Übungsaufgaben

Stoffwiederholung

Aufgabe 1: Datentypen

In dieser Lektion haben wir verschiedene Datentypen von Werten identifiziert, nämlich Zahlen (Ganzzahlen und Dezimalzahlen), Zeichenketten (Texte) und Wahrheitswerte. Ausdrücke und parametrisierte Anweisungen erwarten in der Regel bestimmte Datentypen für ihre Parameterwerte. Werden trotzdem Werte von anderen Datentypen übergeben, werden diese zum erwarteten Datentyp uminterpretiert.

Datentypen für Parameter- und Rückgabewerte

Geben Sie für die folgenden Blöcke jeweils an, welche Datentypen für ihre Parameterwerte erwartet werden. Geben Sie bei den Werteblöcken ebenfalls an, welchen Datentyp der Rückgabewert hat (Zahl, Zeichenkette oder Wahrheitswert).

Überlegen Sie auch, ob in diesen Beispielen Parameter vorkommen, bei denen nur eine Ganzzahl als Wert sinnvoll ist (das heißt, Dezimalzahlen als Eingabe würden gerundet werden).

Anweisungen und Kontrollstrukturen
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________ Parameter 3: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________

Werteblöcke (Ausdrücke)
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________ Rückgabewert: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________ Rückgabewert: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________ Rückgabewert: ____________________________
	Parameter 1: ____________________________ Parameter 2: ____________________________ Rückgabewert: ____________________________

Aufgabe 2: Programm mit Variablen überprüfen

Das folgende Scratch-Skript ( Download) soll die Summe von mehreren nicht-negativen Messwerten (z. B. Zeit- oder Längenmessungen) berechnen, die nacheinander abgefragt werden. Die Abfrage wird durch Eingabe einer Zahl < 0 beendet. Diese Zahl soll dabei nicht mehr zur Summe dazugezählt werden, sondern dient nur dazu, dem Programm mitzuteilen, dass alle Messwerte eingegeben wurden. Zu Beginn wird außerdem noch nach der Maßeinheit gefragt (z. B. “ms” oder “cm”), die am Ende zusammen mit der berechneten Summe angezeigt wird.

Trace-Tabelle erstellen

Vollziehen Sie den Ablauf des Skripts mit Hilfe einer Trace-Tabelle nach. Protokollieren Sie dabei die Werteänderungen der Variablen “Summe” und “Einheit”, sowie des Werteblocks “Antwort” während des Programmablaufs.

Gehen Sie dabei davon aus, dass der Reihe nach die folgenden Eingaben bei den “frage”-Anweisungen stattfinden: cm, 10, 12, 8, -1

Fehler korrigieren

Welcher Wert wird als Ergebnis erwartet und welcher wird am Ende angezeigt? Finden Sie anhand der Ergebnisse der Trace-Tabelle den Fehler im Skript und korrigieren Sie das Skript geeignet.

Aufgabe 3: Fehlvorstellungen zu Variablen

Das folgende Beispiel stammt aus dem Schulalltag:¹ Beim ersten Aufruf der folgenden Sequenz wird 0 angezeigt. Die Schülerinnen und Schüler hatten aber mit 12 gerechnet. Beim zweiten Aufruf wird plötzlich wie erwartet 12 angezeigt. Jetzt sind alle vollständig verwirrt.

Erklären Sie das Szenario und erläutern Sie, welche Fehlvorstellung von Variablen dem Missverständnis zugrundeliegt. Geben Sie außerdem die korrekte Version der Sequenz an.

Praktische Übungen

Aufgabe 4: Kopfrechenquiz

Laden Sie das Scratch-Projekt Kopfrechenquiz.sb3 herunter und untersuchen Sie das Skript der Figur: Download

Das Projekt setzt ein einfaches Kopfrechenquiz um, in dem nacheinander ein Startwert und mehrere Rechenoperationen genannt werden, die im Kopf berechnet werden sollen. Die Abfolge der Rechenoperationen ist hier fest, für den Startwert und die Operanden werden aber jeweils zufällig ausgewählte Zahlen ausgegeben.

