programmieren mit bee-bot · 2018-12-06 · mit den bee-bots lernen die kinder genau diesen ablauf...
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Programmierenvonkleinauf-
mitBee-Bots!©Kinderlabor®,2015- 2017
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WarumsindBee-BotsInformatik?DieInformatikbeschäftigtsichmitderautomatischenLösungvonProblemen.AlsBeispielschauenwirdasProbleman,mitHilfedesSBB-FahrplanszueinergegebenenZeitdieschnellsteVerbindungvonAnachBzufinden.FrüherhatmandasdurchNachschlagenimKursbuchgelöst.HeutesollderComputerunsdieseArbeitabnehmen,indemerineinemdigitalenKursbuchnachschlägtundunsdasErgebnisderSucheaufeinerWebseiteoderineinerAppanzeigt.
DieAufgabederInformatikeristes,demComputerbeizubringen,wieerdasmachensoll.DasgehtinzweiSchritten.ZuerstmusseinAlgorithmus („Kochrezept“)entworfenwerden,dannmussderComputerentsprechendprogrammiert(mitdemRezeptgefüttert)werden,damiterdasProblemfürunsmittelsdesKochrezeptsautomatischlösenkann.
MitdenBee-BotslernendieKindergenaudiesenAblaufineinersehreinfachenFormkennen.DasProblemistzumBeispiel,dassdieBienezurBlumegelangensoll.DieKinderüberlegensichzuersteinenpassendenWegundprogrammierendanndenBee-Botso,dasserdiesenWegautomatischabläuft.DiedafürerforderlichenKompetenzensinddiegleichenwieinder„grossen“Informatik:vorausschauendesDenken,genauesArbeiten,Kreativität,Teamarbeit.DerBee-BotfunktioniertdabeischonganzähnlichwieLOGO,eine“echte“Programmiersprache,diedeshalbauchsehrgutimAnschlussandasProgrammierenmitBee-Botgelehrtwerdenkann.DasProgrammierenmitBee-BotsistdeshalbeinEinstiegindieInformatik.
WasistProgrammieren?Programmieren heisst,einemComputer(odereinemRoboter)eineFolgevonBefehlenzuerteilen,damitergenaudasmacht,waswirvonihmwollen.
EinProgrammbestehtauseinerodermehrerenBefehlsfolgen.ProgrammewerdenineinerProgrammierspracheaufgeschriebenunddanachvomComputerausgefuhrt.
EineProgrammiersprache isteineSprache,diederComputerversteht.SiebestehtausBefehlen,dieimUmgangmitdemComputerbenutztwerdenkönnen.
Beispiel:Bee-BotsollzurBlume„fliegen“.ErverstehtvierverschiedeneBefehle,mitdenenerjeweilseinFeldvorwärtsoderrückwärtsgehenodersichum90Gradnachlinksoderrechtsdrehenkann.DerWegzurBlume(zumBeispielvorwärts,Linksdrehung,vorwärts,vorwärts,vorwärts)wirdmitHilfederentsprechendenBefehlstastenalsProgramm„aufgeschrieben“.NachDrückenderGO-TasteführtBee-BotdasProgrammausundgelangtdamitwiegewünschtzurBlume.
AufdernächstenSeitewirddieBee-Bot-Programmiersprachegenauerklärt.
DieBee-Bot-SpracheBee-Botversteht- perTastendruck-vierverschiedeneBefehle:
GeheeinFeldvorwärts!
DrehedichaufderStellenachrechts!GeheeinFeldrückwärts!
DrehedichaufderStellenachlinks!
KennenlernenderBee-Bot-Befehle
Vorbereitung: DieKinderstellensichineinerReiheauf(mitgleicherBlickrichtungundgenugAbstand).SiesollennunselbstRoboterspielenundBefehleausführen.
Ablauf: DieLPstelltsichvordieKinder(mitgleicherBlickrichtung),zeigtnacheinanderfürallegutsichtbardieviergrossen BefehlskartenunddemonstriertihreBedeutung(einenSchrittvorwärts,einenSchrittrückwärts,VierteldrehungamOrtnachrechts,VierteldrehungamOrtnachlinks).
