Calliope Mini als Würfel programmieren – ein Erfahrungsbericht aus der Schule

Nach einigem Hin und Her kam es am 26. Februar dazu, dass das ZDF für die Sendung LOGO einen Beitrag über den Calliope Mini an unserer Schule drehte. Mir war bereits ab der ersten Minute der Vorgespräche klar, was das Programmierziel der Unterrichtsstunde sein sollte: ein Würfel. Nicht nur, weil er thematisch (Zufallszahlen programmieren) gerade an der Reihe war, sondern auch, weil an diesem Programm sehr gut deutlich wird, wie das Programmieren des Mini einen Mehrwert für den Mathematikunterricht leisten kann. Last but not least lässt sich hierfür sehr simpel eine Notwendigkeit schaffen, indem man den Kindern ein Spiel vorsetzt (z.B. Mensch ärgere dich nicht) und versehentlich die Würfel vergisst. Dieses Projekt bietet also auch einen sehr einfach zu generierenden motivationalen Aspekt.

Was in der Stunde passierte, konnte ich hingegen leider nicht vorhersagen und ich war auch nicht darauf vorbereitet. Da es sich um eine der schönsten Stunden handelte, die ich als Lehrer erlebt habe, möchte ich meine Erlebnisse an dieser Stelle kurz skizzieren.

Die Stunde fand im Rahmen einer AG (oder Neigungsgruppe, wie sie an unserer Schule heißt) am Nachmittag statt. Der Zeitrahmen für diese Stunde liegt bei 100 Minuten, teilgenommen haben 11 Schülerinnen und Schüler.

Ich hatte zur Vorbereitung der Stunde zwei 6-Spieler-Mensch ärgere dich nicht-Spielfelder aufgebaut, sowie die Computer gestartet und den Editor geöffnet. Als die Kinder die Klasse betraten, bat ich sie zunächst am Tisch mit den Spielbrettern Platz zu nehmen, ließ sie kurz beschreiben, was sie sehen und erklärte ihnen, dass wir heute miteinander spielen.

Nachdem entschieden war, wer das Spiel beginnt, kam sofort die Frage „Wo ist denn der Würfel?“. Ich erklärte, dass ich diesen wohl vergessen hätte und sogleich kam der Einwand „Wahrscheinlich sollen wir den auf dem Mini programmieren“. Ich wies die Kinder kurz darauf hin, dass sie dazu den Mini eine zufällige Zahl erzeugen lassen müssten und dass sie sich diesbezüglich mal in den Bereichen Logik, Platzhalter und Mathematik umschauen sollten, um die Suche nach dem richtigen Block einzugrenzen. Es dauerte etwas, bis sie fündig wurden, dann jedoch ging alles recht schnell. Nach ca. 20 Minuten hatten tatsächlich alle Kinder (und das auch noch ziemlich zeitgleich) einen Würfel programmiert der funktionierte und das Programm auf den Mini kopiert.

Also trafen wir uns am Spieltisch und begannen zu spielen. Bereits das dritte Kind würfelte dabei eine 0 und fing an zu schimpfen, dass der Würfel nicht gut sei, weil er eben auch diese Zahl anzeige. Daraufhin meldeten sich vier weitere Kinder und gaben an, dieses Problem auch bereits bemerkt zu haben. Noch bevor ich etwas sagen konnte warf ein Schüler ein, dass er das schon bei der Programmierung gesehen hatte, dass die Zufallszahlen immer bei 0 anfangen und dass man leider die untere Zahlgrenze nicht verändern könne. Mein Impuls kam postwendend: „Können wir denn mit der 0 etwas tun, damit sie keine 0 mehr ist?“. Eine Schülerin meldete sich und sagte „wir könnten vielleicht 1 dazu tun.“ Noch bevor ich etwas dazu sagen konnte, meldete sich ein anderer Schüler zu Wort und sagte „dann müssen wir aber die obere Grenze auf 5 senken, sonst erzeugen wir ja Zahlen bis 7.“ Mir blieb nur noch, die Schülerinnen und Schüler an die Computer zurück zu schicken, mit der Bitte ihr Programm so anzupassen, dass nur noch Zahlen zwischen 1 und 6 angezeigt werden. Den Additionsblock hatten die Kinder schnell gefunden, schwieriger war die Verknüpfung mit dem Block der die Zufallszahlen erzeugt. Man kann den Additionsblock nämlich in das Feld ziehen, indem die Maximalzahl angegeben wird. Dann jedoch erreicht man beim Eintragen von 5 + 1, dass erneut Zahlen zwischen 0 und 6 erzeugt werden. Der Block „wähle eine zufällige Zahl…“ muss selbst auf einer Seite der Addition stehen und auf der anderen Seite die Zahl 1. Nur dann erzeugt der Block Zahlen zwischen 0 und 5 und addiert 1 zum Ergebnis hinzu. Die Kinder brauchten auch hierfür ca. 20 Minuten, doch erneut hatten alle etwa zeitgleich ein funktionierendes Würfelprogramm auf ihren Minis, das nun nur noch Zahlen zwischen 1 und 6 anzeigte.

