Naturfaglig kompetence via gamification

(1)

gamification

Jacob Sherson, Leder af ScienceAtHome

Arthur Hjorth, didaktisk udviklingschef, ScienceAtHome Martin Krabbe Silassen, forskningsleder Via UC

(2)

(3)

Citizen science Inquiry-Based

Science Education (IBSE)

Spil-baseret læring

(4)

Forskningsspil i Folkeskolen (FiF)

Kan vi sammen bevise at de virker?

(5)

1. Let adgang til innovativt læringsmateriale i naturfag 2. Gratis uddannelse af og

inspiration til naturfags- og matematiklærere

3. Understøtter mål for naturfagsundervisningen 4. Bidrage til forskning i

naturfagsundervisning

A. Deltagelse med mindst én klasse gennem et helt forløb B. Lodtrækning på skoleniveau C. Frisætte lærere til træning i

anvendelse af materialer D. Elever tilgår læringsmateriale

via UNI-login

(6)

Et eksempel på en forskningsudfordring:

kvantecomputeren

(7)

https://webgl.scienceathome.org/quantumminds/

(Jeg kopierer den ind i chatten)

(8)

DEPARTMENT OF MANAGEMENT Overskrift én linje

Light eller AU Passata Bold

FRONTFORSKINGS-CASE: AT FLYTTE ATOMER

Vigtigt fordi vi kan

- lære mere om atomer - Bygge kvantecomputere

(9)

GRUNDLÆGGENDE UDFORDRINGER

1. At gøre frontforskning relevant ift. Fællesmål

2. At gøre frontforskning foreståeligt og meningsfyldt for udskolingselever

(10)

DEPARTMENT OF MANAGEMENT Overskrift to linjer

ændr 2. linje til AU Passata Bold

GRUNDLÆGGENDE UDFORDRINGER

1. At gøre frontforskning relevant ift. Fællesmål

1. Find og eksplicitér klare koblinger til specifikke fællesmål

2. Bygge læringsaktiviteter op omkring dem så kernestoffet kommer i centrum

2. At gøre frontforskning foreståeligt og meningsfyldt for udskolingselever

(11)

GRUNDLÆGGENDE UDFORDRINGER

1. At gøre frontforskning relevant ift. Fællesmål

1. Find og eksplicitér klare koblinger til specifikke fællesmål

2. Bygge læringsaktiviteter op omkring dem så kernestoffet kommer i centrum

2. At gøre frontforskning foreståeligt og meningsfyldt for udskolingselever 1. Identificer intuitive idéer i læringsstoffet og træk på elevernes

erfaringer med hverdagsfænomener

2. Design spil og gamificerede læringsaktiviteter med passende

repræsentationer og motiverende, stilladserede undersøgelser

(12)

Quantum Minds

I spillet beregner en algoritme

sandsynligheden for at et atom er et bestemt sted

Algoritmen reagerer på hvordan I flytter en laserstråle

I skal flytte atomet over til målet til højre, uden at det kolliderer med væggen.

(13)

Quantum Minds

Hvad lagde I mærke til?

Hvad var svært?

Kom I til bane 2?

(14)

BIG BANG 2021 ARTHUR HJORTH 23 MARCH 2021 POST DCO

AARHUS UNIVERSITY DEPARTMENT OF MANAGEMENT Overskrift to linjer

ændr 2. linje til

AU Passata Bold

OVERSIGT: POTENTIEL OG KINETISK

ENERGI

1. Forløb til Udskoling 2. Ca. 8 timer

3. Undervisnings- og

oplægsmateriale til underviser 4. Undersøgelsesbaserede aktiviteter

1. Én fysisk

2. To computerspil og en -simulation

• let introduktion

• mere dybdegående undersøgelser

(15)

AARHUS UNIVERSITY

ENERGI

1. Præsenterer forskningsprojektet og det store spørgsmål: Hvordan flytter man atomer?

(16)

ændr 2. linje til

AU Passata Bold

OVERSIGT: POTENTIEL OG KINETISK

ENERGI

2. Etablerer en intuitiv forankring i et hverdagsfænomen

• Atomer i en laserstråle = kugle i en skål

(17)

AARHUS UNIVERSITY

ENERGI

3. Etabler kernefagbegreberne

(18)