DannsinddieKinderanderReihe.DieLPstelltsichihnengegenüberaufundzeigtnacheinanderBefehle,diedannjedesKindausführenmuss.NachjederBewegungbleibenalleKinderinderneuenPosition,undesgehtmitdemnächstenBefehlweiter.Machenesallerichtig,ergibtsichjeweilseinesynchroneBewegung;zuBeginnwirdoftdieDrehrichtungverwechselt,danngeratendieKinderausdemTakt.Bevoresweitergeht,solltenFehlergemeinsamerkanntundkorrigiertwerden.
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DerSmileygibtan,wiedieKartegehaltenwerdenmuss.
Lernziel: DieKinderkennendievierBefehleundkönnensieausführen.
BenutzenderBee-Bot-BefehleVorbereitung: AufdenBodenwirdmitAbdeckbandeinFeldaus4x4Felderngeklebt,sodasseinKindgutaufeinemFeldstehenkann.EineBlumenkartewirdaufeinesderFeldergelegt.
Ablauf: DieLPerklärtdieAufgabe:einKindspieltRoboterundsollvondenanderenKindernohneWortezurBlumegesteuertwerden.DieLPlegtStartfeldundeinevonvierBlickrichtungenfest.ZumSteuernwerdendem„Roboter“vondenanderenKindernnacheinanderBefehlskartengegeben,dieihmsagen,wasertunmuss.JederBefehlwirdvomRobotersofortausgeführt,dannwirddernächsteBefehlausgewählt.DieanderenKinderprüfeninjedemSchritt,obderRoboter„richtigfunktioniert“(d.h.dieBefehlerichtigausführt),undobdieBefehleselbstrichtigsind.NichtrichtigsindBefehle,diedenRoboterausdemFeldhinaussteuern;solcheBefehlemüssenzurückgenommenwerden.Befehle,diedenRobotereinmalindiefalscheRichtungschicken,könnenmitdennächstenBefehlenwiederkorrigiertwerden.ErreichtderRoboterdieBlume,musser„aufgeladen“werden,dassheisst,einanderesKindnimmtseinenPlatzein(mitdergleichenBlickrichtung).EinweiteresKinddarfdieBlumeaneinenneuenPlatzlegen,undesgehtweiterwievorher.
Lernziel: DieKinderkönnendievierBefehlegezielteinsetzenundfeststellen,obeineausgeführteBewegungdemgegebenenBefehlentspricht.
ErstesProgrammierenAblauf:Wievorher,aberdiesmalsollderRoboteralleBefehleaufeinmalbekommen,inFormeinesProgramms– einStapelvonBefehlen,dienacheinanderausgeführtwerden.DieLPerklärt,dassesjaunpraktischist,nachjedemSchrittextrazumRoboterhinzugehen.Besserwärees,ihmgleichalleBefehleaufeinmalzugebenunddanngemütlichzuzuschauen,wieerseineArbeitmacht.DieLPerstelltmitHilfederKindereinenpassendenStapelvonKarten,inderSituationrechtsz.B.ausdenfolgendenfünf:
DaderRoboterwährendderErstellungdesProgrammsnochnichtläuft,müssendieKindersichvorstellen,woernunjeweilswäre.DaskanndurchgeschicktesAuslegenderKartenaufdemFeldunterstütztwerden(siehenächsteSeite).DieKartenwerdendanachzueinemStapelgemacht(mitdererstenKarteanfangen,danndiejeweilsnächsteKarteunter denStapel).DenfertigenStapel–dasProgramm- bekommtnunderRoboter.ZurAusführungnimmterjeweilsdieobersteKartevomStapel,führtdieentsprechendeBewegungausundlegtdieKarteumgedreht (dasheisst „Befehlausgeführt“)wiederunterdenStapel.IndererstenRundekanndieLPRoboterspielenunddenAblaufzeigen.SindalleBefehleausgeführt,wirdgeprüft,obderRoboterdasZielerreichthat.
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AuslegenderKarten:
Vorwärts/-Rückwärts-Karten:zwischen Start-undZielfeld desje-weiligen Schrittes
Drehungskarten:aufdasFeld,aufdemdieDrehungstattfindet.
Lernziel: DieKinderkönneneinProgrammerstellen- eineFolgevonBefehlen,mitderderRobotereinevor-gegebenenAufgabelösenkann.
