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 gerne das Spiel Goldbarts Schatztal im Unterrichtsfach Bewegung und Sport. Die Schatzsucher müssen dabei Schätze im Schatztal suchen.
+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 quadratisches 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 entweder geeignet große Bodenfliesen oder markiere die Felder mit Straßenkreide oder Klebeband.
+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.
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt Bodenraster 201819.JPG|Am Boden aufgeklebter Raster
+Image:GbSt Bodenraster 201819.JPG|am Boden aufgeklebter Raster
-Image:GbSt Bodenquadrat 201819.JPG|5 x 5 geeignet große Bodenfliesen mit Klebeband umklebt
+Image:GbSt Bodenquadrat 201819.JPG|Spielfeld mit Klebeband markiert
 </gallery>
 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. Eine Schulklasse teilt sich somit in drei Gruppen Schatzsucher und drei Spielleiter auf. Jede Gruppe Schatzsucher sucht in ihrem eigenen Schatztal. Die Gruppe Schatzsucher beginnt an einer Seite des Schatztals, der Spielleiter an der rechts angrenzenden Seite.
+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 Spiels erstellt der Spielleiter einen Plan, auf welchen Feldern die Schätze vergraben sind. Den Plan sieht nur der Spielleiter, aber kein Schatzsucher.
+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|Spielleiter Lukas vergleicht mit seinem Plan, ob Maria auf einen Schatz stößt.
+Image:GbSt Spiel 201819.JPG|Spielleiter Lukas überprüft, ob Maria einen Schatz findet.
 </gallery>
-Auf jedem Feld graben die Schatzsucher gemeinsam nach einem Schatz. Dazu führt die Schatzsuchergruppe insgesamt 20 Kniebeugen aus. Die Schatzsuchergruppe bestimmt selbst, wer wie viele Kniebeugen ausführt. Ihr Ziel ist es, die Kniebeugen schnell durchzuführen, um bald die andere Seite zu erreichen.
+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 er gehoben hat.
+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 durchs Tal. Die Schatzsucher gewinnen das Spiel, wenn einer von ihnen genau auf Goldbarts Weg geht und alle fünf Schätze hebt.
+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 Andere zu ärgern oder Freunden zu helfen. Alexandra hat eine Idee. Der micro:bit legt unparteiisch, zufällig und schnell fest, wo sich die Schätze befinden.
+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.
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 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:Microbit raster Gif.gif|Raster und micro:bit im vergleich
+Image:Microbit raster Gif.gif|Raster und micro:bit im Vergleich
 </gallery>
-Der Weg wird durch Drücken der Taste A angezeigt und geht von links nach rechts auf der micro:bit LED-Matrix.
+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_Pfadraster1.png|Weg 1 in Raster
+Image:GbSt_Pfadraster1.png|Weg 1 auf dem Raster
 Image:GbSt Pfadrastermicrobit1.png|Weg 1 auf der LED-Matrix
 </gallery>
 <gallery mode="packed-hover" heights=300px}>
-Image:GbSt_Pfadraster2.png|Weg 2 in Raster
+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 <br>
+* micro:bit, USB-Kabel, Batterie
-•	Computer <br>
+* Computer
-•	Klebeband <br>
+* Klebeband
 == [[Datei:icon_sanduhr.png|20px|Icon]] Zeitaufwand ==
-Stunden
+,5 Stunden
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 == [[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>
+Beim Programmieren lernst bzw. übst du
-Entwickeln von Regelbewusstsein als Fähigkeit, Spielvereinbarungen und Spielregeln anzuerkennen, situativ abzuändern und neu zu gestalten
+<ul>
-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.
+<li> den Umgang mit mehreren Variablen.
+</li>
+<li> den Umgang mit einem Zufallsgenerator
+</li>
+</ul>
-'''Digitale Grundbildung:'''
+Bei dieser Aufgabe lernst du auch
-erstellen einfache Programme oder Webanwendungen mit geeigneten Tools, um ein bestimmtes Problem zu lösen oder eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen,
+<ul>
-kennen unterschiedliche Programmiersprachen und Produktionsabläufe.
+<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]]<br clear=all>
-.	Wenn-Abfrage
+. Das Programm wird durch das Drücken der Taste A aufgerufen.
 [[Datei:microbitWennAbfrage.png|left|200px]]<br clear=all>
-. Zeige LEDs
+. Um einen neuen Weg zu erzeugen müssen wir zuerst alle LEDs ausschalten.
 [[Datei:microbitZeigeLEDs.png|left|200px]]<br clear=all>
-. Für-Schleife
+. In jeder Spalte soll genau eine LED leuchten.
 [[Datei:microbitFürSchleife.png|left|200px]]<br clear=all>
-. Wähle eine zufällige Zahl zwischen
+. Die leuchtenden LEDs werden zufällig ausgewählt.
 [[Datei:microbitWaehleZufälligeZahl.png|left|200px]]<br clear=all>
-. Schalte eine LED ein
+. Die zufällig ausgewählten LEDs müssen leuchten.
 [[Datei:microbitSchalteLEDein.png|left|200px]]<br clear=all>
-. Beschränke eine Zahl/Variable
+. 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 ==
+=== 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.
-*	Nachdem der Weg berechnet wurde, soll dieser beständig angezeigt werden, bis ein neuer Weg berechnet werden soll. Deswegen muss das Programm mit einem Tastendruck gestartet werden.
+* Dazu muss sich das Programm die Position der vorigen LED merken. Verwende dazu 2 Variablen, eine für die Spalte und eine für die Zeile.
-*	Um jeden Punkt per Zufall zu bestimmen, benötigt man 2 Variablen, eine für die Spalte, in der man sich gerade befindet und eine für die Zeile.
-*	Der Weg soll von links nach rechts auf dem micro:bit verlaufen. Daher muss in jeder Spalte genau eine LED leuchten.
-*	Damit der Weg zu gehen ist, muss er durchgehend verlaufen. Das heißt zwischen den leuchtenden LEDs darf kein Abstand sein.
-*	Also kann in der nächsten Spalte immer nur die LED die eins höher, eins niedriger oder in derselben Höhe ist leuchten.
 ===[[Lösung Goldbarts Schatztal|Schritt für Schritt zur Lösung]]===
@@ Zeile 120: / Zeile 144: @@
 == [[Datei:presentation.png|20px|Icon]] Präsentation und Reflexion ==
-*	 Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
+*	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 deiner Wegbestimmung sonst noch machen.
+Was kannst du mit diesem Programm sonst noch machen?
 <ol>
-<li>	2 micro:bits gemeinsam stellen einen Weg über ein 10x5 Raster dar
+<li>	        Zwei micro:bits stellen gemeinsam einen Weg auf einem 10 x 5 Raster dar.
-</li><li>	Vereinfachung: nur ein zufälliges Feld pro Spalte programmieren, statt einem zusammenhängenden Pfad
+</li><li>	Programmiere als Vereinfachung nur ein zufälliges Feld pro Spalte, statt einem zusammenhängenden Pfad.
-</li><li>	Es sollen auch Pfade möglich sein, die nach unten, nach oben oder zurück gehen.
+</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><li>	Mit dem vorliegenden Lösungsprogramm ist es ein wenig wahrscheinlicher, wenn die LED in der vorigen Spalte am Rand leuchtet, dass auch die LED in der nächsten Spalte am Rand leuchtet. Kannst du das Programm umschreiben, so dass es gleich wahrscheinlich ist, dass die LED am Rand oder ein Feld weiter drinnen leuchtet?
 </li></ol>
 Dabei lernst du: