Kapitel 2 · 11 Stunden · interaktive Präsentationen
Mit Nullen, Einsen und Anweisungen
Computer kennen nur 0 und 1. Die Reihe zeigt das Binärsystem, Bits und Bytes und wie Daten codiert werden. Danach geht es um Algorithmen im Alltag, ihre Darstellung und das Programmieren mit Scratch: Wiederholungen, bedingte Anweisungen, Sequenzen und eigene Projekte.
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01
Stunde 1 · 2 Unterrichtsstunden
Das Binärsystem
Leitfrage: Wie lassen sich unsere Zahlen ins Binärsystem umrechnen?
- Kapitelauftakt Algorithmen und Problemlösen
- Bit, Dezimalsystem und Binärsystem, Stellenwerttafeln
- Umrechnen: Dualzahl → Dezimalzahl und Dezimalzahl → Dualzahl (Division durch 2)
- M1 Lampenreihen, M2 Stellenwerttafel bis 30
Interaktiv Mindmap sortieren · Binäre Stellenwerttafel zum Anklicken · Divisions-Rechner Schritt für Schritt · Lampenreihen lesen und schalten · Zahlen 1–30 aufdecken · Umrechnungs-Training mit neuen Aufgaben
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02
Stunde 2 · 1–2 Unterrichtsstunden
Bits und Bytes
Leitfrage: Was versteht man unter Bits und Bytes – und wie lange dauert ein Download?
- Daten werden als Binärcode gespeichert
- Bit als kleinste Einheit, Byte = 8 Bit, 256 Kombinationen
- Speichereinheiten KB, MB, GB, TB
- Datenübertragung in Bit pro Sekunde, M1 Mobilfunkverträge vergleichen
Interaktiv Text in Bytes übersetzen · Speichereinheiten-Treppe · Wie viel passt aufs Handy? · Download-Rechner · Handyverträge vergleichen · Umrechnungs-Training
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03
Stunde 3 · 2–3 Unterrichtsstunden
Codierung von Daten
Leitfrage: Wie können Daten codiert werden?
- Codes für Menschen und Maschinen: Kyrillisch, Binärcode
- Brailleschrift und Morsealphabet (M1)
- Codes für Verbraucher: Erzeugercode auf Eiern, Kfz-Kennzeichen (M2)
- Codes für Maschinen: Pfandsymbol, Barcode (EAN) und QR-Code (M3)
Interaktiv „Hallo“ in vier Codes · Braille-Zelle zum Antippen · Morse-Übersetzer mit Ton · Eiercode entschlüsseln · Kennzeichen raten · EAN-Barcode mit Prüfziffer erzeugen · QR-Code-Aufbau erkunden
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04
Stunde 4 · 1–2 Unterrichtsstunden
Algorithmen im Alltag
Leitfrage: Was hat ein Pfannkuchenrezept mit Informatik zu tun?
- Anweisung, Ablauf und Sequenz am Beispiel Pfannkuchen
- Algorithmus: eindeutig, ausführbar, endlich
- M1 Händewaschen als Befehlsfolge
- M2 Fluchtweg aus dem Klassenzimmer
Interaktiv Rezept in die richtige Reihenfolge bringen · Fehlerhafte Anweisungen den Bedingungen zuordnen · Händewaschen als Befehlsfolge · Fluchtweg programmieren
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05
Stunde 5 · 2 Unterrichtsstunden
Darstellung von Algorithmen
Leitfrage: Wie stellt man einen Algorithmus so dar, dass ihn jeder – auch ein Computer – ausführen kann?
- Algorithmen beschreiben und mit ihnen Probleme lösen (EVA)
- Ablaufplan (Flussdiagramm): Start, Anweisungen im Imperativ, Pfeile, Stopp
- M1 Geschichten lesen, M2 Genaue Anweisungen
- M3 Labyrinth: den Traktor programmieren
Interaktiv Ablaufplan-Baukasten · Geschichte ordnen und als Ablaufplan darstellen · Supermarkt-Anweisungen prüfen · Traktor durchs Labyrinth steuern
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06
Stunde 6 · 1–2 Unterrichtsstunden (mit Scratch am Rechner)
Programmierumgebung Scratch
Leitfrage: Wie genau funktioniert die Programmiersprache Scratch?
- Scratch als visuelle Programmiersprache: Codeblöcke wie Puzzleteile
- Programmfenster: Registerkarten, Codebereich, Skriptbereich, Bühne, Figurenliste
- Die Bühne mit Koordinatensystem (x: −240 bis 240, y: −180 bis 180)
- Figuren und ihre Attribute, M1 Figuren und Bühnenbilder bearbeiten
Interaktiv Scratch-Fenster erkunden und finden · Katze auf Koordinaten ziehen · Koordinaten-Challenge · Attribute verändern (Größe, Richtung, Sichtbarkeit, Position)
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07
Stunde 7 · 2 Unterrichtsstunden (mit Scratch am Rechner)
Wiederholungen in Scratch
Leitfrage: Gibt es auch in der Programmierung Wiederholungen – wie bei Liegestützen?
