Goldbarts Schatztal: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 4. Februar 2020, 09:54 Uhr

Für scharfe Denker

Seit der ersten Klasse spielen die Schülerinnen und Schüler der 3A im Unterrichtsfach Bewegung und Sport gerne das Spiel Goldbarts Schatztal. Die Schatzsucher müssen dabei Schätze im Schatztal suchen.

Das Schatztal ist ein quadratischer Raster auf dem Boden aus 5 x 5 klar erkennbaren Feldern. Die Schülerinnen und Schüler können bequem auf den Feldern stehen (ca. 20 x 20 cm). Verwende dafür geeignet große Bodenfliesen oder markiere die Felder mit Straßenkreide oder Klebeband.

am Boden aufgeklebter Raster
Spielfeld mit Klebeband markiert

Kapitän Goldbart durchquerte vor vielen Jahren dieses Schatztal. Auf seiner Reise vergrub er jeden Abend einen Schatz. Fünf Schätze sind insgesamt im Schatztal versteckt. Das Ziel der Schatzsucher ist es, den Weg von Kapitän Goldbart wiederzufinden und alle fünf Schätze zu heben.

Ungefähr sieben Schülerinnen und Schüler gehen gemeinsam auf Schatzsuche. Teile deshalb die Klasse für das Spiel in 3 gleich große Gruppen mit je einem Spielleiter und einem Spielfeld auf. Die Gruppe Schatzsucher beginnt an einer Seite des Schatztals, der Spielleiter an der rechts angrenzenden Seite.

Vor Beginn des Spieles erstellt der Spielleiter einen Plan, der zeigt auf welchen Feldern die Schätze vergraben sind. Diesen Plan sieht nur der Spielleiter.

Die Schatzsucher planen nun einen Weg durch das Schatztal auf die gegenüberliegende Seite. Ein Schatzsucher betritt das erste Feld des geplanten Weges. Der Spielleiter vergleicht mit seinem Plan, ob auf dem Feld ein Schatz liegt.

Spielleiter Lukas überprüft, ob Maria einen Schatz findet.

Auf jedem Feld graben die Schatzsucher gemeinsam nach einem Schatz. Um das Graben darzustellen führt die Schatzsuchergruppe insgesamt 20 Kniebeugen aus. Die Schatzsuchergruppe bestimmt selbst, wer wie viele Kniebeugen ausführt. Die Sportlichen machen mehr Kniebeugen. Andere denken darüber nach, wie der Weg verläuft. Ihr Ziel ist es, die Kniebeugen schnell durchzuführen, um bald die andere Seite zu erreichen.

Wenn die Schatzsuchergruppe fertig gegraben hat, darf der Schatzsucher im Schatztal ein Feld geradeaus oder diagonal vorwärts weiter gehen. Auf jedem Feld gräbt die Gruppe erneut nach dem Schatz. Wenn der Schatzsucher am gegenüberliegenden Ende ankommt, gibt ihm der Spielleiter bekannt, wie viele Schätze das Team gehoben hat.

Dann beginnt der nächste Schatzsucher seinen Weg durch das Tal. Die Schatzsucher gewinnen das Spiel, wenn das Team Goldbarts Weg entdeckt und alle fünf Schätze hebt.

In der 3A treten aber beim Spiel vermehrt Streitigkeiten auf. Die Schatzsucher beschuldigen die Spielleiter die Lage der Schätze während des Spiels zu ändern um Mitschülerinnen und Mitschüler zu ärgern oder Freunde zu bevorzugen. Alexandra hat eine Idee. Der micro:bit legt unparteiisch, zufällig und schnell fest, wo sich die Schätze befinden.

Aufgabenstellung

Schreibe ein Programm mit dem der micro:bit einen zufällig erstellten Weg durch das Schatztal auf seiner LED-Matrix (Leuchtdioden-Matrix) anzeigt.

Dabei entspricht jede LED einem Feld des Schatztals.

Raster und micro:bit im Vergleich

Wird die Taste A gedrückt, zeigt die LED-Matrix des micro:bits den Weg von links nach rechts an.

Weg 1 auf dem Raster
Weg 1 auf der LED-Matrix

Weg 2 auf dem Raster
Weg 2 auf der LED-Matrix

Der Spielleiter verwendet den micro:bit während des Spiels, um den Weg zu vergleichen.

Materialien

micro:bit, USB-Kabel, Batterie
Computer
Klebeband

Zeitaufwand

2,5 Stunden

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Du hast bereits:

Variablen verwendet.
mit Wenn-Abfragen gearbeitet.
für-Schleifen eingesetzt.

