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Homepage > Aktivitäten > Informatik > Programmieren > 1, 2, 3 ... > Klasse 1 bis 3 > 1: Das Spiel mit dem Kobold > Schlei­fen programmieren

1.5 (optional): Schleifen programmieren

Autor/inn/en:
Publikation: 14.9.2016
Lernstufe: 2
Übersicht: Wenn die von dem Kobold durchlaufenen Strecken länger und/oder kom­plizierter werden, sollte man die Schreibweise des Programms vereinfa­chen. Man verwendet dann (Programm-)Schleifen.
Angestrebte Kenntnisse:
  • Algorithmen:
    • Mit einer Schleife im Programm kann man eine Anweisung wiederholen.
Wortschatz: Schleife
Dauer: 30 Minuten
Material: Für die Klasse:
Herkunft: La main à la pâte, Paris

Ausgangssituation

Der Lehrer präsentiert den Schülern ein größeres Gitternetz (6 mal 6 Käst­chen), auf dem nur der Kobold und das Haus zu sehen sind, keine Schatztru­hen.

Kobold und Haus auf 6x6-Gitter

Abb. 1: Kobold und Haus auf einem 6x6-Gitter

Der Lehrer bittet die Schüler ein Programm zu erstellen, das dem Kobold er­möglicht bis zu seinem Haus zu kommen. Das sollte den Schülern inzwischen leicht fallen. Der einfachste Weg folgt geraden Strecken (erst wandert der Kobold nach rechts und anschließend nach unten). Kompliziertere Wege wären "Treppenstufen" und/oder Umwege. Ein Beispiel für ein Programm zeigt Abb. 2.

5 Pfeile nach rechts, vier Pfeile nach unten

Abb. 2: Der Kobold kann zum Beispiel 5 Kästchen nach rechts und 4 Kästchen nach unten gehen.

Pfeil mit Zahl 3

Für dieses Programm werden sehr viele Anweisungskarten benö­tigt, obwohl der Weg eigentlich sehr einfach zu beschreiben ist. Der Lehrer fragt die Schüler, ob sie eine Idee hätten, wie man dieses Programm vereinfachen könnte. Er kann ihnen einen Tipp geben, indem er sie darauf aufmerksam macht, dass es viele Wiederholungen gibt. Anstatt die gleiche Karte mehrmals zu ver­wenden, könnte man auf die Karte schreiben, wie oft sie eingesetzt werden soll. Die Klasse diskutiert verschiedene Möglichkeiten.

Wir raten, mit Bleistift auf die Karte zu schreiben, wie oft die Anweisung wie­derholt werden soll. Diese Variante hat den Vorteil, dass sie dem Aussehen von Schleifen in der Software Scratch Junior ähnelt, die in der Unterrichtseinheit 4 zum Einsatz kommt.

Der Lehrer erklärt, was eine Schleife ist: In einer Schleife wird die gleiche An­weisung mehrmals wiederholt. Der Einsatz von Schleifen macht ein Programm übersichtlicher. Aus dem Programm in Abb. 2 wird das Programm in Abb. 3.

Pfeil nach rechts mit Zahl 5, Pfeil nach unten mit Zahl 4

Abb. 3: Die Anweisung "5 Kästchen nach rechts und 4 Kästchen nach unten gehen"

Die Schüler holen ihre ersten Programme wieder hervor und schauen, welche man mit Schleifen vereinfachen könnte.

Anwendungsbeispiel

Der Lehrer verteilt graue Schatztruhen auf dem 6x6-Gitternetz. Der Kobold soll wieder nach Hause gehen und unterwegs so viele Goldmünzen einsammeln wie möglich, ohne dem Gespenst zu begegnen. Je nach Alter der Schüler kann diese Aufgabe in kleinen Gruppen oder im Rahmen der gesamten Klasse gelöst werden.

Kobold, Haus und 4 graue Schatztruhen auf 6x6-Gitter

Abb. 4: Kobold, graue Schatztruhen und Haus auf dem 6x6-Gitter

Komplexeres Programm mit Wiederholungen und Wenn-dann-Anweisungen

Abb. 5: Mögliche Lösung der Aufgabe aus Abb. 4. Das Programm enthält Wiederho­lungen und Wenn-dann-Anweisungen.

Tafelbild mit komplexerem Programm

Abb. 6: Tafelbild mit komplexerem Programm [1]

Zusammenfassung

Die Schüler fassen zusammen, was sie in dieser Unterrichtsstunde gelernt haben.

Beispiel: In einem Programm kann man mit einer Schleife eine Anweisung wiederholen.

Mögliche Erweiterung

Mit älteren Schülern kann man das Thema Schleifen noch vertiefen. Sie sollen darauf kommen, dass man in einer Schleife auch mehrere Anweisungen hinter­einander schreiben kann. Der Lehrer zeigt den Schülern das "Treppengitter" von Abb. 7 und fordert sie auf, ein Programm zu erstellen, das mit möglichst wenig Anweisungskarten auskommt.

Teilgitter (Diagonale) mit Kobold und Haus

Abb. 7: Veranschaulichung von Wiederholungen

Zuerst schreibt die Klasse ein Programm, das die Aufgabe löst. Jetzt wo sie den Vorteil von Schleifen kennen, werden sie versuchen, Schleifen in ihr Programm einzubauen. Aber wie schreibt man zwei Anweisungen in eine Schleife? Der Lehrer schlägt die Schreibweise von Abb. 8 vor. Auch diese Schreibweise ist kompatibel mit dem entsprechenden Befehl in der Program­miersprache Scratch Junior.

Ein Schritt nach rechts und ein Schritt nach unten – 5 Mal wiederholt

Abb. 8: Ein Schritt nach rechts und ein Schritt nach unten – 5 Mal wiederholt

Zusammenfassung der Unterrichtseinheit

Abb. 9: Zusammenfassung der Unterrichtseinheit

Besitzt die Schule einen Satz Roboter, kann der Lehrer mit der folgenden Un­terrichtseinheit weitermachen. Diese ist allerdings auf den Roboter Thymio aus­gerichtet, sodass der Lehrer sich höchstens an dem Grundgerüst der Unterrichtseinheit orientieren kann, falls die Schule andere Roboter besitzt. Hat die Schule dagegen keine Roboter, geht es direkt weiter mit der Unter­richtsstunde 2.5 (Zusammenfassung: Was ist ein Roboter?).


Fußnote

1: Vorschulgruppe von Caroline Fayard (Paris)

Letzte Aktualisierung: 22.12.2016

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