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

8.1: Erste Programmierschritte mit Scratch

Autor/inn/en:
Publikation: 29.9.2016
Lernstufe: 3
Übersicht: Die Schüler machen sich mit Scratch vertraut. Die intuitive grafische Ober­fläche erleichtert den Schülern das Programmieren.
Angestrebte Kenntnisse:
  • Maschinen:
    • Maschinen führen Befehle (Anweisungen) aus.
    • Mit mehreren einfachen Anweisungen kann man eine komplexe Aufga­be lösen.
  • Algorithmen:
    • Ein Algorithmus ist eine Verarbeitungsvorschrift zur Lösung eines Pro­blems.
    • Mit einer Schleife im Programm kann man eine Anweisung wiederholen.
    • Eine Endlosschleife wird unendlich oft wiederholt.
    • Eine iterative Schleife wird eine bestimmte Anzahl von Malen wiederholt.
  • Programmiersprachen:
    • Mit einer Programmiersprache kann man einer Maschine Anweisungen geben.
    • Scratch hat eine grafische Oberfläche und verwendet eine einfache Spra­che.
    • Ein Programm ist ein Algorithmus, der in einer Programmiersprache formuliert wurde.
    • Bei der ereignisorientierten Programmierung werden Befehle erst nach Ein­treten eines bestimmten Ereignisses ausgeführt.
    • Bei der sequentiellen Programmierung werden die Befehle einer nach dem anderen ausgeführt.
    • Das Ergebnis eines Programms ist reproduzierbar. Wenn sich weder die Befehle noch die in das Programm eingehenden Daten ändern, ändert sich auch das Ergebnis nicht.
Wortschatz: Programm, Skript, Figur, Befehl/Anweisung, Ereignis
Dauer: eine Stunde (eventuell zwei)
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)
Für jeden Schüler:
Herkunft: La main à la pâte, Paris

Vorbemerkung

Die Lehrerin sollte diese Unterrichtseinheit unbedingt vorher selbst durchge­führt haben. Auch ein Scratch-Anfänger kann in etwa drei Stunden das ge­samte Projekt durchgehen.

Pädagogische Anmerkungen

  • Programmieren lernt man, indem man selbst programmiert und nicht, indem man einer anderen Person beim Programmieren zuschaut! Es hilft zwar, wenn man zu zweit über eine Aufgabe grübelt, aber es ist ganz wichtig, dass jeder Schüler selbst programmiert. Deshalb sollten idea­lerweise nur zwei Schüler vor einem Computer sitzen. Sie sollten sich außerdem unbedingt abwechseln – zum Beispiel alle 10 bis 15 Minuten die Tastatur und die Maus an den Partner übergeben.
  • Idealerweise wird die Klasse für diese Unterrichtsstunde geteilt, sodass die Lehrerin mehr Zeit hat, den einzelnen Gruppen zu helfen.
  • Am Anfang wäre es gut, mindestens zweimal pro Woche mit Scratch zu arbeiten.
  • Diese Unterrichtsstunde beginnt damit, dass die Lehrerin den Schülern etwas vorführt. Anschließend muss jede Zweiergruppe eine Reihe von grundlegenden Aufgaben lösen. Nach jeder Aufgabe gibt es eine kurze Phase der gemeinsamen Erörte­rung, damit die Lehrerin sichergehen kann, dass jeder Schüler die ein­zel­nen Programmierschritte verstanden hat und sie auch wiederholen kann. Die weiteren Aufgaben lassen mehr Raum für Eigeninitiative und geben den Schülern die Möglichkeit, in ihrem eigenen Tempo voranzu­kommen.
  • Um Zeit zu gewinnen, sollten die Computer vor Unterrichtsbeginn hoch­gefahren werden.

Die folgenden Aufgaben sind je nach Schwierigkeitsgrad mit einem grünen Punkt (einfach), einem blauen Punkt (mittel), einem roten Punkt (schwierig) oder einem schwarzen Punkt (sehr schwierig/optionale Aufgabe) gekennzeich­net. Die in Klammern angegebenen Zeiten sind lediglich Richtwerte.

Grüner Punkt Aufgabe 0: Wie das Spiel zum Schluss aussehen soll (5 min)

Die Lehrerin erklärt den Schülern, dass sie die Weltraummission simulieren und dazu selbst ein kleines Videospiel programmieren werden. Sie führt den Schü­lern die Endversion des Rover-Spiels vor (das sie vorher selbst nachprogram­miert hat).

