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1, 2, 3 ... kodiert, programmiert, verschlüsselt! – Informatik in der Grund­schule

Autor/inn/en:
Logo von 1, 2, 3 ... kodiert, programmiert, verschlüsselt! – Informatik in der Grundschule
Publikation: 17.1.2017
Lernstufen: 23
Dauer: Das Modul gliedert sich in 9 Unter­richtseinheiten:
Herkunft: La main à la pâte, Paris. Originalversion:
www.fondation-lamap.org/123codez
Bewertung:
5 (1 Bewertung)


Übersicht über die Unterrichtseinheiten

ohne Computer mit Computer mit Tablet mit Roboter

KLASSE 1 bis 3
Unterrichtseinheit 1: Das Spiel mit dem Kobold
1.1: Eine Spielfigur wan­dert über ein Gitternetz Die Schüler lassen eine Spielfigur über ein Gitter­netz wandern. Sie geben ihr genaue Anweisungen.
1.2: Die Bewegung des Kobolds programmieren Die Schüler kombinieren mehrere Anweisungen. Sie programmieren eine komplexere Bewegung der Spielfigur.
1.3: Formative Evalua­tion: Andere Strecken, anderes Programm Die Schüler üben sich im Programmieren: Sie lassen den Kobold andere Strecken laufen.
1.4: Mit Wenn-dann-Sätzen auf Schatzsuche Die Schüler vertiefen ihre Programmierkennt­nisse: Sie arbeiten mit bedingten Anweisungen (wenn ..., dann ...).
1.5 (optional): Schleifen programmieren Wenn die von dem Kobold durchlaufenen Strecken länger und/oder komplizierter werden, sollte man die Schreibweise des Programms vereinfachen.
Unterrichtseinheit 2: Mit einem Roboter spielen
2.1: Der Roboter Thymio Die Schüler machen sich mit dem Roboter Thymio vertraut.
2.2: Je nach Farbe ein anderes Verhalten Die Schüler entdecken, dass sich Thymio je nach Betriebsmodus unterschiedlich verhält.
2.3: Thymio folgt einer Spur Die Schüler entdecken Thymio im Türkis-Modus. Sie bereiten einen Parcours vor, dem Thymio selbst­ständig folgen soll.
2.4: Wie kommt Thymio aus dem Labyrinth? Die Schüler bauen ein Labyrinth. Sie erkunden alle Möglichkeiten, wie Thymio wieder aus dem Labyrinth herausfindet.

