Informacje o lekcji
Klasy: uczniowie 7–8 klasy szkoły podstawowej i uczniowie szkół ponadpodstawowych (aby uczestniczyć w tej lekcji, uczniowie muszą mieć ukończone 13 lat)
Czas trwania lekcji: 1 tydzień, 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.
Projektowanie i tworzenie gier. Ta lekcja została zaprojektowana jako środowisko z zadaniem lub możliwością wyboru, które zapewnia uczniom możliwość zastosowania różnych metod osiągania celów edukacyjnych na podstawie ich własnych zainteresowań, zarówno pod względem treści, jak i opcji w projekcie. Komputery w klasie są dostępne dla wszystkich uczniów dzięki dużej elastyczności pod względem sadzania uczniów.
Dane kontaktowe autora
Autor, organizacja/stanowisko: Steve Isaacs, Bernards Township Schools / nauczyciel
Twitter: @mr_isaacs
LinkedIn: steve-isaacs
Omówienie lekcji
Chyba wszyscy przepadamy za maszynami Rube’a Goldberga? Te oparte na maszynach prostych zabawne wynalazki Rube’a Goldberga są definiowane jako przesadnie rozbudowane maszyny z szeregiem zautomatyzowanych funkcji pozwalających na rozwiązanie prostego problemu. Możemy sobie tylko wyobrazić, jak bardzo ucieszyłby się Rube, gdyby za jego czasów dostępny był tryb kreatywny Fortnite. Podczas tej lekcji uczniowie będą uczyć się o maszynach prostych, inżynierii i automatyzacji. Zaprojektują i zbudują maszynę Rube’a Goldberga w Fortnite przy użyciu zestawu narzędzi trybu kreatywnego.
Mamy nadzieję, że nie masz lęku wysokości…
Uczniowie zbudują maszynę Rube’a Goldberga z wykorzystaniem trybu kreatywnego Fortnite. W trakcie powinni:
Będą uczyć się o maszynach prostych.
Zastosują w praktyce model myślenia projektowego, co pozwoli im znaleźć skomplikowane rozwiązanie prostego problemu.
Wykażą się zrozumieniem zasad automatyki, fizyki i inżynierii, projektując i budując działającą maszynę.
Postawią i przetestują hipotezy, biorąc udział w procesie projektowania iteracyjnego.
NAJWAŻNIEJSZE PYTANIA / WAŻNE POMYSŁY
W jaki sposób myślenie projektowe pomaga w twórczym rozwiązywaniu problemów?
Jak stawianie i testowanie hipotez pozwala wyciągać wnioski podczas procesu projektowania?
Jak maszyny proste wspomagają automatyzację?
EFEKTY/CELE EDUKACYJNE
Uczeń będzie w stanie:
Zidentyfikować maszyny proste i ich przeznaczenie.
Postawić i przetestować hipotezę.
Utworzyć maszynę Rube’a Goldberga (składającą się z maszyn prostych), która stanowi skomplikowane rozwiązanie prostego problemu.
Wymyślić problem, aby opracować jego rozwiązanie.
Zrozumieć kilka podstawowych zasad fizyki.
ĆWICZENIA EDUKACYJNE
Wprowadzenie
Pokaż kilka z poniższych filmów (należy je prezentować w różnych momentach projektu, by podtrzymać u uczniów emocje w związku z możliwymi działaniami):
Baller’s Adventure (Kulojazdowa przygoda): maszyna Rube’a Goldberga utworzona w trybie kreatywnym Fortnite
Audri’s Monster Trap (Pułapka na potwory Audriego)
This Too Shall Passy (Każdy pomysł jest dobry): teledysk OK Go przedstawiający maszynę Rube’a Goldberga
Getting an Ice Cream (Lecimy po lody): drużyna Purdue Society of Professional Engineers biorąca udział w konkursie maszyn Rube’a Goldberga w 2016 r.
Instrukcje: Rube Goldberg, maszyny proste i proces projektowania
Rube Goldberg: A Cultural Icon (Rube Goldberg: ikona kultury): przeczytaj i omów.
Simple Machines (Maszyny proste): obejrzyj, a następnie omów rodzaje maszyn prostych:
Dźwignia
Kołowrót
Równia pochyła
Ćwiartka
Wielokrążek
Śruba
Poproś uczniów, aby własnymi słowami zdefiniowali maszyny proste, i podali przykłady z codziennego życia (przykładowy arkusz).
Uczniowie powinni porozmawiać o procesie projektowania inżynieryjnego / procesie projektowania iteracyjnego: https://www.teachengineering.org/k12engineering/designprocess
Odkrywanie
Dobrym pomysłem jest eksperymentowanie z trybem kreatywnym w Fortnite, by zapoznać się z różnymi urządzeniami i ich działaniem, co umożliwi automatyzację funkcji w grze.
Utwórz jeden zautomatyzowany proces przy użyciu trybu kreatywnego Fortnite. Wykorzystaj narzędzia do budowania (gotowce, galerie, urządzenia itp.).
Proces projektowania iteracyjnego
Projektowanie: wyznacz prosty problem do rozwiązania (np. umieszczenie piłki w koszu).
Może to być problem wyznaczony przez nauczyciela lub wymyślony przez uczniów.
Opracuj złożony (skomplikowany) plan rozwiązania tego prostego problemu.
Opracuj scenorys (serię szkiców) w celu przedyskutowania problemu i jego rozwiązania.
Opracowywanie: zacznij opracowywanie rozwiązania w Fortnite na podstawie początkowego projektu/scenorysu.
Testowanie przez innych uczniów / uzyskiwanie informacji zwrotnych.
Iterowanie: udoskonalaj początkowy projekt na podstawie informacji zwrotnych.
Testowanie przez innych uczniów / uzyskiwanie informacji zwrotnych.
Ukończenie maszyny Rube’a Goldberga: ukończ projekt na podstawie końcowych informacji zwrotnych.
Tworzenie prezentacji filmowej: opcjonalny krok, który jest wykonywany, jeśli projektu nie da się zaprezentować w Fortnite.
Ćwiczenie końcowe
Obchód lub prezentacje filmowe.
ZASOBY
Kompilacja zasobów dotyczących maszyn Rube’a Goldberga
Wraz z lekcją dostępne są następujące materiały do pobrania:
Oceny
Gotowy projekt
Maszyna Rube’a Goldberga stworzona w trybie kreatywnym Fortnite.
Rezultat
Gotowa wyspa w Fortnite lub prezentacja wideo maszyny Rube’a Goldberga.
Rubryka
Na potrzeby tej lekcji jest dostępny zestaw kryteriów oceny do pobrania.
Przypisania standardów
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
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 i wykorzystują myślenie algorytmiczne do tworzenia sekwencji kroków umożliwiających tworzenie oraz testowanie zautomatyzowanych rozwiązań.
6 Kreatywnie przekazujący informacje
6c: Uczniowie jasno i efektywnie przedstawiają złożone koncepcje poprzez tworzenie lub wykorzystywanie różnych obiektów cyfrowych (takich jak wizualizacje, modele i symulacje).
Standardy Next Gen Science
Ruch i stabilność: Siły oraz interakcje
MS-PS2-1: Zastosuj trzecią zasadę dynamiki Newtona, by zaprojektować rozwiązanie problemu uwzględniającego ruch dwóch zderzających się ze sobą obiektów. Energia
HS-PS3-3: Zaprojektuj, zbuduj i ulepszaj urządzenie działające w ramach określonych ograniczeń w celu dokonania konwersji jednej formy energii w inną.
Projekt inżynieryjny
HS-ETS1-2: Opracuj rozwiązanie skomplikowanego problemu, dzieląc go na mniejsze, łatwiejsze problemy, które można rozwiązać dzięki inżynierii.
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
Umożliw uczniom korzystanie z innego narzędzia do stworzenia maszyny Rube’a Goldberga.
Użyj innego narzędzia cyfrowego do stworzenia maszyny Rube’a Goldberga.
Stwórz fizyczną maszynę Rube’a Goldberga
W razie potrzeby zapewnij kontroler adaptacyjny / kontroler do gier.