Wir trafen uns also erneut am Tisch und spielten einige Runden. Nach kurzer Zeit bemerkte ich, dass einige Kinder den Mini mehrfach schüttelten. Ich sprach diesen Umstand an und fragte, ob sie schummeln würden. Der Schüler, der gerade an der Reihe war, antwortete mir: „Nein, mein Mini hängt, der ändert manchmal die Zahl nicht.“ Ich fragte daraufhin in den Raum woran das liegen könnte. Ein Junge meldete sich und meinte: „Es könnte tatsächlich sein, dass der Mini hängt, aber vielleicht würfelt der auch einfach zwei Mal hintereinander die gleiche Zahl und wir merken das gar nicht.“ Er hatte den Nagel auf den Kopf getroffen. Ich schoss mich auf die Regeln des Spiels ein: „Wenn es das Zweite ist, ist es dann fair einfach so lange weiter zu würfeln, bis eine andere Zahl kommt?“ Die Kinder verneinten dies. Der nächste Impuls lag auf der Hand: „Was könnten wir denn tun, damit der Nutzer weiß, dass er gewürfelt hat?“ Sofort gingen einige Finger hoch: „Wir könnten einen Ton abspielen, dann weiß der Würfelnde, dass er gewürfelt hat und wenn da trotzdem die gleiche Zahl steht, dann wurde die eben nochmal gewürfelt.“ oder „wir könnten die Farb-LED ihre Farbe wechseln lassen“ waren die Vorschläge. Die Schülerinnen und Schüler gingen also erneut an die Computer und erweiterten ihre Programme um entsprechende Signale. Zum Ende der Stunde hatten alle Kinder einen Mini, der beim Schütteln oder Drücken einer Taste ein Signal ausgab, um klar zu machen „Deine Eingabe ist bei mir angekommen“ und der anschließend eine Zahl zwischen 1 und 6 anzeigte.

Ich hätte mir kaum eine bessere Stunde für die ZDF-Aufnahmen wünschen können. Die Schülerinnen und Schüler hatten im Verlauf der Stunde enorme Leistungen im Problemlösen, sowie im mathematischen, logischen und algorithmischen Denken unter Beweis gestellt. Sie waren nicht nur in der Lage zu allen Problemen, die ich im Vorfeld sah, entsprechende Lösungen zu finden, sondern fanden zudem die meisten Probleme selbst und konnten diese sehr genau verbalisieren.

Leider kann man dies im ZDF-Beitrag nicht gut erkennen. Mir ist bewusst, dass der Beitrag zeitlich knapp bemessen sein musste und dass es in erster Linie darum ging, die Kinder beim Programmieren zu zeigen, weshalb ich den Beitrag trotz allem sehr positiv empfinde. Dennoch war es mir ein Anliegen den Weg dieser Stunde zu skizzieren, um den Kindern gerecht zu werden. Vielleicht liefert dieses Schriftstück jemandem einen Mehrwert, oder die Motivation das Thema Programmieren in der Schule bzw. dieses konkrete Projekt der Würfelprogrammierung anzugehen.

Saarbrücken, 15.03.18

Sebastian Connette

P.S.: Der Link zum Video in der ZDF-Mediathek für Interessierte:

https://www.zdf.de/kinder/logo/ausstattung-an-schulen-100.html