Pädagogische Anmerkungen

  • Nach dem Vorführen des Rover-Spiels machen sich die Schüler selbst daran, das Videospiel zu program­mieren. Sie knüpfen damit an die vorherige Unter­richtseinheit an (Planung einer Reise zu einem unbe­kannten Planeten): "Hier ist unser Rover, den wir mit den Pfeiltasten steuern können. Der Rover sammelt Vorräte (Wasser und Nahrung), die die Menschen in der Basisstation zum Leben brauchen. Jedes Mal, wenn Wasser oder Nahrung einge­sammelt wurde, erhöht sich der Punkte­stand des Spielers. Es gibt aber auch Gefahren. Berührt der Rover die Lava oder die Düne, verliert der Spieler ein Leben. Sind alle Leben auf­gebraucht, ist das Spiel zu Ende."
  • Die Lehrerin sollte den Schülern unbedingt klar machen, dass ein sol­ches Spiel nicht nach einer Unterrichtsstunde fertig programmiert ist. Sie werden typischerweise 6 bis 7 Stunden dafür brauchen.

Screenshot der Endversion des Spiels

Abb. 1: Screenshot der Endversion des Rover-Spiels (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Grüner Punkt Aufgabe 1: Scratch starten und erkunden (10 min)

Die Schüler starten Scratch mit einem Doppelklick auf das Icon mit dem Kat­zenkopf. Wenn Scratch zum ersten Mal auf dem Computer gestartet wird, ist die voreingestellte Sprache wahrscheinlich Englisch. Die Sprache lässt sich ganz einfach ändern, indem man auf das Globus-Symbol klickt (oben links, neben dem Logo "Scratch", siehe Abb. 2).

Der Startbildschirm von Scratch

Abb. 2: Der Startbildschirm von Scratch

Die Lehrerin erklärt den Schülern, dass Scratch eine Programmiersprache ist, die speziell entwickelt wurde, um Kindern das Programmieren beizubrin­gen. Öffnet man das Programm, sieht man eine Katzenfigur in der Mitte des "Büh­nenbilds". Dieser Katze kann man einfache Anweisungen geben. Anstatt "Anweisung" verwendet man beim Programmieren meistens das Wort "Befehl".

Die Lehrerin führt einige Befehle vor. Um zum Beispiel die Katze 10 Schritte nach rechts laufen zu lassen, muss man den Befehl "gehe [10]er-Schritt" in den Skriptbereich ziehen. Klickt man anschließend auf den Befehl, wandert die Katze 10 Schritte nach rechts (ein Schritt = 1 Pixel).

Beispiele für Anweisungssequenzen

Abb. 3: Beispiele für Befehle bzw. Befehlsblöcke

Soll die Katze 20 Schritte nach rechts gehen, muss man auf die 10 klicken, und stattdessen 20 in das Feld eingeben. Als Nächstes soll die Katze 20 Schritte nach rechts gehen und "Hallo!" sagen. Dazu muss der Befehl "sage [Hello!] für [2] Sek." in den Skriptbereich gezogen und unter den ersten Befehl geschoben werden (Abb. 3, Mitte). Der Befehl "sage [Hello!] für [2] Sek." befindet sich bei den Befehls­blöcken im Bereich "Aussehen". Jetzt muss man nur noch das e von Hello durch ein a ersetzen.

Nun soll die Katze diese beiden Befehle jedes Mal ausführen, wenn man auf die grüne Flagge rechts über dem Bühnenbild klickt. Dazu muss der Befehl "Wenn [grüne Flagge] angeklickt" aus dem Bereich "Ereignisse" vor den ersten Befehl platziert werden (Abb. 3, unten).

Die Lehrerin demonstriert nun, wie man einen Befehl (oder einen ganzen Be­fehlsblock) löscht. Dazu zieht man den Befehl oder den Befehlsblock (auf obersten Befehl klicken und Maustaste gedrückt halten) in den Bereich mit den Befehlen (links neben dem Skriptbereich).

Die grafische Oberfläche von Scratch besteht aus folgenden Elementen:

Grüner Punkt Aufgabe 2: Scratch selbstständig ausprobieren (15 min)

Die Schüler haben 15 Minuten Zeit, um selbstständig Scratch auszuprobieren. Sie sollen die verschiedenen Befehle in den verschiedenen Kategorien testen und schauen, was sie bewirken. Außerdem sollen sie üben, meh­rere Befehle zu verknüpfen:

Pädagogische Anmerkung

Man sollte unbedingt eine strikte Regel einführen, damit sich die Schüler auch tat­sächlich an Tastatur und Maus abwechseln.


Mädchen üben das Programmieren mit Scratch am Computer

Abb. 4: Mädchen üben das Programmieren mit Scratch am Computer

Grüner Punkt Aufgabe 3: Kleine Scratch-Aufgaben lösen (20 min)

Die Lehrerin gibt den Schülern ein paar einfache Aufgaben, die zum großen Teil eine Wiederholung dessen sind, was sie ihnen vorgeführt hat. Die Punkte zei­gen den Schwierigkeitsgrad an.

