Brug Kerbal Space Program

Kan computerspil bruges i fysik-undervisningen? Ja, hvis man vælger det rigtige.

Kerbal Space Program er et fantastisk valg fordi det er et spil bygget oven på en ret hardcore fysisk simulation af rumraketter. Og fordi der findes en demo, så eleverne kan få gratis adgang til det på 100% lovlig vis.

KerbalSpaceProgramEngineeringBay

Jeg har netop anvendt spillet et enkelt modul i et NV-forløb om rumfart. I forhold til kernestof har vi mest snakket om energi, herunder energi i brændstoffet og varmeudvikling under nedstigning (hvorfor er varmeskjolde nødvendige?), samt naturligvis kinetisk og potentiel energi.

Hent vejledningen til øvelsen her: Kerbal Space Program øvelse

Kerbal Space Program er også super oplagt til mekanik, hvor begreber som aerodynamik, trykafhængig luftmodstand, stabilitet og kraftarm bliver centrale for overhovedet at få raketten ud af atmosfæren.
Og når den skal sættes i kredsløb og herefter udføre missioner, kommer den rotationelle mekanik lynhurtigt op på A-niveau. På trods af min baggrund som kandidat i fysik har jeg også selv lært et par nye ting om fysik.

Tilbage til NV-forløbet:
Eleverne havde tidligere sendt vand-raketter til vejrs (med videoanalyse), så de havde indstillet sig lidt på tankegangen.

Deres opgave var så, når de ellers havde fundet sig til rette med spillet og fået en successfuld affyring (nogle havde brug for hjælp til dette – især dem der havde for travlt til at læse tutorial…) at opsætte hypoteser og foretage en måleserie.

Grupperne valgte generelt at arbejde med lodrette opsendelser, da det var lettest at reproducere. Mange valgte at undersøge om rakettens hastighed var højest lige efter affyring af brændstoffet – da de have lavet samme undersøgelse på vandraketterne.
Et andet populært spørgsmål var om raketten kom mindre højt op ved større masse – forudsat at massen ikke gik til motorer eller brændstof.
Men der var skam også originale undersøgelser imellem. For eksempel valgte en gruppe (med lidt input fra mig) at undersøge om der var forskel på at tænde alle 3 hovedmotorer på samme tid, i forhold til først at affyre 2, og senere tænde den 3.

Projektet var en success. Eleverne var godt engageret i processen, og fik indtryk af en række fysiske og tekniske problemstillinger i rumfart.
Og det lykkedes at producere NV-egnede journaler med test af hypoteser ved systematiske eksperimenter.

Man må være klar til enkelte komplikationer, da demoen er gammel, og derfor kan give bøvl. Eleverne kan få til opgave at installere programmet inden modulet afvikles, og skal forvente at arbejde i grupper hvor programmet kun kører på nogle af computerne.

Skal du selv prøve? Hent vejledningen til øvelsen her: Kerbal Space Program øvelse

Vil du vide mere om undervisning med inspiration fra spil? Så læs om Gamificerede undervisningsmetoder

Reklamer

Classcraft skade – et nøgleproblem

Eleverne er simpelthen for gode til at spille Classcraft. De overholder almene regler for god opførsel og disciplin, så der ikke er nogen grund til at straffe dem med skade.
Umiddelbart er det den ideelle situation for enhver underviser at have en klasse af modne og ansvarlige elever. Men det giver et problem.
Classcraft er bygget op omkring at eleverne modtager skade, da cirka halvdelen af elevernes “powers” handler om at håndtere skade. Desuden får eleverne bonus XP for at hjælpe deres holdkammerater af med skade. Så uden skade går spillet i stå, og kedsomheden melder sig igen.

Jeg er begyndt at bruge random events (“The Riders of Vay”) som den primære måde at give skade på. Omkring halvdelen af mine events indebærer at der gives skade til eleverne, nogle gange til hele klassen, men ofte en fra hvert team eller alle af en bestems figurtype (f.eks. mages). Fordi skaden bliver tilfældigt fordelt føles det ikke som en straf, men bare som en del af spillet.

classcraft

Herudover er det fair at straffe for manglende lektier – jeg udvælger normalt nogle tilfældige til at svare på spørgsmål om lektier for at kunne holde dem op på det (spørgsmålene står normalt sammen med lektien, så de kender dem på forhånd).
Hvad man for alt i verden skal undgå er at straffe elever der har “vovet pelsen” og rakt en hånd i vejret for at svare på et spørgsmål. Det bliver en demotiverende oplevelse, der får dem til at holde igen med deres input.

