Informationen zum Unterrichtsplan
- Klassen: 8–10 (Schüler:innen müssen mindestens 13 Jahre alt sein, um an diesem Unterrichtsplan teilnehmen zu können)
- Umfang des Unterrichts: Vier bis sechs Kurseinheiten, abhängig davon, wie gut sich die Klasse mit dem Fortnite-Kreativmodus auskennt
- 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.
Dieser Unterricht ist für wissenschaftliche oder MINT-Fächer in der Mittelstufe geeignet und sehr anpassungsfähig. Er wurde für den naturwissenschaftlichen Unterricht einer 6. Klasse in einer kleinen, ländlichen K-12 Public School entworfen, kann aber auch für Schüler:innen in der High School oder auch in Grundschulklassen eingesetzt werden.
Kontakt
Verfasser, Organisation/Funktion: Alfonso Gonzalez, Chimacum Elementary School, 6. Klasse, Naturwissenschaftsunterricht und MINT
E-Mail-Adresse: [email protected]
Twitter: https://twitter.com/educatoral
LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/alfonso-gonzalez-24307023/
Unterrichtsstundenübersicht
Wissenschaftler nutzen eine Reihe von Methoden, um Experimente zu entwickeln und durchzuführen. Experimente in der Physik, zum Beispiel, können sowohl in physischen als auch in virtuellen Umgebungen durchgeführt werden. Hast du dich schon einmal mit den physikalischen Gegebenheiten in Videospielen wie Fortnite befasst? In dieser Lektion werden die Schüler:innen genau das tun!
Der Fortnite-Kreativmodus ermöglicht es Spieler:innen, eine Vielzahl von Elementen zu nutzen, um immersive Umgebungen zu erstellen. Die Schüler:innen testen Objekte und Geräte im Fortnite-Kreativmodus, um zu bestimmen, ob sie auf Schwerkraft und die Gesetze der Physik reagieren wie reale Objekte. Im Zuge dessen werden die Schüler:innen ihre eigenen Hypothesen aufstellen und überprüfen, um realitätsnahe NGSS-Experimente durchzuführen.
Die Schüler:innen werden wissenschaftliche Methoden anwenden, um verschiedene Objekte im Fortnite-Kreativmodus zu testen und zu etablieren, welche Objekte am besten für Physik-Experimente geeignet sind.
Im Fortnite-Kreativmodus werden die Schüler:innen eine virtuelle Sandbox verwenden, um Experimente und Simulationen zu konzipieren. Sobald die Schüler:innen bestimmt haben, welche Objekte den Gesetzen der Physik am besten folgen, werden sie einen Bericht schreiben, in dem sie den 3 Bs anwenden: Behauptung, Beweis, Begründung (EN: CER – Claim, Evidence and Reasoning).
Als Klasse werden die Schüler:innen die Informationen aus den Berichten verwenden, um festzustellen, welche Objekte am besten den Gesetzen der Physik folgen. Danach werden sie Physik-Experimente konzipieren und durchführen, in denen sie die gewählten Objekte im Fortnite-Kreativmodus verwenden, Daten sammeln und diese Daten nutzen, um Schlussfolgerungen über die Physik der realen Welt zu ziehen.
Link zum Einführungsvideo: Fortnite Creative Scientific Method
Zentrale Fragen/Ideen
- Wie reagieren Objekte auf die Schwerkraft? Wie fallen Objekte? Was passiert mit unterschiedlichen Objekten, wenn sie auf den Boden aufprallen?
- Wie rollen Objekte Rampen hinunter? Was passiert mit Objekten, wenn sie das untere Ende einer Rampe erreichen?
- Wie reagieren Objekte, wenn sie zusammenstoßen?
- Wie kann man testen, welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus am besten für Physik-Simulationen und Experimente geeignet sind?