Beim Programmieren lernst bzw. übst du

den Umgang mit mehreren Variablen.
den Umgang mit einem Zufallsgenerator

Bei dieser Aufgabe lernst du auch

eine große Aufgabe in kleine Teilprobleme zu zerlegen.
Spielvereinbarungen anzuerkennen und situativ abzuändern

Unterrichtsfächer

Bewegung und Sport
Informatik
Digitale Grundbildung

Tipps und Hilfestellungen

Der micro:bit zeigt einen zufälligen Weg durch die 5 x 5 LED-Matrix an. Durch Drücken der Taste A wird der Weg berechnet und angezeigt. Der Weg verläuft von links nach rechts auf der LED-Matrix.

Erforderliche Programmierblöcke

1. Variablen werden angelegt, initialisiert und hochgezählt.

2. Das Programm wird durch das Drücken der Taste A aufgerufen.

3. Um einen neuen Weg zu erzeugen müssen wir zuerst alle LEDs ausschalten.

4. In jeder Spalte soll genau eine LED leuchten.

5. Die leuchtenden LEDs werden zufällig ausgewählt.

6. Die zufällig ausgewählten LEDs müssen leuchten.

7. Die Variablen werden begrenzt, damit der Weg nicht außerhalb der Grenzen unserer LED-Matrix verläuft.

Eckpfeiler zur Programmierung

Der Benutzer drückt die Taste A um einen neuen Weg anzuzeigen. Nun zeigt der micro:bit den Weg an, bis jemand die Taste A erneut drückt.

Der Weg verläuft durchgehend von links nach rechts auf dem LED-Raster. In jeder Spalte leuchtet dabei genau eine LED. Zwischen den leuchtenden LEDs ist kein Abstand.

Um einen Weg zu erhalten, leuchtet die nächste LED nur schräg oberhalb, geradeaus oder schräg unterhalb von der vorigen LED.

Dazu muss sich das Programm die Position der vorigen LED merken. Verwende dazu 2 Variablen, eine für die Spalte und eine für die Zeile.

Schritt für Schritt zur Lösung

Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der Lösungsseite zu diesem Beispiel.

Präsentation und Reflexion

Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du diese lösen?
Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast! (Fachkompetenz stärken)
Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
Wie gut hat das Spiel Goldbarts Schatztal mit dem micro:bit funktioniert?
Wie sehr hat das Spiel dir und deinen Mitschülerinnen und Mitschülern gefallen?

Weiterentwicklung

Was kannst du mit diesem Programm sonst noch machen?

Zwei micro:bits stellen gemeinsam einen Weg auf einem 10 x 5 Raster dar.
Programmiere als Vereinfachung nur ein zufälliges Feld pro Spalte, statt einem zusammenhängenden Pfad.
Dein Programm soll auch Wege anzeigen, welche nach unten, nach oben oder zurück gehen.
Baue einen Zähler ein, der mit der Taste B die gefundenen Schätze mitzählt und mit Schütteln diese 2 Sekunden lang anzeigt.

Dabei lernst du:

