Em vez disso, os dados em risco são apresentados de uma forma que se concentra em fornecer percepções acionáveis e dicas úteis de ensino ou treinamento para o professor aprimorar as interações com o estudante focal. Isso é obtido por meio de análises de sensibilidade de dados de entrada de usuário extensos que são coletados durante o jogo do jogo educacional.

[0404]Referindo-se, agora, à Figura 42, é mostrada uma interface de usuário de um relatório de jogabilidade de revisão 1470 do modo de professor. O relatório de jogabilidade de revisão 1470 é configurado para permitir que o professor observe o desempenho do estudante no jogo educacional em detalhe granular. O relatório de jogabilidade de revisão 1470 é similar à tela de perfil de estudante individual do modo de professor de muitas maneiras, porém com algumas diferenças. O relatório de jogabilidade de revisão 1470 tem classificação de eficiência por gráficos de jogo 1472 que mostram o desempenho do estudante focal em cada tentativa de um nível em relação à média da classe (com base nos melhores desempenhos). O relatório de jogabilidade de revisão 1470 tem estatística de jogo 1474 que mostra como o estudante focal completou e desempenhou um determinado nível ou atribuição versus a média da classe. A classificação de eficiências por jogo 1472 inclui um seletor de nó 1474 que é configurado para selecionar um jogo específico, e um botão para assistir ao jogo 1478 que é configurado para carregar o jogo selecionado. Em uma modalidade, o jogo educacional é um jogo de estratégia baseado em giros. De modo correspondente, cada ação de jogo e invocação de um mecanismo de jogo é um evento distinto que ocorre em um momento distinto. Mesmo as entradas baseadas em voz pelo usuário podem ser prontamente convertidas em texto e salvas como um tamanho de arquivo gerenciável. Dessa forma, os dados totais criados por cada jogo são razoáveis e podem ser armazenados, reproduzidos, analisados e anotados sem criar cargas de computação indevidas. A interface de assistir ao jogo é configurada de acordo com as interfaces do modo de jogo com a adição de um painel de controle que é configurado para reproduzir, pausar, avançar e voltar entre ações, anotar comentários e avançar e voltar entre os comentários.

[0405]Referindo-se, agora, à Figura 43, é mostrada uma interface de usuário de um modo de lição padrão 1480 para o modo de professor do jogo educacional. O modo de lição padrão 1480 permite que os professores criem níveis padrão e é similar de várias maneiras ao criador de lição de modo simulação que os usuários estudante podem acessar, porém com algumas diferenças. O modo de lição padrão 1480 tem dados de criação 1482 que são configurados para rastrear quantos desafios personalizados o professor criou e a data de criação. O modo de lição padrão 1480 também inclui dados de engajamento 1482 que são configurados para rastrear uma classificação de engajamento de qual porcentagem de estudantes concluíram o desafio e um rastreador de easter egg de qual porcentagem de estudantes encontrou objetos especiais inseridos no nível de padrão.

[0406]O modo de lição padrão 1480 tem um seletor de episódios e um seletor de nível, bem como um seletor de padrão educacional 1486 que são configurados para permitir que o professor identifique lições relevantes e colete os objetos de aprendizagem do nível padrão. Conforme mostrado na Figura 43, o seletor de padrão educacional 1486 indica que os Padrões de Ciência de Próxima Geração (NGSS) são selecionados e, como resultado, os códigos NGSS para padrões de aprendizagem são mostrados ao lado de uma descrição do assunto abordado em cada nível. O seletor de padrão educacional 1486 fornece ao professor controles otimizados sobre os materiais educacionais do jogo educacional que se alinham com os padrões e currículo de escolha do professor.

[0407]O modo de lição padrão 1480 tem um seletor de modo de dificuldade de currículo 1488, um seletor de modo de dificuldade de nível 1490, um seletor de estilo de aprendizagem 1492 e um seletor de tipo de missão 1494 que são geralmente similares aos equivalentes de modo simulação do modo estudante-usuário.

Entretanto, o modo de lição padrão 1480 inclui botões de personalização 1498 que permitem que o professor tenha controle adicional sobre a geração do nível padrão.

[0408]O modo de lição padrão 1480 tem um seletor de desafio sugerido 1500.

O seletor de desafio sugerido 15000 é configurado para exibir um nível padrão anteriormente criado que pode ser do interesse do professor. Por exemplo, o seletor de desafio sugerido 15000 identifica automaticamente os níveis pré-construídos com base na época do ano (por exemplo, tirando das lições do último ano ou semestres anteriores), a sequência de lições recentemente emitidas (por exemplo, tirando de outras aulas recentemente emitidas), a configuração atual da tela do modo de lição padrão 1480, anteriormente criadas e rascunhos salvos de níveis padrão e um grupo de lições publicamente disponíveis criadas por outros professores. Ao clicar no seletor de desafios sugeridos 1500, os elementos do modo de lição padrão 1480 serão populados com a configuração do desafio sugerido. O professor pode personalizar ainda mais a lição, se desejado.

[0409]O modo de lição padrão 1480 tem controles de temporização de atribuição 1502 e controles de distribuição de atribuição 1504. Os controles de temporização de atribuição 1502 definem quando a notificação do desafio será enviada para os destinatários, quando o desafio será aberto e quando o desafio será encerrado. Os controles de temporização de atribuição 1502 definem a janela de atribuição do nível padrão. Por exemplo, os controles de temporização de atribuição 1502 e os controles de distribuição de atribuição 1504 são configurados para permitir que o professor defina uma ampla janela de temporização de atribuição, como uma semana, para permitir que os estudantes planejem e realizem a atribuição no lazer dos estudantes ou para definir uma janela de temporização de atribuição estreita, como uma hora, para usar o jogo educacional como um representante para um teste em sala de aula ou para estimular o entusiasmo do estudante com a promessa de uma grande recompensa por participar de um evento transitório fora do horário de aula.

[0410]Em uma modalidade, o jogo educacional é configurado de modo que se uma atribuição for liberada durante um curto período (por exemplo, ≤1-hora) durante o horário normal de aula (por exemplo, entre 7 h e 15 h durante a semana) ou se uma atribuição for definida para ser liberada imediatamente e durante um curto período, uma janela pop-up com um botão “PARAR (/RETOMAR)” será apresentada. O modo de professor é configurado para que o professor possa clicar no botão PARAR para pausar o jogo educacional para todos os membros da classe focal; e, após solucionar o problema ou fazer um comunicado, o professor pode clicar no botão RETOMAR para reiniciar o jogo educacional para todos os membros da classe focal. De modo correspondente, o jogo educacional é configurado para uso controlado em um ambiente de sala de aula.

[0411]Em uma modalidade, o jogo educacional é configurado para acelerar o aceso do estudante ao jogo educacional fora das janelas de atribuição definidas pelo professor. De modo correspondente, o professor pode controlar a taxa na qual estudantes jogam o jogo educacional definindo-se os períodos de janela de jogo e uso. Isso garante que todos os estudantes experimentem o jogo educacional ao mesmo tempo de modo que o professor possa ter um controle aperfeiçoado sobre as discussões e engajamento em classe.

[0412]O modo de lição padrão 1480 tem controles de distribuição de atribuição

1504. Os controles de distribuição de atribuição 1504 definem quem receberá o desafio, com especificação de classes e estudantes individuais existentes dessas classes.

[0413]O modo de lição padrão 1480 também tem um seletor de easter eggs e bônus 1506 que são configurados para permitir que o professor insira easter eggs, bônus e objetos especiais no nível padrão, tais como nós de recurso, nós de potência, elementos de terreno e assim por diante. O seletor de easter eggs e bônus 1506 também tem implicações práticas. Por exemplo, se um professor preferir lançar um desafio difícil a uma classe de estudantes, o professor pode primeiro desejar criar um nível padrão com uma abundância suficiente de recursos para permitir que estudantes representam o nível padrão, coletem recursos e atualizem armaduras e armas para sobreviver ao desafio difícil pela frente.

[0414]O modo de lição padrão 1480 tem um botão de salvar rascunho 1508 que é configurado para salvar a configuração atual do modo de nível padrão 1480 na memória para uso futuro, e um botão de lançar desafio padrão 1510 que é configurado para atribuir o nível padrão aos estudantes ou classes no quadro de tempo específico.

[0415]Referindo-se, agora, à Figura 44, mostra-se uma ilustração de uma estrutura de dados 1520 de objetos de aprendizagem do jogo educacional. Conforme previamente descrito, os objetos de aprendizagem, e, logo, a estrutura de dados 1520 de objetos de aprendizagem, são configurados para renderização e apresentação dinâmica na janela de conteúdo 1020 da área de laboratório 1000 conforme descrito na Figura 25. Da mesma forma, conforme previamente descrito, cada objeto de aprendizagem é associado a uma quantidade pequena e prontamente digerível (por exemplo, algumas sentenças ou parágrafos em um dado tópico de ciências) de materiais educacionais, que são apresentados em uma variedade de formatos de estilo de aprendizagem incluindo texto, áudio, vídeo, simulações e assim por diante.

