Informacje o lekcji
Klasy: uczniowie 8 klasy szkoły podstawowej (aby uczestniczyć w tej lekcji, uczniowie muszą mieć ukończone 13 lat)
Czas trwania lekcji: 4 lekcje trwające po 45 min, w zależności od stopnia znajomości trybu kreatywnego Fortnite wśród uczniów
Wykorzystywane narzędzie: tryb kreatywny Fortnite
Środowisko lekcyjne/edukacyjne: urządzenie obsługujące Fortnite (po jednym na ucznia) z dostępem do Internetu. Dobrym rozwiązaniem będzie pracownia komputerowa z komputerami stacjonarnymi lub pomieszczenie z laptopami na ruchomych stolikach.
W klasie lub pracowni każdy uczeń ma jeden komputer, na którym można uruchomić wyspę w trybie kreatywnym Fortnite. Szkoła w Rensselaer to niewielki obiekt składający się z jednego budynku PK–12. Moje obecne środowisko edukacyjne to klasa do przedmiotów ścisłych z ławkami dla 24 uczniów i 6 ławkami laboratoryjnymi. Uczę przedmiotów ścisłych cztery klasy ośmioklasistów, z których każda liczy od 19 do 27 uczniów. Jesteśmy sklasyfikowani jako ośrodek szkolny o wysokich potrzebach. W moich klasach mam również uczniów uczących się języka angielskiego oraz uczniów z indywidualnym tokiem nauczania. Środowisko edukacyjne dla tej lekcji wymaga komputerów lub urządzeń mobilnych, by uruchomić kreatywnym Fortnite. Pomijając ten wymóg, odpowiednia byłaby dowolna klasa, w szczególności w celu przeprowadzenia ćwiczeń dodatkowych.
Dane kontaktowe autora
Autor, organizacja/stanowisko: Scott Beiter, szkoła średnia w Rensselaer, nauczyciel przedmiotów ścisłych
Adres e-mail: [email protected]
Twitter: @pentaclethra
LinkedIn: linkedin.com/in/scott-beiter-79876b184
Omówienie lekcji
Kolizje obiektów to doskonała okazja do zapoznania się z prawami fizyki. W trybie kreatywnym Fortnite występują kolizje, dzięki czemu doskonale nadaje się do eksperymentowania z prawami fizyki, w tym z trzecią zasadą dynamiki Newtona.
Zasady dynamiki Newtona
Ciało będące w spoczynku pozostaje w spoczynku, a ciało będące w ruchu pozostaje w ruchu ze stałą prędkością i po linii prostej, o ile nie zadziała na nie niezrównoważona siła.
Przyspieszenie ciała zależy od jego masy i wielkości przyłożonej siły.
Gdy ciało wywiera siłę na inne ciało, wywiera ono identyczną działającą przeciwnie siłę na pierwsze ciało.
W jaki dokładnie sposób fizyka w Fortnite symuluje tę rzeczywistą? Czy fizyka gry uwzględnia trzecią zasadę dynamiki Newtona w zakresie sił akcji i reakcji? Przekonajmy się!
Podczas tej lekcji uczniowie zaprojektują obiekty i będą ich używać, zbadają interakcje między tymi obiektami i wyciągną wnioski dotyczące trzeciej zasady dynamiki Newtona, zderzając obiekty ze sobą.
Poprzez to ćwiczenie uczniowie:
Zaprojektują rozwiązanie problemu.
Będą modelować interakcje przed i po kolizji.
Zgromadzą dowody i wyciągną wnioski na ich podstawie.
Porównają i przeciwstawią sobie fizykę rzeczywistą oraz tę stosowaną w grze.
Pozderzajmy coś!
Zacznij od tego filmu wprowadzającego.
OCZEKIWANE WYNIKI
NAJWAŻNIEJSZE PYTANIA / WAŻNE POMYSŁY
Jak można przewidzieć zachowanie obiektów podczas kolizji? Jak dobrze fizyka w Fortnite odzwierciedla tę rzeczywistą?
EFEKTY/CELE EDUKACYJNE
Uczniowie dowiedzą się, jak:
Zaprojektować kontrolowany eksperyment.
Opisać kolizje pod kątem drugiej i trzeciej zasady dynamiki Newtona.
Przewidywać ruch powstały wskutek kolizji.
Przeprowadzić eksperyment w trybie kreatywnym Fortnite.
Przeanalizować dane.
Konspekt lekcji
ĆWICZENIA EDUKACYJNE
Lekcja bazuje na modelu 5E nauczania fizyki i chemii: Engage (zainteresowanie), Explore (odkrywanie), Explain (objaśnienie), Elaborate (rozwinięcie), Evaluate (ocena).
Aspekt Extend (rozszerzenie) to dodatkowe zastosowanie koncepcji pochodzących z lekcji 5E i jest często uwzględniany w ramach modelu 5E.
