クラス情報
学年：8 (中 2) (このクラスに参加するには、生徒は 13 歳以上でなくてはなりません)
レッスン期間：45 分の授業 4 回(生徒のフォートナイト クリエイティブに関する知識による)
対象ツール: フォートナイト クリエイティブ
クラス / 学習環境: フォートナイトがプレイ可能なデバイス。生徒 1 人につき 1 台で、インターネットに接続可能。 コンピューター室、またはノートパソコンを置ける移動式の台があることが理想的。
教室またはラボには、フォートナイト クリエイティブの島を動作させられるPCを1人1台用意します。 レンセリア市学校区は、K-12(幼稚園の年長から高校3年まで)の教育を行う建物1棟からなる小規模の公立学校です。 私の現在の指導環境は、生徒24人分の机と、6つの実験台が設置されている理科室です。 私は中学2年生の理科を4コマ担当しており、クラスの人数は19人から27人です。 私たちの学区は、高ニーズの学区に分類されています。 また、私が指導するクラスには英語学習者や、個別教育プログラムの生徒も参加しています。 このレッスンを実施する際には、フォートナイト クリエイティブを実行できるコンピューターか モバイル端末が必要となります。 それさえ満たしていれば、どんな教室でも問題はありません。追加のアクティビティの場合も同様です。
作成者の連絡先
著者、所属先/役職：Scott Beiter、Rensselaer Junior Senior High School、科学教師
E メール：[email protected]
Twitter：@pentaclethra
LinkedIn：linkedin.com/in/scott-beiter-79876b184
レッスンの概要
衝突するオブジェクトからは、物理法則を学ぶことができます。 フォートナイト クリエイティブには当たり判定が実装されているので、運動の第3法則などといった物理の基本原理を試してみるのに大いに役立ちます。
ニュートンの運動法則
外部から力を加えられない限り、静止している物体は静止状態を維持し、運動している物体は等速直線運動を続ける。
物体の加速度の大きさは、加えられる力の大きさに比例し、物体の質量に反比例する。
ある物体がもう1つの物体に力を加えると、2つ目の物体は1つ目の物体に対し大きさが同じで向きが逆の力を及ぼす。
フォートナイトの物理演算は、現実の物理をどの程度再現しているのでしょうか？ ゲームの物理演算は、作用・反作用の力に関する運動の第3法則を再現しているのでしょうか？ 確かめてみましょう！
このレッスンにおいて、生徒は物体を操作する実験を設計し、物体の相互作用を測定し、物体をぶつけ合わせて運動の第3法則に関する結論を導き出します。
このアクティビティを通して、生徒は以下のことを行います:
問題に対する解決策を設計する。
衝突前後の相互作用をモデル化する。
根拠となるものを集め、それに基づいた主張を行う。
現実の世界とビデオゲームの物理を比較対照する。
それでは早速ぶつけ合わせましょう！
まずはこの導入動画を見せてください。
理想の結果
重要な疑問/意図
衝突時の物体の挙動は、どのようにして予測できるのか？ フォートナイトの物理演算は、現実世界の物理とどの程度一致しているのか？
学習成果/目標
生徒は以下のことを学びます:
対照実験を設計する。
物体の衝突を、運動の第3法則と第2法則の観点から説明する。
衝突によって生じる運動について予測を立てる。
フォートナイト クリエイティブで実験を実施する。
データを分析する。
レッスン プラン
学習のアクティビティ
このレッスンは科学の指導の 5E モデル：Engage 関与、Explore 探索、Explain 説明、Elaborate 精緻化、Evaluate 評価。
また、5Eモデルには「Extend 発展」が含まれることがよくあります。これは5Eのレッスンで学んだことをさらに応用していくことです。
エンゲージ
生徒は、ニュートンのゆりかごや衝突安全試験などといった様々な動画を通して、衝突という現象について学びます。
動画 1：雪の衝突
動画 2：スノー チューブの衝突
動画 3：バンパーカーの衝突
動画 4：フォートナイトにおけるバンパーカー
*注：動画 4 はフォートナイト内のバンパーカーのミニゲームです。
閲覧
生徒はフォートナイト クリエイティブを使って衝突の物理を詳しく探究します。 ボールスポナーに関する独立変数を1つ選ばせ、それが従属変数をどのように変化させるかを確認させましょう。 他の要素は全てそのままにしておきます。
実験の質問
フォートナイト クリエイティブでボールがもう1つのボールと衝突した時、独立変数はボールの移動距離に対しどのように影響するのでしょうか？
実験の質問ワークシートを生徒に提供し、記載された実験の質問を生徒に答えさせましょう。あるいは、これを基に自分たちのワークシートを作成させてもよいでしょう。 参考までに、ボールスポナーのオプションをご紹介しておきます。
注記 / プロジェクトのガイドライン：
対照実験では一度に一つの独立変数しか変更しないのだということを生徒に強調しておきましょう。 例えば、ボールのサイズをテストしているのであれば、ぶつけられる側のボールのサイズは変えず、ぶつかる側のボールのサイズを変えます(あるいはその逆)。
フォートナイトで自分が作成する実験用装置 (仕掛け) のスケッチ (モデル) を作成させましょう。
生徒がフォートナイトで実験装置を作成する前に、まず上記の全てを決めさせておく必要があります。
フォートナイト クリエイティブでボールを転がす装置を作成させる前に、データ表を用意させましょう。 その後、生徒はフォートナイトを使ってボールを転がす装置を作成し、以下の手順に従ってデータを収集します:
ボールスポナーの編集メニューにある「カスタマイズ」のセクションで、ボールの設定を変更する。
コントロール(対照)として使用する「デフォルト」のボールタイプと素材を選択する。
データ表を作成する。
ボールの出発点に立ち、マウスのスクロールホイールを押し込んでボールが止まった地点に距離のマーカーを設置する。
各パラメーターのボールの平均移動距離を計算する。
データをグラフ化して、結論の根拠とする。
フォートナイトでは、ボールが物体にぶつかるまで動き続け、そこでやっと「止まった」ように見える場合があります。 生徒にはそのボールが「止まる」瞬間を確認させましょう。
説明
生徒は実験レポートと実験の動画を提出することで、この物理現象を説明します。 生徒の説明はレポートの主張、根拠、論理(CER)セクションに記載されます。
評価
教師は、ルーブリックにある項目の習得、実験レポート、提出された動画に基づき、学生の理解度を評価します。 生徒自身が適切と考える方法で、学習の証拠を自由に示すことができるようにしましょう。 学習の証拠を示すその他の方法には、ブログ記事やウェブサイトなどがあります。
伸ばす
生徒にフォートナイトでの実験と似た実験を(同じデータ表を使って)設計させ、ビー玉および/または鉄のベアリングの衝突時の挙動を調べさせましょう。 フォートナイトでの実験と、実際の実験との違いを記録させ、考察させてください。
外部リソース
動画 1：雪の衝突
動画 2：スノー チューブの衝突
動画 3：バンパーカーの衝突
動画 4：フォートナイトにおけるバンパーカー
評価
以下のものを含む完成した実験レポート:
誘導的質問
仮説
手順
データ表と結果
結論 / 考察
ラボ レポート テンプレートのサンプル：NGSS レポートのテンプレート
基準
MS PS2-2 物体の運動の変化が物体にかかる力と物体の質量の和に依存することを示す証拠を得るための調査を計画する。
| DOK 1 開発中 | タスク |
|---|---|
現象や調査の目的、およびモデルの構成要素である加えられた力、摩擦、質量、加速度を特定する。 | 衝突させる装置をスケッチしてモデル化し、構成要素にラベルを付ける。 |
| DOK 2 進行中 | タスク |
|---|---|
力、質量、加速度の関係性を説明する。 主張の根拠を示す。 | 関係性の説明は、まとめ用のメディア(動画、ブログなど)および/または実験レポートという形で提出する。 |
| DOK 3 発展 | タスク |
|---|---|
自らの実験と、ニュートンの運動法則を結びつける。 自らが設計した実験の根拠をもとに、結論が正当なものであると証明する。 | 主張、証拠、根拠/論理を熟考し、ニュートンの運動法則と、それが衝突に対しどのように適用されるかを理解していることを示す。 |
教育基準
NGSS
MS-PS2-2 動作と安定性：力と相互作用 理解を実証する生徒は、以下のことができます。MS-PS2-2。 物体の運動の変化が物体にかかる力と物体の質量の和に依存することを示す証拠を得るための調査を計画する。
ISTE STANDARDS
3 知識の構築者
生徒は実社会の問題や課題を積極的に探求し、アイデアや理論を考え、答えや解決策を追求することで知識を身につけます。
4 革新的なデザイナー
4a 生徒はアイデアの創出、理論のテスト、革新的な作品の制作、または本質的な問題を解決するための慎重なデザイン プロセスを認知し、使用します。
4c 生徒は循環型デザイン プロセスの一環として、試作品を開発し、テストし、改良します。
4d 生徒は、曖昧さに対する寛容さ、忍耐力、何通りもの答えがある問題に取り組む能力を示します。
5 計算論的思考者
5a 生徒はデータ解析、抽象的なモデル、アルゴリズム思考など、テクノロジーによる補助を利用する手法に適した問題定義を行い、解決策を模索・発見します。
5b 生徒はデータを収集するか、または関連するデータセットを特定して、デジタルツールを使用してそれらを分析し、問題解決と意思決定を促進するために様々な方法でデータを表現します。
5c 生徒は問題を様々な構成要素に分解し、重要な情報を抽出し、複雑なシステムを理解したり、問題解決を促進したりするための記述モデルを作ります。
5d 生徒は自動化の仕組みを理解し、アルゴリズム思考を用いて、自動化されたソリューションを作成しテストするための一連の手順を開発します。
6 クリエイティブなコミュニケーター
6a 生徒は画像技術、モデル、シミュレーションなど様々なデジタルオブジェクトを作成または使用することにより、複雑なアイディアを明確かつ効果的に伝えます。
7 グローバルな協力者
7a 生徒たちはプロジェクトチームにおいて建設的に貢献し、様々な役割と責任を担って、共通の目標に向かって効率的に努力します。
学際および 21ST CENTURY CONNECTIONS
このレッスンでは、工学、科学、マルチメディアデザインに関連する分野を扱います。 このレッスンはSTEM/STEAMの全分野を統合します。
21世紀型スキル:
批判的思考
創造力
コラボレーション
コミュニケーション
情報リテラシー
柔軟性
リーダーシップ
主体性
社会技能
合理的配慮および合理的変更
アクティビティを実施する際には、他のツール(デジタルまたは物理的なもの)も提供しましょう。 必要に応じてアダプティブコントローラー/ゲームコントローラーを取り入れましょう。
追加の教材:
その他の教材を別途の文書(プリントなど)として提供してください。