[0416]A estrutura de dados 1520 dos objetos de aprendizagem é estruturada com base em uma série de categorias de domínio que determinam quais objetos de aprendizagem são selecionados e onde esses objetos de aprendizagem serão apresentados no jogo educacional. Uma categoria de domínio de matéria 1522, tal como a matéria afiliada primária ou área de esforço científico, como química, física, biologia, estatística e assim por diante, organiza os objetos de aprendizagem em alto nível. A categoria de domínio primária 1522 geralmente se alinha a como o jogo educacional é organizado por episódios (por exemplo, coleções de níveis). Os elementos de dados educacionais 1520 são estruturados com base em uma categoria de domínio secundária 1524, tal como um elemento ou seleção de material que transversaliza a matéria. A categoria de domínio secundária 1524 é configurada para se alinhar a como a matéria é encontrada no jogo e através dos mecanismos de jogo.

A estrutura de dados 1520 também é estruturada com base em uma categoria de domínio terciária 1526, tal como uma discriminação categórica dos conceitos chave que se encontram na matéria (por exemplo, propriedades eletromagnéticas, propriedades de reatividade química, propriedades de combustão, propriedades nucleares e propriedades de material a granel da matéria dentro do domínio primário de química). As categorias de domínio terciárias 1526 são configuradas para se alinharem a como a matéria é ensinada e reforçadas no jogo através da área de laboratório e durante a jogabilidade.

[0417]A estrutura de dados 1520 também é estruturada por fatores de módulo 1528 que são configurados para determinar quais objetos de aprendizagem estão desbloqueados e disponíveis para apresentação. Os fatores de módulo 1528 incluem uma pontuação de ordem 1528 que indica a sequência de quando o elemento de dados educacionais 1520 deve ser desbloqueado com base em um dado perfil de aprendizagem do usuário. A pontuação de ordem 1528 é atualizada progressivamente com o perfil de aprendizagem do usuário para acelerar a quantidade de informações apresentadas ao usuário. Os fatores de módulo 1528 incluem uma visão geral do tópico 1530 que indica o tipo de matéria abrangida. Os fatores de módulo 1528 incluem um tipo de formato 1532 que indica o tipo de arquivo presente, que influencia em como os objetos de aprendizagem são renderizados e como usuários podem interagir com os objetos de aprendizagem. E os fatores de módulo 1528 incluem dados de estilo de aprendizagem 1536 que representam o estilo de aprendizagem dominante do objeto de aprendizagem.

[0418]Por exemplo, na Figura 44, mostra-se um conjunto de objetos de aprendizagem disponíveis para um dado usuário em preto, com objetos de aprendizagem ainda bloqueados mostrados em cinza para ilustrar o progresso de aprendizagem. O usuário tem quatorze (14) desbloqueados do subconjunto de trinta e seis (36) objetos de aprendizagem mostrados, sendo que cada um desses se refere à categoria de domínio primária de química, a categoria de domínio secundária de carbono como um elemento ou em material de jogo, e a categoria de domínio terciária de cinco propriedades de material de ciência física. Se o usuário abrir a área de aprendizagem do jogo educacional (por exemplo, vide a Figura 25) e configurar apropriadamente a tela, o usuário seria capaz de ver e experimentar quatro (4) objetos de aprendizagem sobre as propriedades eletromagnéticas de carbono, três (3) objetos de aprendizagem sobre as propriedades de reatividade química de carbono, um (1) objeto de aprendizagem sobre as propriedades de combustão de carbono, zero (0) objetos de aprendizagem sobre as propriedades nucleares de carbono e seis (6) objetos de aprendizagem sobre as propriedades de material a granel de carbono.

Ademais, o usuário seria apresentado a um conjunto de objetos de aprendizagem customizado com base no estilo de aprendizagem associado dos objetos de aprendizagem e no perfil de aprendizagem do usuário (por exemplo, indicando a preferência do usuário com objetos de aprendizagem previamente visualizados). Em tempo, à medida que o usuário progride através do jogo educacional e consume mais objetos de aprendizagem na área de laboratório e na área de conquistas, objetos de aprendizagem adicionais podem ser desbloqueados (ativados).

[0419]Referindo-se, agora, à Figura 45, mostra-se um método para atualizar acesso à estrutura de dados de objetos de aprendizagem. O método começa quando o servidor 126 inicializar um banco de dados com objetos de aprendizagem com base no currículo educacional 1560, recebe um perfil de aprendizagem de um usuário 1562, e renderiza o jogo educacional para exibição em um dispositivo de usuário 1564.

Então, o servidor 126 concede acesso a uma biblioteca restrita de conteúdo com base no perfil de aprendizagem 1566 do usuário e exibe objetos de aprendizagem a partir da biblioteca restrita de conteúdo. À medida que o usuário joga o jogo educacional, o servidor 126 recebe entradas de usuário incluindo mecanismos de jogo 1568, recebe entradas de usuário a partir da área de laboratório 1570, recebe entradas de usuário a partir da área de conquistas 1572, e recebe entradas de usuário a partir de desafios voluntários 1574 (por exemplo, questionários voluntários invocados em jogo). Então, com base nas entradas de usuário, o servidor 126 concede acesso a conteúdos adicionais na biblioteca de conteúdo com nas entradas de usuário 1576. O servidor 126 também determina o desempenho de usuário com base nas entradas de usuário 1570, 1572, 1574, 1576 e atualiza o perfil de aprendizagem do usuário para calibrar a estrutura de dados com base nos impactos de desempenho orientados por dados.

[0420]Embora a invenção tenha sido descrita em relação a modalidades especificas, essas modalidades são meramente ilustrativas, e não restritivas da invenção. A descrição do presente documento das modalidades ilustradas da invenção, incluindo a descrição no Resumo e Sumário, não é destinada a ser exaustiva ou limitar a invenção às formas precisas reveladas no presente documento (e, em particular, a inclusão de qualquer modalidade, recurso ou função particular dentro do Resumo ou Sumário não é destinada a limitar o escopo da invenção a essa modalidade, recurso ou função). De preferência, a descrição é destinada a descrever modalidades, recursos e funções ilustrativos a fim de proporcionar a um indivíduo com conhecimento comum na técnica contexto para compreender a invenção sem limitar a mesma à qualquer modalidade, recurso ou função particularmente descritos, incluindo qualquer modalidade, recurso ou função descrito no Resumo ou Sumário.

Embora modalidades específicas, e exemplos, da invenção sejam descritos no presente documento apenas por propósitos ilustrativos, várias modificações equivalentes são possíveis dentro do âmbito e escopo da invenção, conforme os indivíduos versados na técnica relevante reconhecerão e avaliarão. Conforme indicado, essas modificações podem ser feitas à invenção tendo em vista a descrição anterior das modalidades ilustradas da invenção e devem ser incluídas dentro do âmbito e escopo da invenção. Logo, embora a invenção tenha sido descrita no presente documento com referência a modalidades particulares, diversas modificações, várias alterações e substituições são destinadas nas revelações anteriores, e avaliar-se-á que em alguns casos, determinados recursos das modalidades da invenção serão empregados sem um uso correspondente de outros recursos sem divergir do escopo e âmbito da invenção conforme apresentado.

Portanto, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular ao escopo e âmbito essenciais da invenção.

[0421]A referência no decorrer deste relatório descritivo a “uma (1) modalidade”, “uma modalidade”, ou “uma modalidade específica” ou terminologia similar significa que um recurso, estrutura ou característica particular descritos em conexão à modalidade são incluídos em pelo menos uma modalidade e podem não estar necessariamente presentes em todas as modalidades. Logo, respectivos surgimentos das frases “em uma (1) modalidade”, “em uma modalidade”, ou “em uma modalidade específica” ou terminologia similar em vários locais no decorrer deste relatório descritivo não estão necessariamente se referindo à mesma modalidade.

Adicionalmente, os recursos, estruturas ou características particulares de qualquer modalidade particular podem ser combinados em qualquer maneira adequada com uma ou mais outras modalidades. Deve-se compreender que outras variações e modificações das modalidades descritas e ilustradas no presente documento são possíveis tendo em vista os ensinamentos e devem ser consideradas como parte d âmbito e escopo da invenção.