Das Quiz könnte also beispielsweise folgendermaßen ablaufen (die richtige Antwort wäre hier 8):

• Wir starten mit 4
• Addiere 8
• Multipliziere mit 5
• Subtrahiere 2
• Dividiere durch 7
• Wie lautet das Ergebnis gerundet?

Ergebnis überprüfen

Bisher gibt es noch keine Möglichkeit, das am Ende eingegebene Ergebnis zu überprüfen, da das erwartete Ergebnis momentan gar nicht vom Programm selbst berechnet wird.

Passen Sie das Skript also mit Hilfe von Variablen so an, dass das richtige Ergebnis begleitend zu den Ausgaben berechnet wird. Am Ende soll dann eine Rückmeldung gegeben werden, ob die eingegebene Antwort richtig oder falsch war.

Hilfreich für diese Aufgabe sind neben den Variablenblöcken die Operatorblöcke für mathematische Ausdrücke:

Aufgabe 5: Zeitmessung

Laden Sie das Scratch-Projekt Reaktionstest.sb3 herunter: Download

Das Programm stellt einen Reaktionstest dar: Der rote Kreis erscheint nach einer zufällig ausgewählten Zeit. Sobald er erscheint, wird die Stoppuhr auf Null zurückgesetzt. Sobald der Kreis nach seinem Erscheinen angeklickt wird, beginnt das Spiel von vorne: Die Stoppuhr wird zurückgesetzt, der Kreis verschwindet und wird nach einer zufällig ausgewählten Zeit wieder sichtbar. Ziel ist es, den Kreis so schnell wie möglich nach seinem Erscheinen anzuklicken. Wird zu früh geklickt oder statt des Kreises die Bühne angeklickt, endet das Spiel.

Durchschnittliche Reaktionszeit ermitteln

Passen Sie das Programm mit Hilfe von Variablen so an, dass die durchschnittliche Zeit, die benötigt wird, um den Kreis nach seinem Erscheinen anzuklicken, gespeichert und während der Programmausführung auf der Bühne angezeigt wird. Definieren Sie dazu ggf. weitere Hilfsvariablen.

Neben den Blöcken aus der Kategorie “Variablen” sind die folgenden Blöcke zur Zeitmessung für diese Aufgabe hilfreich:

	Dieser Anweisungsblock setzt die Stoppuhr zur Zeitmessung auf Null zurück.
	Dieser Werteblock liefert die Anzahl an Sekunden zurück, die seit dem Programmstart oder letzten Zurücksetzen der Stoppuhr vergangen sind.

Aufgabe 6: Spiel um Variablen ergänzen

In dieser Aufgabe soll das Spiel Flappy Seagull aus der vorigen Übung um mehrere Variablen ergänzt werden.

Laden Sie dazu das Scratch-Projekt Flappy_Seagull.sb3 herunter: Download

Die Figuren in diesem Spiel agieren mit einer Animationsrate von 20 Schritten pro Sekunde, da in der Wiederholung in den Skripten der Figuren am Ende jeweils 1/20 Sekunde gewartet wird.

Das Spiel soll nun um die folgenden Funktionen ergänzt werden:

• Die Möwe darf dreimal von der Gegner-Figur berührt werden, bevor das Spiel vorbei ist. Die Anzahl, wie oft sie noch berührt werden darf, soll dabei auf dem Bildschirm sichtbar sein.
• Wenn die Möwe berührt wird, soll sie für eine kurze Zeit vor weiteren Treffern geschützt sein. Der Schutz soll dabei 20 Animationsschritte andauern.
  • Damit besser erkennbar ist, wann die Möwe geschützt ist, soll sie während dieser Zeit mit einer Transparenz von 50% angezeigt werden.
• Zusatzaufgabe: Führen Sie eine neue globale Variable für die Animationsrate ein, die von allen Figuren statt dem festen Wert von 20 Schritten pro Sekunde genutzt wird.
  • Die Spielgeschwindigkeit soll während der Programmausführung anpassbar sein, indem mit den Pfeiltasten nach oben und unten der Wert der Animationsrate vergrößert und verringert wird (Achtung: Der Wert sollte nicht kleiner als 1 werden können!).

Das folgende Video demonstriert, wie das Spiel mit den Anpassungen aussehen könnte: