1.4: Mit Wenn-dann-Sätzen auf Schatzsuche
| Autoren: | |
| Publikation: | 12.9.2016 |
| Lernstufe: | 2 |
| Übersicht: | Die Schüler vertiefen ihre Programmierkenntnisse: Sie arbeiten mit bedingten Anweisungen (wenn ..., dann ...). |
| Angestrebte Kenntnisse: |
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| Wortschatz: | Befehl/Anweisung, Programm, Test/Abfrage |
| Dauer: | 45 Minuten (eventuell zwei Mal eine kürzere Einheit) |
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Für die Klasse:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Vorbereitung
Der Lehrer lässt die Schüler neue Karten basteln oder ausschneiden. Für die Ausschneide-Variante verteilt er die Arbeitsblätter 4 (Bunte Schatztruhen) und 5 (Graue Schatztruhen). Die Schatztruhen können grün, rot oder grau sein. Auf die Rückseite der roten Schatztruhen malen die Schüler ein Monster, auf die Rückseite der grünen Schatztruhen eine Belohnung. Wenn sie das Arbeitsblatt 4 verwenden, können sie entlang der durchgezogenen Linien schneiden und entlang der gestrichelten Linien falten. Dann befinden sich automatisch die Gespenster auf der Rückseite der roten Schatztruhen und die Goldmünzen auf der Rückseite der grünen Schatztruhen.
Ausgangssituation
Der Lehrer verwendet erneut das 4x3-Gitter aus den vorherigen Unterrichtsstunden und setzt darauf den Kobold, das Haus sowie einige grüne und rote Schatztruhen, zum Beispiel so wie in Abb. 1.
Abb. 1: Gitter mit Kobold, Haus und Schatztruhen
Der Lehrer erläutert den Schülern die Karten mit den Schatztruhen und die Spielregeln für das neue Spiel. Öffnet der Kobold eine grüne Schatztruhe, bekommt er eine Belohnung. Öffnet er eine rote Schatztruhe, erschreckt ihn das Gespenst und er rennt zurück auf das Startkästchen (oben links).
Der Lehrer fragt die Schüler nun: "Kann der Kobold mit den Anweisungen, die wir bisher verwendet haben (den Pfeilen), eine Schatztruhe öffnen?". Nein, das kann er nicht. Er kann sich nur über das Gitternetz bewegen. Der Lehrer führt also eine weitere Anweisung ein: die Anweisung "Öffne die Schatztruhe". Die entsprechenden Anweisungskarten können die Schüler aus dem Arbeitsblatt 6 (Anweisungskarten – Schatztruhe öffnen) ausschneiden.
Abb. 2: Dieses Programm enthält einen Fehler.
Damit den Schülern wirklich klar wird, dass man eine Schatztruhe ohne diese Karte nicht öffnen kann, lösen alle gemeinsam die Aufgabe aus Abb. 1. Der Kobold soll alle Goldmünzen einsammeln, ohne dem Gespenst zu begegnen. Der Lehrer kann auch eine Lösung verteilen, die absichtlich einen Fehler enthält (Abb. 2). Die Schüler müssen dann den Fehler finden.
Die Schüler folgen den Anweisungen des Programms: Die erste Schatztruhe wird geöffnet und enthält zur großen Freude der Schüler Goldmünzen. Dann wandert der Kobold weiter auf das Feld mit der roten Schatztruhe, diese wird aber nicht geöffnet. Leider geht er dann an der zweiten grünen Schatztruhe vorbei und öffnet die zweite rote Schatztruhe. Mit dieser Vorführung haben die Schüler begriffen, dass für den Kobold keine Gefahr besteht, wenn er auf einem Kästchen mit einer roten Schatztruhe steht – solange er diese nicht öffnet.
Die Schüler korrigieren das fehlerhafte Programm. Eine mögliche Lösung ist in Abb. 3 gezeigt.
