Portal 2 - lek med fysikkens lover

I Portal 2 må du løse problemer i tre dimensjoner og gjøre virtuelle fysikkeksperimenter for å komme deg unna en stormannsgal superdatamaskin. I dette læringsopplegget får du tips om hvordan du kan bruke Portal 2 i fysikkundervisning på VG2.

Innledning

Portal2_opplegg.pdf

Portal 2 er et spill hvor spilleren er ufrivillig testkanin for en stormannsgal superdatamaskin som vil teste ut menneskelige problemløsningsevner. Målet med spillet er å komme seg helskinnet gjennom en rekke testrom ved å løse problemer i tre dimensjoner. Fysikken spiller en nøkkelrolle i løsningen av mange rom, og spillet gir oss endel verktøy for å leke med fysikk. Deriblant et såkalt portalgevær, som lar oss gjøre fysikkeksperimenter som ikke er mulig i virkeligheten. Spillet oppfordrer også i stor grad til å bruke verktøy i spillet til å designe egne testrom med utfordringer, og med dette kan elever lage sine egne virtuelle fysikkeksperimenter.

Portal 2 er basert på en spillmotor hvor fysikkens lover er godt gjengitt. Ikke bare gravitasjon og bevegelsesmengde, men også friksjon, luftmotstand og elastisitet tas med i beregningen når et objekts oppførsel skal regnes ut. Dermed gir spillet en realistisk fremstilling av hvordan objektene ville oppført seg i virkeligheten.

Aldersgrense/nivå

Spillet har en PEGI-rating på 12, og egner seg til skolebruk i videregående skole.

Vanskelighetsgrad for lærer

Grunnleggende kontroller i spillet er ganske enkle. Det som krever øvelse er å bevege seg i tre dimensjoner med koordinasjon av mus og tastatur. En ekstern mus gjør dette adskillig enklere. Hovedhistorien (også kalt enspillerkampanjen) gir en god innføring i grunnleggende kontroller.

Det er ingen forutsetning at læreren mestrer spillet til fulle. I tips-seksjonen omtales mer avanserte kommandoer.

Vanskelighetsgrad for elev

Det anbefales å sette elever som har mye erfaring med dataspill sammen med mindre erfarne elever. Som regel lærer de uerfarne elevene dette spillet ganske raskt.

Erfarne spillere i klassen er også en verdifull kunnskapsressurs for deg. Spesielt interesserte elever kan også bruke de mer avanserte kommandoene som omtales lenger nede.

 

Slik gjør du

Portal 2 kan kjøpes på spillportalen Steam. Man må opprette en steam-konto for hver lisens, men det er mulig å registrere mange steam-kontoer på én e-postadresse. Det er også mulig å benytte en av kontoene til innkjøp, og kjøpe spillet i “gave” til de andre kontoene. Det er verken nødvendig eller anbefalt å lagre betalingsinformasjon på noen av kontoene.

Se blogginnlegg for detaljer om Steam-kontoer.

Mål

Å utforske fysikkens lover i et alternativt univers, som et dataspill representerer, kan gi elevene nytt perspektiv på faget og åpne for kreativ utforsking av fysikkens lover.

Portal 2 kan gjøres relevant for mange av kompetansemålene i fysikk 1 og 2. Dette læringsopplegget fokuserer på fysikk 1.

Å designe egne virtuelle eksperimenter er i overensstemmelse med viktige kompetansemål i fysikk 1:

  • Planlegge og gjennomføre egne undersøkelser og foreta relevante forsøk innen de forskjellige hovedområdene i faget
  • Samle inn og bearbeide data og presentere og vurdere resultater og konklusjoner av forsøk og undersøkelser, med og uten digitale verktøy

Kompetansemålene nevner også å bruke simuleringsprogrammer til å vise fenomener og fysiske sammenhenger, slik man kan gjøre i Portal 2.Vi kan også designe eksperimenter hvor man måler akselerasjon og fart:

  • Bruke parameterframstilling til å beskrive rettlinjet bevegelse for en partikkel, og bruke derivasjon til å regne ut fart og akselerasjon når posisjonen er kjent, både med og uten digitale verktøy

Til å måle bevegelse bruker vi stoppeklokke. For å måle lengde teller man antall paneler. Dersom man til å begynne med bruker paneler som lengdeenhet kan dette gi elevene litt perspektiv på enheter.

Selv om vi ikke har kraftmålere i spillet kan vi se effekten av Newtons lover, slik kompetansemål for fysikk 1 omtaler:

  • Identifisere kontaktkrefter og gravitasjonskrefter som virker på legemer, tegne kraftvektorer og bruke Newtons tre lover

Energi og mekanisk energi er svært interessant å undersøke, for eksempel kan man diskutere effekten av portalgeværet på energibevaring.