• Wie micro:bits miteinander kommunizieren

• Wie sich Wahrscheinlichkeiten auf Programme auswirken

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 Für scharfe Denker
+Seit der ersten Klasse spielen die Schülerinnen und Schüler der 3A im Unterrichtsfach Bewegung und Sport gerne das Spiel Goldbarts Schatztal. Die Schatzsucher müssen dabei Schätze im Schatztal suchen.
-== Spielregeln ==
+Das Schatztal ist ein quadratischer Raster auf dem Boden aus 5 x 5 klar erkennbaren Feldern. Die Schülerinnen und Schüler können bequem auf den Feldern stehen (ca. 20 x 20 cm). Verwende dafür geeignet große Bodenfliesen oder markiere die Felder mit Straßenkreide oder Klebeband.
-Für dieses Spiel benötigst du eine Gruppe Schatzsucher aus ca. 7 Leuten, einen Spieleleiter und ein Spielfeld. Eine Schulklasse kann man also gut in 3 Schatzsuchergruppen teilen, damit benötigt man 3 Spieleleiter und 3 Spielfelder. Das Spielfeld besteht aus 5x5 Feldern. Geeignet dafür sind Bodenfliesen mit ca. 20x20 cm Größe oder man kann das Feld auch mittels Straßenkreide oder Klebeband zeichnen/kleben. Die einzelnen Felder sollten klar erkennbar sein und man sollte bequem darauf stehen können. Das Feld sieht dann so aus.
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt Bodenraster 201819.JPG|aufgeklebtes Raster am Boden
+Image:GbSt Bodenraster 201819.JPG|am Boden aufgeklebter Raster
-Image:GbSt Bodenquadrat 201819.JPG|aufgeklebte Umrandung um geeignet große Bodenfliesen
+Image:GbSt Bodenquadrat 201819.JPG|Spielfeld mit Klebeband markiert
 </gallery>
-Die Schatzsucher stehen an einer Seite des Spielfeldes, die Spielleitung befindet sich am gegenüberliegenden Ende.
+Kapitän Goldbart durchquerte vor vielen Jahren dieses Schatztal. Auf seiner Reise vergrub er jeden Abend einen Schatz. Fünf Schätze sind insgesamt im Schatztal versteckt. Das Ziel der Schatzsucher ist es, den Weg von Kapitän Goldbart wiederzufinden und alle fünf Schätze zu heben.
-Das Feld stellt das Schatztal dar. Kapitän Goldbart hat vor vielen Jahren dieses Tal durchquert und jeden Abend einen Schatz vergraben. Daher hat das Tal seinen Namen bekommen. 5 Schätze sind nun insgesamt in diesem Tal versteckt und sie befinden sich auf Goldbarts Route durch das Tal. Die Spielleitung kennt Goldbarts Route, die Schatzsucher nicht. Das Ziel der Schatzsucher ist es nun diese Route wiederzufinden. Einer der Schatzsucher betritt nun das Spielfeld. Nun müssen alle Schatzsucher nach dem Schatz graben auf diesem Feld, dazu müssen Sie 20 Kniebeugen (oder eine andere Übung) in der Gruppe aufteilen und machen. Der Schatzsucher auf dem Spielfeld geht nun weiter geradeaus oder diagonal und die Schatzsuchergruppe muss wieder nach dem Schatz graben. Wenn der Schatzsucher durch alle Felder gegangen ist, dann sagt die Spielleitung, wie viele Schätze auf der Route waren. Der Schatzsucher geht zurück zu seiner Gruppe und ein anderer Schatzsucher beginnt seinen Weg durch das Tal. Das Ziel des Spiels ist es, das die Schatzsuchergruppe genau auf Goldbarts Route geht und alle 5 Schätze hebt.
+Ungefähr sieben Schülerinnen und Schüler gehen gemeinsam auf Schatzsuche. Teile deshalb die Klasse für das Spiel in 3 gleich große Gruppen mit je einem Spielleiter und einem Spielfeld auf. Die Gruppe Schatzsucher beginnt an einer Seite des Schatztals, der Spielleiter an der rechts angrenzenden Seite.
-Dazu müssen die Schatzsucher in der Gruppe gut zusammenarbeiten und ihre jeweiligen Stärken finden. Einige von ihnen müssen sich bereits gegangene Wege merken und nachdenken welche neuen Wege die Gruppe ausprobieren soll. Einige müssen mehr graben für die Gruppe.
+Vor Beginn des Spieles erstellt der Spielleiter einen Plan, der zeigt auf welchen Feldern die Schätze vergraben sind. Diesen Plan sieht nur der Spielleiter.
+Die Schatzsucher planen nun einen Weg durch das Schatztal auf die gegenüberliegende Seite. Ein Schatzsucher betritt das erste Feld des geplanten Weges. Der Spielleiter vergleicht mit seinem Plan, ob auf dem Feld ein Schatz liegt.
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt Spiel 201819.JPG|Eine Schülerin und ein Schüler spielen Goldbarts Schatztal
+Image:GbSt Spiel 201819.JPG|Spielleiter Lukas überprüft, ob Maria einen Schatz findet.
 </gallery>
+Auf jedem Feld graben die Schatzsucher gemeinsam nach einem Schatz. Um das Graben darzustellen führt die Schatzsuchergruppe insgesamt 20 Kniebeugen aus. Die Schatzsuchergruppe bestimmt selbst, wer wie viele Kniebeugen ausführt. Die Sportlichen machen mehr Kniebeugen. Andere denken darüber nach, wie der Weg verläuft. Ihr Ziel ist es, die Kniebeugen schnell durchzuführen, um bald die andere Seite zu erreichen.
+Wenn die Schatzsuchergruppe fertig gegraben hat, darf der Schatzsucher im Schatztal ein Feld geradeaus oder diagonal vorwärts weiter gehen. Auf jedem Feld gräbt die Gruppe erneut nach dem Schatz. Wenn der Schatzsucher am gegenüberliegenden Ende ankommt, gibt ihm der Spielleiter bekannt, wie viele Schätze das Team gehoben hat.
+Dann beginnt der nächste Schatzsucher seinen Weg durch das Tal. Die Schatzsucher gewinnen das Spiel, wenn das Team Goldbarts Weg entdeckt und alle fünf Schätze hebt.
+In der 3A treten aber beim Spiel vermehrt Streitigkeiten auf. Die Schatzsucher beschuldigen die Spielleiter die Lage der Schätze während des Spiels zu ändern um Mitschülerinnen und Mitschüler zu ärgern oder Freunde zu bevorzugen. Alexandra hat eine Idee. Der micro:bit legt unparteiisch, zufällig und schnell fest, wo sich die Schätze befinden.
 == [[Datei:Icon_gluehbirne.png|20px|Icon]] Aufgabenstellung  ==
-Für das Spiel Goldbarts Schatztal muss sich der Spieleleiter Goldbarts Route durch das Tal überlegen. Kannst du ein Programm schreiben, damit dein micro:bit sich sofort einen zufälligen Weg durch das Tal überlegt, damit keine Pause zwischen den Spielen sein muss?
+Schreibe ein Programm mit dem der micro:bit einen zufällig erstellten Weg durch das Schatztal auf seiner LED-Matrix (Leuchtdioden-Matrix) anzeigt.
-Der Weg geht von links nach rechts über den micro:bit und wird so angezeigt:
+Dabei entspricht jede LED einem Feld des Schatztals.
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt_Pfadraster1.png|Pfad1 in Raster
+Image:Microbit raster Gif.gif|Raster und micro:bit im Vergleich
-Image:GbSt Pfadrastermicrobit1.png|Pfad1 auf micro:bit
 </gallery>
+Wird die Taste A gedrückt, zeigt die LED-Matrix des micro:bits den Weg von links nach rechts an.
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt_Pfadraster2.png|Pfad2 in Raster
+Image:GbSt_Pfadraster1.png|Weg 1 auf dem Raster
-Image:GbSt Pfadrastermicrobit2.png|Pfad2 auf micro:bit
+Image:GbSt Pfadrastermicrobit1.png|Weg 1 auf der LED-Matrix
 </gallery>
-Jede LED entspricht also einem Feld auf dem Spielfeld:
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:Microbit raster Gif.gif|Raster und micro:bit
+Image:GbSt_Pfadraster2.png|Weg 2 auf dem Raster
+Image:GbSt Pfadrastermicrobit2.png|Weg 2 auf der LED-Matrix
 </gallery>
+Der Spielleiter verwendet den micro:bit während des Spiels, um den Weg zu vergleichen.
 == [[Datei:icon_material.png|20px|Icon]] Materialien ==
-•	Micro:bit, USB-Kabel, Batterie
+* micro:bit, USB-Kabel, Batterie
-•	Computer
+* Computer
-•	 Abdeckklebeband
+* Klebeband
 == [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
 ,5 Stunden
-eine Stunde programmieren
-eine halbe Stunde ausprobieren
@@ Zeile 62: / Zeile 71: @@
 == [[Datei:Icon_brain.png|20px|Icon]] Kompetenzen ==
-Das solltest du bereits können:
-'''Bewegung  und Sport:'''
+Du hast bereits:
+<ul>
+<li> Variablen verwendet.
+</li>
+<li> mit Wenn-Abfragen gearbeitet.
+</li>
+<li> für-Schleifen eingesetzt.
+</li>
+</ul>
-Entwickeln von Regelbewusstsein als Fähigkeit, Spielvereinbarungen und Spielregeln anzuerkennen, situativ abzuändern und neu zu gestalten
+Beim Programmieren lernst bzw. übst du
-Leisten und Wettkämpfen unter den Aspekten Leistungswille, Fairness und Umgang mit Sieg und Niederlage; Leistungsgrenzen erfahren und respektieren, aber auch durch eigenständiges Lernen und Üben verschieben.
-'''Digitale Grundbildung:'''
+<ul>
+<li> den Umgang mit mehreren Variablen.
+</li>
+<li> den Umgang mit einem Zufallsgenerator