Abb. 3: Korrigierte Version des Programms
Experimentieren: Die Goldmünzen einsammeln, ohne dem Gespenst zu begegnen (ganze Klasse)
Das nächste Beispiel lösen die Schüler selbstständig. Dazu ändert der Lehrer die Positionen der Schatztruhen, zum Beispiel so wie in Abb. 4. Die Schüler erstellen nun ein Programm, das dem Kobold die richtigen Anweisungen gibt: Er soll alle Goldmünzen einsammeln, ohne dem Gespenst zu begegnen, und anschließend nach Hause gehen.
Abb. 4: Gitter mit Kobold, Haus und Schatztruhen – Variante
Abb. 5: Mögliche Lösung für die Aufgabe aus Abb. 4
Abb. 6: Ein Kind "programmiert" das Schatzsuche-Spiel [1].
Experimentieren: Die Goldmünzen einsammeln, ohne zu wissen, in welcher Schatztruhe sie sich befinden
Nun wird das Spiel schwieriger. Die Schatztruhen sind nicht mehr grün oder rot, sondern grau. Unter jeder Karte mit einer grauen Schatztruhe ist eine Karte mit einer grünen oder einer roten Schatztruhe versteckt. "Der Kobold weiß, wo sich Schatztruhen befinden, aber er weiß nicht im Vorhinein, welche Farbe sie haben. Was tun?"
Abb. 7: Gitter mit Kobold, Haus und grauen Schatztruhen
Die Schüler diskutieren über die Aufgabe. Der Kobold muss zu jeder Schatztruhe wandern, er muss aber wissen, welche Farbe sie hat, bevor er sie öffnet. Man müsste also den folgenden Satz programmieren können:
WENN die Schatztruhe grün ist, DANN sollst du sie öffnen.
Wissenschaftliche Anmerkungen
- Der Lehrer macht deutlich: Man unternimmt nichts, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist: WENN die Schatztruhe grün ist, DANN wird sie geöffnet, SONST wird sie nicht geöffnet.
- Wenn der Kobold sich also auf einem Kästchen mit einer roten Schatztruhe befindet, dann folgt er der Anweisung, indem er die Schatztruhe nicht öffnet. Das ist weder ein Fehler noch ist der Kobold ungehorsam.
Abb. 8: Ein Programm, das Tests (Abfragen) enthält.
Der Lehrer führt eine weitere Anweisungskarte ein (siehe das Arbeitsblatt 7). Diese Karte stellt einen sogenannten Test dar [2]. Sie knüpft eine Anweisung ("Öffne die Schatztruhe") an eine Bedingung ("Ist die Schatztruhe grün?"). Die Anweisung wird nur dann ausgeführt, wenn die Bedingung erfüllt ist.
Wenn der Kobold die Frage stellt "Ist die Schatztruhe grün?", entfernt der Lehrer die Karte mit der grauen Schatztruhe, sodass sichtbar wird, ob sich darunter eine grüne oder eine rote Schatztruhe befindet.
Die Klasse "schreibt" mit den neuen Karten ihr bisheriges Programm um. Das Ziel ist nach wie vor, dass der Kobold alle Münzen einsammelt und sicher nach Hause kommt, ohne dem Gespenst begegnet zu sein. Eine mögliche Lösung ist in Abb. 8 dargestellt. Die Anweisung zum Öffnen der Schatztruhen kommt genau vier Mal vor – es gibt ja auch vier Schatztruhen.
Zusammenfassung
Die Schüler fassen zusammen, was sie in dieser Unterrichtsstunde gelernt haben.
Beispiel: Mit einem Test (einer Abfrage) in einem Programm kann man erreichen, dass eine Anweisung nur dann ausgeführt wird, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.
Mögliche Erweiterung
- Die Schatztruhen können immer wieder anders positioniert werden.
- Eventuell können die Schüler noch eine SONST-Karte basteln: "WENN die Schatztruhe grün ist, DANN öffnet der Kobold sie, um an die Goldmünzen zu kommen, SONST wird die Schatztruhe vergraben, damit seine Freunde nicht Gefahr laufen, sie zu öffnen".
Fußnoten
1: Kindergarten- und Vorschulgruppe von Laurence Bensaid (Paris)
2: Das Wort "Test" ist ein Begriff aus der Informatik. Man kann statt "Test" auch "Abfrage" sagen.
Letzte Aktualisierung: 29.11.2023
