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Homepage > Aktivitäten > Informatik > Programmieren > 1, 2, 3 ... > Klasse 4 bis 6 > 8: Weltraummission mit Scratch > Punktestand

8.4: Objekte sammeln und den Punktestand verwalten

Autor/inn/en:
Publikation: 29.9.2016
Lernstufe: 3
Übersicht: Die Schüler vervollständigen ihr Programm: Man kann nun Objekte ein­sam­meln (neue Figuren). Außerdem wird ein Punktestand eingeführt. Die Schüler lernen bedingte Anweisungen zu programmieren und "Senso­ren" zu verwenden.
Angestrebte Kenntnisse:
  • Algorithmen:
    • Mit einer Schleife im Programm kann man eine Anweisung wiederholen.
    • Ein Test in einem Programm bestimmt, welche Aktion durchgeführt wer­den soll, wenn eine Bedingung erfüllt ist.
    • Eine Bedingung ist ein logischer Ausdruck, der entweder wahr oder falsch sein kann.
  • Maschinen:
    • Eine Variable ist wie eine "Dose", die sich an einem bestimmten Spei­cher­ort im Computer befindet. Man kann in dieser Dose einen Wert abspeichern ("lagern"), um ihn später wieder zu benutzen oder zu ver­ändern.
  • Programmiersprachen:
    • Bei der ereignisorientierten Programmierung werden Befehle erst nach Ein­treten eines bestimmten Ereignisses ausgeführt.
    • Bei der parallelen Programmierung werden mehrere Anweisungen gleich­zei­tig ausgeführt.
Wortschatz: Schleife, Test, Sensor, Zufallszahl
Dauer: ca. zwei Stunden
Material: Für die Klasse: Für jede Zweiergruppe:
  • ein Computer, auf dem Scratch installiert ist (oder ein Computer mit guter Internetanbindung, um Scratch online zu verwenden)
  • neue Figuren (Herunterladen mit einem Klick der rechten Maustaste auf das jeweilige Bild):
    Eis   Busch
Für jeden Schüler:
Herkunft: La main à la pâte, Paris

Pädagogische Anmerkungen

  • Es handelt sich hier um die zentrale Phase dieser Unterrichtseinheit. Damit die verschiedenen Objekte (Hindernisse, Wasser & Nahrung) das machen, was sie sollen, müssen die Schüler viele neue Begriffe kennen­lernen und einsetzen: Tests, Variablen, Sensoren, Operatoren.
  • Um nicht alle Begriffe auf einmal einführen zu müssen, schlagen wir eine Reihe von kleinen Aufgaben vor, in denen die Begriffe nach und nach vorkommen. Trotz dieses Vorgehens werden die Schüler (mindestens) bei der relativ schwierigen Aufgabe 2 die Hilfe der Lehrerin benötigen.
  • Spätestens jetzt wird man sich damit abfinden müssen, dass die einzel­nen Gruppen in sehr unterschiedlichem Tempo vorankommen. Man sollte diejenigen, denen das Programmieren leichter fällt, auf keinen Fall aus­bremsen, sonst besteht die Gefahr, dass sie sich langweilen. Die Auftei­lung der Unterrichtsstunde in viele kleine Aufgaben macht es für die Leh­rerin leichter: Jede Gruppe hat zu jeder Zeit etwas zu tun.
  • Wir raten, die Zweiergruppen so zusammenzustellen, dass beide Schüler ein ähnliches Niveau haben. Bei einem allzu ungleichen Team wird der versiertere Schüler alles machen und der andere nur passiv neben ihm sitzen.

