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.

• Das Schütteln des Micro:bit sollte den Zufallsgenerator aufrufen: Dieser soll Kopf oder Zahl produzieren.
• Taste "A" sollte die Anzahl der "Kopfwürfe"
• Taste "B" die Anzahl der Zahlwürfe darstellen.
• Taste "A+B" sollte die Gesamtanzahl der Versuche darstellen
• Neustart mit "Reset"-Taste (Erweiterung)

Materialien

Du benötigst...

• eine Münze
• ein Blatt Papier
• einen Micro:bit

Zeitaufwand

• 1 Unterrichtseinheit

Schwierigkeitsgrad

Kompetenzen

Das solltest du bereits können ...

• einen Prozentanteil schätzen können
• eine Wertetabelle anlegen und auswerten können

Beim Programmieren lernst bzw. übst du ...

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

Bei dieser Aufgabe lernst du auch

• ein NEUES Programm zu lesen und es zu interpretieren.

Unterrichtsfächer

• Mathematik
• Informatik
• Deutsch

Tipps und Hilfestellungen

Erforderliche Programmierblöcke

Ziel

• Der Zufallsgenerator sollte 2 Zustände darstellen: wahr oder falsch
• Diese Zustände entsprechen den 2 Möglichkeiten beim Münzwurf
• Es sollte jeweils die Anzahl der Treffer für "wahr" und für "falsch" gezählt werden.

Vereinbarung

• "Wahr bedeutet Kopf" und "Falsch bedeutet Zahl"

...

Blöcke

• Statt dem Werfen der Münze sollte der Zufallsgenerator "wahr" oder "falsch" liefern <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Der Zufallsgenerator sollte durch Schütteln des Micro:bit aufgerufen werden <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Je nach Bedingung "wahr" oder "falsch" sollte verschiedene Aktionen stattfinden <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Bestimmte Tastenereignisse für Taste A, B und A+B - müssen Daten anzeigen <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Daten müssen angezeigt werden <spoiler text="Block"></spoiler>
• Bei Programmstart durchzuführen <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Variable müssen angelegt und initialisiert werden <spoiler text="Block"> </spoiler>
• Variable müssen hochgezählt werden <spoiler text="Block"></spoiler>
• Variable müssen addiert werden <spoiler text="Block"></spoiler>

Eckpfeiler zur Umsetzung

• Programmiere den Micro:bit den Zufallsgenerator so, dass durch Schütteln ein Wert "wahr" oder "falsch" ermittelt wird (=Kopf oder Zahl)
• Wenn Taster "A" gedrückt wird soll die Anzahl Kopfwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "B" gedrückt wird soll die Anzahl Zahlwürfe gezeigt werden
• Wenn Taster "A+B" gedrückt werden soll die Summe der Würfe dargestellt werden
• Zufallswerte erhält man aus dem Menü Mathematik "Wähle zufälligen Wahr- und Falsch-Wert" 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"
• Das System sollte über 2 Variable protokollieren, wie oft Kopf und wie oft Zahl geworfen wurde

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

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 Kopf und Zahl festgelegt? Welche andere Regeln für "Kopf oder Zahl" gäbe es noch?
• Welche Diskussionspunkte ergaben sich während des Spiels?
• Wo wird im Alltag der Wirtschaft mit Zufallsgenerator gearbeitet?
• Wo braucht man bei einem Computerspiel den Zufallsgenerator.
• Wo war bei diesem Beispiel der Vorteil des Computers zu sehen, wo war er eher ein Nachteil?
• Bei welcher Erweiterungsstufe war es am schwierigsten, einen Programmcode zu erstellen.

Weiterentwicklung

• Schleife: du kannst mit einer Schleife nicht nur jeweils einen Wurf produzieren, sondern gleich 100 oder gar 1000 Würfe
• Das bedeutet: Wenn einmal geschüttelt wird, werden gleich 1000 Würfe simuliert
• Nütze dabei den Vorteil des Computers - er kann sehr schnell rechnen

Noch eine Erweiterungsaufgabe - Fremder Programmcode: Analyse eines fremden Programmcodes:
Die Frage an die ProfiprogrammiererIn:

• Was stellt dieser Programmcode dar?

Das fremde Programm ist hier aufrufbar: Link-Text