[0422]Na descrição do presente documento, vários detalhes específicos são fornecidos, tais como exemplos de componentes e/ou métodos, para fornecer uma compreensão plena das modalidades da invenção. No entanto, um indivíduo versado na técnica relevante reconhecerá que uma modalidade pode ser capaz de ser praticada sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros aparelhos,

sistemas, montagens, métodos, componentes, materiais, partes e/ou similares. Em outros casos, estruturas, componentes, sistemas, materiais ou operações bem conhecidos não são especificamente mostrados ou descritos em detalhes para evitar obscurecer aspectos das modalidades da invenção. Embora a invenção possa ser ilustrada utilizando-se uma modalidade particular, a mesma não limita a invenção à nenhuma modalidade particular e um indivíduo com conhecimento comum na técnica reconhecerá que modalidades adicionais são prontamente compreensíveis e fazem parte desta invenção.

[0423]As modalidades discutidas no presente documento podem ser implementadas em um computador comunicativamente acoplado a uma rede (por exemplo, a Internet), outro computador, ou em um computador autônomo. Conforme conhecido pelos indivíduos versados na técnica, um computador adequado pode incluir uma unidade de processamento central (“CPU”), pelo menos uma memória somente para leitura (“ROM”), pelo menos uma memória de acesso aleatório (“RAM”), pelo menos um disco rígido (“HD”), e um ou mais dispositivos de entrada/saída (“I/O”).

Os dispositivos de I/O podem incluir um teclado, monitor, impressora, dispositivo de apontamento eletrônico (por exemplo, mouse, trackball, canela stylus, touchpad, etc.), ou similares.

[0424]ROM, RAM e HD são memórias computacionais para armazenar instruções executáveis por computador executáveis pela CPU ou capazes de serem compiladas ou interpretadas a serem executáveis pela CPU. Instruções executáveis por computador adequadas podem residir em uma mídia legível por computador (por exemplo, ROM, RAM, e/ou HD), conjunto de circuitos de hardware ou similares, ou qualquer combinação dos mesmos. Nesta revelação, o termo “mídia legível por computador” não se limita a ROM, RAM e HD e pode incluir qualquer tipo de mídia de armazenamento de dados que possa ser lida por um processador. Por exemplo, uma mídia legível por computador pode se referir a um cartucho de dados, uma fita magnética de backup de dados, um disquete flexível, uma unidade de memória flash, uma unidade de armazenamento de dados ópticos, CD-ROM, ROM, RAM, HD, ou similares. Os processos descritos no presente documento podem ser implementados em instruções executáveis por computador adequadas que podem residir em uma mídia legível por computador (por exemplo, um disco, CD-ROM, a memória, etc.).

Alternativamente, as instruções executáveis por computador podem ser armazenadas como componente de código de software em um arranjo de dispositivo de armazenamento de acesso direto, fita magnética, disquete flexível, dispositivo de armazenamento óptico, ou outra mídia legível por computador ou dispositivo de armazenamento apropriado.

[0425]Qualquer linguagem de programação adequada pode ser usada para implementar as rotinas, métodos ou programas das modalidades a invenção descrita no presente documento, incluindo C, C++, Java, JavaScript, HTML, ou qualquer outro código de programação ou script, etc. Outras arquiteturas de software/hardware/rede podem ser usadas. Por exemplo, as funções das modalidades reveladas podem ser implementadas em um computador ou compartilhadas/distribuídas dentre dois ou mais computadores ou através de uma rede. As comunicações entre computadores que implementam modalidades podem ser realizadas usando quaisquer métodos eletrônicos, ópticos, sinais de radiofrequência, ou outros métodos adequados e ferramentas de comunicação em conformidade com protocolos de rede conhecidos.

[0426]Podem-se empregar técnicas de programação diferentes tais como procedurais ou orientadas por objeto. Qualquer rotina particular pode rodar em um dispositivo de processamento computacional ou múltiplos dispositivos de processamento computacional, um processador computacional único ou múltiplos processadores computacionais. Os dados podem ser armazenados em uma única mídia de armazenamento ou distribuídos através de múltiplas mídias de armazenamento, e podem residir em um único banco de dados ou em múltiplos bancos de dados (ou outras técnicas de armazenamento de dados). Embora as etapas, operações ou computações possam ser apresentadas em uma ordem específica, essa ordem pode ser alterada em diferentes modalidades. Em algumas modalidades, até o ponto em que múltiplas etapas são mostradas como sequenciais neste relatório descritivo, alguma combinação dessas etapas em modalidades alternativas pode ser realizada ao mesmo tempo. A sequência de operações descrita no presente documento pode ser interrompida, suspensa ou, de outro modo, controlada por outro processo, tal como um sistema operacional, núcleo, etc. As rotinas podem operar em um ambiente de sistema operacional ou como rotinas autônomas. Funções, rotinas, métodos, etapas e operações descritos no presente documento podem ser realizados em hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos.

[0427]As modalidades descritas no presente documento podem ser implementadas sob a forma de lógica de controle em software ou hardware ou uma combinação de ambos. A lógica de controle pode ser armazenada em uma mídia de armazenamento de informações, tal como uma mídia legível por computador, como uma pluralidade de instruções adaptadas para direcionar um dispositivo de processamento de informações para realizar um conjunto de etapas reveladas nas várias modalidades. Com base na revelação e ensinamentos fornecidos no presente documento, um indivíduo com conhecimento comum na técnica avaliará outras formas e/ou métodos para implementar a invenção.

[0428]A implementação em programação ou código de software das etapas, operações, métodos, rotinas ou porções dos mesmos descritos no presente documento também se encontra-se no âmbito e escopo da invenção, onde essa programação ou código de software pode ser armazenado em uma mídia legível por computador e pode ser operado por um processador para permitir que um computador realize qualquer uma das etapas, operações, métodos, rotinas ou porções dos mesmos descritos no presente documento. A invenção pode ser implementada utilizando-se programação ou código de software em um ou mais computadores digitais para propósitos gerais, utilizando-se circuitos integrados para aplicação específica, dispositivos de lógica programável, arranjos de portas programáveis em campo, sistemas, componentes e mecanismos ópticos, químicos, biológicos, quânticos ou por nanoengenharia podem ser usados. Em geral, as funções da invenção podem ser obtidas por qualquer meio conforme conhecido na técnica. Por exemplo, sistemas, componentes e circuitos distribuídos ou em rede podem ser usados. Em outro exemplo, comunicação ou transferência (ou, de outro modo, movendo-se de um local para outro) de dados podem ser feitas com fio, sem fio, ou por qualquer outro meio.

[0429]Uma “mídia legível por computador” pode ser qualquer mídia que possa conter, armazenar, comunicar, propagar ou transportar o programa para uso por um sistema, aparelho ou dispositivo de execução de instruções, ou em conexão ao mesmo. A mídia legível por computador pode ser, a título de exemplo apenas, mas sem caráter limitativo, um sistema eletrônico, magnético, óptico, eletromagnético, infravermelho ou semicondutor, aparelho, sistema, dispositivo, meio de propagação, ou memória computacional. Em geral, essa mídia legível por computador deve ser legível por máquina e incluir programação ou código de software que pode ser legível por humano (por exemplo, código fonte) ou legível por máquina (por exemplo, código de objeto). Exemplos de mídias legíveis por computador não transitórias podem incluir memórias de acesso aleatório, memórias somente para leitura, discos rígidos, cartuchos de dados, fitas magnéticas, disquetes flexíveis, unidades de memória flash, dispositivos de armazenamento de dados ópticos, memórias somente para leitura de disco compacto, e outras memórias computacionais apropriadas e dispositivos de armazenamento de dados. Em uma modalidade ilustrativa, alguns ou todos os componentes de software podem residir em um único computador servidor ou em qualquer combinação de computadores servidores separados. Conforme um indivíduo versado na técnica pode avaliar, um produto de programa computacional que implementa uma modalidade revelada no presente documento pode compreender uma ou mais mídias legíveis por computador não transitórias que armazenam instruções computacionais traduzíveis por um ou mais processadores em um ambiente computacional.

[0430]Um “processador” inclui qualquer sistema, mecanismo ou componente de hardware que processe dados, sinais ou outras informações. Um processador pode incluir um sistema com uma unidade de processamento central para propósitos gerais, unidades de processamento múltiplo, conjunto de circuitos dedicado para alcançar uma funcionalidade, ou outros sistemas. O processamento não precisa ser limitado a uma localização geográfica, ou ter limitações temporais. Por exemplo, um processador pode realizar suas funções em “tempo real,” “offline,” em um “modo em lote,” etc. Porções do processamento podem ser realizadas em diferentes momentos e em diferentes locais, por diferentes sistemas de processamento (ou os mesmos).

[0431]Avaliar-se-á também que um ou mais dos elementos descritos nos desenhos/figuras também podem ser implementados em uma maneira mais separada ou integrada, ou até mesmo removida ou renderizada conforme inoperável em determinados casos, conforme é útil de acordo com um aplicação particular.

Adicionalmente, quaisquer setas de sinal nos desenhos/figuras devem ser consideradas apenas como exemplificadoras, e sem caráter limitativo, exceto onde especificamente notado em contrário.

