Informationen zum Unterrichtsplan
- Klassen: 7–12 (Schüler:innen müssen mindestens 13 Jahre alt sein, um an diesem Unterrichtsplan teilnehmen zu können)
- Umfang des Unterrichts: Eine Woche, abhängig davon, wie gut sich die Schüler:innen mit dem Fortnite-Kreativmodus auskennen
- Verwendetes Tool: Fortnite-Kreativmodus
- Unterricht/Lernumgebung: Jeweils ein Fortnite-fähiges Gerät mit Internetverbindung pro Schüler:in. Ein Computerraum oder mobiler Laptopwagen sollte die ideale Lernumgebung sein.
Spieledesign und -entwicklung. Dieser Unterrichtsplan ist als Lernumgebung gestaltet, die auf Zielen oder Entscheidungen basiert und die den Schüler:innen die Gelegenheit bietet, abhängig von ihren eigenen Interessen verschiedene Lösungsansätze zu verfolgen – in Sachen Inhalt und Projektmöglichkeiten. Im Klassenzimmer sollte für alle Schüler:innen ein Computer und eine flexible Platzwahl gegeben sein.
Kontakt
Autor, Organisation/Rolle: Steve Isaacs, Bernards Township Schools / Lehrkraft
Twitter: @mr_isaacs
LinkedIn: steve-isaacs
Unterrichtsstundenübersicht
Wer liebt schon nicht eine gute Rube-Goldberg-Maschine? Die witzigen und auf einfachen Maschinen basierenden Erfindungen von Rube Goldberg werden als übermäßig komplexe Maschinen beschrieben, die aus einer Reihe automatisierter Aktionen bestehen, um ein einfaches Problem zu lösen. Man kann sich gut vorstellen, wie begeistert Rube gewesen wäre, wenn es den Fortnite-Kreativmodus schon zu seiner Zeit gegeben hätte. In diesem Unterrichtsplan lernen die Schüler:innen einfache Maschinen, technische Grundsätze und die Automatisierung kennen. Sie werden in Fortnite mit den Kreativmoduswerkzeugen eine Rube-Goldberg-Maschine entwerfen und bauen.
Sie sollten dabei besser keine Höhenangst haben ...
Die Schüler:innen werden im Fortnite-Kreativmodus eine Rube-Goldberg-Maschine entwerfen. Im Zuge dessen werden sie:
- Informationen über einfache Maschinen erhalten.
- Ein Modell des Design Thinking anwenden, um eine komplexe Lösung für ein einfaches Problem zu entwickeln.
- Ein Verständnis für die Automatisierung und physikalische und technische Prinzipien entwickeln, während sie ihre funktionierende Maschine entwerfen und bauen.
- Hypothesen entwickeln und testen, während sie sich am iterativen Designprozess beteiligen.
Zentrale Fragen/Ideen
- Wie fördert der Design-Thinking-Prozess eine kreative Problemlösung?
- Wie beeinflusst die Entwicklung und Prüfung von Hypothesen den Designprozess?
- Welchen Beitrag leisten einfache Maschinen zur Automatisierung?
Lernziele
Am Ende dieser Lektion werden die Schüler:innen folgende Fähigkeiten erworben haben:
- Sie können einfache Maschinen und ihren Zweck identifizieren.
- Sie können eine Hypothese aufstellen und testen.
- Sie können eine Rube-Goldberg-Maschine erstellen, die aus einer Vielzahl einfacher Maschinen besteht, die eine komplexe Lösung für ein einfaches Problem schaffen.
- Sie können ein Problem entwickeln, um eine Lösung dafür zu finden.
- Sie kennen einige physikalische Grundprinzipien.
Lernaktivitäten
Einleitung
Zeige eine Auswahl der folgenden Videos (diese können zu verschiedenen Zeitpunkten des Projekts gezeigt werden, um die Begeisterung für die Fülle von Möglichkeiten hoch zu halten):
- Video „Baller’s Adventure“: Eine im Fortnite-Kreativmodus entwickelte Rube-Goldberg-Maschine.
- Video „Audri’s Monster Trap“
- Video „This Too Shall Pass“: Musikvideo von OK Go mit einer Rube-Goldberg-Maschine.
- Video „Getting an Ice Cream“: Video des Rube-Goldberg-Teams 2016 der Purdue Society of Professional Engineers.
Anweisung Rube Goldberg, einfache Maschinen und der Designprozess
- Rube Goldberg: A Cultural Icon: Lesen und Diskussion.
- Simple Machines: Ansehen und anschließendes Besprechen der unterschiedlichen Arten an einfachen Maschinen:
- Hebel
- Rad und Achse
- Schiefe Ebene
- Keil
- Flaschenzug
- Schraube
- Die Schüler:innen sollen einfache Maschinen in eigenen Worten definieren und Beispiele aus dem täglichen Leben nennen (siehe beispielhaftes Arbeitsblatt im Anhang).
- Besprechung des Engineering-Designprozesses/des iterativen Designprozesses: https://www.teachengineering.org/k12engineering/designprocess
Erste Schritte
Die Schüler:innen experimentieren mit dem Fortnite-Kreativmodus, um ein Gefühl dafür zu bekommen, welche verschiedenen Geräte es dort gibt und wie sie eingesetzt werden, um Funktionen im Spiel zu automatisieren.
