OT: Fyzika - pohyb v Minecraftu

Zájemcům o geologii se omlouvám za off topic příspěvek, ale vyučuji i fyziku a v Minecraftu jsem vytvořil měření rychlosti a kreslení grafů pohybu a přijde mi škoda si to nechat jen pro sebe.

Pohyb patří k fyzice stejně jako fyzika k pohybu. A proč jako motivaci k výuce nevyužít pohyb v prostředí populární hry Minecraft Education Edition? Nabízím výukový svět, ve kterém budete moci s žáky pohyb měřit a graficky jej za běhu vykreslovat na velké tabuli, a to vše přímo v Minecraftu. Videoukázka (video si pusťte v nejlepší kvalitě, ať dobře vidíte kreslení grafu):


Svět je ke stažení na: https://www.bokr.cz/mcfy-pohyb001.zip

Aktivity v tomto světe si spustíte pomocí níže popsaných programů vytvořených v prostředí pro výuku programování, které je přímo součástí školní edice této hry. Programy prosím nepouštějte v jiných světech, mohly by vám je poškodit (snažily by se vám v nich kreslit na neexistující tabuli apod.)

Na konci článku najdete podrobné instruktážní video, pokud byste potřebovali pomoci s načtením světa a spuštěním programů.


Dráha a trajektorie

Pro pochopení pojmů dráha a trajektorie se hráč pohybuje po světlé ploše a tam, kde šlápne se bílý blok na podlaze změní ve žlutý - vzniká tak trajektorie blízká pohybu podrážky na botě postavičky. Tato trajektorie se současně vykresluje i na velkou tabuli. Současně se průběžně vypisuje i ušlá dráha v metrech. Po ukončení aktivity se dráha (délka ušlé trasy) rovněž vypíše na tabuli. Žáci tak na svém pohybu poznají, co znamenají pojmy dráha a trajektorie pohybu.



Program - dráha a trajektorie: https://makecode.com/_EhbMtVhjj4Cu
Po spuštění automaticky smaže plochu i tabule

Příkazy do chatu:
s - přenese hráče na okraj plochy a začne vypisovat do chatu dráhu a zakreslovat trajektorii jak na plochu, tak i na tabuli
k - ukončí výpis dráhy do chatu a zakreslování trajektorie a vypíše dráhu na tabuli ve vzduchu


Rychlost pohybu a kreslení grafů

Základem aktivit je průběžné měření rychlosti a její výpisy. Žáci se tak mohou přímo ve hře prakticky seznámit rychlostí pohybu prostřednictvím jejich vlastní postavičky a různých dopravních prostředků (možností). Mohou si tipovat, jaké způsoby pohybu jsou pomalejší a jaké naopak rychlejší a následně je i měřit a vyhodnocovat. 

Výpis okamžité rychlosti postavičky

Výpis průměrné rychlosti postavičky

Program umí kreslit i různé typy grafů podle aktuálního pohybu postavičky. Přímo ve světě je k tomu určená velká tabule. Fyzikální veličiny je možné vykreslovat pouze formou ukazatele aktuální okamžité hodnoty (jeden sloupec) nebo formou grafického záznamu v čase.

Já jsem začal tím, že žáci viděli jen ukazatel (neviděli moji postavičku) a měli jen podle ukazatele určovat, jestli se plížím, jdu nebo zda letím. Pak jsem je požádal, aby se chvilku nekoukali a pak se podívali a popsali můj pohyb v posledních okamžicích. To již s ukazatelem nebylo možné. Tak jsme přepnuli, aby se na tabuli kreslily každou vteřinu úzké ukazatele jeden za druhým - a vida žáci již mohli popsat můj pohyb zpětně i v době, kdy měli zavřené oči. Tak jsme si ukázali, jak vzniká graf a jak se dá podobně jako z okamžitého ukazatele číst i z grafického záznamu.

Pokud se kreslí graf (a nikoliv jen okamžitý ukazatel) je na vodorovné ose x vždy čas a na svislé ose y může být rychlost, dráha nebo pozice na trase mezi body A a B, které jsou na začátku a na konci dráhy před tabulí. Je možné nechat současně vykreslovat i rychlost a dráhu jako na následujícím obrázku:

Graf vývoje rychlosti a dráhy v čase

Program - rychlost a grafy: https://makecode.com/_F8dUqrD7Mah9

Příkazy do chatu (pokud se překreslují osy na tabuli, pak vždy vyčkejte na jejich dokreslení):
a - aktivuje kreslení na tabuli, současně ji smaže
z - začne znovu kreslit od kraje tabule
k - ukončí kresbu grafu (nepokračuje ve vykreslování záznamu veličin)
n - nuluje dráhu a čas
x - vypne kreslení grafu (nezakresluje žádnou veličinu)
u - začne kreslit ukazatel aktuálně nastavené veličiny
g - začne kreslit graf aktuálně nastavené veličiny
r - začne kreslit ukazatel rychlosti
rp - začne kreslit úzké ukazatele rychlosti jeden vedle druhého (plocha pod grafem)
rg - začne kreslit graf rychlosti
d - začne kreslit ukazatel dráhy
dg - začne kreslit graf dráhy
rdg - začne kreslit graf rychlosti a dráhy
t - začne kreslit ukazatel polohy na trase A - B
tg - začne kreslit graf polohy na trase A - B
s - teleport na začátek dráhy
s2 - teleport na do středu dráhy mezi start a tabuli
s3 - teleport na začátek ledové dráhy
v formát - změní formát výpisu do chatu, za příkazem následuje parametr formát:
    v 1 - dráha, čas, rychlost
    v 2 - dráha, čas, rychlost, celková dráha
    v 3 - dráha, čas, rychlost - vše zaokrouhleno
    v 4 - dráha, čas, rychlost v km/h
    v 5 - celková dráha, celkový čas, průměrná rychlost


Výuková videa k pohybu i pro nehráče Minecraftu

V tomto světě jsem s pomocí výše uvedených programů natočil i sérii výukových videí k pohybu: https://www.youtube.com/playlist?list=PLu3J2MydYd3f-W-ePC5ZeY3QqSsxX4gXj


A co dál / co může být jinak?

Žáci vůbec nemusí dostat takto připravené programy. V případě dostatku času by si žáci mohli alespoň měření okamžité rychlosti a její vypisování navrhnout a naprogramovat sami, aby se jim vztah pro výpočet rychlosti dostal co nejvíce do paměti a současně se rozvíjeli i v digitálních kompetencích.

Celou myšlenku lze tedy využít například i tak, že položíme otázku na rychlost různých způsobů dopravy v Minecraftu s tím, že budeme chtít po žácích formulovat závěry založené na nějakých důkazech a necháme žáky samostatně řešit takový úkol.

Žáci mohou navázat například i v natáčení videí. Do série videí by se hodilo například video k tomu, že pohyb je relativní - postavička se může vůči nějakému tělesu pohybovat a vůči jinému být při tom v klidu. Toto si žáci mnohem lépe uvědomí, pokud o tom budou muset sami natočit video.

Docela výzvou může pak být i kreslení grafů rychlosti či dráhy pohybem ve snaze maximálně se přiblížit tvaru křivky podle různých předloh.

Máte-li další tipy či nápady, budu rád, když se o ně podělíte v komentářích.


Nevíte jak svět a programy spustit?

Pokud nevíte, jak svět či programy importovat a spouštět, můžete se podívat na instruktážní video:



Komentáře