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Anweisungen geben: Algorithmen

GrundschuleInformatikEin deterministischer Gitterroboter, der Vorwärts- und Vierteldrehungsanweisungen ausführt, mit festen Start- und Zielfeldern sowie bearbeitbaren Hindernissen

Erstelle ein Programm und bewege den Roboter dann Schritt für Schritt in Richtung G. Ziehe ein Feld auf dem Spielbrett nach oben, um eine Wand zu bauen, oder nach unten, um sie zu entfernen.

3D

Ziehe den Apparat, um ihn anzupassen. Ziehe den Hintergrund, um ihn zu drehen. Scrolle zum Zoomen.

Messprotokoll

Ändere die Einstellungen, teste eine Vorhersage und speichere das Ergebnis. Es werden bis zu 12 Momentaufnahmen gespeichert.

Über dieses Experiment

Erstelle ein kleines Programm und teste es auf einem dreidimensionalen Spielfeld. Der Roboter befolgt jede Anweisung wortgetreu, sodass ein blockierter Zug oder eine falsche Drehung sichtbar wird. Vergleiche die geplante Route mit dem tatsächlichen Ausführungsverlauf, bearbeite dann das Programm und versuche es erneut.

Lernziele

  • Übersetze eine Route in eine geordnete Folge präziser Anweisungen.
  • Finde Programmfehler, indem du nach jedem Schritt Position und Richtung überprüfst.
  • Erkläre, wie eine Änderung an einem Hindernis das Programmergebnis verändert, ohne die Anweisungen zu ändern.

Anleitung

  1. 1Führe das ursprüngliche Programm aus und finde die erste Anweisung, die nicht mit deiner geplanten Route übereinstimmt.
  2. 2Spule zurück und überprüfe mit „Schritt“ und „Zurück“ die Position nach jeder Anweisung.
  3. 3Lade „Beispielroute“, sage den Endpunkt voraus und führe das Programm dann bis zum Ziel aus.
  4. 4Ziehe eine Kachel des Spielfelds nach oben, um ein Hindernis zu erstellen. Repariere den Weg mit den Befehlsschaltflächen und zeichne anschließend das Programm und sein Ergebnis auf.

Das Modell

Richtung nach einer Linksdrehung
Richtung nach einer Rechtsdrehung

Annahmen

  • Das Spielfeld hat sechs Zeilen und sechs Spalten. Der Roboter startet unten links und blickt nach rechts; sein Ziel ist oben rechts.
  • Ein Vorwärtsbefehl bewegt den Roboter um ein Feld. Links und rechts drehen ihn um 90 Grad, ohne ihn zu bewegen. Eine Kollision oder das Erreichen des Ziels beendet die Ausführung.
  • Der Roboter führt Befehle aus; er simuliert keine Starrkörperphysik. Die visuelle Animation verändert die diskreten Feldpositionen nicht.

Im Unterricht ausprobieren

  1. Q1Warum funktionieren dieselben Befehle auf einem Spielfeld, aber nicht mehr, nachdem eine Wand verschoben wurde?
  2. Q2Wie könntest du ein kürzeres Programm schreiben, wenn Wiederholungsbefehle verfügbar wären?

Häufig gestellte Fragen

Findet der Roboter selbstständig den Weg?

Nein. Er führt die vorgegebene Befehlsfolge genau aus. Einen Weg zu finden und zu korrigieren, ist das Experiment.

Was passiert bei einer Wand?

Der Roboter bleibt auf seinem letzten gültigen Feld, markiert den Zug als blockiert und hält das Programm an.