- Die Schüler:innen erstellen mithilfe des Fortnite-Kreativmodus einen automatisierten Prozess. Dabei nutzen sie die Kreativmoduswerkzeuge zum Bauen (Fertigobjekt, Galerien, Geräte usw.).
Iterativer Designprozess
- Design: Bestimmung eines einfachen Problems, das es zu lösen gilt (z. B. einen Ball in einen Korb zu bekommen):
- Dieses Problem kann sowohl die Lehrkraft vorgeben als auch von den Schüler:innen selbst entwickelt werden.
- Entwicklung eines ausgeklügelten (komplexen) Plans, um dieses einfache Problem zu lösen.
- Erstellen eines Storyboards (eine Reihe von Skizzen), um das Problem und seine Lösung zu brainstormen.
- Entwicklung: Beginn der Entwicklung in Fortnite basierend auf dem ursprünglichen Design/Storyboard.
- Testen/Feedback durch die Klasse
- Iteration: Iteration des ursprünglichen Designs basierend auf dem Feedback.
- Testen/Feedback durch die Klasse
- Abschluss der Rube-Goldberg-Maschine: Abschluss des Projekts basierend auf dem letzten Feedback.
- Erstellen eines Video-Walkthroughs: Dieser Schritt ist optional, falls das Projekt nicht innerhalb von Fortnite gezeigt werden kann.
Abschließende Aktivität
Präsentation im Kreativmodus oder per Video.
Externe Lehr- und Hilfsmittel
Sammlung an Lehrmitteln für Rube-Goldberg-Maschinen
Die folgenden Downloads stehen bei diesem Unterrichtsplan ebenfalls zur Verfügung:
Beurteilung
Abgeschlossenes Projekt
Die im Fortnite-Kreativmodus entwickelte Rube-Goldberg-Maschine.
Einreichbarkeit
Ein erstellter (Video-)Playthrough der Fortnite-Insel, um die Rube-Goldberg-Maschine zu erklären.
Bewertungsschema
Ein herunterladbares Bewertungsschema ist Teil dieses Unterrichtsplans.
Bildungsstandards
ISTE-Standards
3 Wissensvermittlung
- Die Schüler:innen erlangen Wissen durch aktives Befassen mit realen Problemen, Entwickeln eigener Ideen und Theorien und Suchen von Antworten und Lösungen.
4 Innovatives Designen
- 4a: Die Schüler:innen kennen Designprozesse und setzen sie gezielt ein, um Ideen zu entwickeln, Theorien zu testen, innovative Kunstwerke zu gestalten oder reale Probleme zu lösen.
- 4c: Die Schüler:innen entwickeln, testen und verbessern Prototypen im Rahmen eines zyklischen Designprozesses.
- 4d: Die Schüler:innen zeigen Toleranz für Mehrdeutigkeit, demonstrieren Beharrlichkeit und stellen ihre Fähigkeit, Probleme mit offenem Ansatz anzugehen, unter Beweis.
5 Informatisches Denken
- 5c: Die Schüler:innen zerlegen Probleme in einzelne Bestandteile, extrahieren wichtige Informationen und entwickeln deskriptive Modelle, um komplexe Systeme zu verstehen oder die Problemlösung zu vereinfachen.
- 5d: Die Schüler:innen verstehen, wie Automatisierung funktioniert und wenden algorithmisches Denken an, um Abfolgen von Schritten zu entwickeln, mit denen automatisierte Lösungen erstellt und getestet werden können.
6 Kreative Kommunikation
- 6c: Die Schüler:innen kommunizieren komplexe Ideen klar und effektiv, indem sie eine große Bandbreite digitaler Objekte wie Visualisierungen, Modelle oder Simulationen anwenden.
Wissenschaftsstandards der nächsten Generation
Bewegung und Stabilität: Kraft und Wirkung
- MS-PS2-1: Die Schüler:innen wenden Newtons drittes Gesetz an, um eine Lösung für ein Problem zu entwerfen, bei dem es um die Bewegung zweier kollidierender Objekte geht (Energie).
- HS-PS3-3: Die Schüler:innen entwerfen, bauen und verfeinern ein Gerät, das innerhalb vorgegebener Einschränkungen funktioniert, um eine Energieform in eine andere Energieform umzuwandeln.
Engineering-Design
- HS-ETS1-2: Die Schüler:innen entwickeln eine Lösung für ein komplexes Problem der echten Welt, indem es in kleinere, leichter überschaubare Probleme unterteilt wird, die auf technischem Wege gelöst werden können.
Essenzielle Fähigkeiten im 21. Jahrhundert und fächerübergreifende Themen
Diese Lektion behandelt Bereiche mit Bezug auf Technik, Wissenschaft und Multimedia-Design. Die Lektion umfasst alle Bereiche in MINT und MINT + K.
Essenzielle Fähigkeiten im 21. Jahrhundert:
- Kritisches Denkvermögen
- Kreativität
- Zusammenarbeit
- Kommunikation
- Technologiebewandertheit
- Flexibilität
- Führungsstärke
- Initiative
- Soziale Kompetenz
Änderungen für besondere Fälle
Den Schüler:innen sollte die Möglichkeit eines anderen Tools zur Verfügung gestellt werden, um ihre Rube-Goldberg-Maschine zu erstellen:
- Verwendung eines anderen digitalen Tools zum Erstellen einer Rube-Goldberg-Maschine.
- Erstellen einer physischen Rube-Goldberg-Maschine.
- Falls nötig können adaptive Controller oder andere Eingabegeräte ausgeteilt werden.