Jeg giver også skade for at komme for sent, og en del skade for at blive væk uden sygemelding. Her har jeg faktisk lagt et ekstra lag oven på skolens fraværssystem i det jeg forlanger at eleverne skriver en besked direkte til mig med en god begrundelse for deres fravær, hvis de vil undgå skade.

Desuden kan man lade spillerne “ofre” liv for at få andre ressourcer. Jeg har valgt at lave en power til mages som giver dem 10 AP for at modtage 10 HP skade.
Da det giver resten af teamet mulighed for at bruge powers (og tjene XP), giver det super god mening. Samtidigt er det en evne der skal bruges bevist, det giver bagslag at bruge den hvis ikke teamet har ressourcer til at blokere og helbrede skaden. Der hører altså lidt strategi sammen med evnen, hvilket gør den til et ekstra engagerende element i Classcraft.
Bemærk at man ikke kan få Classcraft til at aktivere evnen automatisk. Jeg har lavet den som en 1 AP power, og kræver af mine elever at de skal gøre mig opmærksom på at de bruger den. Så går jeg manuelt ind i systemet og giver dem de +10AP og -10HP.

Til sidst vil jeg nævne, at det er en rigtig god ide at give eleverne andre muligheder for at veksle AP til XP end de skade-håndterings powers der er med som standard. Jeg har selv valgt at give dem powers de kan bruge i forbindelse med at svare på spørgsmål fra tavlen, eller fremlægger opgaver for mig. De får så ekstra XP oven i den almindelige belønning.
Den form for powers kalder jeg for Power-boosters, og du kan læse meget mere om dem her: Power-boosters i Classcraft

Læs mere om Classcraft og andre systemer til gamificering af undervisningen her: Gamificerede undervisningsmetoder

 

Teach with a narrative

What if every student could be the hero in an epic story?

There is no reason why that could not be the case. All the teacher has to do is to frame the teaching into a narrative, and allow the challenges of learning to play into the story.

Is that easier said than done? Read about my experiences teaching physics to Danish high-school students.

Physics in the nuclear wasteland

My first decision was to use a post-apocalyptic setting: Human civilization has been destroyed by nuclear war, and the students are 3rd generation of survivors.

_fallout__by_obsceneblue

They are among the brightest of their generation, and have been taught all the scientific knowledge that their colony had access to: old books and knowledge passed down through the generations.
Now they have to use that knowledge to protect their colony from danger, and to cooperate with other colonies in order to reestablish civilization.

To get them going, their first objective was to save the colony from thirst. A drought had prevented the collection of drinking water from rain, and the colonist has to rely on the infested water sources they use for irrigation.

What the students then had to do in class was first to prove their knowledge to a nearby colony (by answering questions about electronics), who would in turn trust them to work with their electronic components.
Then they would have to perform several experiments and calculations, preparing them for building an automated system that would purify the water by heating it to 70 degrees, thereby killing all germs.
Finally, they had to make a presentation (given to me on video) describing the parts of the system and the physical theory. This was the requirement for bringing the purifier system back – the neighbor colony would need information to build their own system.

While this took a bit longer than I expected – I cut the work short before they got every part working – it was a nice practice in electronics.

Bringing the story to the classroom

The next part of the story was to be much longer, so I will not be detailing it this time.
But let me share the mechanics behind the story in the classroom:

Use illustrations

I found all of my illustrations at DeviantArt.com – and I aim to use at least one when I tell the story. They are great at igniting the imaginations of the students.

drought_by_noro8-d96tdu3
The drought

Random events

A simple story last longer when you don’t have to tell a new part every time you teach.
But then how do you remind the students what they are doing?
Simple – run a random event.
Make a list of things that could happen at any time in the story, like fighting with raiders or getting a reward from helping a merchant in distress.

raider_post_apocalyptic_1_by_redcapture
Suddenly, raiders attack!

XP, gold and damage in Classcraft

To further motivate the students and add immersion, Classcraft was used. In every random event, and some story events, the students avatars are affected. They can take damage, gain XP or gold. They might even gain or lose action points (AP).