ændr 2. linje til

AU Passata Bold

OVERSIGT: POTENTIEL OG KINETISK

ENERGI

3. Etabler kernefagbegreberne

4. Lad eleverne erfare og lege med naturvidenskabelige formler og begreber gennem undersøgelser i gamificerede spil og simulationer

(19)

Undersøgelseskomp skal undervises per fællesmål

Men vi ved fra undersøgelse at det gør vi ikke godt

Vi har et bud på hvordan man kan gøre det bedre:

- Gøre det motiverende med spil - Og frontforskning

- For at få det naturligt ind i skolen

(20)

Undersøgelse som naturfaglig kompetence

Undersøgelseskompetencen er i Fællesmålene

Men vi ved at det ikke går så godt med at få det ud i klasseværelserne

(21)

Undersøgelse som naturfaglig kompetence

Ræsonnement i forgrunden Start med hvad I ved, byg på det

Byg langsomt op til mere komplicerede spørgsmål

Både på forløbsniveau og på individuel undersøgelsesniveau

Her: fra intuitioner til at flytte atomer

Kilde: Astra

(22)

ændr 2. linje til

AU Passata Bold

FYSISK UNDERSØGELSE

Etablerer dagligdagsintuitionerne Kobler dem til lovene for kinetisk og potentiel energi (og Fællesmålene) Eleverne arbejder hen mod en formel forståelse af lovene, ved at variere én variable ad gangen - højde på skål, vægt på kugle, osv.

(23)

AARHUS UNIVERSITY

Potential Penguin

Potential Penguin (lavet af ScienceAtHome)

Spillet går ud på at få en pingvin til at ligge stille på en målstreg ved at give den lige den rigtige mængde energi

Intuitiv bevægelse, simple repræsentationer som understreger at energi er konstant

(24)

ændr 2. linje til

AU Passata Bold

Game-baseret undersøgelse:

Potential Penguin

Fire forskellige baner Hver sin læringspointe

(25)

AARHUS UNIVERSITY

Potential Penguin

Fire forskellige baner Hver sin læringspointe

(26)

FORDAMPNINGSKØLING - SIMULATION

Én måde at bremse atomer på er ved fordampningskøling

Man fordampningskøler ved

langsomt at lade de varme (hurtige) molekyler forlade en beholder

Sænker langsomt væggene, og så sker det gennem tilfældige

interaktioner mellem molekylerne Giver eleverne en forståelse på molekyle-niveau

(27)

AARHUS UNIVERSITY

QUANTUM MOVES 2

Til sidst: kernen af spørgsmålet i forløbet; hvordan flytter man atomer Et “RE-Game”: Research Enabling Game

Eleverne trækker på hvad de har lært om atomer og kinetisk/potentiel energi til at løse kvantefysiske problemer

Tre baner, hver sin læringspointe

(28)

Opsummering: Potentiel og Kinetisk Energi

● Tager udgangspunkt i et

frontforskningsspørgsmål: Hvordan bremser og flytter vi atomer?

● Kobler videnskaben til kernepensum:

Potentiel og Kinetisk energi

● Lader eleverne erfare og ræsonnere sig gennem undersøgelsesbaserede

læringsaktiviteter

● Eleverne har lært noget, og kan se hvordan det er relevant ikke bare for eksamen, men for vigtig forskning i fysik

(29)

AARHUS UNIVERSITY

ANDRE FORLØB TIL PROJEKT FIF

1. Bæredygtighed

a. Frontforskning i Spilteori (økonomi)

b. Fællesmål i matematik (lineære funktioner)

2. Atomers Bevægelse 3.

4. Kræfter og Bevægelse

(30)

Bæredygtighed

Overordnet spørgsmål: Hvis vi allesammen ved at vi ødelægger jorden, hvorfor ændrer vi så ikke adfærd?

Frontforskning:

- Spilteori og adfærdsforskning

Spil: Dino Dinner

- Bruger lineære funktioner til at forklare incitamentsstrukturer

Simulation: Fiskesimulationen

(31)

Målet er over de næste 2 år at invitere op mod 450 lærere på 150 skoler på lærerworkshops.

Lærerworkshops:

- Flipped learning - Afprøvning i praksis - Opsamlende refleksioner

(32)

HVORDAN KAN VI DELTAGE?

Direkte mail:

regame@au.dk

Telefon: Astrid Jæger 93 50 88 42

Kontaktformular

https://www.scienceathome.org/educati on/fif/

Afprøvningsgruppe: Efterår 2021

Udrulningsgruppe: Efterår 2022