2.5: Zusammenfassung: Was ist ein Roboter? Die Schüler haben sich mit dem Kobold auf sei­nem Gitter und/oder mit Thymio befasst und kön­nen nun definieren, was ein Roboter ist: Eine Ma­schine, die mit ihrer Umgebung interagieren kann.
Unterrichtseinheit 3: Das große Abenteuer
3.1: Wie kommt Malaika den Berg hinunter? Malaika erwacht auf einem unbekannten Berg. Beim Abstieg muss sie zahlreiche Hindernisse über­winden. Die Schüler geben ihr bedingte An­wei­sungen.
3.2: Eine Nachricht entschlüsseln Kaum ist sie vom Berg hinabgestiegen, muss Ma­laika eine Nachricht entschlüsseln, die in einen Baumstamm geritzt wurde.
3.3: Einen Parcours programmieren Malaika sieht den Schatz am Meeresgrund, kann ihn aber nicht bergen. Ein kleines U-Boot soll den Schatz holen. Die Schüler erfinden eine Sprache, um das U-Boot fernzusteuern.
3.4: Den Zauberer befragen Malaika muss einen Zauberer befragen und bittet die Vögel um Hilfe. Mit weißen und schwarzen Steinchen "malt" sie ein Bild auf dem Boden. Die Schüler erkunden, wie man ein Bild verpixelt.
3.5 (optional): Backen nach Rezept Dank der Hilfe des Zauberers kann Malaika ein Pfannkuchen-Törtchen backen. Die Schüler analy­sieren die Struktur des Rezepts und ordnen die einzelnen Sätze den Elementen eines Algorithmus zu.
3.6 (optional): Einen Zau­berschlüssel anfer­tigen Malaika weiß nun, wie sie wieder nach Hause kommt. Der Zauberer gibt ihr zum Abschied einen Zauberschlüssel, mit dem sie jederzeit wieder in die Welt des Zauberers zurückkehren kann.
Unterrichtseinheit 4: Das große Abenteuer – mit Scratch Junior auf einem Tabletcomputer
4.1: Erste Schritte mit Scratch Junior Die Schüler machen sich mit Scratch Junior ver­traut. Scratch besitzt eine intuitive grafische Ober­fläche, mit der die Kinder erkunden, wie sie die Bewegungen einer Figur steuern können. Die Software ist geeignet für 5- bis 8-jährige Kinder.
4.2: Der Anfang der Ge­schichte Die Schüler programmieren das erste Kapitel von Malaikas Geschichte. Dabei lernen sie neue Funk­tionen von Scratch Junior kennen: eine Figur lö­schen, eine neue Figur hochladen, ein Bühnenbild auswählen.
4.3: Mit Schleifen ein Programm vereinfachen Die Schüler vertiefen ihre Scratch-Kenntnisse und erkunden wie eine Schleife (Wiederhole ... Mal) funktioniert. Sie üben vorherzusehen, was ein be­stimmtes Programm (das Schleifen und Bewe­gungsanweisungen enthält) bewirken wird.
4.4: Mit Unterprogram­men arbeiten Die Schüler lernen neue Funktionalitä­ten von Scratch Junior kennen und festigen ihr Verständnis der Begriffe Programm und Anwei­sungssequenz.
4.5: Anweisungen wieder­holen – Schleifen und End­losschleifen Die Schüler befassen sich mit Schleifen und End­losschleifen.
4.6: Dialoge aufnehmen und speichern Die Schüler lassen ihre Figuren sprechen.
4.7: Das Ende der Ge­schichte selbst erzählen Die Schüler erfinden das Ende von Malaikas Ge­schichte. Sie setzen ihre neu erworbenen Pro­grammierkenntnisse ein, um das Programm fer­tigzustellen.
Unterrichtseinheit 5 (Alternative zur Unterrichtseinheit 4): Das große Abenteuer – mit Scratch auf dem Computer
5.1: Erste Schritte mit Scratch Die Schüler machen sich mit Scratch vertraut. Die intuitive grafische Oberfläche erleichtert den Schü­lern das Programmieren.
5.2: Wie lässt sich eine Figur in die gewünschte Richtung bewegen? Die Schüler erkunden die verschiedenen Befehle, die eine Figur auf dem Bildschirm in Bewegung setzen.
5.3: Eine Figur auswählen und steuern Malaika tritt aus dem Wald heraus und läuft am Fluss entlang bis zum Meer. Die Schüler setzen ihre bisherigen Scratch-Kenntnisse ein. Neu hinzu kommen die Begriffe Initialisierung und Schleife.
5.4: Mehrere Figuren steuern Malaika sieht den Schatz am Meeresgrund und ein Oktopus hilft ihr, den Schatz zu bergen. Die Schü­ler lernen, wie sie in ihrem Programm ein zweites Bühnenbild und eine weitere Figur hinzufügen.
5.5: Die Kapitel der Geschichte verbinden Die Schüler verknüpfen die beiden ersten Kapitel der Geschichte. Sie lernen, wie man mit "Nach­richt senden" und "Nachricht empfangen" ver­schie­dene Teile eines Programms verbinden kann.
5.6: Anweisungen wieder­holen – Endlosschleifen und bedingte Schleifen Der Oktopus schwimmt zum Meeresgrund und birgt den Schatz. Die Schüler lernen Endlosschlei­fen und bedingte Schleifen zu programmieren.
5.7: Das Ende der Ge­schichte selbst erzählen Die Schüler erzählen ihr eigenes Ende der Ge­schichte und programmieren es anschließend. Dabei vertiefen sie ihre Scratch-Kenntnisse.