[0432]Conforme o uso em questão, os termos “compreende,” “compreender,” “inclui,” “incluir,” “tem,” “ter,” ou qualquer outra variação dos mesmos, são destinados a abranger uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, produto, artigo ou aparelho que compreenda uma lista de elementos não é necessariamente limitada apenas àqueles elementos, mas podem incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a esse processo, produto, artigo ou aparelho.

[0433]Adicionalmente, o termo “ou” conforme o uso em questão é destinado, em geral, a significar “e/ou” exceto onde indicado em contrário. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente), e tanto A como B são verdadeiros (ou presentes). Conforme o uso em questão, inclusive nas reivindicações a seguir, um termo precedido por “um” ou “uma” (e “o” ou “a” quando a base antecedente for “um” ou “uma”) inclui as formas no singular e no plural desse termo, exceto onde claramente indicado dentro da reivindicação (isto é, que a referência “um” ou “uma” claramente indica apenas a forma no singular ou apenas a forma no plural). Da mesma forma, conforme o uso na descrição e ao longo das reivindicações a seguir, o significado de “em” inclui “em” e “sobre” exceto onde o contexto indicar claramente em contrário. O escopo da presente revelação deve ser determinado pelas reivindicações a seguir e seus equivalentes legais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Jogo para ensinar um currículo de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um avatar inimigo tendo um primeiro conjunto de propriedades científicas; pelo menos um avatar controlado por jogador que é configurado para interagir com o primeiro conjunto de propriedades científicas do pelo menos um avatar inimigo usando pelo menos um mecanismo de jogo; em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos.

2. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o pelo menos um avatar controlado por jogador tem um segundo conjunto de propriedades científicas; o pelo menos um avatar inimigo é configurado para interagir com o segundo conjunto de propriedades científicas do avatar controlado por jogador usando o pelo menos um mecanismo de jogo; e em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o segundo conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos.

3. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o avatar controlado por jogador tem um suprimento de energia; e em que a interação de pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é precisamente simulada em duas partes, sendo que as duas partes incluem: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do suprimento de energia do avatar controlado por jogador ao avatar inimigo; e uma porção de reação do inimigo que absorve pelo menos parte da energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas.

4. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: um campo de jogo tendo um terceiro conjunto de propriedades científicas; em que o pelo menos um mecanismo de jogo é configurado para interagir com o terceiro conjunto de propriedades científicas do campo de jogo; e em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o terceiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos.

5. Jogo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é precisamente simulada em pelo menos duas partes selecionadas a partir da lista de: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do avatar controlado por jogador ao avatar inimigo; uma porção de reação do inimigo que absorve parte da energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas; e uma porção de fator de perda que dissipa um restante da energia transmitida no campo de jogo.

6. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro conjunto de propriedades científicas é selecionado a partir da lista de: propriedades elétricas, propriedades magnéticas, propriedades térmicas, propriedades de reatividade química, reatividade de combustão, propriedades nucleares, propriedades físicas de massa, propriedades moleculares orgânicas, propriedades de proteína, propriedades de estrutura celular, e propriedades de função biológica.

7. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro conjunto de propriedades científicas é simulado com base em elementos da tabela periódica de elementos.

8. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de jogo é uma simulação de um gadget que é configurado para operar com um elemento a partir da tabela periódica de elementos como o meio do gadget.

9. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro conjunto de propriedades científicas é simulado com base na estrutura celular e função das células selecionada a partir da lista de: células procarióticas, células vegetais e células animais.

10. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a simulação de princípios científicos se baseia na transferência de energia e conversão de energia.

11. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um mecanismo de jogo é uma simulação de transferência de energia com base em uma seleção da lista de: radiação, emissão de fótons, condução, convecção, projeção, reação química, fusão e fissão.

12. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um mecanismo de jogo é selecionado a partir da lista de: um gadget de radiação eletromagnética que é simulado com base no modelo de Bohr do átomo e a absorção de radiação por metais; um gadget de pulso eletromagnético que é simulado com base nas equações de Maxwell e na lei da força de Lorentz de eletromagnetismo e a indução de corrente elétrica em circuitos metálicos; um aspersor de oxidação-redução que é simulado com base na reação química de elementos e moléculas e a condução e convecção de energia térmica à matéria; um gadget de reação ácido-base que é simulada com base em propriedades ácido-base, a reatividade química de elementos e moléculas e estequiometria, e a condução e convecção de energia térmica à matéria; um dispositivo de canhão elétrico que é simulado com base nas leis de Faraday de indução e nas leis da mecânica clássica referentes à transferência de energia a objetos macroscópicos e ao impacto sobre propriedades estruturais da matéria; um dispositivo de transmissão eletrônica que é simulado com base em propriedades de sistemas de controle de componente eletrônico analógico e digital referentes à transferência controlada de um sinal eletrônico para interagir com as propriedades eletromagnéticas da matéria; um vírus que é simulado com base na estrutura celular e teorias de função e que altera a função da estrutura celular; e a estrutura celular que é simulado com base em funções de célula procariótica, célula vegetal ou célula animal e que produz subprodutos para a célula.

13. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de jogo transversaliza pelo menos dois domínios de conhecimento cientifico.

14. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, uma área de laboratório com explicações, equações e dados referentes à interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas.

15. Jogo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, uma área de conquistas com contexto industrial, tendências de carreira e informações de emprego referentes à interação do mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de princípios científicos.

16. Sistema para ensinar um currículo de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um sistema computacional tendo um processador, uma mídia legível por computador não transitória e pelo menos um dispositivo de entrada; um programa legível por computador armazenado na mídia legível por computador não transitória e executado no processador do sistema computacional; em que o programa legível por computador quando executado no sistema computacional induz o sistema computacional a: definir pelo menos um avatar inimigo tendo um primeiro conjunto de propriedades científicas; definir pelo menos um avatar controlado por jogador que é configurado para interagir com o primeiro conjunto de propriedades científicas do pelo menos um avatar inimigo usando pelo menos um mecanismo de jogo; receber uma entrada a partir de pelo menos um dispositivo de entrada para usar o pelo menos um mecanismo de jogo; e simular a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas com base em princípios científicos.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o programa legível por computador, quando executado no computador em rede, faz com que o comutador em rede: defina, ainda, que o pelo menos um avatar controlado por jogador tem um segundo conjunto de propriedades científicas; defina, ainda, que o pelo menos um avatar inimigo é configurado para interagir com o segundo conjunto de propriedades científicas do avatar controlado por jogador usando o pelo menos um mecanismo de jogo; e simule a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o segundo conjunto de propriedades científicas com base nos princípios científicos.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um avatar controlado por jogador é definido, ainda, para ter um suprimento de energia; e em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é precisamente simulado em pelo menos duas partes, que compreende: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do suprimento de energia do avatar jogador ao avatar inimigo; e uma porção de reação do inimigo que absorve parte da energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o programa legível por computador, quando executado no computador em rede, faz com que o computador em rede: defina um campo de jogo tendo um terceiro conjunto de propriedades científicas; em que o pelo menos um mecanismo de jogo é configurado para interagir com o terceiro conjunto de propriedades científicas do campo de jogo; e em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com o terceiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos; em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo com os conjuntos de propriedades científicas é precisamente simulada em pelo menos duas partes selecionadas a partir da lista de: uma porção de ação controlada por jogador que transmite energia a partir do avatar jogador ao avatar inimigo; uma porção de reação do inimigo que absorve parte da energia transmitida com base no primeiro conjunto de propriedades científicas; e uma porção de fator de perda que dissipa um restante da energia transmitida no campo de jogo com base no terceiro conjunto de propriedades científicas.

20. Método para ensinar um currículo de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) usando um jogo educacional executado em um sistema computacional CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: gerar, usando o sistema computacional, um jogo educacional com pelo menos um mecanismo de jogo baseado em currículo, onde o jogo educacional é composto por: pelo menos um avatar inimigo tendo um primeiro conjunto de propriedades científicas; e pelo menos um avatar controlado por jogador que é configurado para interagir com o primeiro conjunto de propriedades científicas do pelo menos um avatar inimigo usando o pelo menos um mecanismo de jogo baseado em currículo, em que a interação do pelo menos um mecanismo de jogo baseado em currículo com o primeiro conjunto de propriedades científicas é uma simulação de princípios científicos; apresentar, usando o sistema computacional, o jogo educacional com mecanismos de jogo baseados em currículo a um usuário; receber, usando o sistema computacional, uma entrada de usuário a partir do usuário incluindo o pelo menos um mecanismo de jogo baseado em currículo; e resolver, usando o sistema computacional, a interação do pelo menos um mecanismo de jogo baseado em currículo com o primeiro conjunto de propriedades científicas do pelo menos um avatar inimigo.