Lernergebnisse
Am Ende dieser Lektion werden die Schüler:innen folgende Fähigkeiten erworben haben:
- Sie sollen Experimente konzipieren, die zeigen, welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus am besten auf die Schwerkraft reagieren, darunter Fallen und Abprallen, wie Objekte in der Realität.
- Sie sollen Experimente konzipieren, die zeigen, welche Objekte am besten Rampen hinunter rollen und ob sie nach dem Erreichen des unteren Endes noch weiter rollen.
- Sie sollen Experimente konzipieren, die zeigen, welche Objekte im Verhältnis zu ihrer Masse am exaktesten auf einen Aufprall reagieren. Wenn sie voneinander abprallen, sollten Objekte mit größerer Masse sich weniger bewegen als solche mit geringerer Masse.
- Sie sollen basierend auf den Ergebnissen dieser Experimente einen Abschlussbericht mit Behauptung, Beweis und Begründung (den 3 Bs) schreiben und darin zeigen, welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus am besten für Physik-Simulationen und -Experimente geeignet sind.
- Sie sollen die ausgewählten Objekte im Fortnite-Kreativmodus verwenden, um NGSS-Experimente und -Simulationen durchzuführen.
Lernaktivitäten
Erforderliche Materialien
Jede:r Schüler:in oder Kleingruppe sollte über Folgendes verfügen:
- Ein Gerät, auf dem das Spiel Fortnite läuft, wie ein PC, ein Tablet oder eine Spielekonsole
- Fortnite auf dem Gerät installiert
- Ein von den Schüler:innen oder der Schule erstelltes Epic Games-Konto
- Abschlussbericht (3Bs/CER) – Grafik-Organizer
- Abschlussbericht (3Bs/CER) – Grafik-Organizer mit Vorschlägen für Satzanfänge
- Zugriff auf eine Bildschirmübertragungssoftware
Lernziele
Die Schüler:innen werden im Fortnite-Kreativmodus Experimente durchführen, um zu bestimmen, welche Objekte im Spiel sich am meisten so verhalten wie in der Realität.
- Die Schüler:innen werden eine Liste von Fortnite-Kreativmodus-Objekten erstellen, die Informationen darüber enthalten, wie sie fallen, rollen und wie sie beim Aufprallen reagieren.
- Die Schüler:innen werden Abschlussberichte mit Behauptung, Beweis und Begründung (3Bs/CER) verfassen, um mit anderen zu teilen, welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus am besten geeignet sind, um Physik-Experimente und -Simulationen in der virtuellen Welt des Spiels durchzuführen.
- Mit den Objekten im Fortnite-Kreativmodus, die sich am meisten wie Objekte in der realen Welt verhalten, werden die Schüler:innen Experimente in der virtuellen Spielwelt durchführen, um „Zu beweisen, dass Änderungen in der Bewegung eines Objekts von der Summe der Kräfte, die auf das Objekt wirken, und der Masse des Objekts abhängen“ (NGSS MS-PS2-2). Andere NGSS-Standards für Physik können gegebenenfalls auch angewendet werden.
Vorbereitung
- Frage die Schüler:innen, ob sie schon einmal Fortnite gespielt oder den Fortnite-Kreativmodus genutzt haben. Schüler:innen, die mit dem Spiel bereits vertraut sind, können denjenigen helfen, die sich noch nicht auskennen.
- Biete den Schüler:innen eine kurze Demonstration des Fortnite-Kreativmodus wie folgt:
- Erstelle eine Insel im Fortnite-Kreativmodus
- Zeige die Navigation und Fortbewegung
- Zeige das Platzieren von Gegenständen auf der Insel
- Erkläre Fertigobjekte, Galerien und Geräte
- Frage Schüler:innen, welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus fallen wie reale Objekte, rollen wie reale Objekte und von anderen Objekten abprallen wie reale Objekte.
- Gib den Schüler:innen die Gelegenheit, den Fortnite-Kreativmodus zu erkunden und mit verschiedenen Objekten zu experimentieren. So können die Schüler:innen herausfinden, wie Objekte funktionieren und welche Objekte sie für ihr Experiment nutzen wollen.
