Puzzle-Game

Über diese Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler 8er und 11er Puzzles: Mathematische Knobelspiele zu gestalten und zu programmieren.

8er und 11er Puzzles sind klassische Schiebepuzzles, bei denen nummerierte Plättchen in einem Raster angeordnet werden müssen. Beim 8er Puzzle handelt es sich um ein 3×3-Raster mit acht nummerierten Plättchen und einer leeren Position, während das 11er Puzzle ein 4×4-Raster mit elf nummerierten Plättchen und mehreren leeren Positionen ist. Die mathematische Bedeutung dieser Puzzles liegt in der Kombinationstheorie und der Erforschung von Permutationen. Sie helfen, Algorithmen zu entwickeln und zu testen, die optimale Lösungswege ermitteln. Solche Puzzles fördern logisches Denken, räumliches Vorstellungsvermögen und Problemlösungsfähigkeiten.

Voraussetzungen:

• Beamer, an welchem die LP das Programmieren erklären kann oder die Spiele gezeigt werden können.
• Tablet: idealerweise für alle Lernenden ein Gerät.
• Zeichenmaterial (Papier, Filz- und Farbstifte)

DAUER:

Die Unterrichtseinheit sollte 4-6 Lektionen umfassen. Idealerweise in Doppellektionen.

Kompetenzerwartungen

Lehrplan 21

MEDIEN

MI.1.1 a:Die SuS können sich über Erfahrungen in ihrer unmittelbaren Umwelt, über Medienerfahrungen sowie Erfahrungen in virtuellen Lebensräumen austauschen und über ihre Mediennutzung sprechen.

MI.1.3. b: Die SuS können einfache Bild-, Text-, Tondokumente gestalten und präsentieren.
MI.1.3. f: Die SuS können Wirkungen eigener Medienbeiträge einschätzen und bei der Produktion entsprechend berücksichtigen.

INFORMATIK

MI.2.2 a: Die SuS können formale Anleitungen erkennen und ihnen folgen.
MI.2.2 b: Die SuS können durch Probieren Lösungswege für einfache Problemstellungen suchen und auf Korrektheit prüfen.
MI.2.2 e: Die SuS verstehen, dass ein Computer nur vordefinierte Anweisungen ausführen kann und dass ein Programm eine Abfolge von solchen Anweisungen ist.
MI.2.2 f: Die SuS können Programme mit Schleifen, bedingten Anweisungen und Parametern schreiben und testen.

MI.2.3 a: Die SuS können Geräte ein- und ausschalten, Programme starten, bedienen und beenden sowie einfache Funktionen nutzen.
MI.2.3 d: Die SuS können mit grundlegenden Elementen der Bedienoberfläche umgehen.

BILDNERISCHES GESTALTEN

Die SuS können eigene Bildideen und Fragestellungen aus ihrer Fantasie- und Lebenswelt zu Natur, Kultur und Alltag entwickeln (z. B. Mensch, Tier- und Pflanzenwelt, Geschichten, Erfindungen, Schriften).

Lernziele

Anwendungskompetenzen

• Ich kann den Computer einschalten und prüfen, ob das Gerät mit dem Internet verbunden ist.
• Ich kann RULER.game starten und neues Projekt erstellen.
• Ich kann mit der Aufnahmefunktion präzise Bildausschnitte aufzeichnen.

Programmieren / algorithmisches Denken

• Ich kann programmieren, dass sich die Figur auf ein leeres Feld bewegt.
• Ich kann programmieren, dass das Spiel gewonnen ist, wenn das Puzzle gelöst ist.

Bild erschaffen

• Ich kann ein Bild gestalten, das sich in 9 unterschiedliche Teile zerlegen lässt.

Überfachliche Kompetenzen

Selbstreflexion: Die SuS können aus Selbst- und Fremdeinschätzungen gewonnene Schlüsse umsetzen.

Selbstständigkeit: Die SuS können sich auf eine Aufgabe konzentrieren und ausdauernd und diszipliniert daran arbeiten.

Aufgaben/Probleme lösen: Die SuS können neue Herausforderungen erkennen und kreative Lösungen entwerfen.

Beurteilungsraster

1. Ich kann ein Bild gestalten, das sich in 9 unterschiedliche Teile aufteilen lässt.

2. Ich kann das Bild in 9 gleich grosse Teile aufteilen.

4. Ich kann die Bildausschnitte präzise in RULER.game einfügen.

5. Ich kann eine Figur programmieren, dass sie sich auf das leere Feld bewegt.

6. Ich kann die Programmierung ohne Fehler auf alle anderen Figuren übertragen.

7. Ich kann mein Puzzle so anordnen, dass es lösbar – aber schwierig zu lösen ist.

8. Ich kann programmieren, dass es eine Gewinnnachricht gibt, sobald das Puzzle gelöst ist.

Konfrontation

Die SuS spielen eine Runde Schiebepuzzle.:

Erarbeiten 1

Die Kinder zeichnen, malen oder gestalten ein Bild, das sich in 9 oder 12 teile zerlegen lässt. Das Bild ist so zu gestalten, dass sich alle Bildteile unterscheiden. Wie du dein Bild zu RULER.game hinzufügst, erfährst du hier:

https://drive.google.com/file/d/1BPNtEaoHQH2bDsI4m86M4Ghr9ufa1V-j/view

Erarbeiten 2

Die Kinder erfahren, wie sie eine Figur programmieren, damit sich diese auf das nächste leere Feld bewegt. In der folgenden Anleitung kann den SuS gezeigt werden, wie sie eine einzelne Figur programmieren.

Vertiefen

Der gelernte Code wird nun auf alle Figuren übertragen, damit sich das Puzzle spielen lässt.

Anwenden

Als Syntheseaufgabe gestalten die SuS die Spielwelt so, dass das Schiebepuzzle möglichst schwierig aber dennoch lösbar ist.

Die SuS gestalten ein Puzzle einer anderer Grösse. Sie versuchen herauszufinden, welche Formen bieten sich für Schiebepuzzle anbieten.

Als Transferaufgaben sollen die SuS versuchen, ob es eine Lösung gibt, damit das Programm selbst merkt, wenn das Puzzle gelöst ist.