ErstesProgrammierenVarianten:Dem„Roboter“werdendieAugenverbunden,bevordieBlumeplatziertwird.DieKindererstellennundasProgramm,undbevorderRoboterwiedersehenkann,wirddieBlumeentfernt;dieKindermerkensichaber,wosiegelegenhat.DanachführtderRoboterdasProgrammaus,undwenneramSchlussaufdemrichtigenFeldgelandetist,gibtesApplausfüralle.AlternativkannderRoboterauchineinemanderenRaumwartenundersthereinkommen,wenndasProgrammfertigist.BeimErstellendesProgrammssollendieKindermöglichstruhigarbeiten(esgehtsogarganzohneWorte!),damitderRoboternichtsüberdieLagederBlumeerlauschenkann.
Überprüfen: LandetderRoboteraufdemfalschenFeld,sollderGrunddafürgefundenwerden.IstdasProgrammnichtrichtigerstelltworden,oderhatderRoboteresnichtrichtigausgeführt?DazuwirdderStapelwiederwieaufdervorherigenSeiteaufdasFeldgelegt(vonobenanfangenundeineKartenachderanderenumdrehenundablegen).Nunversuchenalle,gemeinsamdasProblemzufinden,indemdieFolgenocheinmalSchrittfürSchrittausgeführtwird.Wichtigist,dassniemand„schuld“ist,derFokussolltehieraufderProblemlösungliegen.
Lernziel:DieKinderkönnenbeischrittweiserAusführungeinesProgrammserkennen,obesrichtigistodernicht.SiekönnenFehler(imProgrammoderbeimRoboter)finden.
MitdemBee-BotarbeitenVorbereitung:Jeweils2-3KindererhalteneinenBee-Bot,eineTransparentmatte(4x4Felder),einenBienenstock,eineroteBlume,einegrüneBlume,einigeHindernissesowieeinenSatzBefehlskarten.DenKindernwirdgesagt,dasssienuneinenechtenRoboterhaben,derabergenausofunktioniertwiederKindroboter vorher.AnstattdieerstellteKartenreihezueinemProgrammzumachenundesdemRoboterzugeben,werdendieBefehlenacheinanderindenBee-Boteingetippt.NachDruckaufdiegrüneTaste„GO“führtderBee-BotdaseingetippteProgrammaus.Wichtig: BevorderBee-BotneueBefehlebekommt,mussimmerdieTaste„X“gedrücktwerden,damitBee-BotdasalteProgramm„vergisst.“
„GO“(gespeichertesProgrammausführen)
„X“(gespeichertesProgrammlöschen)
„II“(1-Sekunde-Pause-Befehl)
MitdemBee-BotarbeitenAblauf:DieLPerklärt,dassBee-Bot(genauwievorherderKindroboter)zurBlumegesteuertwerdensoll.Bee-BotundBlumewerdenplatziert(vonderLPoderdenKindernselbst).DieBlumewirddabeiunterdieMattegelegt.DieKinderjederGruppelegeneineReihevonBefehlskartenfürihrejeweiligeAufgabe(genauwievorheraufdemgrossen Feld,abermitdenkleinenBefehlskarten).ReihumdarfjeweilseinKinddasProgrammindenBee-Boteintippen(vorher„X“drücken!)unddannmit„GO“denBee-Botstarten.KontrolleundFehlersuchewievorher.DieBefehlsfolgeliegtjeweilsnochaus,eskannalsogeprüftwerden,obdasProgrammFehlerenthält,oderobFehlerbeimEintippenpassiertsind.EintypischerFehlerist,dassvordemEintippennicht„X“gedrücktwurdeundBee-Botdeshalbmitdem„alten“ProgrammausderRundezuvorbeginnt.
Anmerkung:AufderUnterseitedesBee-BotbefindetsichderAn/Aus-SchaltersowieeinSchalter,mitdemTönean- undausgeschaltetwerdenkönnen.BeieingeschaltetemTongibtBee-BotakustischesFeedback(z.B.BestätigungvonEingaben),dasdenKinderhilft.BeivielengleichzeitiglaufendenBee-BotskönnendieTönejedochauchverwirrenundstören.IndiesemFallsolltensieausgeschaltetwerden.
Lernziel: DieKinderkönnenBee-BotbedienenundihnmitHilfeeingetippterProgrammegezieltsteuern.
Bee-BotverstehenVorbereitung: DiesisteineTheorieaufgabezurVertiefung,derenLösungdannpraktischüberprüftwerdenkann.DieLPteiltalleodereineAuswahlderfolgendenArbeitsblätterandieKinderaus.BeijedemBlattgehtesdarum,festzustellen,zuwelchervonzweiBlumenBee-BotmitdemangegebenenProgramm(vonobennachunten)fliegt.Hierwirdauchder„Rückwärts“-Befehlgeübt,dervoneinigenKindernbeimArbeitenmitdemBee-Boterfahrungsgemäss garnichtbenutztwird.
Ablauf:MiteinemStiftsollendieKinderaufdenArbeitsblätternjeweilsdieBlumeumkreisen,zuderBee-Botwohlfliegenwird.Anschliessend wirddieLösungüberprüft,indemdiegegebeneSituationaufgebautunddasProgrammeingetipptwird(vorherjeweils„X“drücken!).
Lernziel: DieKinderkönnenkurzeBee-Bot-Programme(mit„Rückwärts“-Befehlen)imganzenkorrektinterpretieren.
LäuftBee-BotzurgrünenoderzurrotenBlume?
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AufgabenstellenundlösenAblauf:NunkommenBienenstock,diezweiteBlumeunddieHindernisseinsSpiel.Zielistes,dassdieKindersichselbstAufgabenstellen.DieLPerklärt,dassBee-BotvomgewähltenStartpunktauszuersteine(oderauchzwei)BlumenbesuchenunddannindenBienenstock„fliegen“soll.Hindernis-Kartenkönnenbenutztwerden,umbestimmteFelderzusperren,dasheisst,Bee-BotdarfdieseFeldernichtbetreten.JenachNiveauderKinderkanndieSchwierigkeitvariiertwerden.BeiKindern,diemitderFahrtzurBlumevonvorhernochProblemehaben,kannaufdiezweiteBlume,HindernisseundsogaraufdenBienenstockverzichtetwerden.FortgeschritteneKinderkönnenohneBefehlskartenarbeitenundBee-Bot„ausdemKopf“programmieren.UntendreiBeispielaufgaben(leicht,mittel,schwer).ObderBienenstockzwischendurch„überflogen“werdendarf,bleibtderLP/denKindernüberlassen.
Lernziel:DieKinderkönnenmitdemBee-BotkomplexeAufgabenlösen.
AufgabenmitzweiBee-BotsAblauf:ZweiKinderbekommenjeeinenBee-BotundeineTransparentmatte.JedesKindstelltseinenBee-BotaufeinStartfeld.Zielistesnun,diebeidenBee-Botssozuprogrammieren,dasssiediePlätzetauschen,ohnedabeizukollidieren.HiermüssendiebeidenKinderzusammenarbeitenundsichfürbeideBee-BotsentsprechendeBefehleüberlegen.DieStartfelderkönnenzuAnfangvonderLPvorgegebenundspätervondenKinderselbstgewähltwerden.JenachNiveauderKinderkannauchverlangtwerden,dassdiebeidenBee-BotsnichtnurdiePlätzetauschen,sondernnachdemTauschauchjeweilsindiegleicheRichtungschauenwiederTauschpartnerzuBeginn.AuchhierkönnenHindernisseeingesetztwerden.Kollisionen,dietrotzdemauftreten,könnennatürlichSpassmachen,unddieBee-BotsvertragensolcheKollisionenproblemlos.HiersinddreiBeispielaufgaben:
Lernziel:DieKinderkönnenzusammenarbeiten,ummitdemBee-BotkomplexeAufgabenzulösen.
FreiesSpiel:Bee-Bot-ParcoursAblauf:MitderSchablone,derenAbmessungengenaueinemBee-Bot-FeldaufderTransparentmatteentsprechen,könnendieKinderselbsteinenBee-Bot-ParcoursaufdasPackpapiermalenunddenParcoursnachLustundLaunedekorieren.NatürlichdarfBee-BotdenParcoursdannauchablaufen.DieKinderkönnenStart- undZielpunktewählen,Hindernisseaufstellen,oderzumBeispieleine„Schlange“fürBee-Botmalen,dieerdannentlanglaufensoll:
JenachNiveauderKinderkanndieLPdieKinderauffolgendeshinweisen,oderdieEntdeckungdenKindernselbstüberlassen:Bee-BotbleibtnuraufdenFeldern,wenndieseimmergenauaneinanderpassen.GibtesLückenoderversetzteFelder,kannBee-BotdenFeldernnichtmehrfolgen.
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BefehlskartenzumAusdruckenun
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