Информация о классе
Класс: 8 (для участия в занятии учащиеся должны быть не младше 13 лет)
Сроки занятий: четыре 45-минутных занятия в зависимости от знакомства учащихся с творческим режимом Fortnite
Рекомендуемое средство: творческий режим Fortnite
Класс/среда обучения: поддерживающее Fortnite устройство с подключением к Интернету (по одному на каждого учащегося). Компьютерный класс или передвижной столик для ноутбука создадут все необходимые условия.
Классная комната или лаборатория должна быть оборудована компьютерами, поддерживающими творческий режим Fortnite, из расчёт один компьютер на одного ученика. Rensselaer City School District — небольшая средняя школа, которая занимает одно здание, где проходят обучение ученики всех классов, от дошкольников до старшеклассников. В данный момент я работаю в рассчитанном на 24 учеников кабинете физики с шестью лабораторными столами. Я веду четыре урока для восьмых классов, которые насчитывают от 19 до 27 человек. Наша школа относится к учреждениям, где занимаются дети с повышенными потребностями. В указанных классах я также работаю с учениками, для которых английский язык не является основным или которым требуется индивидуальный подход. Для данного урока требуются компьютеры или мобильные устройства, поддерживающие творческий режим Fortnite. В остальном же вы можете использовать любой кабинет для основного урока или заочного обучения.
Связь с автором
Автор, организация/должность: Scott Beiter, старшая школа Rensselaer Junior Senior High School, учитель естественных наук
Электронная почта: [email protected]
Twitter: @pentaclethra
LinkedIn: linkedin.com/in/scott-beiter-79876b184
Обзор урока
Сталкивающиеся объекты открывают отличные возможности для изучения законов физики. Творческий режим Fortnite позволяет симулировать столкновения и экспериментировать с базовыми принципами физики, в том числе с третьим законом Ньютона.
Законы Ньютона
Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Ускорение, которое получает тело, зависит от приложенных к нему сил и его массы.
Взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.
Насколько хорошо законы физики Fortnite воссоздают таковые из реального мира? Поддерживает ли физика игры третий закон Ньютона и принцип действия и противодействия? Давайте узнаем!
В рамках этого урока учащиеся проведут эксперимент — им нужно будет манипулировать объектами, измерять их взаимодействие и сталкивать их, чтобы затем сделать выводы о третьем законе Ньютона.
В процессе обучения учащиеся:
Разработайте решение проблемы.
Смоделируют взаимодействие до и после столкновения.
Соберут данные и сделают выводы на основании этих данных.
Сравнят физику реального и игрового миров.
Поехали!
Начните с этого вводного видео.
ЖЕЛАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ВАЖНЫЕ ВОПРОСЫ И КЛЮЧЕВЫЕ ИДЕИ
Как предсказать поведение объектов во время столкновения? Насколько законы физики Fortnite соответствуют таковым из реального мира?
ИТОГИ/ЦЕЛИ КУРСА
В процессе обучения ребята научатся:
Проектировать контролируемый эксперимент.
Описывать столкновения с позиции второго и третьего законов Ньютона.
Предсказывать движение, возникающее после столкновений.
Проводить эксперименты в творческом режиме Fortnite.
Анализировать данные.
План урока
УЧЕБНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Урок основывается на 5-ступенчатой модели обучения естественным наукам: вовлечение, исследование, объяснение, разработка, оценка.
«Углубление» — дополнительный этап закрепления пройденного, который часто используется в рамках данной модели.
Цукими
Учащиеся познакомятся с феноменом столкновений с помощью различных роликов, в том числе записей маятника Ньютона и краш-теста автомобиля.
Видео 1: Snow Collision
Видео 2: EYC funny snow tube collision
Видео 3: Keansburg, New Jersey's Bumper Car Psychos
Видео 4*: BUMPER CARS For LOOT in Fortnite!
*Примечание: в видеоролике 4 показана мини-игра с машинами с бампером в Fortnite.
ПОДРОБНЕЕ
Учащиеся исследуют физику столкновений в творческом режиме Fortnite. Ученикам нужно будет выбрать одну из независимых переменных, связанных с генератором мячей, и выяснить, как она меняет зависимую переменную. Все остальные переменные должны быть контролируемыми.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как [независимая переменная] влияет на расстояние, которое преодолевает мяч при столкновении с другим мячом в творческом режиме Fortnite?
Раздайте учащимся материал по предмету исследования, чтобы они изучили указанный вопрос или использовали его в качестве основы для своего исследования. Ниже приведены параметры генератора мячей из примера.
Примечания / план проекта:
Акцентируйте внимание на том, что в рамках контролируемого эксперимента учёный меняет только одну независимую переменную за раз. Например, если мы рассматриваем влияние размера мяча, то размер мяча, с которым происходит столкновение, остаётся без изменений. Меняется только размер мяча, который в него врезается (или наоборот).
Попросите учащихся подготовить набросок (модель) устройства, которое будет использоваться в Fortnite.
Учащиеся должны определиться с переменной и внешним видом устройства ДО НАЧАЛА работы в Fortnite.
Учащимся следует подготовить таблицу данных до начала создания устройства в творческом режиме Fortnite. После окончания подготовки ученики должны будут создать устройство для запуска мяча и собрать данные. Для этого нужно выполнить следующие действия.
Изменить параметры мяча в разделе «Настроить» меню редактирования генератора мячей.
Выбрать «стандартные» тип мяча и материал для определения контрольных данных.
Подготовить таблицу данных.
