Metoda naukowa w Fortnite

Informacje o lekcji

• Klasy: uczniowie 8 klasy szkoły podstawowej i uczniowie 1 i 2 klas szkół ponadpodstawowych (aby uczestniczyć w tej lekcji, uczniowie muszą mieć ukończone 13 lat)

• Czas trwania: od czterech do sześciu jednostek lekcyjnych, w zależności od stopnia znajomości trybu kreatywnego 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.

Dane kontaktowe autora

Autor, Organizacja/Rola: Alfonso Gonzalez, Szkoła Podstawowa Chimacum, fizyka i matematyka na poziomie klasy 6

E-mail: [email protected]

Twitter: https://twitter.com/educatoral

LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/alfonso-gonzalez-24307023/

Omówienie lekcji

Naukowcy wykorzystują różne sposoby na tworzenie i przeprowadzanie eksperymentów. Przykładowo, eksperymenty fizyczne można przeprowadzać zarówno w świecie fizycznym, jak i wirtualnym. Czy zastanawialiście się kiedyś nad fizyką w grach wideo, takich jak Fortnite? Podczas tej lekcji uczniowie właśnie tego się nauczą!

Tryb kreatywny w Fortnite pozwala graczom budować i wykorzystywać różne elementy do tworzenia immersyjnych środowisk. Uczniowie przetestują obiekty i urządzenia w trybie kreatywnym Fortnite, by sprawdzić, czy obowiązują je prawa grawitacji oraz inne prawa fizyki, jak w świecie rzeczywistym. W trakcie lekcji uczniowie postawią własne tezy, a następnie sprawdzą je, przeprowadzając własne eksperymenty NGSS w Fortnite.

Uczniowie wykorzystają metodę naukową, by sprawdzić zachowanie różnych obiektów w trybie kreatywnym Fortnite i ustalą, które obiekty najlepiej nadają się do eksperymentów fizycznych.

Dzięki trybowi kreatywnemu Fortnite, uczniowie zyskają wirtualny otwarty świat, w którym zaprojektują i przeprowadzą własne eksperymenty i symulacje. Kiedy uczniowie określą, które obiekty poddają się prawom fizyki, napiszą wypracowanie, wykorzystując tezę, dowody i uzasadnienie (CER), by przekonać innych.

Cała klasa wykorzysta informacje z wypracowań, by określić, które obiekty najlepiej poddają się prawom fizyki. Następnie zaprojektują i przeprowadzą eksperymenty fizyczne, używając obiektów wybranych w trybie kreatywnym Fortnite, zgromadzą dane, a następnie użyją ich, by wyciągnąć wnioski na temat fizyki w świecie rzeczywistym.

Odnośnik do filmu wprowadzającego: Metoda naukowa w trybie kreatywnym Fortnite

NAJWAŻNIEJSZE PYTANIA / WAŻNE POMYSŁY

• Jak grawitacja wpływa na obiekty? Jak obiekty upadają? Co się dzieje z różnymi obiektami, kiedy uderzają o ziemię?

• W jaki sposób obiekty staczają się po rampie? Jak zachowują się obiekty, gdy dotrą do podstawy rampy?

• Jak obiekty zachowują się, uderzając o siebie?

• Jak można dowieść, które obiekty w trybie kreatywnym Fortnite najlepiej sprawdzą się w symulacji i eksperymentach fizycznych?

EFEKTY NAUCZANIA

Uczeń będzie w stanie:

• Zaprojektować eksperymenty pokazujące, które obiekty w trybie kreatywnym Fortnite najlepiej poddają się grawitacji, spadając i odbijając się na podobieństwo obiektów w rzeczywistości.

• Zaprojektować eksperymenty pokazujące, które obiekty najlepiej staczają się po rampie oraz w jaki sposób zachowują się, kiedy dotrą do podstawy rampy.

• Zaprojektować eksperymenty pokazujące, które obiekty najwierniej reagują na uderzenia w stosunku do swojej masy. Przykładowo, uderzając o siebie, obiekty o większej masie powinny poruszać się mniej niż te o mniejszej masie.

• Napisać konkluzję korzystającą z tezy, dowodu i uzasadnienia (CER) na temat wyników eksperymentu, by udowodnić, które obiekty w trybie kreatywnym Fortnite najlepiej radzą sobie w symulacjach i eksperymentach fizycznych.

• Użyć wybranych obiektów w trybie kreatywnym Fortnite do przeprowadzenia eksperymentów i symulacji NGSS.