KLASSE 4 BIS 6
Unterrichtseinheit 6: Robotik mit Thymio
6.1: Thymio, der Roboter Die Schüler machen sich mit dem Roboter Thymio vertraut. Sie probieren die verschiedenen Be­triebs­modi aus und beobachten, wie Thymio aus einem Labyrinth herausfindet.
6.2: Thymio programmie­ren – Teil 1 Die Schüler erkunden, wie man Thymio program­mieren kann. Mit Hilfe der grafischen Oberfläche erstellen sie selbst kleine Programme.
6.3: Thymios Sensoren Die Schüler lernen, wie sie mit VPL-Befehlen die Zustände von Thymios Sensoren "auslesen" kön­nen, um bestimmte Aktionen zu starten.
6.4: Thymio programmie­ren – Teil 2 Die Schüler erstellen ihre ersten VPL-Programme für Thymio.
6.5: Ein Hindernislauf für Thymio Die Schüler sollen Thymio so programmieren, dass er sich verhält als arbeite er im vorpro­grammierten "erforschenden (gelben)" Modus. Sie testen ihr Programm in einem Labyrinth.
Unterrichtseinheit 7: Planung einer Reise zu einem unbekannten Planeten
7.1: Ein Fahrzeug fern­steuern Die Schüler wollen ein Fahrzeug fernsteuern. Sie geben dem Fahrzeug Befehle in einer Program­miersprache.
7.2: Mit Zahlen eine Nachricht verschlüsseln Die Schüler verschlüsseln eine Textnachricht. Da­für erstellen sie eine Zuordnungstabelle zwischen Buchstaben und Zahlen. Anschließend schicken sich die Schüler gegenseitig verschlüsselte Nach­richten.
7.3: Information binär kodieren Die Schüler erkunden, wie man mit dem Binär­code Information kodieren kann.
7.4: Nachrichten binär kodieren/dekodieren Die Schüler kodieren und dekodieren eine kurze Textnachricht. Sie verwenden dafür wieder den Binärcode.
Unterrichtseinheit 8: Die Weltraummission mit Scratch simulieren
8.1: Erste Programmier­schritte mit Scratch Die Schüler machen sich mit Scratch vertraut. Die intuitive grafische Oberfläche erleichtert den Schü­lern das Programmieren.
8.2: Den Hintergrund des Spiels gestalten und spei­chern Die Schüler lernen, wie man das Scratch-Bühnen­bild und die Figuren individuell gestalten kann. Sie diskutieren, wie sie das Spiel programmieren könnten.
8.3: Den Rover steuern Die Schüler erstellen ihr erstes Programm: Sie steuern den Rover mit Hilfe der Pfeiltasten. Sie machen sich mit dem Begriff des Koordinaten­systems vertraut.
8.4: Objekte sammeln und den Punktestand verwalten Die Schüler vervollständigen ihr Programm. Die Schüler lernen bedingte Anweisungen zu program­mieren und "Sensoren" zu verwenden.

8.5 (optional): Die Pro­grammierkenntnisse ver­tiefen Die Schüler wiederholen die Begriffe Variable, Test, Schleife, logischer Operator und definieren noch einmal genauer, was ein Algorithmus ist.
8.6: Hindernisse umschif­fen und Anzahl der Leben verwalten Die Schüler bauen Hindernisse ein (= neue Figu­ren). Wenn man gegen diese Hindernisse stößt, verliert man ein Leben (neue Variable "Leben"). Sie verwenden Tests, Schleifen, Variablen und vertiefen den Begriff "Ereignis".
8.7: Das Spiel beenden Die Schüler fügen ihrem Programm ein Test hinzu, der abfragt, wie viele Leben der Spieler noch hat. Hat er keine mehr, erscheint "Das Spiel ist aus!".
8.8: Das Rover-Spiel spannender machen Das Rover-Spiel wird zu Ende programmiert. Die Schüler fügen Elemente hinzu, um das Spiel span­nender zu machen, zum Beispiel einen Countdown und einen Wirbelsturm.
8.9: Das Programmieren mit Scratch vertiefen Die Schüler erkunden weitere Funktionalitäten von Scratch, um individuelle Projekte umsetzen zu können.
Unterrichtseinheit 9: Nachrichten an die Erde funken
9.1: Bilder versenden und empfangen Die Schüler entdecken, dass ein Bild aus einem Gitter von Bildpunkten (Pixeln) besteht. Sie be­fassen sich mit dem Begriff Auflösung.
9.2: Ein Schwarz-Weiß-Bild kodieren Die Schüler kodieren ein Schwarz-Weiß-Bild.
9.3 (optional): Graustufenbilder und bunte Bilder kodieren Die Schüler kodieren Graustufenbilder und bunte Bilder.
9.4: Wie bleiben Nach­rich­ten vertraulich? Die Schüler überlegen sich, wie man eine Nach­richt vertraulich verschicken kann. Sie verwenden dazu die Caesar-Verschlüsselung.
9.5 (optional): Wie kann man sichergehen, dass Daten richtig übertragen wurden? Fehler, die beim Abspeichern oder bei der Über­tragung einer Datei aufgetreten sind, lassen sich finden und korrigieren.

Letzte Aktualisierung: 14.11.2017

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