Grüner Punkt Aufgabe 1: Die Katze soll 10 Schritte nach rechts gehen.
 
Scratch-Befehl '10 Schritte nach rechts gehen'
Grüner Punkt Aufgabe 2: Die Katze soll 20 Schritte nach rechts gehen.
 
Zwei Mal Scratch-Befehl '10 Schritte nach rechts gehen' oder Scratch-Befehl '20 Schritte nach rechts gehen'
 
Es gibt mehrere Lösungen, die zweite ist eleganter.
Roter Punkt Aufgabe 3: Die Katze wieder in die Mitte des Bühnenbilds platzieren.
 
Scratch-Befehl 'Katze in die Mitte platzieren'
 
Es kann sein, dass einige Schüler selbst darauf kommen, aber den meisten wird die Lehrerin die Lösung zeigen müssen. Diesen Befehl sollten die Schüler unbe­dingt kennen, da die Katze vor lauter "Schritten nach rechts" irgend­wann aus dem Bühnenbild verschwindet. Mit dem obigen Befehl kann man sie wieder ein­fangen.
Grüner Punkt Aufgabe 4: Die Katze soll 20 Schritte nach rechts gehen und "Hallo!" sagen (in einer Sprechblase).
 
Scratch-Befehle '20 Schritte nach rechts gehen' und 'Hallo sagen'
 
"Hallo!" sagen heißt hier "Hallo!" schreiben. Es soll am Bildschirm eine Sprech­bla­se erscheinen, in der "Hallo!" geschrieben steht. Die Katze selbst soll nicht spre­chen – obwohl das auch möglich wäre. Die Katze kann Töne von sich geben (dafür muss man auf den Reiter "Klänge" gehen) oder eine aufgenommene Da­tei abspielen. Tipp: Den Bereich "Klänge" sollten die Schüler zu Hause auspro­bie­ren.
Blauer Punkt Aufgabe 5: Drei Mal wiederholen: "Die Katze soll 20 Schritte nach rechts ge­hen und 'Hallo!' sagen."
 
Drei Mal wiederholen: Scratch-Befehle '20 Schritte nach rechts gehen' und 'Hallo sagen'
 
Die Lehrerin kann den Schülern den Tipp geben, in der Kategorie "Steuerung" nachzu­schauen. Sie werden dort den Befehl "wiederhole [10] mal" finden und müssen nur noch die 10 durch eine 3 ersetzen. Die Schleife "umklammert" zwei Befehle. Alles, was sich innerhalb der Schleife befindet, wird 3 Mal ausgeführt.
Man sieht also die Katze, wie sie alle 2 Sekunden stehenbleibt und "Hallo!" sagt. Um die Pause zu verkürzen, kann man die 2 zum Beispiel durch 0,5 ersetzen, dann bleibt die Katze nur eine halbe Sekunde stehen.
Grüner Punkt Aufgabe 6: Unendlich oft wiederholen: "Die Katze soll 20 Schritte nach rechts gehen und 'Hallo!' sagen."
 
unendlich oft wiederholen: Scratch-Befehle '20 Schritte nach rechts gehen' und 'Hallo sagen'
 
Diese Aufgabe ähnelt der Aufgabe 5, man muss lediglich einen anderen Schlei­fentyp einsetzen.
Blauer Punkt Aufgabe 7: Wenn man auf die grüne Flagge klickt, soll die Katze erst in die Mitte des Bühnenbilds zurückkehren; anschließend soll sie unendlich oft "20 Schritte nach rechts gehen und 'Hallo!' sagen".
 
Aufgabe 7
 
Der Befehl "Wenn [grüne Flagge] angeklickt" aus dem Bereich "Ereignisse" wird an den Anfang des Skripts gesetzt. Anschließend wird die Katze in die Mitte des Bühnenbilds platziert (siehe Aufgabe 3). Erst dann kommt die Endlosschleife.
An dieser Stelle kann die Lehrerin auch den roten Knopf erklären (der aussieht wie ein Stoppschild und sich rechts neben der grünen Flagge befindet). Klickt man auf den roten Knopf, wird das Skript gestoppt. Bei einer Endlosschleife wür­de das Skript sonst unendlich lange weiterlaufen.

Zusammenfassung

Die Schüler fassen zusammen, was sie in dieser Unterrichtsstunde gelernt haben. Sie listen die Scratch-Befehle auf, die sie nun alle verwenden können:

Die Schüler können im Arbeits­blatt 32 (Einige Scratch-Befehle) an­kreuzen, welche Scratch-Befehle sie in dieser Stunde verwendet haben.

Nützliche Links zu Scratch

Letzte Aktualisierung: 17.1.2017

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