Die visuelle Programmierumgebung Scratch lässt sich gut als Einstieg in die Algorithmik und Programmierung im Informatikunterricht der 5. und 6. Klassen verwenden.
Die hier aufgelisteten Youtube Tutorials sind für diese Jahrgangsstufen entstanden und bieten einen Einstieg mit ansteigendem Schwierigkeitsgrad, wobei neben Spielen auch Themen wie Verschlüsselung und KI aufgegriffen werden.
Es bietet sich an, die Tutorials im Unterricht auf den Schülerrechnern unter der Verwendung von Kopfhörern laufen zu lassen, so dass jeder Schüler im eigenen Tempo arbeiten kann. Die Lehrkraft hat dann mehr Zeit, um sich einzelnen Schülern zu widmen.
Sinnvoll ist es auch, den Schülern zu zeigen, wie sich zwei Fenster auf dem Bildschirm nebeneinanderlegen lassen, so dass nicht zwischen Video und Programmierumgebung gewechselt werden muss. Die Bearbeitungszeit beträgt etwa jeweils 90 Minuten.
Donut Clicker
Dieses erste Tutorial bietet einen spielerischen Einstieg in die Programmierumgebung Scratch. Die Schüler bauen ein simples Spiel, bei dem durch Klicken auf den Donut Punkte verdient werden. Hinter dem Pfeil verbirgt sich ein Shop, in dem die Punkte in Upgrades für mehr Punkt pro Klick oder pro Sekunde investiert werden können.
Als Anhang werden in diesem Video die verwendeten Kontrollstrukturen noch einmal thematisiert.
Das Projekt lässt sich mit einer Erweiterung des Shops als Zusatzaufgabe vertiefen.
Das Krabbenspiel ist für zwei Spieler konzipiert. Es dient der Vertiefung der Fähigkeiten im Umgang mit der Programmierumgebung.
Es wird die Erweiterung "Malstift" verwendet, damit die Krabben eine Linie hinter sich her ziehen können. Berührt man die Linien des anderen Spielers, verliert man einen Lebenspunkt. Zusätzlich tauchen Powerups für weitere Lebenspunkte und höhere Bewegungsgeschwindigkeit auf. Die Erweiterung der Powerups dienen hier als Zusatzaufgabe.
Beim Erstellen des Spiels Piratenduell werden besonders Fähigkeiten im Bereich Grafik und Animation in Scratch geschult. Insbeondere die Animation des Wassers über eine Sinus-Funktion ist ein spannender Aspekt.
In diesem zwei Spieler Spiel duellieren sich zwei Piraktenschiffe, in dem sie sich über eine Insel hinweg mit Kanonenkugeln beschießen. Die Position der Schiffe auf den Wellen und der Abschußwinkel werden gesteuert.
Das Video zum Automatenprojekt kann am Ende einer Unterrichtsreihe zu Automaten im Informatikunterricht eingesetzt werden, wobei der Begriff Automat hier sehr wörtlich genommen wurde.
Die Schüler entwerfen in diesem Projekt einen eigenen Automaten und stellen diesen in eine PowerPoint Präsentation dar. Zu dem Automaten wird mit Visio ein Übergangsdiagramm entworfen. Anschließend soll der Automat in Scratch nachgebaut werden, wobei auch die Recherche nach Bildern mit der Creative-Commoms-Lizenz thematisiert wird.
Da hier die entsprechenden Programme genutzt werden sollen, ist für dieses Projekt ein Zugang zu Office365 nötig.
Als Abschluss der Unterrichtsreihe zu Verschlüsselungsverfahren oder als Wiederholung im Bereich der Algorithmen, kann mit diesem Tutorial die Caesar-Verschlüsselung nachgebaut werden.
Es wird ein Text und ein ganzzahliger Schlüssel eingegeben. Das Programm liefert anschließend den verschlüsselten Text. Danach kann dieser Text wieder entschlüsselt werden. Dabei kann von den Schülern ein Chat zum Beispiel über Teams verwendet werden, um die verschlüsselten Nachrichten auszutauschen.
Als Zusatzaufgabe bietet sich hier eine Erweiterung des erlaubten Zeichensatzes an, oder für Profis die Erweiterung auf die Vigenere-Verschlüsselung.
Mit diesem Tutorial kann eine einfache KI bestehend aus einem einzelnen Perzeptron nachgebaut werden. Dieses lernt durch Trainingsdaten eine Fußgängerampel richtig zu interpretieren. Dabei wird auf den mathematischen Hintergrund der Entscheidungsfindung und des Lernprozesses eingegangen, bevor dieser in Scratch nachgebaut wird. Auch das Prinzip des Trainierens der KI mit Trainingsdaten wird hier durch den Trainer visuell vermittelt.
Da es sich hier um ein sehr langes und komplexes Projekt handelt, kann es eher am Ende des Schuljahres eingesetzt werden, falls noch genügend Unterrichtsstunden (ca. 2x90Min.) vorhanden sind.
Theoretisch lässt sich aus dem einzelnen Perzeptron auch ein neuronales Netzwerk aufbauen, da die Informationen über Farbsignale weitergereicht werden.