Since Classcraft is not a post-nuclear setting, I had to be creative to explain the visuals (and re-name all text items):
“Magic” powers are rare technology from the war. Ammunition and guns are rare and unreliable, so people use medieval-looking weaponry.

introduction-to-class-craft-2-638

Track progress on a map

Combine the progress in solving problems with the progress in the narrative, by showing problems on a map.

What I have usually done is to have one set of problems that everyone must solve each module, and then present sidequests that the students can spend the rest of their available time on. Classcraft rewards makes sure that students do the sidequests.

Read more about using maps in class at Exploration of knowledge (though I used the similar Classcraft pro-feature “Quests” this time around).

map-til-bolger_v2

Challenges of knowledge

I find that while learning equations and definitions by heart is boring, it is also an important part of physics. So in order to make it more fun, I introduced some story elements which would challenge the knowledge of the students.

One way to do this is the Classcraft pro-feature “Boss Fight”, in which random students or teams each take a round against the boss, taking or dealing damage by answering questions.

An even better way is to make a trivia card-game, in which each team collects questions and challenge other teams to a duel.
In my story, this kind of duel happens every time the students has to win the confidence of strangers, proving that they are honest seekers of knowledge.

If you liked all of this, I am sure you will love to read more about Gamification of teaching (link)

Got any questions? Make sure to ask them in the comments below

Narrativ og random events

Når eleven skal føle sig som helten i en fortælling, kræver det at narrativet konstant bliver bragt ind i undervisningen.

En måde at gøre det på er naturligvis selv at fortælle en bid af historien i hvert modul. Problemet kan være, at det tager lang tid at skrive en historie så detaljeret at den kan udfylde et helt år – eller flere.

Derfor kan den skrevne historie med fordel suppleres af random events. En række af dramatiske, enkeltstående begivenheder, der passer ind i baggrunden for narrativet.
Ideen er så at når disse begivenheder er skrevet, trækker man en tilfældig til anvendelse i modulet.

randomevents_hover
Classcraft random events kaldes “The Riders of Vay”

Hver begivenhed har så en konsekvens for spillerne, i mit tilfælde handler det om deres points i Classcraft (HP, AP, XP og GP), og kan være enten positiv eller negativ.
Som jeg nævner et andet sted fungerer random events til at eleverne modtager nok skade til at holde spillet i gang – noget der kan være et problem, hvis de er disciplinerede nok til at undgå straf.

Tre eksempler på events og deres konsekvenser:

Event_energidrik

Event_raiders

Event_sponsorer

Uforudsigeligheden i begivenhederne og deres konsekvenser får eleverne på mærkerne – tilfældighed og nysgerrighed er en af de 8 drivkræfter i Octalysis (CD7).
Desuden er de lette at finde på – jeg tænker bare “hvad kunne der ske imens eleverne er på vej gennem ødemarken?”, og ret hurtigt har jeg events til 20 moduler.

Vil du se resten af mine events? Du finder både dem og alle de andre indstillinger jeg bruger i Classcraft her: Mine Classcraft indstillinger.

Vil du vide mere?
Læs mere om narrativ i undervisningen (link) og andre gamificerede undervisningsmetoder (link)

Eller tilmeld dig Facebook-gruppen Gamification i Undervisningen for at følge med i udviklingen.

Strategi for gamification – del 1

Hvis nu der fandtes en strategi, der konsistent forbedrede resultaterne for enhver organisation med mindst 10% – uanset hvilket felt, og uanset hvilken form for resultater der måles på – skulle vi så ikke bruge det i undervisningen?

Og det er der: Konsulentfirmaet Octalysis Group er ekstrems succesfulde, og bruger gamification til at forbedre deres klienters resultater med ofte langt over 10%. Et punkt de ofte involveres i er træning af medarbejdere – med andre ord i undervisning.