- Lehrkräfte können zur Verdeutlichung dieses Video über Rampen und rollende Objekte in Fortnite zeigen.
Lektion mit verschiedenen Interaktionsmöglichkeiten
Lasse die Schüler:innen damit beginnen, die grundlegenden Fragen und Ideen zu beantworten. Die Schüler:innen können Objekte im Klassenraum verwenden, um zu sehen, wie sie fallen, abprallen und Rampen hinunter rollen und wie sie darauf reagieren, wenn sie zusammenstoßen. Wenn sie verstehen, wie reale Objekte in der Realität auf die Schwerkraft reagieren, sind die Schüler:innen bereit, mit der Arbeit im Fortnite-Kreativmodus zu beginnen. Zeige den Schüler:innen, wie sie im Fortnite-Kreativmodus auf verschiedene Objekte zugreifen können.
Wenn möglich, lasse die Schüler:innen Gruppen bilden, in denen mindestens eine Person sich mit Fortnite auskennt. Sobald die Schüler:innen sich mit verschiedenen Objekten in Fortnite vertraut gemacht haben, sollten sie mittels YouTube-Videos vergleichen, wie Objekte sich in der Realität under vergleichbaren Umständen verhalten würden.
Die Schüler:innen sollten mit den folgenden Variablen experimentieren:
- Welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus fallen wie reale Objekte?
- Welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus rollen wie reale Objekte Rampen hinunter?
- Welche Objekte im Fortnite-Kreativmodus reagieren wie reale Objekte, wenn sie zusammenstoßen?
Die Schüler:innen können in Teams arbeiten, in denen alle mit denselben Variablen arbeiten oder in denen jedes Mitglied mit einer unterschiedlichen Variable arbeitet.
Sobald die Schüler:innen entschieden haben, welche Objekte besser geeignet sind als die anderen, werden sie gezieltere Untersuchungen anstellen. Es kann sinnvoll sein, dass die Lehrkraft die geplanten Untersuchungsmethoden absegnet, bevor die Schüler:innen fortfahren. Die während der Untersuchungen gesammelten Daten werden den Schüler:innen dabei helfen, ihre Klassenkamerad:innen davon zu überzeugen, dass ihre Objekte am besten für Physik-Experimente geeignet sind.
Um ihre Untersuchung zu planen, werden die Schüler:innen die Daten mit einem oder mehreren der folgenden Werkzeuge dokumentieren:
- Notizbücher
- Google Docs
- Mind-Map-Software wie LucidChart
- Google Zeichnungen
Anhand der gesammelten Daten werden die Schüler:innen ihre Argumente vorbereiten und einen Abschlussbericht mit Behauptung, Beweis und Begründung (3Bs/CER) schreiben, die sie dann der Klasse präsentieren werden. Die Beweise können selbst aufgenommene Videos davon enthalten, wie sich Objekte in der virtuellen Spielwelt verhalten, sowie qualitative und quantitative Daten. Sobald die Schüler:innen ihre Ergebnisse präsentiert haben, fertigt die Klasse eine gemeinsame Liste der besten Objekte für verschiedene Physik-Experimente an.
Hinweis: Die Leistungserwartung nach NGSS hinsichtlich der Konzipierung von Physik-Experimenten mit den ausgewählten Objekten ist MS-PS2-2: Eine Untersuchung planen, um nachzuweisen, dass die Änderung der Bewegung eines Objekts von der Summe der auf das Objekt ausgeübten Kräfte und der Masse des Objekts abhängt.
Um eine kontrollierte Variable zu etablieren, können Lehrkräfte sicherstellen, dass die Schüler:innen nur die von der Klasse ausgewählten Objekte bei ihren NGSS-Experimenten und Simulationen verwenden.
Dieser einfache Unterrichtsplan kann angepasst werden, um hochgradig anspruchsvolle und komplexe Experimente in naturwissenschaftlichen und MINT-Fächern zu fördern.
