IsoPuzzle: Development and Evaluation of an Ethno-Educational Serious Game

Thiago Emanuell V. Moura; Jaqueline Araújo Civardi; Mary Anne Vieira Silva; Luciana de Oliveira Berretta; Sergio Teixeira de Carvalho

doi:10.5753/jis.2025.5643

Authors

Thiago Emanuell V. Moura Universidade Federal de Goiás https://orcid.org/0009-0000-2166-8294
Jaqueline Araújo Civardi Universidade Federal de Goiás https://orcid.org/0000-0001-6271-113X
Mary Anne Vieira Silva Universidade Estadual de Goiás https://orcid.org/0009-0000-8994-8372
Luciana de Oliveira Berretta Universidade Federal de Goiás https://orcid.org/0000-0003-1857-8989
Sergio Teixeira de Carvalho Universidade Federal de Goiás https://orcid.org/0000-0002-4191-5173

DOI:

https://doi.org/10.5753/jis.2025.5643

Keywords:

Serious Games, Game Evaluation, Education and Culture, User Experience, Ethno-education, Cultural Narratives, Inclusion and Diversity

Abstract

This study presents the development and evaluation of IsoPuzzle, a digital ethno-educational game that merges progressive isometric geometry challenges with Adinkra symbolism to integrate mathematical concepts and African cultural elements. Based on Game-Based Learning (GBL) and the PEED methodology, IsoPuzzle promotes collaboration and active stakeholder participation. Its evaluation, conducted via a structured questionnaire derived from frameworks such as SUS, MEEGA+, PAJDE, and IAQJEd, focused on three indicators: pedagogical engagement, accessibility and usability, and the impact of cultural immersion on player experience (PX). Results indicate that IsoPuzzle effectively combines mathematical abstraction with engaging visuals, enhancing cultural connections through the use of Adinkra symbolism. The analysis also identified areas for refinement, particularly related to instruction clarity and interface accessibility, indicating the need to improve navigational intuitiveness. The data proved reliable, with the educational dimension averaging 4.16 (SD = 0.91), the cultural dimension 3.78 (SD = 1.02), and the user experience 3.61 (SD = 1.08). Variations in device quality further influenced user experience, underscoring the need for multi-platform optimization. Overall, these findings provide valuable insights for refining digital teaching tools that strike a balance between mathematical rigor, cultural diversity, and interface efficiency.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Abdalla, É. (1990). Teoria das supercordas - o limiar de uma nova física teórica. Revista USP, page 183–190. DOI: https://doi.org/10.11606/issn.2316-9036.v0i6p183-190.

Alves, L. (2019). Games e educaÇÃo: Desvendando o labirinto da pesquisa. Revista da FAEEBA - Educação e Contemporaneidade, 22(40):177–186. DOI: https://doi.org/10.21879/faeeba2358-0194.2013.v22.n40.p177-186.

Américo, M. and Costa Navari, S. (2013). Gamificação: abordagem e construção conceitual para aplicativos em tv digital interativa. Revista GEMInIS, 4(3):87–105.

Anderson, T. and Shattuck, J. (2012). Design-based research: A decade of progress in education research? Educational Researcher, 41(1):16–25. DOI: https://doi.org/10.3102/0013189X11428813.

Babbitt, W., Lachney, M., Bulley, E., and Eglash, R. (2015). Adinkra mathematics: A study of ethnocomputing in ghana. Multidisciplinary Journal of Educational Research, 5(2):110–135. DOI: https://doi.org/10.17583/remie.2015.1399.

Barreto, W. F. and Sampaio, V. S. (2024). Educação e contemporaneidade: desafios e perspectivas. Seminário Nacional e Seminário Internacional Políticas Públicas, Gestão e Práxis Educacional, 1:90–103.

Borges, B., Sidarta, I., de Souza, A., Coelho, B., and Darin, T. (2019). Experiência do usuário em jogos digitais: Uma catalogação de instrumentos de avaliação. In Anais do I Workshop sobre Interação e Pesquisa de Usuários no Desenvolvimento de Jogos, pages 69–78, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC. DOI: https://doi.org/10.5753/wiplay.2019.7841.

Braun, V. and and, V. C. (2006). Using thematic analysis in psychology. Qualitative Research in Psychology, 3(2):77–101. DOI: https://doi.org/10.1191/1478088706qp063oa.

Caserman, P., Hoffmann, K., Müller, P., Schaub, M., Straßburg, K., Wiemeyer, J., Bruder, R., and Göbel, S. (2020). Quality criteria for serious games: Serious part, game part, and balance. JMIR Serious Games, 8(3):e19037. DOI: https://doi.org/10.2196/19037.

