Informatik · Klasse 6 · Erste Schritte in der Programmierung · 1. Halbjahr

Eigene Funktionen definieren

Die Schülerinnen und Schüler lernen, wiederverwendbare Codeblöcke (Funktionen) zu erstellen, um Programme zu strukturieren.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe I - Implementieren
• KMK: Sekundarstufe I - Modellieren

Über dieses Thema

Das Definieren eigener Funktionen lehrt Schülerinnen und Schüler in Klasse 6, wiederverwendbare Codeblöcke in Scratch zu erstellen. Sie lernen, wiederkehrende Aufgaben wie Bewegungen oder Animationen in eine Funktion zu packen, die mit einem Klick aufgerufen werden kann. Parameter machen diese Blöcke flexibel: Eine Funktion für das Bewegen eines Sprites um eine bestimmte Distanz passt sich je nach Eingabe an. So werden Programme strukturiert, kürzer und leichter verständlich.

Im KMK-Lehrplan Sekundarstufe I steht das Definieren von Funktionen im Zentrum des Bereichs 'Implementieren' und 'Modellieren'. Schülerinnen und Schüler begründen, warum Funktionen die Lesbarkeit und Wartbarkeit verbessern: Code wird modular, Fehlerquellen sinken, und Änderungen sind einfach. Sie entwerfen Funktionen für Projekte und analysieren, wie Parameter Wiederverwendbarkeit steigern. Das baut Kompetenzen für komplexere Programmierung auf.

Aktives Lernen eignet sich hervorragend, weil Schülerinnen und Schüler Funktionen sofort testen und iterieren können. Praktische Übungen mit Partnern oder Gruppen machen den Nutzen spürbar: Sie sehen, wie ihr Code effizienter wird, und entdecken durch Trial-and-Error die Kraft von Parametern. Solche Erfahrungen festigen das Verständnis nachhaltig.

Leitfragen

1. Begründen Sie, warum das Definieren eigener Funktionen die Lesbarkeit und Wartbarkeit von Programmen verbessert.
2. Entwerfen Sie eine Funktion, die eine wiederkehrende Aufgabe in Ihrem Scratch-Projekt automatisiert.
3. Analysieren Sie, wie Parameter die Flexibilität und Wiederverwendbarkeit von Funktionen erhöhen.

Lernziele

• Entwerfen Sie eine Funktion in Scratch, die eine spezifische, wiederkehrende grafische Aufgabe (z. B. Zeichnen eines Quadrats) automatisiert.
• Analysieren Sie, wie die Änderung von Parameterwerten die Ausgabe einer bestehenden Funktion verändert und erklären Sie die Auswirkung.
• Erklären Sie anhand eines Beispiels, wie die Verwendung von Funktionen die Struktur und Lesbarkeit eines Scratch-Programms verbessert.
• Implementieren Sie eine Funktion mit mindestens einem Parameter, um eine Aufgabe flexibler zu gestalten, z. B. das Zeichnen eines Rechtecks unterschiedlicher Größe.

Bevor es losgeht

Grundlagen der Scratch-Programmierung

Warum: Schüler müssen die grundlegende Bedienung von Scratch und das Konzept von sequenziellen Befehlsblöcken verstehen, um Funktionen erstellen zu können.

Einführung in Variablen

Warum: Das Verständnis von Variablen ist notwendig, um zu begreifen, wie Parameter funktionieren und wie sie den Wert einer Funktion beeinflussen können.

Schlüsselvokabular

Funktion	Ein benannter Block aus Code, der eine bestimmte Aufgabe ausführt und bei Bedarf wiederholt aufgerufen werden kann.
Parameter	Eine Variable, die einer Funktion übergeben wird, um ihr Verhalten anzupassen und sie flexibler zu machen.
Aufruf	Der Vorgang, bei dem eine definierte Funktion im Programmablauf ausgeführt wird.
Wiederverwendbarkeit	Die Fähigkeit eines Code-Abschnitts, in verschiedenen Teilen eines Programms oder in verschiedenen Programmen eingesetzt zu werden, ohne neu geschrieben werden zu müssen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

Häufige Fehlvorstellung

Funktionen brauchen immer Parameter.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Viele Funktionen arbeiten ohne Parameter und sind dennoch nützlich für identische Wiederholungen. Aktive Experimente in Paaren helfen: Schülerinnen und Schüler bauen beide Varianten, rufen sie auf und vergleichen, wann Parameter Sinn machen. Das klärt durch eigene Tests.

Häufige Fehlvorstellung

Funktionen kopieren nur Code, ändern nichts.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Funktionen modularisieren Code und erleichtern Wartung. Gruppenarbeit zeigt das: Teams zerlegen ein Programm in Funktionen, ändern eine und sehen den Effekt überall. Peer-Feedback verstärkt die Erkenntnis.

Häufige Fehlvorstellung

Funktionen laufen nur einmalig.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Funktionen können beliebig oft aufgerufen werden. Whole-Class-Demos mit Schleifen und Funktionsaufrufen demonstrieren das: Schülerinnen und Schüler zählen Aufrufe und messen Zeitersparnis, was Modularität greifbar macht.