NATARCIE
Uczniowie będą uczyć się o zjawisku kolizji poprzez różne filmy, w tym na temat kołyski Newtona i testu zderzeniowego samochodu bezpieczeństwa.
Film 1: Snow Collision (Kolizja na śniegu)
Film 2: EYC funny snow tube collision (Zabawna kolizja z oponami na śniegu)
Film 3: Keansburg, New Jersey's Bumper Car Psychos (Fani samochodzików-zderzaków z Keansburg, New Jersey)
Film 4*: BUMPER CARS For LOOT in Fortnite! (SAMOCHODZIKI-ZDERZAKI i ŁUPY w Fortnite!)
*Uwaga: film 4 przedstawia minigrę z samochodzikami do zderzania w Fortnite.
ODKRYWAJ
Uczniowie odkryją fizykę kolizji przy użyciu trybu kreatywnego Fortnite. Uczniowie wybiorą jedną niezależną zmienną związaną z generatorem piłek, aby sprawdzić, jak zmienia ona zmienną zależną. Wszystkie pozostałe zmienne powinny być kontrolowane.
PYTANIE BADAWCZE
W jaki sposób [niezależna zmienna] wpływa na odległość, jaką pokonuje piłka po zderzeniu z inną piłką w trybie kreatywnym Fortnite?
Poproś uczniów o opracowanie odpowiedzi na podane pytanie badawcze na podstawie arkusza z pytaniem badawczym albo o użycie go w celu utworzenia własnego. W celach referencyjnych poniżej przedstawiono opcje generatora piłek.
Uwagi / wytyczne dotyczące projektu:
Podkreśl, że w kontrolowanym eksperymencie badający zmienia tylko jedną zmienną naraz. Na przykład jeśli sprawdzamy rozmiar piłki, rozmiar uderzanej piłki pozostanie bez zmian, natomiast rozmiar uderzającej w nią piłki zmieni się (lub odwrotnie).
Poproś uczniów o stworzenie szkicu (modelu) pokazującego, jak ich urządzenie będzie wyglądać w Fortnite.
Uczniowie powinni podjąć decyzje odnośnie do wszystkich powyższych kwestii, ZANIM skonstruują urządzenie w Fortnite.
Uczniowie powinni utworzyć tabelę danych, zanim skonstruują urządzenie toczące piłkę w trybie kreatywnym Fortnite. Następnie uczniowie użyją Fortnite do skonstruowania urządzenia toczącego piłkę i zgromadzą dane. W tym celu wykonają poniższe kroki:
Zmień ustawienia piłki w sekcji „Dostosuj” menu edycji generatora piłek.
Wybierz „domyślny” rodzaj i materiał piłki do użycia jako element sterujący.
Utwórz tabelę danych.
Naciśnij kółko przewijania na myszy, aby umieścić znacznik odległości od punktu początkowego do miejsca, w którym zatrzymała się piłka.
Oblicz średnią odległość pokonaną przez piłkę dla każdego parametru.
Rozrysuj dane na wykresie w celu użycia ich jako dowodów we wniosku.
Piłki w Fortnite mogą poruszać się, aż uderzą w obiekt, i może się tylko wydawać, że się „zatrzymały”. Uczniowie powinni uważać na moment „zatrzymania” piłki.
OBJAŚNIENIE
Uczniowie objaśnią fizykę poprzez przesłanie raportu z pracowni i filmu z badań. Objaśnienie uczniów zostanie odnotowane w sekcji „Teza, dowód, uzasadnienie” ich raportu.
OCENA
Nauczyciel oceni stopień zrozumienia materiału przez uczniów na podstawie zestawu kryteriów oceny, raportu z pracowni i filmu. Nauczyciel powinien zachęcać uczniów do przedstawiania dowodów przyswojenia wiedzy w sposób, jaki uznają za stosowny. Alternatywnymi metodami przedstawiania dowodów przyswojenia wiedzy mogą być wpis w blogu lub strona internetowa.
Rozciągnij linę
Poproś uczniów o zaprojektowanie eksperymentu podobnego do tego w Fortnite (przy użyciu tej samej tabeli danych) w celu zbadania zachowań podczas kolizji z użyciem szklanych kulek lub stalowych łożysk. Uczniowie powinni przedstawić swoje przemyślenia na temat różnic między eksperymentem w Fortnite i eksperymentem fizycznym oraz udokumentować je.
Zasoby zewnętrzne
Film 1: Snow Collision (Kolizja na śniegu)
Film 2: EYC funny snow tube collision (Zabawna kolizja z oponami na śniegu)
Film 3: Keansburg, New Jersey's Bumper Car Psychos (Fani samochodzików-zderzaków z Keansburg, New Jersey)
Film 4: BUMPER CARS For LOOT in Fortnite! (SAMOCHODZIKI-ZDERZAKI i ŁUPY w Fortnite!)