Die Lehrerin erklärt, dass die Besatzung der Basisstation Wasser und Nahrung braucht, um zu überleben. Wasser gibt es auf dem Planeten in Form von Eis, als Nahrung gibt es eine Pflanzenart. (Dass auf einem kargen Planetenboden Pflanzen wachsen und es parallel Wasser nur in Form von Eis gibt, ist nicht gerade realistisch, aber das soll uns nicht weiter stören, es ist ja nur ein Spiel.) Der Spieler muss den Rover so steuern, dass er Eisstücke und Pflanzen sammelt. Für jedes Stück Eis und jede Pflanze gibt es einen Punkt. Es soll also auch ein Punktestand programmiert werden.

Grüner Punkt Aufgabe 1: Ein Objekt (neue Figur) hinzufügen (5 min)

Die Schüler öffnen das am Ende der letzten Stunde abgespeicherte Programm. Sie laden eine neue Figur hoch: einen Eisbrocken (Datei Eis.png, siehe Dateien für das Rover-Spiel).

Die Lehrerin erinnert die Schüler daran, dass sie die Anfangsposition des Eis­brockens festlegen müssen (Initialisierung mit "gehe zu x:[--] y: [--]"). Sie können das Eis irgendwo auf dem Planetenboden platzieren (Rover und Eis sollten natürlich nicht übereinander liegen).

Der Rover und Eis auf dem Planeten

Abb. 1: Rover und Eis auf dem Planeten (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Pädagogische Anmerkung

Das Eis hat seinen eigenen Skriptbereich. Man wechselt die Skriptbereiche, indem man auf die jeweilige Figur im Figurenbereich klickt. Es kann theore­tisch genauso viele Programme geben, wie es Figuren gibt. Alle Programme laufen parallel.

Roter Punkt Aufgabe 2: Wenn der Rover es berührt, sagt das Objekt "Bravo!" (20 min)

Die Schüler schreiben ein Skript für das Eis: Es soll "Bravo!" sagen, wenn es vom Rover berührt wird. Die Lehrerin lässt die Schüler zunächst selbst probie­ren. Sie geht von Gruppe zu Gruppe und hilft, wenn nötig. Die Aufgabe kann schrittweise gelöst werden.

Skript für das Eis

Abb. 2: Skript für das Eis

Wenn man nun das Programm startet und den Rover auf das Eis zusteuert, pas­siert nichts (es gibt keine Sprechblase mit "Bravo!"). Warum nicht? Die Klasse kann gemeinsam besprechen, was dieses Programm macht, Schritt für Schritt.

Der Test wird in diesem Programm nur ein Mal ausgeführt, gleich nach der Ini­tialisierung (bei der das Eis an seine Anfangsposition gesetzt wird). Am Anfang berühren sich aber Rover und Eis nicht. Deshalb erscheint "Bravo!" auch nicht. Das hat seine Richtigkeit.

Damit das Programm richtig funktioniert, muss der Test "Berührt das Eis den Rover?" permanent ausgeführt werden, sodass sobald Eis und Rover sich be­rüh­ren, der Folgebefehl ausgeführt werden kann. Also setzt man den Test in eine Endlosschleife aus der Kategorie "Steuerung" (siehe Abb. 3).

Korrigiertes Skript für das Eis

Abb. 3: Korrigiertes Skript für das Eis

Grüner Punkt Aufgabe 3: Ein Objekt verschwinden lassen, wenn es berührt wird (10 min)

Dazu muss man im Skript für das Eis lediglich die Anweisung "Sage [Bravo!]" durch eine Anweisung ersetzen, die das Eis verschwinden lässt. Das geschieht mit dem Befehl "verstecke dich" aus der Kategorie "Aussehen".

Achtung, sobald man das Programm ein Mal gestartet hat, und der Rover das Eis berührt hat, ist und bleibt das Eis verschwunden. Damit es bei jedem Pro­grammstart im Bühnenbild erscheint, muss direkt hinter dem Ereignisbefehl "Wenn [grüne Flagge] angeklickt" der Befehl "zeige dich" eingefügt werden.

Wenn ein Objekt berührt wird, verschwindet es

Abb. 4: Wenn ein Objekt berührt wird, verschwindet es.

