Dem Zufall auf der Spur

Den Zufall kann man vielleicht auch berechnen ...

Maria behauptet: Wenn man eine Münze oft genug wirft, dann kommen immer gleich viele Kopf- und Zahl-Ergebnisse.

Das würde bedeuten: Wirft man 100 mal - dann kommen in der Gesamtrechnung immer 50 Kopf- und 50 Zahl-Ergebnisse?

• Viele Überlegungen:
  • Ist das exakt immer so?
  • Ist das meistens so?
  • Könnte es auch 10 zu 90 ausgehen?

Am besten man testet einmal mit einigen Würfen einer Münze - versuche einmal 10 Würfe: Lege dir eine Tabelle an, wo du die Ergebnisse einträgst.

Aufgabenstellung

Mit dem Micro:bit kannst du dies noch bequemer testen - du benützt statt dem Werfen der Münze den Zufallsgenerator des Micro:bit. Entwickle eine Programm mit dem man das Werfen der Münzen simulieren kann. Der Vorteil des Computers, sehr viele Würfel zu produzieren, sollte ebenfalls zum Tragen kommen.

• Taste "A" sollte den Zufallsgenerator aufrufen
• Taste "B" sollte die Anzahl der Zustände darstellen
• Taste "A+B" sollte die Gesamtanzahl der Versuche darstellen
• Neustart mit "Reset"-Taste

Materialien

Du benötigst...

• eine Münze
• ein Blatt Papier
• micro:bit

Zeitaufwand

• 1 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Das solltest du bereits können ...

• einen Prozentanteil schätzen können
• eine Wertetabelle auswerten können

Beim Programmieren lernst bzw. übst du ...

• die Verwendung von Variablen
• Operatoren verwenden können
• den Zufallsgenerator nutzen können
• Bedingungen verwenden können

Unterrichtsfächer

• Mathematik
• Informatik
• Deutsch

Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ziel:

• Der Zufallsgenerator sollte 2 Zustände darstellen (Kopf oder Zahl)
• Die Zustände (wahr = Kopf) werden gezählt
• Die Gesamtanzahl der Versuche wird gezählt

Vereinbarung:

• Wahr bedeutet Kopf
• Falsch bedeutet Zahl

• Der Zufallsgenerator soll "wahr" oder "falsch" liefern <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Bedingungen bei "wahr" oder "falsch" <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Tastenereignis für A, B und A+B <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Startereignis <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Variable anlegen und initialisieren <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Variable addiere <spoiler text="Block"> </spoiler>

Eckpfeiler zur Umsetzung

• Programmiere den Micro:bit den Zufallsgenerator so, dass durch Drücken der Taste A ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird.

• Wenn Taster A Auslöser für eine Anzeige sein soll, benötigt man das Ereignis "Wenn Knopf A gedrückt!"
• Dabei soll ein Zufallswert durch "Wähle zufälligen Wahr- und Falsch-Wert" aus dem Menü Mathematik ermitteln werden.
• Wird Wahr ermittelt, so soll der Buchstabe "K" für Kopf erscheinen, andernfalls "Z" für Zahl.
• Hier benötigt man die logische Verzweigung "Wenn ... dann ... sonst"

Dadurch kann man nun durch Drücken der Taste A einen Zufallswert aufrufen.

• Erweiterung durch Animation (Intro):
  • Es sollten 2 Bilder als Animation für den Start nacheinander erscheinen (Count-Down-Anzeige = Intro)

Weiterentwicklung

• Man sollte nun mitzählen können, wie oft wurde welcher Wert erzeugt - dadurch könnte man sich die Papierstrichliste sparen
  • Lege eine Zählvariable an.
  • Jedesmal, wenn beispielsweise Kopf "geworfen" wird, sollte diese Variable hochgezählt werden.
  • Diese Variable könnte dann mit der Taste B angezeigt werden (Befehl: Zeige Nummer ...)
  • So kannst du immer schnell feststellen, wie viele man Kopf geworfen wurde

Allerdings:

• Man muss mitzahlen, wie oft man die Taste A insgesamt gedrückt hat:
  • Das wäre auch noch mit einer Variable zu zählen?

Erweiterung für Neugierige:

• Schleife: du kannst mit einer Schleife nicht nur einen Wurf produzieren, sondern gleich 100 oder gar 1000 Würfe produzieren.

Die Frage an die ProfiprogrammiererIn:

• Was stellt dieser Programmcode dar?

Präsentation und Reflexion

Allgemein

• Stelle dein Ergebnis vor! Was kann dein Projekt?
• Was hat dir bei der Entwicklung deines Produkts gefallen?
• Welche Schwierigkeiten hast du gehabt? Wie konntest du diese lösen?
• Erläutere, wie du dein Produkt programmiert hast!
• Was war bei dieser Aufgabenbearbeitung interessant für dich?

Projektspezifisch

• Welche Regeln wurden für diesen Versuch festgelegt?
• Wie hast du dich auf diese Simulation vorbereitet?
• Welche Diskussionspunkte ergaben sich während des Spiels?
• Wo wird im Alltag mit Zufallsgenerator gearbeitet (wo ist man auf Zufall angewiesen)?
• Bei welcher Erweiterungsstufe war es am schwierigsten, einen Programmcode zu erstellen.