ĆWICZENIA EDUKACYJNE

Potrzebne materiały

Każdy uczeń lub mała grupa uczniów powinni posiadać:

• Urządzenie umożliwiające uruchomienie gry Fortnite, takie jak komputer, tablet lub konsolę do gier

• Zainstalowaną na tym urządzeniu grę Fortnite

• Konto Epic Games stworzone przez ucznia lub szkołę

• Arkusz CER do zapisywania wniosków

• Arkusz CER do zapisywania wniosków z początkami zdań

• Dostęp do oprogramowania przechwytującego obraz z ekranu urządzenia

CELE LEKCJI

W trybie kreatywnym Fortnite uczniowie przeprowadzą eksperymenty, by określić, które obiekty w grze zachowują się podobnie do obiektów w rzeczywistym świecie.

• Uczniowie stworzą listę obiektów w trybie kreatywnym w Fortnite z informacjami na temat tego, jak upadają, jak się toczą i jak reagują, uderzając o siebie.

• Uczniowie spiszą swoje wnioski, używając tezy, dowodu i uzasadnienia (CER), by podzielić się z innymi, które obiekty w trybie kreatywnym w Fortnite najlepiej nadają się do przeprowadzania symulacji i eksperymentów fizycznych w wirtualnym świecie gry.

• Uczniowie wykorzystają obiekty w trybie kreatywnym w Fortnite do przeprowadzenia eksperymentów w świecie wirtualnym, by „udowodnić, że zmiana w ruchu obiektu zależy od sumy sił działających na ciało i jego masy” (NGSS MS-PS2-2). Można również zastosować inne standardy nauk fizycznych, jeśli to konieczne.

WPROWADZENIE

• Spytaj uczniów, czy grali w Fortnite albo czy używali trybu kreatywnego w Fortnite. Uczniowie, którzy znają tę grę mogą pomóc tym, którzy nie są zaznajomieni z programem.

• Pokaż krótką wersję demonstracyjną trybu kreatywnego w Fortnite:

  • Stwórz wyspę w trybie kreatywnym Fortnite

  • Zademonstruj sposób obracania się i ruchu

  • Pokaż rozmieszczenie przedmiotów na wyspie

  • Wyjaśnij, czym są gotowce, galerie i urządzenia

• Spytaj uczniów, które obiekty w trybie kreatywnym Fortnite spadają jak prawdziwe przedmioty, toczą się jak prawdziwe przedmioty i odbijają się od siebie jak prawdziwe przedmioty.

• Zapewnij uczniom możliwość eksploracji i eksperymentowania z różnymi obiektami w trybie kreatywnym Fortnite. To umożliwi uczniom ustalenie, jak działają obiekty, a także których obiektów użyją podczas eksperymentu.

• Nauczyciel może pokazać film objaśniający działanie ramp oraz toczących się obiektów.

LEKCJA Z WIELOMA MOŻLIWYMI KONFIGURACJAMI

Pozwól uczniom zacząć od odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące fizyki oraz od burzy mózgów. Uczniowie mogą wykorzystać przedmioty zgromadzone w klasie, by sprawdzić, jak spadają, jak się odbijają, jak toczą się po pochyłości i jak reagują na zderzenia. Kiedy zrozumieją już, jak grawitacja działa na przedmioty w prawdziwym świecie, uczniowie mogą przejść do pracy w trybie kreatywnym w Fortnite. Pokaż uczniom, jak uzyskać dostęp do różnych przedmiotów w trybie kreatywnym Fortnite.

Jeśli to możliwe, podziel uczniów na grupy, tak aby w każdej grupie znalazł się przynajmniej jeden uczeń zaznajomiony z grą Fortnite. Kiedy uczniowie zaznajomią się z różnymi obiektami w grze Fortnite, poproś ich o porównanie, jak podobne obiekty ze świata rzeczywistego zachowują się w podobnych warunkach, używając filmów na YouTube.

Uczniowie powinni eksperymentować z następującymi zmiennymi:

• Które obiekty w trybie kreatywnym w Fortnite zachowują się jak prawdziwe?

• Które obiekty w trybie kreatywnym w Fortnite toczą się po pochyłości jak prawdziwe?

• Które obiekty w trybie kreatywnym w Fortnite zachowują się jak prawdziwe, zderzając się ze sobą?

Uczniowie mogą pracować w zespołach, w których wszyscy zajmują się jednym zagadnieniem lub każdy członek zespołu może zająć się innym zagadnieniem.

Kiedy uczniowie postanowią już, który obiekt działa lepiej niż inne, powinni zaplanować i przeprowadzić kontrolowane próby. Nauczyciele powinni zatwierdzić plany prób zanim uczniowie do nich przejdą. Dane zgromadzone podczas tych prób pomogą uczniom przekonać innych członków klasy, że znaleźli najlepsze obiekty do eksperymentów fizycznych.

Aby zaplanować swoje próby, uczniowie powinni zapisywać dane z użyciem jednego lub więcej z poniższych narzędzi: Papierowy zeszyt Dokumenty Google Oprogramowanie do mapowania myśli, takie jak LucidChart Rysunki Google

Korzystając ze zgromadzonych danych, uczniowie przygotują swoje argumenty i napiszą wypracowanie podsumowujące z wykorzystaniem tezy, dowodów i uzasadnienia, które następnie przedstawią klasie. Dowody mogą obejmować nagrane filmiki, które pokazują, jak obiekty zachowują się w wirtualnym świecie gry, a także dane jakościowe i ilościowe. Kiedy uczniowie przedstawią swoje wnioski, wszyscy członkowie klasy powinni wspólnie stworzyć listę najlepszych obiektów do różnych eksperymentów fizycznych.

Uwaga: Oczekiwania dotyczące standardów NGSS polegające na zaprojektowaniu eksperymentów fizycznych z użyciem wybranego obiektu to MS-PS2-2: Zaplanuj badanie w celu przedstawienia dowodów, że zmiana w ruchu obiektu zależy od sumy sił działających na ciało i jego masy.

Aby zapewnić kontrolowane zmienne, nauczyciele powinni dopilnować, by uczniowie używali w swoich eksperymentach i symulacjach NGSS jedynie obiektów wybranych przez klasę.

Ten prosty konspekt lekcji można poszerzyć, umożliwiając znacznie bardziej wymyślne i złożone eksperymenty w ramach lekcji poświęconych naukom ścisłym.

Zasoby zewnętrzne

Zbiór plików PDF na platformie Wakelet związanych z konspektem tej lekcji: https://wke.lt/w/s/nxPDKi

Film przedstawiający rampy i toczące się obiekty w Fortnite

Oceny

Oceny uczniów powinny zależeć od ich prac pisemnych.

Użyj rubryki w PDF do pobrania dołączonej do tego konspektu w celu weryfikacji i oceny pracy uczniów.

Rubrykę znajdziesz również w wersji tego konspektu w PDF do pobrania.

Przypisania standardów

Pierwsze eksperymenty skupiają się na praktykach dotyczących nauk ścisłych i inżynierii (SEP) standardów NGSS:

1. Planowanie i przeprowadzanie prób

2. Analiza i interpretacja danych

3. Konstruowanie wyjaśnień (dla nauki) i tworzenie rozwiązań (dla inżynierii)

4. Prowadzenie dyskusji na podstawie dowodów

5. Zdobywanie, ocena i przekazywanie danych

Gdy uczniowie w klasie ustalą już, które obiekty najlepiej nadają się do eksperymentów fizycznych, zaprojektują i przeprowadzą próby w świecie wirtualnym, by spełnić następujące wymagania NGSS:

MS-PS2-2. Zaplanuj badanie w celu przedstawienia dowodów, że zmiana w ruchu obiektu zależy od sumy sił działających na ciało i jego masy.

Można wykorzystać również inne standardy fizyczne NGSS.

POWIĄZANIA INTERDYSCYPLINARNE I Z XXI WIEKIEM

Niniejsza lekcja sprawdzi się w gimnazjum bądź szkole średniej, ponieważ łączy w sobie naukę pisania, matematyki, nauki ścisłe oraz metodę naukową. Uczniowie biorący udział w tym projekcie nauczą się komunikacji, współpracy, kreatywności oraz krytycznego myślenia. Lekcja jest na tyle elastyczna, że można ją przeprowadzić w kilku różnych klasach z różnymi nauczycielami prowadzącymi.

MODYFIKACJE I DOSTOSOWANIA

W fazie planowania tego projektu oraz na potrzeby wypracowania CER nauczyciele mogą wprowadzić modyfikacje dla uczniów o specjalnych potrzebach.

Jeśli nauczyciel musi zatwierdzić plan, zanim uczniowie użyją trybu kreatywnego w Fortnite, mogą oni zapewnić wsparcie uczniom, którzy nie wiedzą, jak korzystać z tego programu.

Jeśli używanie trybu kreatywnego Fortnite będzie dla uczniów trudne, nauczyciel może zachęcić bardziej doświadczonych uczniów do pomocy. Kiedy uczniowie nauczą się, jak korzystać z trybu kreatywnego Fortnite do eksperymentów, mogą potrzebować pomocy z gromadzeniem danych i/lub nagrywaniem filmów.

Kiedy uczniowie zdobędą już dane oraz dowody filmowe, nauczyciel może pomóc uczniom w pisaniu wypracowania. Uzasadnienie swoich badań może stanowić wyzwanie dla większości uczniów, dlatego nauczyciele mogą przedstawić modelowe uzasadnienie.

DODATKOWE MATERIAŁY DYDAKTYCZNE

Zapewnij uczniom dodatkowe materiały dydaktyczne w formie osobnych dokumentów (ksera, itp.) https://wke.lt/w/s/nxPDKi

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:

1. Myślenie krytyczne

2. Kreatywność

3. Współpraca

4. Łączność

5. Iteracja technologii

6. Elastyczność

7. Dowodzenie

8. Inicjatywa

9. 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.