Roter Punkt Aufgabe 4: Die Variable "Punktestand" hinzufügen (5 min)

Die Lehrerin erinnert die Schüler an den Punktestand. Der Punktestand soll je­des Mal um einen Punkt erhöht werden, wenn der Rover das Eis berührt hat – das heißt wenn er Wasser für die Menschen in der Basisstation besorgt hat. Auch hier können die Schüler zunächst selbst erforschen, in welcher Kategorie vielleicht etwas Passendes wäre. Die Lösung findet sich dieses Mal in der Ka­tegorie "Daten". Man muss dort auf "Neue Variable" klicken.

Variablen hinzufügen

Abb. 5: Variablen hinzufügen

Pädagogische Anmerkungen

  • Die neue Variable könnte man "Punktestand" oder "Punkte" nennen. Die Variable kann entweder "lokal" oder "global" sein. Das heißt entweder kann nur die Figur, in deren Skript sie erzeugt wird, auf die Variable zu­greifen oder alle Figuren. Beim Erzeugen der Variablen hat man daher die Wahl zwischen "Für alle Figuren" und "Nur für diese Figur".
  • Damit ein Programm leichter verständlich bzw. lesbar ist, sollte man den Variablen sprechende Namen geben. Den Variablen vernünftige Namen zu geben, ist eine gute Gewohnheit, die auch bei der Fehlersuche hilft. "Punktestand" ist zum Beispiel ein eindeutiger Name. Manche Schü­ler verwechseln Variable und das, was man mit der Variablen tun möchte, und nennen sie zum Beispiel "den Punktestand um 1 erhöhen".
  • Die Schüler werden feststellen, dass die erzeugte Variable oben links im Bühnenbild angezeigt wird, zusammen mit ihrem Wert. Soll sie nicht an­gezeigt werden, muss man in der Kategorie "Daten" das Häkchen links neben der Variablen entfernen.

Da der Punktestand von den Aktionen mehrerer Figuren beeinflusst wird, ist es sinnvoll, dass alle Figuren auf die Variable "Punktestand" zugreifen können.

Die Lehrerin kann die Schüler darauf aufmerksam machen, dass sie bereits mit Variablen herumhantiert haben, und zwar mit den Koordinaten x und y, die die Position einer Figur auf dem Bildschirm bestimmen. Diese Variablen waren in Scratch schon vorhanden und die Schüler haben mit ihnen Tests gemacht, ihnen Werte zugeordnet usw.

Grüner Punkt Aufgabe 5: Den Punktestand ändern (5 min)

Die Schüler beschließen, wie der Punktestand erhöht wird. Zum Beispiel könnte es jedes Mal einen Punkt geben, wenn der Rover das Eis oder die Pflanze be­rührt. Die Schüler müssen dann nach dem Befehl suchen, mit dem die Variable "Punk­testand" um 1 erhöht wird.

Punktestand um einen Punkt erhöhen

Abb. 6: Die Variable "Punkte" um einen Punkt erhöhen

Abb. 7 zeigt, wie es geht: In das Skript für das Eis wird der Befehl "ändere [Punkte] um [1]" eingefügt, und zwar innerhalb des Tests "falls < wird [Rover] berührt? > dann ...", direkt unterhalb der Anweisung "verstecke dich".

Programm mit Punktestand

Abb. 7: Programm mit Punktestand

Pädagogische Anmerkung

  • Die bereits im Programm verankerten Variablen x und y findet man in der Kategorie "Bewegung" (ganz unten). Ebenso die Befehle, die diese bei­den Variablen beinhalten, wie zum Beispiel "ändere x um [10]" oder "setze x auf [0]". Die durch den Nutzer erzeugten Variablen befinden sich dagegen alle unter der Kategorie "Daten". Dort gibt es die Befehle "setze [Variable] auf [--]" und "ändere [Variable] um [--]". Mit dem ers­ten Befehl gibt man der Variablen einen festen Wert. Mit dem zweiten Befehl kann man den Wert der Variablen um eine bestimmte Zahl erhö­hen (oder erniedrigen).
  • Damit sich die Schüler mit diesen beiden Befehlen vertraut machen, lässt man sie eine Weile herumspielen. Sie können an der Anzeige der Variablen im Bühnenbild immer verfolgen, was mit dem Wert der Varia­blen gerade passiert ist.