Connolly, T. M., Boyle, E. A., MacArthur, E., Hainey, T., and Boyle, J. M. (2012). A systematic literature review of empirical evidence on computer games and serious games. Computers Education, 59(2):661–686. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.03.004.

Coutinho, I. d. J. (2017). Avaliação da qualidade de jogos digitais educativos: trajetórias no desenvolvimento de um instrumento avaliativo. Tese (doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Educação e Contemporaneidade, Universidade do Estado da Bahia, Salvador, BA, Brasil.

De Guzman Quinto, J. (2021). Embedding game-based learning approach to strengthen student’s achievement in geometry. Turkish Online Journal of Qualitative Inquiry, 12(6).

de Lima Silva, L. (2024). História e cultura afro: Considerações a respeito da prática. EVOLUÇÃO, 3(12):26.

de Souza Santos, W. (2021). Pajde: Um modelo avaliativo para jogos digitais educacionais. RENOTE, 19(2):101–110. DOI: https://doi.org/10.22456/1679-1916.121192.

DeVellis, R. F. and Thorpe, C. T. (2021). Scale development: Theory and applications. Sage Publications.

Dutra, A. V. A. and Maciel, D. M. (2024). O jogo kalah na perspectiva da etnomatemática: uma proposta de ensino decolonizado. Revemop, 6:e2024019. DOI: https://doi.org/10.33532/revemop.e2024019.

Fellows, R., Braga, J., and Dotta, S. (2022). Revisão sistemática de literatura sobre métodos, técnicas e critérios de avaliação de aprendizagem em jogos sérios sociointeracionistas. In Anais do XXXIII Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, pages 528–539, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC. DOI: https://doi.org/10.5753/sbie.2022.225236.

Fu, F.-L., Su, R.-C., and Yu, S.-C. (2009). Egameflow: A scale to measure learners’ enjoyment of e-learning games. Computers Education, 52:101–112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2008.07.004.

Gates, J. (2010). Symbols of power: Adinkras and the nature of reality. Physics World, 23(6):34–39.

Gee, J. P. (2003). What Video Games Have to Teach Us About Learning and Literacy. Palgrave Macmillan, New York. DOI: https://doi.org/10.1145/950566.950595.

Ginane, M. and Montenegro, R. K. A. (2025). Estratégias para uma educação inclusiva e não discriminatória com base na Lei nº 10.639/2003 na Escola Estadual Barão do Rio Branco–Parelhas/RN. Revista Ibero-Americana de Humanidades, Ciências e Educação, 11(1):1717–1723. DOI: https://doi.org/10.51891/rease.v11i1.17895.

Hassenzahl, M., Koller, F., and Burmester, M. (2008). Der user experience (ux) auf der spur: Zum einsatz von [link]. pages 78–82.

Highsmith, J. A. (2002). Agile software development ecosystems, volume 13. Addison-Wesley Professional.

Hounsell, M. S. and Silva, F. S. C. (2021). Métodos de avaliação de IHC no contexto de jogos sérios educacionais: Um mapeamento sistemático. Anais do SBIE 2021. DOI: https://doi.org/10.5753/SBIE.2021.217450.

Huizinga, J. (2008). Homo ludens: Proeve eener bepaling van het spel-element der cultuur. Amsterdam University Press.

Hunicke, R., LeBlanc, M., Zubek, R., et al. (2004). MDA: A formal approach to game design and game research. In Proceedings of the AAAI Workshop on Challenges in Game AI, volume 4, page 1722. San Jose, CA.

Kleftodimos, A., Evagelou, A., Gkoutzios, S., Matsiola, M., Vrigkas, M., Yannacopoulou, A., Triantafillidou, A., and Lappas, G. (2023). Creating location-based augmented reality games and immersive experiences for touristic destination marketing and education. Computers, 12(11). DOI: https://doi.org/10.3390/computers12110227.

Martinez, K., Menéndez-Menéndez, M. I., and Bustillo, A. (2022). A new measure for serious games evaluation: gaming educational balanced (geb) model. Applied Sciences, 12(22):11757. DOI: https://doi.org/10.3390/app122211757.

Molenda, M. (2003). The ADDIE model. Encyclopedia of Educational Technology, ABC-CLIO.

Moura, T., Civardi, J., Berretta, L., and Carvalho, S. (2024). Isopuzzle: Conectando educação e cultura por meio de jogos interdisciplinares. In Anais do XXIII Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital, pages 608–619, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC. DOI: https://doi.org/10.5753/sbgames.2024.241292.

Murray, J. H. (1997). Hamlet on the Holodeck: The Future of Narrative in Cyberspace. The Free Press, USA.

Nascimento, E. L. and Gá, L. C. (2009). Adinkra: sabedoria em símbolos africanos. Rio de Janeiro: Ed. Pallas.