Det er nok ikke nogen overraskelse at det bagvedliggende system er Octalysis, som jeg har nævnt mange gange før. Men denne gang vil jeg introducere den præcise strategi for succesfuld gamification – i vores tilfælde af undervisningen.

dashboard.PNG

Business Metrics

Lad os starte med slutningen: “Business metrics” er de parametre vi gerne vil forbedre, i prioriteret rækkefølge. Alle elementer i systemet skal understøtte de mål vi sætter os.
Hvis du har brug for solid evidens for at systemet virker – måske vil du udgive en artikel, forsvare det over for din rektor, eller bare imponere kollegaerne – så er det vigtigt at vælge parametre der er så målbare at de kan omsættes til tal.
Hvis du vælger at “nøjes” med mere bløde parametre som samarbejde, engagement og tilfredshed, så husk alligevel at holde fingeren i jorden med spørgsmål til eleverne – hvis du har mere tid kan interviews og spørgeskemaer bruges.

Men for at vi kan komme rigtigt i gang, skal vi vide hvem eleverne egentlig er…

Player

Hvem spiller spillet? Selvom hvis du som mig underviser gymnasieelever, som derfor har ca. samme alder, så kan der alligevel være stor forskel på klasser.
Åbenlyst er der tendens til at forskellige elevtyper vælger hhv. HTX, HHX, STX, EUX og HF. Oven i det er der studieretninger, som yderligere koncentrerer bestemte typer i klassen.

Selvom du har en god fornemmelse af hvem dine elever er, så er det en god ide at undersøge hvad der egentlig motiverer dem. “Sløve” typer ved man ofte ikke andet om end at de ikke motiveres af den nuværende undervisning – men hvad skal der så til?

En velegnet test man kan bede eleverne om at tage er HEDAX user type test, der er designet netop til brug i gamificerede systemer. Herunder ses resultaterne for et af mine egne hold:

HEDAX_2x_player_types_v2
Resultatet af en typetest på en HTX klasse, studieretning programmering

Som det kan ses af typetesten er der rigtig mange “player” typer, som gerne vil maksimere deres “gevinst” i spillet, hvad enten den gives i form af guld og XP, eller i form af samlekort.
Til gengæld er der ikke særlig mange “distruptor” spillere, det er en type der meget gerne vil have indflydelse på hvordan undervisningen/spillet foregår, og kan finde på at undergrave systemet hvis de ikke får den mulighed.

Resten af de andre typer er nogenlunde gennemsnitlige, med en smule overvægt af “Socialiser” og “Achiever”, og lidt mindre “Free Spirit”.

De resultater er vigtigt at have med når jeg designer og justerer mine systemer. En meget simpel måde at anvende typetesten på er at se på hvilke spilelementer der hører til hver type, og vægte dem ud fra resultatet, ud fra nedenstående figur.

Med den store overvægt af “players” er det vigtigt for mig at holde styr på points og levels, guld og andre belønninger samt “lotteriet”, tilfældig trækning af belønninger. Badges har jeg ikke med, og det er et bevidst valg ikke at inkludere et leaderboard – læs mere om det valg her: Synlig læring, konkurrence og motivation.

HEDAX_game_elements

En grundigere gennemgang af typerne fåes på Gamified UK user types: HEDAX, det er værd at læse lidt her så du kan få det maksimale ud af informationen.

Med spillerne og dit mål fastlagt er du allerede bedre rustet til at gamificere undervisningen, men der er mere endnu… læs Strategi for gamification, del 2for de sidste fire dele af strategien.

Tilmeld dig Facebook-gruppen Gamification i undervisningen for at få besked når næste del udgives.

Læs mere om Octalysis systemet på Octalysis er syntesen af det hele eller Octalysis i overblik

Niveauer af gamification

Hvor skal jeg starte med at gamificere min undervisning? Hvad er realistisk at forvente at man kan overskue første gang jeg kaster mig ud i at bruge gamification?

Jeg vil gerne foreslå tre niveauer, der beskriver hvor stor en opgave man kaster sig ud i som underviser. Så kan man stige i niveau efterhånden som man får erfaring med anvendelse af gamification i undervisningen.

 

professor_badass3
Så sej skal du være for at bruge niveau 4…

Niveau 1: Anvende en enkelt type af gamification i undervisingen (ad gangen).
Eksempelvis Kahoot!

Niveau 2: Anvende flere typer af gamification i kombination.
Eksempelvis kan et spil Fysikkens Mestre give points i Classcraft.

Niveau 3: Anvende et sæt af gamification metoder der flettes sammen til en helhed.
Eksempelvis kan man bruge et narrativ til at give mening til en række af metoder.