Grüner Punkt Aufgabe 6: Den Punktestand auf null setzen (10 min)

Die Schüler testen immer wieder, was passiert, wenn der Rover das Eis be­rührt. Das Programm scheint gut zu funktionieren: Das Eis ist da, der Rover berührt es, das Eis verschwindet und der Punktestand erhöht sich um 1. Allerdings wird bei jedem Neustart der Punktestand nicht zurück-, sondern fortgesetzt.

Damit der Punktestand zu Beginn des Spiels auf null gesetzt wird, muss man zu den Initialisierungsbefehlen noch den folgenden hinzufügen: "setze [Punkte] auf [0]".

Punktestand auf null setzen

Abb. 8: Zu Beginn des Spiels wird der Punktestand auf null gesetzt (im Skript des Rovers).

Roter Punkt Aufgabe 7: Objekt erscheint an zufälligem Ort (15 min)

Das Spiel wird spannender, wenn das Eis (und später auch die Pflanze) wieder erscheint, nachdem es der Rover eingesammelt hat. Es sollte aber nicht immer an der gleichen Stelle, sondern irgendwo an einem Zufallsort erscheinen. Dafür braucht man den Befehl "gehe zu x: [--] y: [--]" sowie ein neues Element aus der grünen Kategorie "Operatoren": "Zufallszahl von [--] bis [--]".

Da im Bühnenbild x zwischen −240 und +240 variieren kann, und y zwischen −180 und +180, kann man dem Eis mit dem in Abb. 9 abgebildeten Befehl eine Zufallsposition zuordnen.

Zufallsposition

Abb. 9: Gehe zu einer Zufallsposition.

Nun braucht man das Eis auch nicht mehr zu verstecken, wenn es berührt wur­de, weil es einfach an einer anderen Stelle wieder erscheint. Das end­gül­tige Skript für das Eis ist in Abb. 10 abgebildet.

Skript zum Sammeln von Objekten

Abb. 10: Skript für das Eis

Auch die Anfangsposition des Eises könnte eine Zufallsposition sein, anstatt x = 126, y = 87, wie in unserem Beispiel.

Pädagogische Anmerkung

  • Die Lehrerin wird hier wahrscheinlich wenig eingreifen müssen. Sie kann fragen, zwischen welchen Werten x und y variieren können. Die Verbin­dung zwischen "zufälliger Position" und "Zufallszahl" ist ziemlich eindeu­tig.
  • Die Lehrerin kann den Tipp geben, in der Kategorie "Operatoren" zu su­chen, aber vielleicht brauchen die Schüler den Tipp gar nicht. Dass sie in die Felder −240 und 240 bzw. −180 und 180 eingeben müssen, wer­den sie auch von selbst herausfinden.

Blauer Punkt Aufgabe 8: Eine dritte Figur hinzufügen (20 min)

Die Schüler sollen nun eine weitere Figur hinzufügen: die Pflanze. Für die Pflan­ze muss wieder das gleiche Skript geschrieben werden wie für das Eis:

Diese Aufgabe hilft den Schülern, das Gelernte zu festigen.

Zusammenfassung

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

Das Programm, wie es zum Ende dieser Unterrichtsstunde aussehen könnte: rover-spiel-8.4.sb2 (siehe Das Rover-Spiel – die fertigen Skripte).

Die Lehrerin vervollständigt das Plakat "Was ist Informatik?".

Letzte Aktualisierung: 4.1.2017

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