Oliveira, F., Hildebrand, H., and Gomes, S. (2016). Jogos digitais, artísticos e educacionais e o processo de ensino-aprendizagem. In Anais da ANPAP 2016.

Oliveira, R. and Rocha, R. (2021). Planejamento do design e execução da avaliação do desempenho de alunos em jogos sérios. In Anais Estendidos do XX Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital, pages 1001–1004, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC. DOI: https://doi.org/10.5753/sbgames_estendido.2021.19746.

Paiva, C. and Silveira, R. (2021). Jogos digitais de entretenimento e o estímulo da inteligência lógico-matemática de Gardner. In Anais Estendidos do XX Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital, pages 462–471, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC. DOI: https://doi.org/10.5753/sbgames_estendido.2021.19679.

Pereira, J. K. H., Silva, L. F., and Henklain, M. H. O. (2023). Projeto e avaliação de um jogo sério desenvolvido para apoiar o aprendizado sobre a cultura brasileira. Revista Brasileira de Informática na Educação, 31:575–601. DOI: https://doi.org/10.5753/rbie.2023.3385.

Petri, G., Gresse von Wangenheim, C., and Borgatto, A. (2020). Meega+: Um modelo para a avaliação de jogos educacionais para o ensino de computação. Revista Brasileira de Informática na Educação, 27:52. DOI: https://doi.org/10.5753/RBIE.2019.27.03.52.

Prensky, M. and Thiagarajan, S. (2007). Digital Game-Based Learning (Paragon House ed.). St. Paul, MN: Paragon House.

Quarcoo, A. (1994). The Language of Adinkra Patterns. Sebewie Ventures (Publications).

Randle, O. (2024). The roles of riddles, puzzles, and narratives as pedagogy in video games: A case of African-themed video games. Journal of Black Studies, 55(8):661–683. DOI: https://doi.org/10.1177/00219347241278383.

Rattray, R. S., Bennett, G., Blake, V., Buxton, H. D., Marett, R., and Seligman, C. (1927). Religion and Art in Ashanti. Oxford University Press.

Ribeiro, M. A. d. S. (2016). Transformações geométricas planas: um estudo experimental e dinâmico. Dissertação (mestrado profissional em ensino de matemática), Instituto de Matemática e Estatística, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.

Rizvic, S., Boskovic, D., Okanovic, V., and Sljivo, S. (2019). Interactive digital storytelling: Bringing cultural heritage in a classroom. J. Comput. Educ., 2011:03675. DOI: https://doi.org/10.1007/s40692-018-0128-7.

Rutes, W., Oliveira, H. d., and Hounsell, M. d. S. (2015). PEED: Uma metodologia para promoção do envolvimento de especialistas de domínio em projetos acadêmicos de jogos sérios. XIV Simpósio Brasileiro de Jogos e Entretenimento Digital, pages 447–454.

Schell, J. (2014). The Art of Game Design: A Book of Lenses. A. K. Peters, Ltd., USA, 2nd edition.

Scienza, L. and Freitas da Silva, L. P. (2024). Game design de “Trate Bem!” e “Fables Maker”: Desenvolvimento e testagem de jogos sérios. Zenodo. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.11271561.

Silva, M. F. d. (2023). Adinkra: Imagens da ancestralidade africana na cultura brasileira. Dissertação (mestrado em comunicação e semiótica), Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, Brasil.

Silveira, G. C. (2016). Jogos digitais como ferramenta cultural: Uma proposta interdisciplinar. In Anais do SBGames 2016, pages 115–128.

Souto Maior, A. B. B. (2024). Representatividade indígena em materiais didáticos de língua portuguesa: uma análise crítica de livros do 6º e 7º ano aprovados no PNLD de 2024. Trabalho de conclusão de curso (bacharelado em letras – português, curso presencial), Universidade Federal da Paraíba, Paraíba, Brasil.

Styhre, A., Szczepanska, A. M., and Remneland-Wikhamn, B. (2018). Consecrating video games as cultural artifacts: Intellectual legitimation as a source of industry renewal. Scandinavian Journal of Management, 34(1):22–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scaman.2017.11.003.

Sweetser, P. and Wyeth, P. (2005). GameFlow: A model for evaluating player enjoyment in games. Comput. Entertain., 3(3):3. DOI: https://doi.org/10.1145/1077246.1077253.

Titus, S. and Ng’ambi, D. (2023). Digital gaming for cross-cultural learning: Development of a social constructivist game-based learning model at a South African university. International Journal of Game-Based Learning (IJGBL), 13(1):1–20. DOI: https://doi.org/10.4018/IJGBL.331995.

Willis, W. B. (1998). The Adinkra Dictionary: A Visual Primer on the Language of Adinkra. The Pyramid Complex, Washington, D.C.