GLORIA: ferramenta interativa integrada a um Large Language Model para auxiliar na modelagem de dados e na implementação de técnicas de Game Learning Analytics

dc.contributor.advisor-co1Pires, Fernanda Gabriela de Sousa
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1513105922120587eng
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8180-9850eng
dc.contributor.advisor-co2Bastos, Marcela Sávia Picanço Pessoa
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8158921311848193eng
dc.contributor.advisor-co2orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3064-5585eng
dc.contributor.advisor1Harada, Elaine
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6553721651836761eng
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2884-9359eng
dc.contributor.referee1Oliveira, David Braga Fernandes de
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9561812825173697eng
dc.contributor.referee1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2887-2324eng
dc.contributor.referee2Rodrigues, Luiz Antonio Lima
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8662825325120611eng
dc.contributor.referee2orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0343-3701eng
dc.contributor.referee3Araújo, Rafael Dias
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3067137114142725eng
dc.contributor.referee3orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0545-2519eng
dc.creatorFranzoia, Fabrizio Honda
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9416424164006171eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0003-8174-1002eng
dc.date.issued2026-06-15
dc.description.abstractGame Learning Analytics (GLA) encompasses a set of techniques for collecting and analyzing player interaction data (logs), making it possible to track players’ progress throughout a game and identify evidence of learning. GLBoard is a model that enables the implementation of these techniques through a generic JSON data template. However, learning designers, particularly students who perform this role in academic courses, may face difficulties when modeling data for educational games, such as selecting and justifying the data to be collected according to the game’s learning objectives. Data definition guides the creation and organization of GLA variables within a data template and provides the foundation for efficient data collection. In this context, Generative Artificial Intelligence (GAI), particularly Large Language Models (LLMs), may offer an alternative. These models can generate natural-language texts and perform human-like tasks, and researchers have already used them in Learning Analytics and Game Analytics contexts. Accordingly, this dissertation investigates data modeling for educational games and the implications of using LLMs in the GLA field. It operationalizes its findings through the proposal and evaluation of a tool integrated with an open-source LLM, named GLORIA (Game, Learning, Observation, Recommendation, Intelligence, and Analytics). Its purpose is to support data modeling in GLA, and it may later be incorporated into the GLBoard system as an introductory module. The research adopts the methodological and epistemological approach of Design Science Research (DSR), and its results relate to the following cycles: (i) Relevance: literature reviews and investigations into the challenges of data modeling and the use of LLMs for GLA, as well as the implementation of a Participatory Design process; (ii) Design: the creation and evaluation of an intelligent agent for GLA, the development of the tool using an educational game design methodology, and the evaluation of GLORIA; and (iii) Rigor: the development of a knowledge base derived from the literature findings and the investigations. The tool was evaluated through a heuristic evaluation involving UX/UI experts and an empirical study involving learning designers. The results provide evidence that GLORIA can support data modeling for educational games. They also indicate that LLMs for GLA can act as knowledge mediators by encouraging learning designers to reflect on their decisions through scaffolding. However, the tool still requires refinement, particularly regarding its visual design and interaction with the chatbot. The main contribution of this dissertation is to broaden discussions on data modeling for educational games and investigate the use of LLMs to support this process. The research produced valuable findings and a tool that guides learning designers through their first steps in GLA, encourages them to reflect on this stage, and may help them learn how to model data.eng
dc.description.resumoGame Learning Analytics (GLA) é um conjunto de técnicas para coletar e analisar dados de interação do jogador (logs), permitindo rastrear seu percurso no jogo e identificar evidências de aprendizagem. O GLBoard é um modelo que viabiliza a implementação dessas técnicas, por meio de um template de dados (JSON) genérico. Entretanto, designers de aprendizagem, sobretudo estudantes que atuam nessa função em disciplinas, podem apresentar dificuldades na modelagem de dados para jogos educacionais: elencar e justificar os dados que serão coletados, conforme os objetivos de aprendizagem do jogo. A definição dos dados orienta a criação e organização das variáveis de GLA em um template de dados, sendo a base para uma coleta de dados eficiente. Nesse contexto, a Inteligência Artificial Gerativa (GAI), sobretudo com os Large Language Models (LLMs), pode ser uma alternativa. Esses modelos possuem capacidades de gerar textos em linguagem natural e realizar tarefas como seres humanos, aos quais já foram utilizados em contextos de Learning Analytics e Game Analytics. Diante disso, esta dissertação investiga a modelagem de dados de jogos educacionais e as implicações do uso de LLMs para o campo de GLA, operacionalizando os achados por meio da proposta e avaliação uma ferramenta integrada a um LLM open-source, intitulada GLORIA (Game, Learning, Observation, Recommendation, Intelligence e Analytics). Seu propósito é auxiliar na modelagem de dados em GLA, sendo futuramente incorporada ao sistema GLBoard como módulo introdutório. A pesquisa adota a abordagem metodológica-epistemológica de Design Science Research (DSR), cujos resultados estão relacionados a seus ciclos: (i) Relevância: revisões da literatura e investigações sobre desafios em modelagem de dados e uso de LLMs para GLA, bem como a realização de um Design Participativo; (ii) Design: criação e avaliação de um agente inteligente em GLA, processo de construção da ferramenta utilizando uma metodologia de game design educacional e avaliação do GLORIA; e (iii) Rigor: composição de uma base de conhecimento a partir dos achados da literatura e das investigações. A ferramenta foi avaliada por meio de uma avaliação heurística (especialistas em UX/UI) e de um estudo empírico (designers de aprendizagem). Os resultados demonstram indícios do GLORIA para apoiar a modelagem de dados de jogos educacionais, bem como apontam que LLMs para GLA podem atuar como mediadores de conhecimento, estimulando a reflexão de designers de aprendizagem (scaffolding). Entretanto, refinamentos na ferramenta ainda são necessários, sobretudo em relação à estética e à interação com o chatbot. A principal contribuição desta dissertação é ampliar discussões sobre a modelagem de dados para jogos educacionais e investigar o uso de LLMs para apoiá-la, resultando em achados valiosos e em uma ferramenta que orienta o designer de aprendizagem nos primeiros passos em GLA, estimulando-o a refletir sobre essa etapa e, potencialmente, a aprender a modelar dados.eng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationFRANZOIA, Fabrizio Honda. GLORIA: ferramenta interativa integrada a um Large Language Model para auxiliar na modelagem de dados e na implementação de técnicas de Game Learning Analytics. 2026. 248 f. Dissertação (Mestrado em Informática) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11820
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Computaçãoeng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Informáticaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectGame Learning Analyticseng
dc.subjectGLBoardeng
dc.subjectLarge Language Modelseng
dc.subjectModelagem de dadospor
dc.subjectFerramentapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAOeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS HUMANAS: EDUCACAO: ENSINO-APRENDIZAGEMeng
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/96153/DISS_FabrizioFanzoia_PPGI.pdf.jpg*
dc.titleGLORIA: ferramenta interativa integrada a um Large Language Model para auxiliar na modelagem de dados e na implementação de técnicas de Game Learning Analyticseng
dc.title.alternativeGLORIA: an interactive tool integrated with a Large Language Model to support data modeling and the implementation of Game Learning Analytics techniqueseng
dc.typeDissertaçãoeng

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