Lehrer-Toolbox
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Der Zweck dieser Lektüre
Dieses MINT-Labor konzentriert sich darauf, den Roboter so zu programmieren, dass er auf die von ihm erkannten Bedingungen reagiert. Diese erste Lektüre soll die Idee von Bedingungen, booleschen Bedingungen (WAHR oder FALSCH) und den Nutzen der Einbeziehung dieser Programmierstrukturen in ein Projekt vorstellen. Die Schüler sollten beginnen zu erkennen, dass die Einbeziehung bedingter Programmierung die Reaktion des Roboters auf seine Umgebung verbessert.
Beim Beobachten eines Roboters scheint es, als würde er Entscheidungen über sein eigenes Verhalten treffen, aber innerhalb der Programmierung überprüft er die Bedingungen und ergreift entsprechende Maßnahmen. Die Schüler könnten darüber nachdenken, wie die Bedingungen ihre eigenen fundierten Entscheidungen beeinflussen.
Zu treffende Entscheidung: Soll ich einen Regenschirm mitnehmen?
Aktueller Zustand: Es wird wahrscheinlich regnen (WAHR).
Entscheidung: Nimm einen Regenschirm.
Entscheidungsfindung
Auf ihrer grundlegendsten Ebene werden Programme geschrieben, um einfache Verhaltensabfolgen auszuführen. Beispielsweise möchten Sie vielleicht, dass Ihr Roboter vorwärts fährt und auch einige Kurven macht, um ein Ziel zu erreichen. Was aber, wenn Sie möchten, dass Ihr Roboter auf den richtigen Zeitpunkt wartet, um mit der Vorwärtsfahrt zu beginnen und seine Route abzuschließen? Das würde eine Programmierung mit bedingten Anweisungen erfordern. Sie würden eine bedingte Anweisung verwenden, um den „richtigen Startzeitpunkt“ in Ihrem Projekt zu definieren. Möglicherweise ist der „richtige Zeitpunkt“ nach dem Drücken einer Taste oder wenn ein Sensor einen bestimmten Füllstand erkennt und dann mit der Fahrt beginnt. Wenn Sie das Verhalten des Roboters beobachten, scheint es, als würde er entscheiden, wann er losfahren soll, aber das liegt daran, dass Sie die Bedingung festgelegt haben, wann mit dem Fahren begonnen werden soll.
Bedingungsanweisungen sind leistungsstarke Programmieranweisungen, die eine boolesche Bedingung (WAHR oder FALSCH) verwenden und es Ihnen ermöglichen, Projekte zu entwickeln, bei denen sich der Roboter je nach seinen Wahrnehmungen unterschiedlich verhält.
Wenn im folgenden Beispiel die Brain Up-Taste gedrückt wird (TRUE), fährt der Roboter vorwärts. Wenn die Brain Up-Taste nicht gedrückt wird (FALSE), hört der Roboter auf zu fahren. Dies zeigt, dass der Roboter nur dann vorwärts fährt, wenn die Brain Up-Taste gedrückt wird, andernfalls stoppt der Roboter.
Erweitern Sie Ihr Lernen
Um diese Aktivität zu erweitern, bitten Sie Ihre Schüler, sich in Teams zusammenzuschließen und eine Skizze eines Labyrinths zu erstellen, die ein anderes Team fertigstellen kann. Das Labyrinth sollte mindestens drei bis fünf bedingte Anweisungen erfordern. Gehen Sie zum Beispiel weiter, bis Sie eine Wand erreichen. Dann biegen Sie links ab. Die Schüler sollten eine Lösung für das Labyrinth in Form eines Flussdiagramms schreiben. Die Schüler sollten dann Labyrinthe mit einem anderen Team tauschen, das wiederum eine Lösung für das Labyrinth in Form eines Flussdiagramms erstellen sollte. Die beiden Teams sollten dann die Antworten vergleichen, um zu sehen, wie gut sie übereinstimmen.
Um diese Aktivität mit Online- oder Mobilspielen in Verbindung zu bringen, bitten Sie Ihre Schüler, das Ziel ihres Lieblingsspiels/ihrer Lieblingsanwendung zu beschreiben. Lassen Sie die Schüler dann ein Flussdiagramm erstellen, das die ersten zehn Ja/Nein- oder Richtig/Falsch-Entscheidungen skizziert, denen sie in ihrem Spiel folgen.