Plataforma gamificada para o ensino de matemática nos níveis de aritmética e álgebra: desenvolvimento e análise do sistema EstudMath

Abstract

A baixa motivação no estudo de matemática persiste como um desafio recorrente na educação básica, comprometendo o desempenho dos estudantes em conteúdos estruturantes como aritmética e álgebra. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a análise do EstudMath, uma plataforma web gamificada para o ensino de matemática, projetada para apoiar a prática individual de estudantes do ensino fundamental e médio em três módulos iniciais: aritmética, equações de primeiro grau e equações de segundo grau. O propósito do estudo foi conceber uma plataforma web que combinasse mecânicas de gamificação consolidadas — pontos de experiência, níveis, sequências diárias, conquistas, desafios, ranking e moeda virtual — com um algoritmo heurístico adaptativo baseado em janela de desempenho recente que ajusta a dificuldade dos exercícios em função do desempenho recente do aluno. A pesquisa adotou abordagem aplicada e exploratória, organizada em prototipagem evolutiva, com construção de modelo de domínio, definição de papéis de usuário (aluno, professor e administrador), implementação em pilha tecnológica baseada em Next.js, TypeScript, Prisma e PostgreSQL, e validação técnica por meio de testes automatizados. Os resultados consistem em um protótipo funcional. Conclui-se que a integração entre adaptabilidade e gamificação é viável em uma arquitetura monolítica enxuta e oferece base sólida para experimentação posterior em sala de aula.

Low motivation in studying mathematics persists as a recurring challenge in basic education, compromising student performance in foundational topics such as arithmetic and algebra. This paper presents the development and analysis of EstudMath, a gamified web platform for mathematics education designed to support individual practice for middle and high school students across three initial modules: arithmetic, linear equations, and quadratic equations. The purpose of this study was to design a web platform that combines established gamification mechanics — experience points, levels, daily streaks, achievements, challenges, leaderboards, and virtual currency — with an adaptive heuristic algorithm based on a recent performance window that adjusts exercise difficulty according to the student's recent performance. The research adopted an applied and exploratory approach, organized into evolutionary prototyping, with the construction of a domain model, definition of user roles (student, teacher, and administrator), implementation in a technology stack based on Next.js, TypeScript, Prisma, and PostgreSQL, and technical validation through automated testing. The results consist of a functional prototype. It is concluded that the integration between adaptability and gamification is feasible within a lean monolithic architecture and offers a solid foundation for further experimentation in the classroom.