+</li>
+</ul>
-erstellen einfache Programme oder Webanwendungen mit geeigneten Tools, um ein bestimmtes Problem zu lösen oder eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen,
+Bei dieser Aufgabe lernst du auch
-kennen unterschiedliche Programmiersprachen und Produktionsabläufe.
+<ul>
+<li> eine große Aufgabe in kleine Teilprobleme zu zerlegen.
+</li>
+<li> Spielvereinbarungen anzuerkennen und situativ abzuändern
+</li>
+</ul>
 == [[Datei:Icon faecher.png|20px|Icon]] Unterrichtsfächer ==
-Bewegung und Sport
+* Bewegung und Sport
-Digitale Grundbildung
+* Informatik
+* Digitale Grundbildung
 == [[Datei:Icon_hilfe.png|20px|Icon]] Tipps und Hilfestellungen ==
-Der micro:bit soll einen zufälligen Weg durch das 5x5 LED Raster anzeigen
+Der micro:bit zeigt einen zufälligen Weg durch die 5 x 5 LED-Matrix an. Durch Drücken der Taste A wird der Weg berechnet und angezeigt. Der Weg verläuft von links nach rechts auf der LED-Matrix.
 === Erforderliche Programmierblöcke ===
-.	Variable
+. Variablen werden angelegt, initialisiert und hochgezählt.
 [[Datei:microbitVariable.png|left|200px]]
-[[Datei:microbitVariable2.png|left|200px]]
+[[Datei:microbitVariable2.png|left|200px]]<br clear=all>
-.	Wenn-Abfrage
+. Das Programm wird durch das Drücken der Taste A aufgerufen.
+[[Datei:microbitWennAbfrage.png|left|200px]]<br clear=all>
+. Um einen neuen Weg zu erzeugen müssen wir zuerst alle LEDs ausschalten.
+[[Datei:microbitZeigeLEDs.png|left|200px]]<br clear=all>
+. In jeder Spalte soll genau eine LED leuchten.
+[[Datei:microbitFürSchleife.png|left|200px]]<br clear=all>
+. Die leuchtenden LEDs werden zufällig ausgewählt.
+[[Datei:microbitWaehleZufälligeZahl.png|left|200px]]<br clear=all>
+. Die zufällig ausgewählten LEDs müssen leuchten.
+[[Datei:microbitSchalteLEDein.png|left|200px]]<br clear=all>
+. Die Variablen werden begrenzt, damit der Weg nicht außerhalb der Grenzen unserer LED-Matrix verläuft.
+[[Datei:microbitBeschraenkeZahl.png|left|200px]]<br clear=all>
+=== Eckpfeiler zur Programmierung ===
+* Der Benutzer drückt die Taste A um einen neuen Weg anzuzeigen. Nun zeigt der micro:bit den Weg an, bis jemand die Taste A erneut drückt.
+* Der Weg verläuft durchgehend von links nach rechts auf dem LED-Raster. In jeder Spalte leuchtet dabei genau eine LED. Zwischen den leuchtenden LEDs ist kein Abstand.
+* Um einen Weg zu erhalten, leuchtet die nächste LED nur schräg oberhalb, geradeaus oder schräg unterhalb von der vorigen LED.
+* Dazu muss sich das Programm die Position der vorigen LED merken. Verwende dazu 2 Variablen, eine für die Spalte und eine für die Zeile.
+===[[Lösung Goldbarts Schatztal|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
+:Hinweise zur Lösungsfindung und auch eine mögliche, komplette Lösung findest du auf der [[Lösung Goldbarts Schatztal|Lösungsseite]] zu diesem Beispiel.
+== [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
+*	Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
+*	Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
+*	Welche Schwierigkeiten hattest du? Wie konntest du diese lösen?
+*	Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast! (Fachkompetenz stärken)
+*	Was war bei dieser Aufgabe interessant für dich?
+*       Wie gut hat das Spiel Goldbarts Schatztal mit dem micro:bit funktioniert?
+*       Wie sehr hat das Spiel dir und deinen Mitschülerinnen und Mitschülern gefallen?
+== [[Datei:icon_plus.png|20px|Icon]] Weiterentwicklung ==
+Was kannst du mit diesem Programm sonst noch machen?
+<ol>
+<li>	        Zwei micro:bits stellen gemeinsam einen Weg auf einem 10 x 5 Raster dar.
+</li><li>	Programmiere als Vereinfachung nur ein zufälliges Feld pro Spalte, statt einem zusammenhängenden Pfad.
+</li><li>	Dein Programm soll auch Wege anzeigen, welche nach unten, nach oben oder zurück gehen.
+</li><li>       Baue einen Zähler ein, der mit der Taste B die gefundenen Schätze mitzählt und mit Schütteln diese 2 Sekunden lang anzeigt.
+</li></ol>
+Dabei lernst du:
+•	Wie micro:bits miteinander kommunizieren
+•	Wie sich Wahrscheinlichkeiten auf Programme auswirken