Niveau 4: ???
Jeg lærer hele tiden mere om gamification, og der er sikkert noget endnu vildere efter niveau 3. Lad os udforske det sammen…

Så jeg er selv netop startet på at bruge niveau 3, og det har taget mig tre år at nå dertil. Derfor virker det som en fin guideline at gå et niveau op hvert år, hvis ikke udfordringen skal blive for meget for dig.
På den anden side har jeg skulle opdage mange ting selv. Hvis du læner dig op ad andres erfaringer – f.eks. ved at læse denne blog – kan det være at du kan stige mere end et niveau på et år.

Hvilket niveau er du på nu? Og hvad anvender du af gamification i din undervisning?
Del dit svar her eller på Gamification i Undervisningen (Facebook gruppe)

Nyt år, nye elever, nye spil

Her er en opdatering på hvordan jeg anvender gameification i undervisningen på Silkeborg HTX – og får engagerede elever ud af det.

For det første har jeg bygget videre på mine erfaringer fra sidste år (link) med anvendelse af Classcraft og Udforskning af Viden, samt Fysikkens Mestre til repetition.

Den mest spændende nyskabelse er uden tvivl anvendelsen af et Post-apokalyptisk narrativ til at sætte elevernes opgaver ind i en episk kontekst. De skal ikke bare bygge et relæstyret anlæg til termisk rensning af vand – de skal redde deres koloni fra tørke.
Og de skal ikke bare finde ud af hvordan et spektroskop virker – de skal opnå en eksklusiv viden de kan bytte for hjælp fra en biokemiker til at stoppe en sværm af skorpioner. Stemningsfyldte illustrationer fra Deviantart.com hjælper sammen med en dedikeret wiki-side til at underbygge fortællingen.

lab_by_jonathandufresne-d5szs20
En illustration anvendt i narrativet

Denne historie kobler jeg så sammen med de andre systemer. At blive udfordret til en duel i kortspillet Fysikkens Mestre svarer til at man skal overbevise beboerne i et fremmed område om at man er til at stole på, fordi man er videnssøger og ikke en tyv eller røver.

På samme måde kan en konfrontation med en fjende i fortællingen blive afviklet som en boss-fight i Classcraft, og elevernes vandring igennem det post-apokalyptiske landskab illustreres på et kort i Classcrafts quest system (der minder meget om Udforskning af Viden).
Deres introduktion til Classcraft bestod i øvrigt i et kort event, hvor de blev angrebet af røvere, hvilket gav dem alle skade (og XP). Herved fik de anledning til at afprøve deres grundlæggende evner, som netop består I at hjælpe deres team (på 3-4 personer) med at håndtere skade.

En helt lavpraktisk justering jeg har foretaget mig har handlet om hvordan lektien bliver gennemgået. Her er jeg begyndt at give hele teamet points i Classcraft for seriøse bud på svar til de spørgsmål jeg stiller. Hvis svaret så også er korrekt er der bonus-XP til den elev der har givet svaret.
Effekten har været helt tydelig – der er mange elever med hånden oppe, og de er meget begejstrede for at få lov til at svare. Jeg veksler så mellem at vælge en frivillig og at udvælge tilfældige – så der ikke er nogen, der skal tro at de kan slippe uden om lektierne.

På trods af alle systemerne, så handler min undervisning i fysik stadig om det helt grundlæggende: At høre oplæg om fysik, læse lektier, svare på spørgsmål, regne opgaver, udføre eksperimenter, lære formler og definitioner, skrive afleveringer og holde oplæg.
Og jeg optimerer hvert eneste system til at gøre eleverne mere motiverede når de udfører netop de opgaver.

Til sidst kan jeg nævne synergien imellem Classcraft og Fysikkens Mestre. Her bliver de optjente points i “kampen” vekslet direkte til XP. Det understøtter altså at det vigtige ikke er at vinde eller tabe, men at få så mange points som muligt før spillet slutter.
Samtidigt får vinderne flere nye samlekort end taberne – så der er trods alt noget på spil.
Helt generelt forsøger jeg at give alle elementer i undervisningen en dobbelt-betydning: Det er både måden I overvinder udfordringer i historien på og en mulighed for at optjene XP i Classcraft.

Vil du vide mere om gamification? Se oversigten over metoder til undervisningen her: Gamificerede undervisningsmetoder (link) 
eller tilmeld dig facebook-gruppen Gamification i Undervisningen (link)