Нажать на колёсико мыши и установить метку расстояния на местах отправления и остановки мяча.
Рассчитать среднее расстояние движения мяча для каждого параметра.
Занести данные в таблицу — они помогут сделать выводы из эксперимента.
В Fortnite мячи могут продолжать движение, пока не столкнутся с объектом и не «остановятся». Учащиеся должны научиться определять момент такой «остановки».
ОБЪЯСНИТЬ
Учащиеся сдают лабораторную работу или видео исследования, в которых объясняют законы физики. Объяснения учащихся должны быть отмечены в разделе «Утверждение, доказательства, рассуждение» данного отчёта.
ОЦЕНИТЬ
Учитель оценивает то, насколько учащиеся разбираются в предмете исследования и критериях оценки, а также их лабораторные работы или видеопрезентации. Учитель может попросить студентов продемонстрировать полученные знания любым из подходящих способов, например, с помощью статьи в блоге или на сайте.
Лебёдка
Попросите учащихся подготовить похожий эксперимент (с той же таблицей данных) с мраморными и/или стальными шариками. Учащимся нужно обдумать и задокументировать различия в результатах между экспериментами в Fortnite и в классе.
Внешние ресурсы
Презентация «Принципы столкновения»
Видео 1: Snow Collision
Видео 2: EYC funny snow tube collision
Видео 3: Keansburg, New Jersey's Bumper Car Psychos
Видео 4: BUMPER CARS For LOOT in Fortnite!
ОЦЕНКА
Готовая лабораторная работа, которая включает:
Наводящий вопрос
Гипотезы
Процедура
Таблица данных и результаты
Заключение/вывод
Образец лабораторной работы: шаблон работы для NGSS
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
MS PS2-2 — Проведите исследование, цель которого — доказать, что движение объекта зависит от совокупности сил, действующих на объект, и его массы.
| DOK 1: подготовка | Задача |
|---|---|
Учащийся определяет явление и цель исследования, а также компоненты модели, в том числе приложенные силы, трение, массу и ускорение. | Эскиз и модель устройства коллизии с промаркированными компонентами. |
| DOK 2: работа | Задача |
|---|---|
Учащийся объясняет или описывает взаимодействие между силой, массой и ускорением. Выводы должны быть сделаны на основе собранных данных. | Объяснение взаимодействия предоставляется в формате файла мультимедиа (видеоролике, статье блога и т. п.) и/или отчёта о лабораторной работе. |
| DOK 3: углубление | Задача |
|---|---|
Учащийся соотносит результаты эксперимента с законами Ньютона. Заключения должны быть обоснованы и базироваться на данных проведённого эксперимента. | Утверждение, доказательства, обоснование/рассуждение должны быть хорошо продуманы, отражать понимание законов Ньютона и то, как они влияют на столкновения. |
НАЗНАЧЕНИЕ СТАНДАРТОВ
NGSS
MS-PS2-2 Движение и устойчивость: силы и взаимодействия Учащиеся, освоившие материал, смогут: MS-PS2-2. провести исследование, цель которого — доказать, что движение объекта зависит от совокупности сил, действующих на объект, и его массы.
СТАНДАРТЫ ISTE
3 Конструктор знаний
Учащиеся накапливают знания, активно исследуя реальные вопросы и проблемы, разрабатывая идеи и теории, находя ответы и решения.
4 Инновационный дизайн
4a Учащиеся знают и используют осознанный процесс проектирования для генерации идей, проверки теорий, создания инновационных вещей или решения существующих проблем.
4c Учащиеся разрабатывают, тестируют и дополняют прототипы в рамках циклического процесса разработки.
4d Учащиеся проявляют терпимость к неоднозначности, настойчивость и умение работать с открытыми проблемами.
5 Вычислительное мышление
5a Учащиеся ставят задачи, которые можно использовать в рамках технологических процессов (анализа данных, абстрактных моделей и алгоритмического мышления) для исследования и поиска решений.
5b Учащиеся собирают данные и изолируют необходимые наборы данных, используют цифровые инструменты для их анализа, а также по-разному представляют данные для облегчения решения проблем и принятия решений.
5c Учащиеся разбивают проблемы на составные части, извлекают ключевую информацию и разрабатывают описательные модели для понимания сложных систем или облегчения решения проблем.
5d Учащиеся понимают, как работает автоматизация, и используют алгоритмическое мышление для разработки последовательности шагов по созданию и тестированию автоматизированных решений.
6 Творческое общение
6a Учащиеся передают сложные идеи чётко и эффективно, создавая или используя различные цифровые объекты, например визуализацию, модели или симуляцию.
7 Глобальное сотрудничество
7a Учащиеся вносят конструктивный вклад в работу проектных групп, беря на себя различные роли и обязанности для эффективной работы над общей целью.
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ И НАВЫКИ ДЛЯ XXI ВЕКА
Этот урок посвящён вопросам, связанным с инженерией, точными науками и мультимедийным дизайном. Этот урок содержит все элементы критериев STEM / STEAM.
Навыки для XXI века:
Критическое мышление
Творческая изобретательность
Совместный проект
Общение
Технологическая грамотность
Гибкость
Лидерство
Инициативность
Социальные навыки
ИЗМЕНЕНИЯ И АДАПТАЦИЯ
Предоставьте учащимся возможность использовать другой инструмент (цифровой или физический) для выполнения работы. При необходимости предоставьте учащимся адаптивный контроллер/геймпад.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Включите другие учебные материалы в виде отдельных документов (раздаточные материалы и т. д.)