#03 Fang das Ei

Aktivität: Fang das Ei – LED lässt ein Ei von oben herab fallen, das mit dem Korb unten aufgefangen werden soll. – Beschleunigungssensor
Schwierigkeitsgrad: Schwer

Öffne https://pxt.microbit.org um den Editor PXT (Programming Experience Toolkit) zu starten. Du kannst entweder blockbasierend (Abbildungen links) oder in JavaScript (Abbildungen rechts) arbeiten.

Schritt 1:
Beim Start des Programms soll der Computer in der obersten Reihe ein Ei vorbereiten (Koordinaten eggX/eggY = 2/0) und ganz unten einen Korb (Koordinaten basketX/y = 2/4) hinstellen.
Durch verschieben des Korbs wird sichergestellt, dass das Ei gefangen werden kann und ganz bleibt. Dazu wird der Microbit nach links und rechts gekippt. Vorsichtig dosiert kann der Korb mittels Beschleunigungssensor auch ziemlich genau gesteuert werden.

Wähle also unter dem rot gefärbten Begriff Platzhalter den Block ändere Platzhalter auf 0 und ziehe ihn in die Klammer beim Start. Klicke auf das kleine, nach unten zeigende Pfeilchen neben dem Wort Platzhalter und wähle dort Rename Variable aus. Benenne die erste Variable basketX und setzte den Wert auf 2. Wiederhole diesen Schritt 2 Mal für den Platzhalter eggX mit Wert 2 und eggY mit Wert 0.
(In JavaScript werden die Variablen zuerst mit 0 initialisiert bevor ihnen ein Wert zugewiesen wird. Daher erscheinen die Variablen doppelt in der Abbildung.)

Blockbasierend                                                    JavaScript

 

Schritt 2:
Nun werden die beiden Elemente auf die LED-Anzeige gezeichnet. Wähle für das Ei den violetten Baukasten LED und dort den Block Zeichne x 0 y 0 und ziehe ihn unterhalb der 3 Variablen an die letzte Stelle der Klammer beim Start. Setzte bei x mit Platzhalter die Variable eggX und bei y die Variable eggY ein.
Füge für den Korb noch einmal im violetten Baukasten über LED und dort den Block Zeichne x 0 y 0 ein. Setzte hier bei x mit Platzhalter die Variable basketX und bei y den Wert für die letzte Zeile, also 4 ein.

 

 

 

 

 

 

 

Schritt 3:
Zu Beginn der Klammer dauerhaft wird immer eine Zeile weitergeschaltet, da das Ei ja durch die Schwerkraft herunterfällt. Somit muss die Anzeige einmal gelöscht werden bevor die nächste Zeile erscheinen kann.
Dazu wählst du im violett gefärbten Baukasten LED den Block schalte Pixel x 0 y 0 und ziehst ihn an erster Stelle in die Klammer dauerhaft (schalte heißt eigentlich ausschalte, dies ist eine unglückliche Übersetzung). Ändere x auf eggX und y auf eggY mit Hilfe des roten Baukastens Platzhalter. Füge nun nochmals den Block schalte Pixel x 0 y 0 ein und ändere x auf basketX und y auf 4.
Nun kann eine Zeile weitergeschaltet werden. Füge über den roten Baukasten ändere Platzhalter auf 0 ein. Nun benötigen wir einen kleinen Trick um 2 Elemente in den Platz der 0 einzusetzen. Gehe in den violetten Baukasten der Mathematik und hole dir dort den Block 0 + 0 und füge ihn in das Feld 0 ein. Die erste Null erhält den Wert eggY und die zweite änderst du per Tastatur in eine 1. Somit steht dort ändere Platzhalter auf (eggY + 1). Nun kann das Ei wieder gezeichnet werden mit LED und Zeichne x 0 y 0. Den Wert x setzte auf eggX und Wert y auf eggY.

    

 

 

 

 

 

 

Schritt 4:
Für die Steuerung des Korbs wird nun der Beschleunigungssensor ausgelesen und in einem Platzhalter zwischengespeichert. Füge den roten Block ändere Platzhalter auf 0 ein und ändere Platzhalter in accX. In den Platz der 0 füge den rosa Block der EingabeBeschleunigung (mg) x hinzu.
Beginne wieder mit dem roten Block ändere Platzhalter auf 0 und ändere Platzhalter in basketX. Die Mittelstellung der Position des Korbs befindet sich bei 2, die durch den Beschleunigungssensor verändert werden soll. Dazu wird im nächsten Schritt eine Berechnung erstellt, die die gemessene Beschleunigung der X-Achse durch 200 teilt um verwertbare Ergebnisse für die Korbposition zu erhalten (accX ÷ 200).

basketX = 2 + minimal(2, maximal(-2, accX ÷ 200))

Die Funktionen minimal und maximal geben den jeweils geforderten Wert der dahinter in Klammer stehenden Zahlenreihe aus.

z.B. minimal(1 ,5, 7, -2) –> -2
od. maximal(1, 5, 7, -2) –> 7

accX kann Werte von ± 1024 darstellen, d.h. bei maximaler Neigung links -1024 und rechts +1024.
D.h. bei maximal(-2, accX ÷ 200) wird der Maximalausschlag nach links (-1024 ÷ 200 ≈ -5) nivelliert und auf maximal -2 festgelegt. Gleiches gilt für den Maximalausschlag nach rechts (1024 ÷ 200 ≈ 5) der mit minimal(2, ≈5) auf minimal 2 nivelliert wird.
Somit erreicht man eine Verschiebung des Korbs um nicht mehr als 2 Positionen nach links (0) oder rechts (4) von der Mittelposition (2) ausgehend.

Füge dazu den violetten Block 0 + 0 ein, in die zweite 0 füge den erweiterten Mathematik Block (…More) minimal von 0 und 0 und in dessen zweite 0 den erweiterten Mathematik Block (…More) maximal von 0 und 0 ein. Dies sieht so aus.

In die allerletzte 0 von maximal von 0 und 0 ziehe den violetten Mathematik Block 0 ÷ 0. Ersetzte dort die erste 0 durch Platzhalter accX und die zweite 0 durch 200 mit der Tastatur. Der Block sieht nun wie folgt aus.

Nun werden die restlichen Teile der Berechnung
          basketX = 2 + minimal(2, maximal(-2, accX ÷ 200))
wie folgt ergänzt.

Abschließend für Schritt 4 soll der nun seiner Position entsprechnd veränderte Korb wieder gezeichnet werden mit LED und Zeichne x 0 y 0. Den Wert x setzte auf basketX und Wert y auf 4.
Der komplette Block der Klammer dauerhaft ohne den Teil der Klammer beim Start folgt

 

 

 

 


Schritt 5:
Zu guter Letzt soll überprüft werden, ob das Ei durch die letzte Zeile unten durchfallen würde (wenn eggY > 4) und ein neues Ei wieder von oben erscheinen soll (ändere eggY auf -1). Allerdings soll hier die Position nicht mittig (2) starten, sondern per Zufall weiter links oder rechts – sonst wäre das Spiel ja zu einfach (ändere eggX auf pick random 0 to 4).
Beginne mit einem dunkelgrünen Logik-Block wenn wahr dann und setzte die Logik 0 = 0 in den Bereich von wahr. In die linke 0 kommt eggY in die rechte 4 und das = wird in ein > umgewandelt.
Danach füge 2 mal den Block ändere Platzhalter auf 0 ein.
Beim ersten Block wird eggY auf -1 geändert und beim zweiten eggX auf pick random 0 to 4. Dies findest du unter dem Bereich Mathematik, engl. random bedeutet zufällig.
Da das Ei nun wie eine Rakete von oben herunter saust und wir keine Zeit bekommen den Korb zu verschieben wird als allerletzter Block eine Pause pausiere (ms) 300 unterhalb der dunkelgrünen Klammer wenn wahr dann eingefügt.

So sieht das vollständige Ergebnis aus, versuche nun das Ei in den Korb fallen zu lassen und fang es ein.

 

 

Großartig, du hast es geschafft. Gratuliere!

#02 Schere Stein Papier

Aktivität: Schere-Stein-Papier – LED „würfelt“ zufällig eine der 3 Symbole. – Schwierigkeitsgrad: Mittel

Öffne https://pxt.microbit.org um den Editor PXT (Programming Experience Toolkit) zu starten. Du kannst entweder blockbasierend (Abbildungen links) oder in JavaScript (Abbildungen rechts) arbeiten.

Schritt 1:

Wähle unter dem violett gefärbten Begriff Eingabe die Klammer wenn geschüttelt und ziehe ihn in die Mitte – dies ist der Startauslöser des Programms. Nun soll sich der Computer eine Zahl zwischen 0 und 2 (0, 1, 2) ausdenken und im Platzhalter zahl merken. Wähle dazu den rot eingefärbten Begriff Platzhalter und dort den Block ändere Platzhalter auf 0. Ziehe diesen Block in die Klammer wenn geschüttelt. Zuletzt wird der Platzhalter noch auf zahl umbenannt mit Rename variable… Die zahl erdenkt sich der Computer mit einem Block aus dem violetten Mathematik-Baukasten, nämlich wähle eine zufällige Zahl zwischen 0 und 2. Danach sieht das Programm etwa so aus.

Blockbasierend

JavaScript

 

 

Schritt 2:

Die nun benötigte Logik zum Anzeigen der 3 Symbole befindet sich im dunkelgrünen Baukasten Logik. Nimm dort die Verzweigung wenn wahr – dann – sonst und ändere sie über das Zahnrädchen auf wenn wahr – dann – ansonsten wenn – dann – ansonsten (engl. if – else if – else). Die Überprüfung ob eine Bedingung wahr ist nimmst du wieder aus dem Logik-Baukasten, nämlich 0 = 0. Und in den ersten Nuller ersetzt du durch die Variable zahl aus dem roten Baukasten Platzhalter. Nun steht zahl = 0 für die wahre Bedingung fest bei der wir das Symbol Papier anzeigen. Zeichne die LEDs mit dem Papier-Symbol wie abgebildet.