Externe Lehr- und Hilfsmittel
Wakelet-Sammlung mit PDF-Dateien, auf die in diesem Unterrichtsplan Bezug genommen wird: https://wke.lt/w/s/nxPDKi
Rampen und rollende Objekte in Fortnite – Video
Beurteilung
Die Bewertung der Schüler:innen basiert auf der Qualität ihres verfassten Abschlussberichts (3Bs/CER).
Mit der herunterladbaren Bewertungsschema-PDF-Datei zu diesem Unterrichtsplan können die Arbeiten der Schüler:innen bewertet werden.
Das Bewertungsschema ist auch in der herunterladbaren PDF-Version dieser Lektion zu finden.
Bildungsstandards
In der ersten Phase der Experimente liegt der Fokus auf den folgenden wissenschaftlichen und technischen Methoden gemäß NGSS:
- Planung und Durchführung von Untersuchungen
- Analyse und Interpretation von Daten
- Konzeption von Erklärungen (in der Wissenschaft) und Entwerfen von Lösungen (in der Technik)
- Diskussion auf Basis der Beweise
- Beschaffung, Auswertung und Weitergabe von Informationen
Sobald die Schüler:innen in der Klasse bestimmt haben, welche Objekte am besten für Physik-Experimente geeignet sind, werden sie in der virtuellen Spielwelt Untersuchungen planen und durchführen, um die folgende Leistungserwartung nach NGSS zu erfüllen:
MS-PS2-2. Eine Untersuchung planen, um nachzuweisen, dass die Änderung der Bewegung eines Objekts von der Summe der auf das Objekt ausgeübten Kräfte und der Masse des Objekts abhängt.
Auch andere NGSS-Standards für Physik können verwendet werden.
Essenzielle Fähigkeiten im 21. Jahrhundert und fächerübergreifende Themen
Diese Lektion kann in der Mittel- oder Oberstufe eingesetzt werden, da sie Schreiben, Mathematik, Naturwissenschaft und wissenschaftliche Methoden involviert. Die Schüler:innen, die dieses Projekt abschließen, werden Kommunikation, Zusammenarbeit, Kreativität und kritisches Denken einsetzen. Die Lektion ist flexibel genug, um in mehreren Klassenzimmern von zusammenarbeitenden Lehrkräften umgesetzt zu werden.
Änderungen für besondere Fälle
Lehrkräfte können während der Planungsphase dieses Projekts und für den Schreib-Anteil Abwandlungen vornehmen, wenn dies für bestimmte Schüler:innen nötig ist.
Wenn Lehrkräfte einen Plan absegnen müssen, bevor die Schüler:innen den Fortnite-Kreativmodus nutzen, können sie Schüler:innen unterstützen, die nicht wissen, wie man das Programm verwendet.
Wenn Schüler:innen mit Fortnite nicht gut klarkommen, können Lehrkräfte erfahrenere Schüler:innen dazu ermutigen, im Spiel zu helfen. Sobald die Schüler:innen herausfinden, wie sie im Fortnite-Kreativmodus ihre Experimente durchführen können, brauchen manche möglicherweise Hilfe beim Sammeln von Daten oder beim Anfertigen von Bildschirmaufnahmen mit ihren Ergebnissen.
Wenn die Schüler:innen Daten und Videobeweise haben, können die Lehrkräfte ihre Schüler:innen dabei unterstützen, ihre Berichte zu schreiben. Der Begründungsteil ihres Abschlussberichts wird für die meisten Schüler:innen herausfordernd sein, deshalb ist es gegebenenfalls sinnvoll, wenn Lehrkräfte für diesen Abschnitt ein Beispiel bereitstellen.
Zusätzliche Lehr- und Hilfsmittel
Weitere Lehrmaterialien als separate Dokumente (Infoblatt usw.) https://wke.lt/w/s/nxPDKi
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
- Technologiekompetenz
- 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.