Collisions

Informations sur la classe

• Niveau : quatrième (les élèves doivent être âgés de 13 ans minimum pour participer à ce cours)

• Durée du cours : quatre cours de 45 minutes, selon le niveau de connaissances des élèves sur le mode Créatif de Fortnite.

• Outil utilisé : le mode Créatif de Fortnite

• Environnement pédagogique : un appareil compatible avec Fortnite pour chaque élève et une connexion Internet. Une salle informatique ou des tablettes pour poser un ordinateur portable devraient convenir à créer un environnement de travail idéal.

Contact des auteurs

Auteur, fonction, établissement : Scott Beiter, professeur de sciences, Rensselaer Junior Senior High School

E-mail : [email protected]

X : @pentaclethra

LinkedIn : linkedin.com/in/scott-beiter-79876b184

Résumé de la formation

Les collisions entre objets permettent d'explorer les lois de la physique. Le mode Créatif de Fortnite inclut des collisions. Il s'agit donc d'un excellent moyen d'expérimenter les principes de base de la physique, comme la troisième loi de Newton.

Comment la physique réelle est-elle reproduite dans Fortnite ? La physique du jeu permet-elle de reproduire la troisième loi de Newton concernant le principe d'action-réaction ? C'est ce que nous allons voir.

Dans ce cours, les élèves doivent créer une expérience pour manipuler des objets, évaluer les interactions entre les objets et tirer des conclusions concernant la troisième loi de Newton en faisant entrer les objets en collision.

Au cours de cette activité, les élèves devront :

• Trouver une solution à un problème.

• Créer des interactions avant et après une collision.

• Réunir des preuves et affirmer des faits fondés sur ces preuves.

• Exposer les différences entre la physique réelle et la physique dans les jeux vidéo.

Que ce cours de choc commence !

Commencez par visionner cette vidéo d'introduction (en anglais).

RÉSULTATS SOUHAITÉS

QUESTIONS FONDAMENTALES / GRANDES IDÉES

Comment prédire le comportement des objets lorsqu'ils entrent en collision ? La physique réelle est-elle fidèlement reproduite dans Fortnite ?

RÉSULTATS / OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

Les élèves apprendront à :

• Concevoir une expérience contrôlée.

• Décrire les collisions selon les deuxième et troisième lois de Newton.

• Prédire les mouvements résultant d'une collision.

• Mener une expérience dans le mode Créatif de Fortnite.

• Analyser les données.

Plan de formation

ACTIVITÉS D'APPRENTISSAGE

Ce cours est fondé sur la méthode pédagogique 5E de l'enseignement scientifique : Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate (Engager, Explorer, Expliquer, Élaborer, Évaluer en français).

Une autre notion, Extend (Étendre en français), est parfois intégrée à la méthode pédagogique 5E.

ENGAGER

Les élèves découvrent le phénomène de collision à travers diverses vidéos montrant par exemple le pendule de Newton ou le test d'un choc automobile.

Vidéo 1 (en anglais) : Collision sur la neige

Vidéo 2 (en anglais) : Collision amusante de pneus sur neige

Vidéo 3 (en anglais) : Les fous furieux des autos tamponneuses (Keansburg, New Jersey)

Vidéo 4 (en anglais)* : Autos tamponneuses pour LOOT dans Fortnite !

*Remarque : la vidéo 4 montre un mini-jeu d'autos tamponneuses créé dans Fortnite.

EXPLORER

Les élèves exploreront la physique des collisions dans le mode Créatif de Fortnite. Les élèves devront choisir une variable indépendante liée au générateur de balle et étudier la manière dont cela modifie la variable dépendante. Toutes les autres variables doivent être contrôlées.

PROBLÉMATIQUE

Quel est l'impact d'une [variable indépendante] sur la distance parcourue par une balle après que celle-ci soit entrée en collision avec une autre balle dans le mode Créatif de Fortnite ?

Utilisez la feuille de problématique pour que les élèves se penchent sur la problématique donnée ou se servent de cette dernière pour créer la leur. Voici les options du générateur de balle à titre de référence.

Remarques/consignes du projet :

• L'enseignant doit insister sur le fait que dans une expérience contrôlée, le scientifique ne modifie qu'une seule variable indépendante à la fois. Par exemple, dans le cadre de l'étude de la taille des balles, la taille de la balle percutée reste la même tandis que la taille de la balle qui la percute est modifiée (et inversement).

• Les élèves doivent élaborer un croquis (modèle) de l'appareil qu'ils souhaitent construire dans Fortnite.

• Les élèves doivent prendre en compte toutes les consignes ci-dessus AVANT de construire leur appareil dans Fortnite.

Les élèves doivent avoir préparé leur tableau de données avant de fabriquer leur appareil dans le mode Créatif de Fortnite. Les élèves utiliseront ensuite Fortnite pour construire leur appareil de roulement de balles et recueillir des données en procédant comme suit :

1. Modifier les paramètres de la balle dans la section "Personnaliser" du menu de modification du générateur de balle.

2. Définir les options Type et Matériau de la balle sur "Par défaut" en vue de les utiliser comme contrôle.

3. Élaborer un tableau de données.

4. Placer un marqueur de distance entre le point de départ et le point où la balle s'est arrêtée en cliquant sur la molette de la souris.