 

 

 

 

 

 

Schritt 3:

Nun kannst du analog dazu wenn ansonsten wenn zahl = 1 wahr ist das Stein-Symbol anzeigen lassen. Und zum Schluss ohne eine Bedingung ansonsten das Schere-Symbol. Danach sieht das Programm etwa so aus.

Großartig, du hast es geschafft. Gratuliere!

So sieht das Ergebnis aus, die Anzeige wechselt nach dem Schütteln zwischen folgenden 3 Bildern:

Schere

Stein

Papier

#01 Blinkendes Herz

Aktivität: LEDs zeigen ein blinkendes Herz – Schwierigkeitsgrad: Leicht

Öffne https://pxt.microbit.org um den Editor PXT (Programming Experience Toolkit) zu starten. Du kannst entweder blockbasierend (links) oder in JavaScript (rechts) arbeiten, die Textangabe verweisen in kursiver Schrift auf die JavaScript-Befehle.

Schritt 1:
Wähle unter dem blau gefärbten Begriff Grundlagen den Block zeige LEDs (basic.showLeds) und ziehe ihn in die Klammer dauerhaft (basic.forever).

blockbasierend                                         JavaScript

Schritt 2:
Aktiviere die LEDs so, dass ein Herz daraus entsteht.
z.B. so…

Schritt 3:

Das Herz soll nun eine halbe Sekunde (500 Millisekunden) angezeigt werden, danach löschen wir die Anzeige. Benutze unter dem blau gefärbten Begriff Grundlagen den Block pausiere (ms) (basic.pause) und unter Grundlagen… den Block Bildschirminhalt löschen (basic.clearScreen).

Schritt 4:
Erweitere das Programm um eine Pause von 500 Millisekunden nachdem der Bildschirminhalt gelöscht wurde. So bleibt die Anzeige für einige Zeit merkbar ausgeschaltet.

Großartig, du hast es geschafft. Gratuliere!

 

 

Coding, Robotik und Making in der Schule

In der 2016 erstellten Dagstuhl-Erklärung wurden die Anforderungen an Bildungssysteme in einer digital vernetzten Welt festgehalten. Mit dem Ziel, dass Schüler/innen die Fähigkeit erlangen sollen, mit digitalen Systemen selbstbestimmt umzugehen, wird eine umfassende Betrachtungsweise zugrunde gelegt. Diese beinhaltet die technologische, die gesellschaftlich-kulturelle und die anwendungsbezogene Perspektive.

Warum sollte Programmieren Teil des Unterrichts sein? Es gibt  Legitimationsansätze, die auch jenseits der Neurobiologie für den Einsatz von digitalen Medien im Unterricht im Allgemeinen und Programmieren als Unterrichtsinhalt im Besonderen sprechen (Methodenvielfalt, Lebenswelt, Arbeitswelt, Wechselwirkung, Reflexion). Bedenken sollte man, dass Informatikunterricht nicht ausschließlich ein Programmierkurs sein sollte, Themen wie Datenbanken, Security, Kryptologie, Modellbildung sind beispielsweise ebenso notwendiger Bestandteil informatischer Bildung. Unsere Schüler/innen müssen verstehen, wie die digitale Lebens- und Arbeitswelt funktioniert, das Erlernen einer Programmiersprache alleine reicht dafür nicht.

Wenn man sich für die Implementierung des Themas Coding in den Unterricht einsetzt, ist man dem Vorwurf ausgesetzt, dass Inhalte für eine kleine Minderheit in der künftigen Arbeitswelt propagiert werden. Dabei hat Informationstechnologie für die Wirtschaft enorme Bedeutung und bringt der Jugend gleichzeitig hervorragende Berufsaussichten.

Hinzu kommt, dass der Wandel in der Berufswelt durch die Leitmedientransformation uns vor neue Herausforderungen stellt, Faktenwissen ist heute sehr vergänglich, andere Kompetenzen werden von den Schulabgängern und Schulabgängerinnen verlangt, unter anderem Kollaboration mit anderen. Dieser Tatsache wird das Bildungswesen noch nicht gerecht. Und schließlich sind die bei der Auseinandersetzung mit Informatik erworbenen Kompetenzen nicht ausschließlich informatische Kompetenzen.

Sollen jetzt etwa alle Schüler/innen künftig Programmierer werden? Genauso wenig, wie alle Schriftsteller werden sollen, die das Schreiben erlernen. Programmieren ist Teil informatischer Bildung und diese ist unmittelbare Voraussetzung für eine Vielzahl von Berufen, fördert mittelbar aber auch Kompetenzen, die für die Arbeits- und Lebenswelt der jetzigen und künftigen Generationen von Bedeutung ist und sein wird: analytisches Denken, Entwickeln von Problemlösestrategien, Kommunikationsfähigkeit, Kollaborationsbereitschaft, das Beherrschen von Methoden und Werkzeugen.