OCENA
Uzupełniony raport z badań, w tym:
Pytanie naprowadzające
Hipotezy
Procedura
Tabela danych i wyniki
Wniosek
Przykładowy szablon raportu z badań: szablon raportu NGSS
ZESTAW KRYTERIÓW OCENY
MS PS2-2 Zaplanuj badanie w celu przedstawienia dowodów, że zmiana w ruchu obiektu zależy od sumy sił działających na ciało i jego masy.
| DOK 1 Opracowanie | Zadanie |
|---|---|
Uczeń omawia zjawisko i cel badania, a także elementy modelu, w tym: przykładane siły, tarcie, masę i przyspieszenie. | Utwórz szkic i model ich urządzenia do kolizji z oznaczonymi elementami. |
| DOK 2 Postępy | Zadanie |
|---|---|
Uczeń objaśnia lub opisuje zależność między siłą, masą i przyspieszeniem. Cytowane są dowody w celu poparcia tezy. | Zależności są objaśniane w multimediach z podsumowaniem (film, blog itp.) lub raporcie z badań. |
| DOK 3 Rozszerzenie | Zadanie |
|---|---|
Uczeń łączy swój eksperyment z zasadami dynamiki Newtona. Uzasadnia wnioski na podstawie dowodów z zaprojektowanego przez siebie eksperymentu. | Teza, dowód i uzasadnienie są przemyślane oraz odzwierciedlają zrozumienie zasad dynamiki Newtona i ich zastosowania podczas kolizji. |
PRZYPISANIA STANDARDÓW
NGSS
MS-PS2-2 Ruch i stabilność: Siły oraz interakcje Uczniowie, którzy wykażą, że przyswoili wcześniej przekazaną wiedzę, mogą zająć się tematem MS-PS2-2. Zaplanuj badanie w celu przedstawienia dowodów, że zmiana w ruchu obiektu zależy od sumy sił działających na ciało i od jego masy.
STANDARDY ISTE
3 Budowniczy wiedzy
Uczniowie wzbogacają swoją wiedzę, aktywnie poznając problemy i zagadnienia ze świata realnego, rozwijając teorie oraz pomysły, a także poszukując rozwiązań oraz odpowiedzi.
4 Innowacyjny projektant
4a Uczniowie znają i wykorzystują proces projektowania do wymyślania pomysłów, testowania teorii, tworzenia innowacyjnych obiektów lub rozwiązywania rzeczywistych problemów.
4c Uczniowie tworzą, testują i dopracowują prototypy w ramach procesu projektowania.
4d Uczniowie prezentują zdolność do tolerowania niejednoznaczności, wytrwałość i umiejętność pracowania nad problemami otwartymi.
5 Obliczeniowy myśliciel
5a Uczniowie formułują definicje problemów odpowiednie do metod wykorzystujących technologie, takie jak analiza danych, modele abstrakcyjne i myślenie algorytmiczne na potrzeby poznawania oraz poszukiwania rozwiązań.
5b Uczniowie gromadzą dane lub określają istotne zestawy danych, używają cyfrowych narzędzi do ich analizowania oraz przedstawiają dane na różne sposoby w celu ułatwienia rozwiązywania problemów i podejmowania decyzji.
5c Uczniowie dzielą problemy na części składowe, pozyskują kluczowe informacje i tworzą opisowe modele, które pomagają im zrozumieć złożone systemy lub ułatwiają rozwiązywanie problemów.
5d Uczniowie rozumieją, jak działa proces automatyzacji, oraz wykorzystują myślenie algorytmiczne do opracowywania sekwencji kroków, które umożliwiają tworzenie i testowanie zautomatyzowanych rozwiązań.
6 Kreatywnie przekazujący informacje
6a Uczniowie jasno i efektywnie przedstawiają złożone koncepcje poprzez tworzenie lub wykorzystywanie różnych obiektów cyfrowych (takich jak wizualizacje, modele i symulacje).
7 Współpracujący z całym światem
7a Uczniowie wnoszą konstruktywny wkład w pracę zespołową, przyjmując różne role i wykonując obowiązki, aby skutecznie realizować wspólny cel.
POWIĄZANIA INTERDYSCYPLINARNE I Z XXI WIEKIEM
Ta lekcja obejmuje tematy związane z inżynierią, nauką i projektowaniem multimediów. Integruje też wszystkie dziedziny STEM/STEAM.
Związki z XXI wiekiem:
Myślenie krytyczne
Kreatywność
Współpraca
Łączność
Iteracja technologii
Elastyczność
Dowodzenie
Inicjatywa
Umiejętności społeczne
MODYFIKACJE I DOSTOSOWANIA
Daj uczniom możliwość wykonania ćwiczeń przy użyciu innego narzędzia (cyfrowego lub fizycznego). W razie potrzeby zapewnij kontroler adaptacyjny / kontroler do gier.
DODATKOWE MATERIAŁY DYDAKTYCZNE:
Zapewnij uczniom dodatkowe materiały dydaktyczne w formie osobnych dokumentów (kserokopie itp.)