21. Sistema computacional para avaliação educacional, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um processador; e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória que armazena instruções por ao menos um processador para implementar um módulo de software de jogo educacional, sendo que o módulo de software de jogo educacional realiza: receber, usando o pelo menos um processador, currículo educacional; criar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um mecanismo de jogo a partir do currículo educacional que se baseia em princípios científicos; e gerar, usando o pelo menos um processador, um jogo educacional que inclui o pelo menos um mecanismo de jogo.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza, ainda, as etapas de: inicializar, usando o pelo menos um processador, um banco de dados com conteúdo baseado em currículo educacional; receber, usando o pelo menos um processador, padrões educacionais referentes ao currículo educacional; alinhar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com os padrões educacionais; e identificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional em módulos educacionais com base no alinhamento do currículo educacional e dos padrões educacionais; em que a etapa de criar o pelo menos um mecanismo de jogo é realizada apenas para os módulos educacionais identificados dentro do currículo educacional.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: receber, usando o pelo menos um processador, pelo menos um ativo de jogo; e associar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um dos mecanismos de jogo com o pelo menos um ativo de jogo.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: rastrear, usando o pelo menos um processador, o desempenho de usuário com base no uso do pelo menos um mecanismo de jogo; e gerar, usando o pelo menos um processador, um perfil de aprendizagem de usuário com base no desempenho de usuário.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, um conjunto de objetivos pedagógicos para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de objetivos pedagógicos; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, um conjunto de estilos de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de estilos de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, a conjunto de objetivos de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de objetivos de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, uma sequência de objetos de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base na sequência de objetos de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional.

29. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: desenvolver, usando o pelo menos um processador, uma pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo, em que cada dentre a pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo varia em fatores de complexidade selecionados a partir de uma lista de: um número de entradas controladas por usuário, uma especificidade de cálculo das entradas controladas por usuário, e um número de domínios transversalizados pelas entradas controladas por usuário.

30. Sistema, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza as etapas adicionais que compreendem: desenvolver, usando o pelo menos um processador, uma pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo, em que cada dentre a pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo varia em fatores de complexidade selecionados a partir de uma lista de: um número de entradas controladas por usuário, uma especificidade de cálculo das entradas controladas por usuário, e um número de domínios transversalizados pelas entradas controladas por usuário.

31. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: apresentar, usando a pelo menos uma tela e o pelo menos um processador, o jogo educacional a pelo menos um usuário; receber, usando o pelo menos um dispositivo de entrada e o pelo menos um processador, sendo que a entrada de usuário incluir usar pelo menos um mecanismo de jogo; e atualizar, usando o pelo menos um processador, o jogo educacional com base na entrada de usuário recebida.

32. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: gerar, usando o pelo menos um processador, um perfil de aprendizagem de usuário que rastreia o desempenho de usuário com base no uso de pelo menos um mecanismo de jogo; e em que a etapa de atualizar o jogo educacional atualiza o jogo educacional com base no perfil de aprendizagem de usuário.

33. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, um conjunto de objetivos pedagógicos para o currículo educacional;

classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de objetivos pedagógicos; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional; e em que a etapa de atualizar o jogo educacional compreende, ainda, atualizar a pontuação do currículo educacional.

34. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, um conjunto de estilos de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de estilos de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional; e em que a etapa de atualizar o jogo educacional compreende, ainda, atualizar a pontuação do currículo educacional.

35. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, um conjunto de categorias de objeto de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base no conjunto de categorias de objeto de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional; e em que a etapa de atualizar o jogo educacional compreende, ainda, atualizar a pontuação do currículo educacional com base no conjunto de categorias de objeto de aprendizagem.

36. Sistema, de acordo com a reivindicação 35, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: definir, usando o pelo menos um processador, uma sequência de objetos de aprendizagem para o currículo educacional; classificar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional com base na sequência de objetos de aprendizagem; e criar, usando o pelo menos um processador, o pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação do currículo educacional; e em que a etapa de atualizar o jogo educacional compreende, ainda, atualizar a pontuação do currículo educacional com base na sequência de objetos de aprendizagem.

37. Sistema, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: desenvolver, usando o pelo menos um processador, uma pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo.

38. Sistema, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional realiza etapas adicionais que compreendem: desenvolver, usando o pelo menos um processador, uma pluralidade de categorias do pelo menos um mecanismo de jogo com base na classificação da sequência de objetos de aprendizagem.

39. Produto de software para avaliação educacional usando um computador tendo pelo menos um processador e pelo menos um armazenamento de mídia legível por computador não transitória para armazenar o produto de software, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um módulo de sistema de gerenciamento de aprendizagem configurado para receber currículo educacional e criar pelo menos um mecanismo de jogo a partir do currículo educacional que se baseia em princípios científicos; e um módulo de criação de jogo configurado para gerar um jogo educacional incluindo o pelo menos um mecanismo de jogo.

40. Método de avaliação educacional usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória que armazena instruções por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber, usando o pelo menos um processador, currículo educacional; criar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um mecanismo de jogo a partir do currículo educacional que se baseia em princípios científicos; e gerar, usando o pelo menos um processador, um jogo educacional incluindo o pelo menos um mecanismo de jogo.

41. Método para ensinar um currículo de ciências, engenharia, tecnologia e matemática (STEM) usando um sistema computacional tendo um processador, mídia legível por computador não transitória e um pacote de software de jogo educacional, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: restaurar, usando o processador, pelo menos duas variantes de um mecanismo de jogo único; renderizar, usando o processador, uma primeira variante do mecanismo de jogo único que é configurado para ter dois ou menos primeiros controles de entrada de usuário; receber, usando o processador, uma entrada a partir de dois ou menos primeiros controles de entrada de usuário; renderizar, usando o processador, uma segunda variante dos mecanismos de jogo únicos que é configurada para ter pelo menos dois segundos controles de entrada de usuário; e receber, usando o processador, uma entrada de pelo menos dois segundos controles de entrada de usuário.

42. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: renderizar, usando o processador, uma terceira variante dos mecanismos de jogo únicos que é configurada para ter pelo menos três terceiros controles de entrada de usuário; e receber, usando o processador, uma entrada a partir de pelo menos três terceiros controles de entrada de usuário.

43. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que as variantes do mecanismo de jogo único são renderizadas em ordem.

44. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que as variantes do mecanismo de jogo único são renderizadas em ordem de complexidade crescente ao longo de pelo menos uma dimensão selecionada a partir da lista de: número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

45. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda variante do mecanismo de jogo único se refere a mais domínios de currículo educacional do que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

46. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único se refere a mais domínios de currículo educacional do que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

47. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único se refere a mais domínios do currículo educacional do que a segunda variante do mecanismo de jogo único.

48. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda variante do mecanismo de jogo único apresenta um currículo educacional de maior dificuldade do que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

49. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único apresenta um currículo educacional de dificuldade maior que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

50. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único apresenta currículo educacional de maior dificuldade do que a segunda variante do mecanismo de jogo único.

51. Método, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda variante do mecanismo de jogo único apresenta mais estilos de aprendizagem do que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

52. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único apresenta mais estilos de aprendizagem do que a primeira variante do mecanismo de jogo único.

53. Método, de acordo com a reivindicação 42, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do mecanismo de jogo único apresenta mais estilos de aprendizagem do que a segunda variante do mecanismo de jogo único.

54. Jogo educacional para ensinar um currículo de ciências, engenharia, tecnologia e matemática (STEM), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um avatar inimigo tendo um primeiro conjunto de propriedades científicas; pelo menos um avatar controlado por jogador que é configurado para interagir com o primeiro conjunto de propriedades científicas do pelo menos um avatar inimigo usando pelo menos um mecanismo de jogo; em que o pelo menos um mecanismo de jogo interage com o primeiro conjunto de propriedades científicas usando simulações de princípios científicos; em que o pelo menos um mecanismo de jogo tem pelo menos duas variantes; em que uma primeira variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter dois ou menos primeiros controles de entrada de usuário; e em que a segunda variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter dois mais controles de entrada de usuário.

55. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter três ou mais controles de entrada de usuário.

56. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 54, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter uma complexidade aumentada em relação à primeira variante do pelo menos um mecanismo de jogo ao longo de pelo menos uma dimensão selecionada a partir da lista de: número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

57. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 55, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter uma complexidade aumentada em relação à primeira variante do pelo menos um mecanismo de jogo ao longo de pelo menos uma dimensão selecionada a partir da lista de: número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

58. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 55, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira variante do pelo menos um mecanismo de jogo é configurada para ter uma complexidade aumentada em relação à segunda variante do pelo menos um mecanismo de jogo ao longo de pelo menos uma dimensão selecionada a partir da lista de: número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

59. Sistema computacional para avaliação educacional, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um processador; pelo menos uma tela de usuário operacionalmente conectada ao pelo menos um processador; pelo menos uma entrada de dispositivo de usuário operacionalmente conectada ao pelo menos um processador; e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador para implementar um módulo de software de jogo educacional, sendo que o módulo de software de jogo educacional realiza: restaurar, usando o processador, pelo menos duas variantes de um mecanismo de jogo único; renderizar, usando o processador, uma primeira variante do mecanismo de jogo único que é configurado para ter dois ou menos primeiros controles de entrada de usuário; receber, usando o processador, entrada a partir de dois ou menos primeiros controles de entrada de usuário; renderizar, usando o processador, uma segunda variante dos mecanismos de jogo únicos que é configurado para ter pelo menos dois segundos controles de entrada de usuário; e receber, usando o processador, entrada a partir de pelo menos dois segundos controles de entrada de usuário.

60. Sistema, de acordo com a reivindicação 59, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de software de jogo educacional é configurado, ainda, para realizar as etapas a seguir:

renderizar, usando o processador, uma terceira variante dos mecanismos de jogo únicos que é configurada para ter pelo menos três terceiros controles de entrada de usuário; e receber, usando o processador, entrada a partir de pelo menos três terceiras entradas de usuário; em que as variantes do mecanismo de jogo único são renderizadas a fim de aumentar a complexidade ao longo de pelo menos uma dimensão selecionada a partir da lista de: número de domínios de currículo educacional, dificuldade de currículo educacional, e dificuldade de estilo de aprendizagem.

61. Jogo educacional para ensinar um currículo de ciências, engenharia, tecnologia e matemática (STEM) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro avatar; pelo menos um item defensivo equipado pelo primeiro avatar; em que o pelo menos um item defensivo tem pelo menos uma propriedade científica com base nos princípios científicos reais e selecionados a partir de uma lista de: propriedades eletromagnéticas, propriedades de reatividade química, propriedades de combustão, propriedades nucleares e propriedades de material a granel.

62. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 61, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item defensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos.

63. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 61, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um item defensivo tem pelo menos dois faceamentos com uma propriedade científica diferente.

64. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 61, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um item defensivo tem pelo menos duas camadas com uma propriedade científica diferente.

65. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 61, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um item defensivo tem pelo menos dois faceamentos com uma propriedade científica diferente; e em que o pelo menos um item defensivo tem pelo menos duas camadas para cada um dentre pelo menos dois faceamentos e cada camada tem uma propriedade científica diferente.

66. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 65, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item defensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos.

67. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 61, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, pelo menos uma modificação ao pelo menos um item defensivo, em que a pelo menos uma modificação aumenta a pelo menos uma propriedade científica de acordo com princípios científicos reais.

68. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 67, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item defensivo se baseia em um metal da tabela periódica de elementos; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica são selecionados a partir da lista de: massa adicional do elemento e aumentos proporcionais em propriedades baseadas em massa, mudanças de desenho mecânico incluindo aletas de ventilação térmica e taxas de transferência térmica aperfeiçoadas com o passar do tempo, acesso aperfeiçoado ao elemento e requerimentos de recurso reduzidos para realizar manutenção no item, uma camada externa adicional de chapeamento de ouro e reatividade química reduzida, uma camada externa adicional de material resistente corrosivo e uma taxa reduzida de reações de oxidação com o passar do tempo, e um tratamento de polimento sobre a superfície externa de pelo menos um item defensivo e absorção reduzida de radiação eletromagnética.

69. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 67, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item defensivo se baseia em um material têxtil; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica são selecionados a partir da lista de: um novo padrão de trama e taxas de transferência térmica aperfeiçoadas com o passar do tempo com base na distância percorrida, e uma nova mescla de polímero e absorção de líquido reduzida.

70. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 67, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica é associada à área de especialidade da matéria do pelo menos um perfil de carreira do profissional de STEM.

71. Jogo educacional para ensinar um currículo de ciências, engenharia, tecnologia e matemática (STEM) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro avatar; e pelo menos um item ofensivo equipado pelo primeiro avatar; em que o pelo menos um item ofensivo tem pelo menos uma propriedade científica com base em princípios científicos e selecionado a partir de uma lista de: propriedades eletromagnéticas, propriedades de reatividade química, propriedades de combustão, propriedades nucleares e propriedades de material a granel.

72. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item ofensivo se baseia em um elemento da tabela periódica de elementos.

73. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item ofensivo se baseia em uma molécula formada por elementos da tabela periódica de elementos.

74. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um item ofensivo e o princípio científico são selecionados a partir da lista de: um emissor a laser e o modelo de Bohr do átomo, granadas de dispersão líquida e reações ácido-base, um lança-chamas e reações de oxidação-redução, uma granada de pulso eletromagnético e equações de Maxwell e leis da força de Lorentz, um canhão elétrico e leis de Faraday de indução e as leis da mecânica clássica, e dispositivos de transmissão eletrônica e desenho de circuito analógico e digital.

75. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, pelo menos uma modificação ao pelo menos um item ofensivo, em que a pelo menos uma modificação aumenta a pelo menos uma propriedade científica de acordo com princípios científicos reais.

76. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item ofensivo se baseia em um primeiro gás da tabela periódica de elementos; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica é selecionado a partir da lista de: um segundo gás com um número atômico superior e uma saída de energia máxima aumentada, o segundo gás e um número aumentado de envoltórios de elétrons disponíveis, um compressor que aumenta a pressão do primeiro gás em uma câmara fixa e um aumento de confiança quando o primeiro gás for liberado, e moles adicionais do primeiro gás e uma saída de energia máxima aumentada.

77. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 76, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica é associada à área de especialidade da matéria do pelo menos um perfil de carreira do profissional de STEM.

78. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 71, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um item ofensivo se baseia em uma mecânica clássica de propriedades de material; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica são selecionados a partir da lista de: um aumento na massa de material e da saída de energia máxima aumentada, e um acesso a materiais compósitos e propriedades estruturais aumentadas.

79. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 78, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um perfil de carreira de um profissional de STEM com uma área de especialidade da matéria; e em que a pelo menos uma modificação e o aumento da pelo menos uma propriedade científica é selecionado a partir da lista de: um aumento na massa de material e as propriedades estruturais aumentadas.

80. Sistema computacional para avaliação e relatório educacional, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um processador; e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador para implementar um módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem, sendo que o módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem realiza: receber, usando o pelo menos um processador, dados de desempenho do estudante de pelo menos um jogo educacional que é configurado para ensinar pelo menos um objeto de aprendizagem e pelo menos um mecanismo de jogo, em que os dados de desempenho do estudante incluem dados para como pelo menos um estudante performou no pelo menos um objeto de aprendizagem e no pelo menos um mecanismo de jogo; analisar, usando o pelo menos um processador, os dados de desempenho do estudante para compreensão de pelo menos um dentre pelo menos um objeto de aprendizagem e o pelo menos um mecanismo de jogo; e criar, usando o pelo menos um processador, um relatório da análise dos dados de desempenho do estudante.

81. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um módulo de uso que rastreia quando o pelo menos um jogo educacional for utilizado; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de uso; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de uso.

82. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um módulo de desempenho rastreia quão bem o pelo menos um estudante performou no pelo menos um mecanismo de jogo; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de desempenho; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de desempenho.

83. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda:

pelo menos um módulo de engajamento que rastreia os padrões de comportamento do usuário do pelo menos um estudante; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de engajamento; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de engajamento.

84. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um módulo de análise de lacunas que rastreia padrões de competências e deficiências do pelo menos um estudante em relação ao pelo menos um objeto de aprendizagem e ao pelo menos um mecanismo de jogo; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de análise de lacunas; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de análise de lacunas.

85. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um módulo de tutoriais que rastreia padrões de solicitações para orientação por ao menos um estudante; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de tutoriais; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de tutoriais.

86. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: pelo menos um módulo de mapeamento de conceitos que rastreia como o pelo menos um estudante está progredindo através de pelo menos um objeto de aprendizagem e de pelo menos um mecanismo de jogo; em que os dados de desempenho do estudante são analisados com base no pelo menos um módulo de mapeamento de conceitos; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções a partir do pelo menos um módulo de mapeamento de conceitos.

87. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem do pelo menos um estudante.

88. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem de uma classe do pelo menos um estudante.

89. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre indicadores em risco do pelo menos um estudante.

90. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre interesses de carreira do pelo menos um estudante.

91. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um histórico de jogo do pelo menos um jogo educacional por ao menos um estudante.

92. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre uma repetição do pelo menos um jogo educacional por ao menos um estudante.

93. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80,

CARACTERIZADO pelo fato de que o relatório é criado para incluir um gráfico climático dinâmico que resume alguns dos dados e percepções sobre os dados de desempenho do estudante do pelo menos um estudante.

94. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um estudante é associado a uma classe de estudantes; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre o desempenho do estudante do pelo menos um estudante e um desempenho relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes.

