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: Dieser soll Kopf oder Zahl produzieren.
• Taste "B" sollte die Anzahl der Zustände darstellen (Erweiterung)
• Taste "A+B" sollte die Gesamtanzahl der Versuche darstellen (Erweiterung)
• 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 - dies bedeutet entweder Kopf oder Zahl.
• Der Zustand "wahr" soll gezählt werden ("wahr" bedeutet "Kopf")
• Ebenso soll die Gesamtanzahl der Versuche gezählt werden

Vereinbarung:

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

• Statt dem Werfen der Münze sollte der Zufallsgenerator "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"

• Erweiterung durch Animation (Intro):
  • Es kann ein Bild als Bedienhinweis zu Beginn dargestellt werden.

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

• 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.

Analyse eines fremden Programmcodes:
Die Frage an die ProfiprogrammiererIn:

• Was stellt dieser Programmcode dar?

Das fremde Programm Link-Text