5. Calculer la distance moyenne que la balle parcourt pour chaque paramètre.

6. Élaborer un graphique de données qui servira à affirmer des faits en conclusion.

EXPLIQUER

Les élèves devront expliquer la physique des objets en remettant à leur enseignant un rapport scientifique et une vidéo de leurs recherches. Les explications de l'élève seront inscrites dans la section Affirmation, preuves et raisonnement (APR) de leur rapport.

ÉVALUER

L'enseignant devra évaluer les connaissances des élèves d'après leur compréhension de la rubrique, leur rapport scientifique et leur vidéo. L'enseignant peut demander aux élèves de prouver qu'ils ont acquis des connaissances de quelque manière qu'il juge appropriée. Par exemple, les élèves peuvent démontrer leurs acquis en rédigeant un article de blog ou en créant un site Internet.

ÉTENDRE

Les élèves peuvent concevoir une nouvelle expérience similaire à celle menée dans Fortnite (en utilisant le même tableau de données) consistant à étudier les collisions entre des billes et/ou des roulements mécaniques. Les élèves doivent examiner et décrire les différences entre l'expérience menée dans Fortnite et l'expérience réelle.

RESSOURCES EXTERNES

Modèle de rapport NGSS

Diapositives sur les collisions

Vidéo 1 (en anglais) : Collision sur la neige

Vidéo 2 (en anglais) : Collision amusante de pneus sur neige

Vidéo 3 (en anglais) : Les fous furieux des autos tamponneuses (Keansburg, New Jersey)

Vidéo 4 (en anglais) : Autos tamponneuses pour LOOT dans Fortnite !

ÉVALUATION

Un rapport scientifique complet, comprenant :

• Une question directrice

• Des hypothèses

• La procédure suivie

• Un tableau de données et les résultats obtenus

• Une conclusion/réflexion

Modèle de rapport scientifique : modèle de rapport NGSS

GRILLE D'ÉVALUATION

MS PS2-2 Organiser une étude pour prouver que la modification du mouvement d'un objet dépend de la somme des forces exercées sur l'objet et de sa masse.

CARTOGRAPHIE DES NORMES

NGSS

MS-PS2-2 Mouvement et stabilité : forces et interactions Les élèves qui démontrent leur compréhension peuvent : MS-PS2-2. Organiser une étude pour prouver qu'une modification du mouvement d'un objet dépend de la somme des forces exercées sur l'objet et de sa masse.

NORMES ISTE

3. Bâtisseur de connaissances

• Les élèves acquièrent des connaissances en explorant activement des problèmes et des enjeux du monde réel, en développant des idées et des théories et en recherchant des réponses et des solutions.

4. Concepteurs novateurs

• 4a Les élèves connaissent et utilisent délibérément un processus de conception pour produire des idées, tester des théories, créer des artefacts novateurs ou résoudre des problèmes authentiques.

• 4c Les élèves élaborent, testent et mettent au point des prototypes selon un processus de conception cyclique.

• 4d Les élèves font preuve d'une tolérance à l'égard de l'ambiguïté, de persévérance et de la capacité de travailler sur des problèmes ouverts.

5. Penseur informatique

• 5a Les élèves formulent des définitions de problèmes adaptées aux méthodes technologiques comme l'analyse de données, des modèles d'abstraction et la réflexion algorithmique pour chercher et trouver des solutions.

• 5b Les élèves recueillent des données ou identifient des ensembles de données pertinents, utilisent des outils numériques pour les analyser et représentent les données de diverses façons pour faciliter la résolution de problèmes et la prise de décisions.

• 5c Les élèves divisent les problèmes en éléments, extraient les informations clés et élaborent des modèles descriptifs pour comprendre les systèmes complexes ou faciliter la résolution de problèmes.

• 5d Les élèves comprennent comment fonctionne l'automatisation et ils utilisent la réflexion algorithmique pour créer une série d'étapes afin de créer et de tester des solutions automatisées.

6. Communicateur créatif

• 6a Les élèves communiquent clairement et efficacement des idées complexes en créant ou en utilisant divers objets numériques comme des visualisations, des modèles ou des simulations.

7 Collaborateur mondial

• 7a Les élèves contribuent de manière constructive aux équipes de projet, en assumant diverses fonctions et responsabilités pour travailler efficacement à un objectif commun.

CONNEXIONS INTERDISCIPLINAIRES AU XXIe SIÈCLE

Cette leçon aborde les thèmes de l'ingénierie, de la science et de la conception multimédia. Cette leçon couvre toutes les compétences STIAM.

Liens avec le 21e siècle :

1. Pensée critique

2. Créativité

3. collaboration

4. Communication

5. Culture technologique

6. Flexibilité

7. Leadership

8. Initiative

9. Compétences sociales

ADAPTATION ET AJUSTEMENTS

Offrez à vos élèves la possibilité d'utiliser un autre outil (numérique ou physique) pour réaliser les activités. Inclure une manette adaptative / manette de jeu si nécessaire.

RESSOURCES ÉDUCATIVES SUPPLÉMENTAIRES :

Incluez toute autre ressource éducative dans des documents distincts (fiches, etc.)

• Modèle de rapport NGSS

• Diapositives sur les collisions