95. Sistema computacional, de acordo com a reivindicação 80, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um estudante é associado a uma classe de estudantes; e em que o relatório é criado para incluir dados e percepções sobre um estilo de aprendizagem do pelo menos um estudante e um estilo de aprendizagem relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes.

96. Método de avaliação e relatório educacional usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador, pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber, usando o pelo menos um processador, dados de desempenho do estudante de pelo menos um jogo educacional que é configurado para ensinar pelo menos um objeto de aprendizagem e pelo menos um mecanismo de jogo, em que os dados de desempenho do estudante incluem dados para como pelo menos um estudante performou no pelo menos um objeto de aprendizagem e no pelo menos um mecanismo de jogo; analisar, usando o pelo menos um processador, os dados de desempenho do estudante para compreensão de pelo menos um dentre pelo menos um objeto de aprendizagem e o pelo menos um mecanismo de jogo; e criar, usando o pelo menos um processador, um relatório da análise dos dados de desempenho do estudante.

97. Método, de acordo com a reivindicação 96, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um estudante é associado a uma classe de estudantes; e em que o relatório criado inclui dados e percepções selecionados a partir da lista de: dados de desempenho do estudante do pelo menos um estudante, dados de desempenho de classe da classe de estudantes, dados de desempenho relativos do estudante do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes, um estilo de aprendizagem do pelo menos um estudante, um estilo de aprendizagem de classe média da classe de estudantes, um estilo de aprendizagem relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes, e um indicador em risco do pelo menos um estudante, um indicador em risco de classe da classe de estudantes, e um indicador em risco relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes.

98. Jogo educacional com um sistema de gerenciamento de aprendizagem integrado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um processador; pelo menos uma entrada de dispositivo de usuário operacionalmente conectada ao pelo menos um processador; e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador para implementar um módulo de jogo educacional e um módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem; em que o módulo de jogo educacional realiza as etapas de: gerar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um avatar inimigo tendo pelo menos uma propriedade científica; gerar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um avatar controlado por jogador tendo pelo menos um mecanismo de jogo configurado para interagir com a pelo menos uma propriedade científica do pelo menos um avatar inimigo; e receber, usando o pelo menos um entrada de dispositivo de usuário e o pelo menos um processador, pelo menos um uso do pelo menos um mecanismo de jogo; e simular, usando o pelo menos um processador, a interação do pelo menos um mecanismo de jogo na pelo menos uma propriedade científica com base nos princípios científicos; em que o módulo de software de sistema de gerenciamento de aprendizagem realiza as etapas de: avaliar, usando o pelo menos um processador, dados de desempenho do estudante com base na interação simulada; analisar, usando o pelo menos um processador, os dados de desempenho do estudante para compreensão do pelo menos um mecanismo de jogo; e criar, usando o pelo menos um processador, um relatório da análise dos dados de desempenho do estudante.

99. Jogo educacional com o sistema de gerenciamento de aprendizagem integrado, de acordo com a reivindicação 98, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um estudante é associado a uma classe de estudantes; e em que o relatório criado inclui dados e percepções selecionados a partir da lista de: dados de desempenho do estudante do pelo menos um estudante, dados de desempenho de classe da classe de estudantes, dados de desempenho relativo do estudante do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes, um estilo de aprendizagem do pelo menos um estudante, um estilo de aprendizagem de classe média da classe de estudantes, um estilo de aprendizagem relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes, um indicador em risco do pelo menos um estudante, um indicador em risco de classe da classe de estudantes, e um indicador em risco relativo do pelo menos um estudante conforme comparado à classe de estudantes.

100. Método para criar um nível padrão de um jogo educacional usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: renderizar, usando o pelo menos um processador, um menu de seleção de nível tendo pelo menos uma opção de customização; receber, usando o pelo menos um processador, uma seleção a partir de pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível; e gerar, usando o pelo menos um processador, um nível do jogo educacional com base na seleção da pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível; em que uma dificuldade educacional do nível se baseia na seleção da pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível.

101. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de opções de customização é selecionada a partir de lista de: uma dificuldade de currículo e um estilo de aprendizagem.

102. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: restaurar, usando o pelo menos um processador, um perfil de aprendizagem de usuário; e em que a etapa de gerar o nível do jogo educacional compreende, ainda:

gerar, usando o pelo menos um processador, o nível do jogo educacional com base no perfil de aprendizagem de usuário.

103. Método, de acordo com a reivindicação 102, CARACTERIZADO pelo fato de que a dificuldade educacional do nível se baseia no perfil de aprendizagem de usuário.

104. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização é selecionada a partir de uma lista de: uma dificuldade de currículo, uma dificuldade de nível, e um estilo de aprendizagem.

105. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização inclui uma lista de domínios de matéria selecionados a partir da lista de: ciências físicas, química, engenharia química, física, astronomia, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia civil, ciências da vida, biologia, geociência, geologia, ciências atmosféricas, engenharia ambiental, desenho industrial, engenharia de fatores humanos, engenharia industrial, cadeia de operações e fornecimento, matemática e estatística; e em que a seleção da pelo menos uma opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista de domínios de matéria.

106. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização inclui uma lista de uma pluralidade de módulos de pelo menos um domínio de matéria; e em que a seleção de pelo menos uma opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista da pluralidade de módulos do pelo menos um domínio de matéria.

107. Método, de acordo com a reivindicação 102, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda:

validar, usando o pelo menos um processador, uma adequação do nível com base no perfil de aprendizagem de usuário; em que a adequação do nível é validada usando uma técnica selecionada a partir da lista de: classificar pelo menos um objeto de aprendizagem associado ao nível, consultar uma classificação de objetivo alcançado para uma pluralidade de outros usuários similares ao perfil de aprendizagem de usuário, e avaliar uma classificação de objetivo simulado para um jogador representando de aprendizagem por máquina.

108. Método, de acordo com a reivindicação 100, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de opções de customização é selecionada a partir de uma lista de: uma dificuldade de nível e um formato de missão.

109. Método para criar um nível padrão de um jogo educacional usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber, usando o pelo menos um processador, uma solicitação por um nível padrão; restaurar, usando o pelo menos um processador, um perfil de aprendizagem de usuário que inclui dados de desempenho selecionados a partir da lista de: competência de material educacional, perícia de material educacional e preferências de estilo de aprendizagem; e gerar, usando o pelo menos um processador, um nível do jogo educacional com base no perfil de aprendizagem de usuário; em que uma dificuldade educacional do nível se baseia no perfil de aprendizagem de usuário.

110. Método, de acordo com a reivindicação 109, CARACTERIZADO pelo fato de que o perfil de aprendizagem de usuário se baseia em um histórico de jogo anterior do jogo educacional por um usuário associado ao perfil de aprendizagem de usuário.

111. Método, de acordo com a reivindicação 109, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: renderizar, usando o pelo menos um processador, um menu de seleção de nível tendo pelo menos uma opção de customização; e receber, usando o pelo menos um processador, uma seleção a partir de pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível; em que a etapa de gerar o nível do jogo educacional compreende, ainda: gerar, usando o pelo menos um processador, o nível do jogo educacional com base na seleção da pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível.

112. Método, de acordo com a reivindicação 111, CARACTERIZADO pelo fato de que uma dificuldade educacional do nível se baseia na seleção a partir de pelo menos uma opção de customização do menu de seleção de nível.

113. Método, de acordo com a reivindicação 111, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização é selecionada a partir de uma lista de: uma dificuldade de currículo, uma dificuldade de nível, e um estilo de aprendizagem.

114. Método, de acordo com a reivindicação 111, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização inclui uma lista de domínios de matéria selecionados a partir da lista de: ciências físicas, química, engenharia química, física, astronomia, engenharia mecânica, engenharia elétrica, engenharia da computação, engenharia civil, ciências da vida, biologia, geociência, geologia, ciências atmosférica, engenharia ambiental, industrial design, engenharia de fatores humanos, engenharia industrial, cadeia de operações e logística, ciência da computação, matemática, e estatística; e em que a seleção da pelo menos uma opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista de domínios de matéria.

115. Método, de acordo com a reivindicação 111, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma opção de customização inclui uma lista de uma pluralidade de módulos de pelo menos um domínio de matéria; e em que a seleção da pelo menos uma opção de customização inclui pelo menos duas seleções a partir da lista da pluralidade de módulos do pelo menos um domínio de matéria.

116. Método, de acordo com a reivindicação 111, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: validar, usando o pelo menos um processador, uma adequação do nível com base no perfil de aprendizagem de usuário; em que a adequação do nível é validada usando uma técnica selecionada a partir da lista de: classificar pelo menos um objeto de aprendizagem associado ao nível, buscar uma classificação de objetivo alcançado para uma pluralidade de outros usuários similares ao perfil de aprendizagem de usuário, e avaliar uma classificação de objetivo simulado para um jogador representando de aprendizagem por máquina.