Ideen für aktives Lernen

Paarprogrammierung: Erste Funktion bauen

In Paaren definieren Schülerinnen und Schüler eine Funktion, die einen Sprite eine gegebene Distanz bewegt. Sie testen mit verschiedenen Parametern und rufen die Funktion mehrmals in einem einfachen Spiel auf. Abschließend tauschen sie Funktionen und integrieren sie in das Projekt des Partners.

30 Min.·Partnerarbeit

Lernen an Stationen: Funktionen erweitern

Richten Sie Stationen ein: Station 1 für Funktionen ohne Parameter, Station 2 mit Parametern, Station 3 für Funktionen mit mehreren Aufrufen. Gruppen rotieren, bauen jeweils ein Modell und dokumentieren Vorteile. Plenum diskutiert die Ergebnisse.

45 Min.·Kleingruppen

Whole-Class-Challenge: Code-Optimierung

Zeigen Sie ein chaotisches Scratch-Projekt ohne Funktionen. Die Klasse identifiziert wiederkehrende Teile gemeinsam und definiert daraus Funktionen. Jede Schülerin und jeder Schüler implementiert eine und präsentiert den verbesserten Code.

40 Min.·Ganze Klasse

Individual: Projekt-Upgrade

Jede Schülerin und jeder Schüler wählt eine wiederkehrende Aufgabe in ihrem eigenen Scratch-Projekt und ersetzt sie durch eine Funktion mit Parametern. Sie testen und notieren, wie sich Lesbarkeit verbessert.

25 Min.·Einzelarbeit

Bezüge zur Lebenswelt

• Webentwickler nutzen Funktionen, um wiederkehrende Elemente auf Websites zu erstellen, wie z.B. Navigationsmenüs oder Button-Designs. Dies spart Zeit und sorgt für einheitliches Aussehen.
• Spieleentwickler verwenden Funktionen, um Spiellogik zu organisieren, zum Beispiel für Charakterbewegungen oder das Auslösen von Ereignissen. Dies macht das Spiel leichter zu warten und zu erweitern.

Ideen zur Lernstandserhebung

Lernstandskontrolle

Geben Sie jedem Schüler ein Arbeitsblatt mit einem einfachen Scratch-Programm, das eine Aufgabe ohne Funktionen löst. Bitten Sie die Schüler, eine Funktion für diese Aufgabe zu entwerfen, sie zu benennen und aufzuschreiben, welche Schritte sie beinhaltet. Sie sollen auch einen Satz dazu schreiben, warum dies das Programm verbessert.

Kurze Überprüfung

Zeigen Sie ein Scratch-Projekt, das eine Funktion mit einem Parameter verwendet (z.B. 'zeichne_stern(spitzenanzahl)'). Stellen Sie Fragen wie: 'Was passiert, wenn wir den Wert für 'spitzenanzahl' auf 7 ändern?'. Beobachten Sie, ob die Schüler die Auswirkung des Parameters korrekt vorhersagen.

Gegenseitige Bewertung

Zwei Schüler arbeiten zusammen an einem Projekt. Einer erstellt eine Funktion für eine wiederkehrende Aufgabe. Der andere Schüler prüft die Funktion: Ist sie klar benannt? Tut sie, was sie soll? Kann sie mit einem anderen Parameterwert noch etwas Nützliches tun? Die Schüler geben sich gegenseitig Feedback.

Häufig gestellte Fragen

Warum verbessern Funktionen die Lesbarkeit von Scratch-Programmen?

Funktionen gruppieren verwandten Code in übersichtliche Blöcke, die mit einem Namen aufgerufen werden. Statt langer, wiederholter Skripte sieht man klare Strukturen. Das erleichtert das Verfolgen von Programmabläufen, besonders bei längeren Projekten. Schülerinnen und Schüler lernen, Code wie Bausteine zu denken, was Debugging und Erweiterungen vereinfacht. Im Unterricht testen sie das durch Refactoring alter Projekte.

Wie kann aktives Lernen beim Verständnis von Funktionen helfen?

Aktives Lernen macht Funktionen erfahrbar: Schülerinnen und Schüler bauen, testen und iterieren in Paaren oder Gruppen. Sie sehen sofort, wie Parameter Flexibilität schaffen und Code kürzer wird. Solche Hands-on-Übungen wie Stationen oder Challenges fördern Trial-and-Error, Diskussionen und Peer-Teaching. Das vertieft das Begreifen von Modularität besser als reine Erklärungen und motiviert durch sichtbare Erfolge.

Was sind Parameter in eigenen Funktionen?

Parameter sind Eingabewerte, die Funktionen flexibel machen. In Scratch übergeben sie Werte wie Distanz oder Farbe bei jedem Aufruf. Eine Funktion 'bewege(Distanz, Richtung)' passt sich an. Schülerinnen und Schüler experimentieren damit, um Wiederverwendbarkeit zu verstehen. Übungen mit variierenden Eingaben zeigen, wie Parameter Abhängigkeiten modellieren.

Wie entwerfe ich eine Funktion für mein Scratch-Projekt?

Identifizieren Sie wiederkehrende Code-Teile, z. B. Sprite-Drehen und Springen. Definieren Sie eine Funktion darüber, fügen Sie Parameter hinzu. Testen Sie mit verschiedenen Werten und rufen Sie sie mehrmals auf. Dokumentieren Sie Vorteile wie kürzeren Code. In der Klasse teilen Gruppen Entwürfe, um Ideen zu verbessern und Standards wie Modellieren zu erfüllen.