Publicação
Development of a serious game to stimulate the learning of genome-scale metabolic modeling concepts
| Resumo: | O estudo de modelos metabólicos à escala genómica (GEM) e a simulação destes modelos utilizando ferramentas como o MEWpy permitem a previsão de alterações no comportamento metabólico. Isto po tencia o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças, a criação de bioprodutos e a compreensão de processos biológicos fundamentais—todos estes fatores que moldam o futuro da sociedade. No en tanto, embora os conceitos de biologia, como os microrganismos, sejam introduzidos no plano curricular do sexto ano de escolaridade, estudos recentes apontam para uma tendência decrescente do interesse e postura dos alunos relativamente à biologia e à ciência em geral como carreira profissional. Têm surgido recentemente diversas propostas para inverter esta tendência, incluindo a utilização de jogos sérios. Aliando dinâmicas de jogo estimulantes a conceitos científicos, os jogos sérios têm-se revelado efi cazes na melhoria da transferência de conhecimentos nas crianças, em linha com literatura que evidencia que as crianças respondem particularmente bem a conteúdos digitais como vídeos e videojogos. Esta dissertação discute o desenvolvimento de LabHero, um jogo sério que visa estimular a aprendiza gem de conceitos de GEM por parte de não-bioinformáticos. O jogo foi desenvolvido com Pygame, uma biblioteca de jogos em Python, e o pacote MEWpy foi utilizado para transformar e transportar dados de simulações de modelos metabólicos para o jogo. No decurso do jogo, o jogador é incentivado com uma história cativante, que o coloca na pele de um personagem principal bioinformático, a quem são atribuídas três missões para ajudar colegas de laboratório a efetuar simulações simples de modelos metabólicos de Escherichia coli em diversos cenários. Os dados recolhidos nos testes beta do jogo revelam que o LabHero melhorou os conhecimentos dos jogadores sobre a utilização de GEM, concretizando com êxito os vários objectivos baseados nos critérios de diversão, educação e usabilidade empregues para avaliar a eficácia dos jogos sérios. São propostos desenvolvimentos futuros que resolvam algumas das lacunas do LabHero, de modo a torná-lo acessível como ferramenta de aprendizagem na sala de aula, potencialmente melhorando as motivações dos alunos em relação à biologia e reacendendo o interesse dos mesmos em carreiras científicas. |
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| Autores principais: | Leiras, Mónica Rafaela Machado |
| Assunto: | Jogos sérios Modelos metabólicos à escala genómica Modelação metabólica Genome-scale metabolic models Metabolic modeling Serious games |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O estudo de modelos metabólicos à escala genómica (GEM) e a simulação destes modelos utilizando ferramentas como o MEWpy permitem a previsão de alterações no comportamento metabólico. Isto po tencia o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças, a criação de bioprodutos e a compreensão de processos biológicos fundamentais—todos estes fatores que moldam o futuro da sociedade. No en tanto, embora os conceitos de biologia, como os microrganismos, sejam introduzidos no plano curricular do sexto ano de escolaridade, estudos recentes apontam para uma tendência decrescente do interesse e postura dos alunos relativamente à biologia e à ciência em geral como carreira profissional. Têm surgido recentemente diversas propostas para inverter esta tendência, incluindo a utilização de jogos sérios. Aliando dinâmicas de jogo estimulantes a conceitos científicos, os jogos sérios têm-se revelado efi cazes na melhoria da transferência de conhecimentos nas crianças, em linha com literatura que evidencia que as crianças respondem particularmente bem a conteúdos digitais como vídeos e videojogos. Esta dissertação discute o desenvolvimento de LabHero, um jogo sério que visa estimular a aprendiza gem de conceitos de GEM por parte de não-bioinformáticos. O jogo foi desenvolvido com Pygame, uma biblioteca de jogos em Python, e o pacote MEWpy foi utilizado para transformar e transportar dados de simulações de modelos metabólicos para o jogo. No decurso do jogo, o jogador é incentivado com uma história cativante, que o coloca na pele de um personagem principal bioinformático, a quem são atribuídas três missões para ajudar colegas de laboratório a efetuar simulações simples de modelos metabólicos de Escherichia coli em diversos cenários. Os dados recolhidos nos testes beta do jogo revelam que o LabHero melhorou os conhecimentos dos jogadores sobre a utilização de GEM, concretizando com êxito os vários objectivos baseados nos critérios de diversão, educação e usabilidade empregues para avaliar a eficácia dos jogos sérios. São propostos desenvolvimentos futuros que resolvam algumas das lacunas do LabHero, de modo a torná-lo acessível como ferramenta de aprendizagem na sala de aula, potencialmente melhorando as motivações dos alunos em relação à biologia e reacendendo o interesse dos mesmos em carreiras científicas. |
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