117. Jogo educacional para ensinar um currículo de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM) usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um mecanismo de sistema de gerenciamento de aprendizagem que é configurado para analisar dados de desempenho de usuário a partir de pelo menos um histórico de jogo anterior do jogo educacional e armazenar os resultados como um perfil de aprendizagem de usuário; e um mecanismo de criação de jogo que é configurado para gerar um nível padrão com base no perfil de aprendizagem de usuário; em que o nível padrão tem um nível de dificuldade educacional que se baseia no perfil de aprendizagem de usuário.

118. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 117, CARACTERIZADO pelo fato de que o perfil de aprendizagem de usuário inclui dados selecionados a partir da lista de: competência de material educacional, perícia de material educacional e preferências de estilo de aprendizagem.

119. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 117, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de criação de jogo é configurado para receber uma seleção de pelo menos uma opção de customização selecionada a partir da lista de: pelo menos uma opção de customização é selecionada a partir de uma lista de: uma dificuldade de currículo, uma dificuldade de nível, e um estilo de aprendizagem.

120. Método para curar um material educacional de um jogo educacional usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber, usando o pelo menos um processador, currículo educacional; segmentar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional em uma pluralidade de objetos de aprendizagem; anexar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com dados de objetivos de aprendizagem incluindo pelo menos um estilo de aprendizagem; incorporar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem em um jogo educacional; apresentar, usando o pelo menos um processador, o jogo educacional incluindo o pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem a um usuário; receber, usando o pelo menos um processador, pelo menos uma entrada de usuário referente ao jogo educacional; avaliar, usando o pelo menos um processador, um engajamento do usuário com o pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem no jogo educacional; avaliar, usando o pelo menos um processador, um desempenho de usuário com base em pelo menos uma classificação de eficiência alcançada no jogo educacional; e sequenciar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e desempenho de usuário; em que a pluralidade de objetos de aprendizagem são apresentadas ao usuário no jogo educacional com base no sequenciamento.

121. Método, de acordo com a reivindicação 120, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: restringir, usando o pelo menos um processador, acesso a pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem, em que o pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem não pode ser visualizado no jogo educacional; e conceder, usando o pelo menos um processador, acesso ao pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário.

122. Método, de acordo com a reivindicação 120, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de segmentar o currículo educacional compreende, ainda:

replicar, usando o pelo menos um processador, pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem; traduzir, usando o pelo menos um processador, os pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem que foram replicados em pelo menos outro estilo de aprendizagem.

123. Método, de acordo com a reivindicação 122, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de incorporar o pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem no jogo educacional compreende, ainda: priorizar, usando o pelo menos um processador, a apresentação de pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e no desempenho de usuário.

124. Método, de acordo com a reivindicação 122, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: apresentar, usando o pelo menos um processador, um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no estilo de aprendizagem da pluralidade de objetos de aprendizagem.

125. Método, de acordo com a reivindicação 124, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: apresentar, usando o pelo menos um processador, outros dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base na entrada de usuário.

126. Método, de acordo com a reivindicação 120, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: atualizar, usando o pelo menos um processador, os dados de objetivos de aprendizagem anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário.

127. Método, de acordo com a reivindicação 125, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: atualizar, usando o pelo menos um processador, os dados de objetivos de aprendizagem anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário.

128. Método, de acordo com a reivindicação 120, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de anexar a pluralidade de objetos de aprendizagem compreende, ainda: anexar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com dados de objetivos pedagógicos.

129. Método, de acordo com a reivindicação 128, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: atualizar, usando o pelo menos um processador, os dados de objetivos pedagógicos anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário.

130. Método, de acordo com a reivindicação 128, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: atualizar, usando o pelo menos um processador, os dados de objetivos pedagógicos anexados à pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário.

131. Método, de acordo com a reivindicação 120, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: receber, usando o pelo menos um processador, pelo menos uma estrutura de narrativa e pelo menos um elemento de história; integrar, usando o pelo menos um processador, a pelo menos uma estrutura de narrativa e o pelo menos um elemento de história com a pluralidade de objetos de aprendizagem; em que a etapa de receber a pelo menos uma entrada de usuário compreende, ainda: receber, usando o pelo menos um processador, a pelo menos uma entrada de usuário referente à pelo menos uma estrutura de narrativa e ao pelo menos um elemento de história; em que a etapa de sequenciar a pluralidade de objetos de aprendizagem compreende, ainda:

sequenciar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com base na pelo menos uma entrada de usuários referente à pelo menos uma estrutura de narrativa e ao pelo menos um elemento de história.

132. Produto de programa computacional CARACTERIZADO pelo fato de que compreende pelo menos uma mídia legível por computador não transitória que armazena instruções traduzíveis por ao menos um processador para implementar um módulo de jogo educacional, sendo que o módulo de jogo educacional realiza: receber, usando o pelo menos um processador, currículo educacional; segmentar, usando o pelo menos um processador, o currículo educacional em uma pluralidade de objetos de aprendizagem; anexar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com dados de objetivos de aprendizagem incluindo pelo menos um estilo de aprendizagem; incorporar, usando o pelo menos um processador, pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem em um jogo educacional; apresentar, usando o pelo menos um processador, o jogo educacional incluindo pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem a um usuário; receber, usando o pelo menos um processador, pelo menos uma entrada de usuário referente ao jogo educacional; avaliar, usando o pelo menos um processador, um engajamento do usuário com pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem no jogo educacional; avaliar, usando o pelo menos um processador, um desempenho de usuário com base pelo menos em uma classificação de eficiência alcançada no jogo educacional; e sequenciar, usando o pelo menos um processador, a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e no desempenho de usuário; em que a pluralidade de objetos de aprendizagem é apresentada ao usuário no jogo educacional com base no sequenciamento.

133. Produto de programa computacional, de acordo com a reivindicação 132, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda: restringir, usando o pelo menos um processador, acesso a pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem, em que pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem não pode ser visualizado no jogo educacional; e conceder, usando o pelo menos um processador, acesso a pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no desempenho de usuário.

134. Produto de programa computacional, de acordo com a reivindicação 132, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de segmentar o currículo educacional compreende, ainda: replicar, usando o pelo menos um processador, pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem; e traduzir, usando o pelo menos um processador, pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem que foram replicados em pelo menos outro estilo de aprendizagem.

135. Produto de programa computacional, de acordo com a reivindicação 134, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de incorporar pelo menos um dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem no jogo educacional compreende, ainda, priorizar, usando o pelo menos um processador, a apresentação de pelo menos alguns dentre a pluralidade de objetos de aprendizagem com base no engajamento do usuário e desempenho de usuário.

136. Jogo educacional para ensinar um currículo de ciências, tecnologia,

engenharia e matemática (STEM) usando um sistema computacional tendo pelo menos um processador e pelo menos uma mídia legível por computador não transitória operacionalmente conectada ao pelo menos um processador e instruções de armazenamento por ao menos um processador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um modo de jogabilidade que inclui: pelo menos um avatar inimigo com pelo menos uma propriedade científica; pelo menos um avatar controlado por jogador com pelo menos um mecanismo de jogo que é configurado para interagir com a pelo menos uma propriedade científica usando simulações de princípios científicos; pelo menos outro modo de jogo incluindo: pelo menos um objeto de aprendizagem tendo pelo menos um estilo de aprendizagem, em que o pelo menos um objeto de aprendizagem é configurado para transmitir informações sobre pelo menos um dentre: pelo menos uma propriedade científica, pelo menos um mecanismo de jogo e a interação com base em princípios científicos estimulados; em que o pelo menos um objeto de aprendizagem é apresentado em pelo menos outro modo de jogo com base nos padrões de uso do pelo menos um mecanismo de jogo.

137. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 136, CARACTERIZADO pelo fato de que alguns dentre o pelo menos um objeto de aprendizagem são configurados para terem acesso restrito; e em que alguns dentre pelo menos um objeto de aprendizagem são configurados para ter acesso concedido com base nos padrões de uso do pelo menos um mecanismo de jogo.

138. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 136, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um objeto de aprendizagem tem pelo menos dois estilos de aprendizagem; e em que o pelo menos um objeto de aprendizagem é apresentado de acordo com uma seleção de um dentre pelo menos dois estilos de aprendizagem com base em padrões de uso do pelo menos um mecanismo de jogo.

139. Jogo educacional, de acordo com a reivindicação 138, CARACTERIZADO pelo fato de que a seleção de um dentre pelo menos dois estilos de aprendizagem do pelo menos um objeto de aprendizagem é feita com base nos padrões de uso do pelo menos um mecanismo de jogo e um padrão de engajamento com o pelo menos um objeto de aprendizagem.