- Wiederholung = Schleife
- Zählschleife „wiederhole … mal“
- Endlosschleife „wiederhole fortlaufend“
- Wiederholung mit Bedingung „wiederhole bis …“, Ablaufplan Treppensteigen
- M1 Animation, M2 Nagel einschlagen
Interaktiv Scratch-Simulator mit veränderbaren Werten · Formen zeichnen mit Schleifen · Endlosschleife stoppen · Wiederholen bis Rand · Schleifenarten zuordnen · Ablaufplan Nagel
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08
Stunde 8 · 2 Unterrichtsstunden (mit Scratch am Rechner)
Bedingte Anweisungen in Scratch
Leitfrage: Wann führt ein Programm eine Anweisung aus – und wann nicht?
- Anweisung mit Bedingung (Fußgängerampel)
- Verzweigung mit Alternative (Freizeitpark)
- Bedingungen in Scratch: „falls … dann“ und „falls … dann … sonst“, Mathe-Profi
- M1 Bedingte Anweisung im Alltag, M2 Verzweigung im Navi
Interaktiv Ampel-Programm mit Schalter · Verzweigung testen · Mathe-Quiz-Katze · Sätze zuordnen · Navi umleiten · Schleife oder Bedingung?
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09
Stunde 9 · 1–2 Unterrichtsstunden (mit Scratch am Rechner)
Sequenzen in Scratch
Leitfrage: Aus welchen Zutaten besteht eine Sequenz in Scratch?
- Codebereich und Skriptbereich, Skript als kleines Programm
- Codeblock-Kategorien und ihre Farben
- Sequenz: Startblock aus „Ereignisse“, Blöcke laufen von oben nach unten
- M1 Sequenz programmieren
Interaktiv Blöcke den Kategorien zuordnen · Blocktabelle aufdecken · Sequenz aus M1 im Simulator ausführen und verändern · Ablaufplan und Skript vergleichen
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10
Stunde 10 · 2–4 Unterrichtsstunden (Projektarbeit am Rechner)
Projekte in Scratch
Leitfrage: Wie plant und programmiert man ein eigenes Scratch-Projekt?
- Projektphasen: Idee, Ablaufplan, Programmieren, Testen, Verbessern, Präsentieren
- Beispielprojekt Fangspiel: Schleife, Bedingung, Bewegung
- Beispielprojekt Quiz mit Fragen und Verzweigung
- Projektideen und Checkliste
Interaktiv Projektphasen ordnen · Fangspiel im Simulator · Quiz-Katze mit zwei Fragen · Projektideen umdrehen · Projekt-Checkliste
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11
Stunde 11 · 1–2 Unterrichtsstunden
Wiederholung und Selbsttest
Leitfrage: Was kann ich, und was sollte ich noch üben?
- Fachbegriffe des Kapitels als Karteikarten und Paare
- Trainer: Binärsystem und Bytes, Codierung, Algorithmen, Scratch
- Großes Quiz und „Ich kann …“-Liste
Interaktiv Karteikarten · Begriffe-Paare · Umrechnungs-Training · Morse und Codes · Ablaufplan prüfen · Scratch-Schleifen · Quiz (10 zufällige Fragen) · Selbsteinschätzung
Für Lehrkräfte
Hinweise zum Einsatz
Blättern mit den Pfeiltasten, Bild↑/Bild↓ oder einem Presenter. F schaltet den Vollbildmodus. Über die Leiste oben springt man direkt zu jeder Station. Stationen lassen sich direkt verlinken, z. B. 01_Binaersystem.html#merke.
Start mit Leitfrage → nummerierte Stationen (Einstieg, Erarbeitung, Aufgaben) → Hefteintrag, der Punkt für Punkt aufgedeckt wird → Übungen mit Prüfen-Knopf und Lösung. Zu jeder Stunde gibt es ein Arbeitsblatt (PDF) mit Platz für den Hefteintrag und ein Lösungsblatt.
Für die Scratch-Stunden wird ein Rechner mit Scratch (online oder offline) benötigt; die Präsentation zeigt die Blöcke nachgebaut.
Die Skripte in den Präsentationen laufen in einem vereinfachten Scratch-Nachbau: Werte sind veränderbar, die grüne Fahne startet, das Stoppschild stoppt. Für eigene Programme wird das echte Scratch genutzt.
Speichergrößen werden mit 1 KB = 1000 Byte gerechnet.
Jede Datei ist eigenständig und funktioniert offline, auch vom USB-Stick. Die Schriften liegen im Ordner fonts neben den Reihen. Hell- und Dunkelmodus folgen der Systemeinstellung.