  • Gjøre rede for energibegrepet og begrepene arbeid og effekt og foreta beregninger og drøfte situasjoner der mekanisk energi er bevart
  • Gjøre rede for situasjoner der friksjon og luft motstand gjør at den mekaniske energien ikke er bevart, og gjøre beregninger i situasjoner med konstant friksjon

Alle kompetansemålene så langt er relevant for opp- gavene som foreslåes i denne veiledningen. I tillegg kan man trekke inn disse kompetansemålene:

  • Lage en eller flere matematiske modeller for sammenhenger mellom fysiske størrelser som er funnet eksperimentelt
  • Bruke matematiske modeller som kilde for kvalitativ og kvantitativ informasjon, presentere resultater og vurdere gyldighetsområdet for modellene

Utstyr

  • PC eller Mac
  • Stoppeklokke
  • Ekstern mus
  • Hodetelefoner
  • Programvare for skjermopptak. F.eks. QuickTime Player (OSX) eller Open Broadcaster Software.

Forberedelse

Før spilløkten må spillet være ferdig installert, det anbefales at elevene ikke gjør dette samtidig på skolens nettverk.

Tips

Hvis kontoene har hverandre i vennelisten på Steam, kan elevene dele rom med hverandre og også være to inne i et rom samtidig. Dette kan også være en måte for læreren å utforske elevenes arbeid på en mer interaktiv måte.

For de spesielt interesserte kan man bruke utviklerkonsollen til å manipulere noen av fysikk-konstantene og ”leke gud”. Den kan man skru på ved å gå inn i Alternativer->Tastatur/Mus->Tillat Utviklerkonsoll->Aktivert. Deretter, fortsatt i Tastatur/ Mus, gå inn på Rediger Taster og på Veksle til utvikler- konsoll trykker du den tasten du vil bruke, f.eks. =.

Noen nyttige kommandoer man kan taste inn i utviklerkonsollen:

  • sv_cheats 1 / skrur på mulighet til å bruke resten av kommandoene.
  • sv_gravity 600 / endrer styrken på gravitasjonen. Normal innstilling er 600.
  • air_density 1 / endrer hvor mye luftmotstand det skal være.
  • host_timescale 1 / endrer hvor fort tiden går. 0.1=10% 1=100%, 1.5=150% osv.
  • bind ‘key’ ‘command’ / Gjør at en kommando blir kjørt når man trykker tasten.

 

De to sistnevnte kan brukes til å bli herre over tiden i spillet. Hvis man kjører f.eks. sv_cheats 1; bind “1” “host_timescale 0.1”; bind “2” “host_timescale 1”;

Så kan man deretter uten å gå inn i konsollen trykke på 1 for å sette ned farten på spillet til 10%, og 2 for å sette tilbake til 100%. Bruk gjerne klipp og lim.

Oppgaveforslag

Oppgave 1 og 2 er ment som oppvarming. Deretter kan man gi mange forskjellige oppgaver avhengig av hvilket tema man vil fokusere på. Her er det gitt to forslag innen temaene Newtons lover, energibevaring og mekanisk energi. På en fagdag med 5*45-minutters enheter rekker man igjennom opp- gave 1 til 3 hvis elevene møter forberedt.

Elevene jobber alene eller i par. Ta opp skjermvideo med f.eks. Open Broadcaster Software eller QuickTime Player (OSX) hvor elevene demonstrerer og forklarer eksperimentene og svarer på oppgavene.

  1. Design et eksperiment hvor du måler tyngdens akselerasjon i spillet. Bruk enhet paneler/s^2.
  2. Anta at tyngdens akselerasjon er den samme i spillet som på jorden. Hva blir da lengden på et panel? Virker det rimelig?
  3. Gjengir spillet alle fysiske lover korrekt? Undersøk og design to til tre tester som viser tilfeller hvor spillet følger eller bryter fysikkens lover. Ta gjerne utgangspunkt i noen av lovene du har lært så langt i år.
  4. Lag demonstrasjoner hvor mekanisk energi er bevart, og demonstrasjoner hvor mekanisk energi ikke er bevart.
Filvedlegg: 
Lag et læringsopplegg

Har du gjennomført et læringsopplegg i skole eller barnehage som andre pedagoger kan ha interesse av? Del det gjerne på denne siden.

Relaterte opplegg

Relaterte blogginnlegg

  • Historiefortelling og programmering med Project Spark

    På 8. trinn på Fagerhaug Oppvekstsenter har vi denne våren et pilotprosjekt på bruk av Project Spark som et pedagogisk hjelpemiddel for å nå kompetansemål i engelsk og valgfaget "Teknologi i praksis" for ungdomstrinnet. En stor suksess for teknologi-sultne og kreative elever.
  • ENKI, dataspill som gir læring og motivasjon

    6A ved Høknes barneskole bruker dataspillet ENKI som et ledd i å skape en variert og tilpasset undervisning.
  • Monkey Island i engelsktimen

    Hvordan og hvorfor bruke spill som Monkey Island i undervisning, og hvorfor vi av og til må la elevene få frie tøyler til å kose seg med stoffet i stedet for å mase om mål.

Finn oss på sosiale medier