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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