Michael Weigend

So einfach!

lernen mit Scratch

Programmieren

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über

<http://dnb.d-nb.de> abrufbar.

ISBN 978-3-7475-0442-0

1. Auflage 2022

www.mitp.de

E-Mail: mitp-verlag@sigloch.de

Scratch is a project of the Scratch Foundation, in collaboration with the Lifelong Kindergarten Group at the MIT Media Lab. It is available for free at

https://scratch.mit.edu.

Screenshots of Scratch used in this book are licensed under CC BY-SA 2.0.

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Satz: Ulrich Borstelmann

Datenkonvertierung: CPI books GmbH, Leck

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5

Inhalt

Einleitung

8

1 Willkommen in der Welt der Programmierung!

10

1.1 Computerprogramme sind überall

12

1.2 Wie denken Informatikerinnen und Informatiker?

14

2 Programmieren mit Scratch

18

2.1 Was ist Scratch?

20

2.2 Scratch ausprobieren

22

3 Scratch-Projekte veröffentlichen

56

Projekt: Eine digitale Glückwunschkarte

58

3.1 Guter Programmierstil

71

3.2 Scratcher werden

72

3.3 Das Projekt veröffentlichen

74

6

Inhalt

3.4 Studios

77

3.5 Das Projekt mit anderen teilen

80

3.6 Vektormodus und Rastermodus

83

4 Die Welt modellieren: Spiele und Simulationen

86

88

97

101

122

5.1 Fragen stellen und Antworten verarbeiten

125

128

135

139

144

152

7

6 Programmierung in Wissenschaft und Technik

156

Projekt: Frösche fangen

158

Projekt: Mondlandung

163

Projekt: Planetarium

169

Projekt: Applausometer

172

Projekt: Applausometer – Messwerte für die Lautstärke

175

Projekt: Gas simulieren

177

7.2 Schnelle Blöcke

204

7.3 Blöcke mit Eingabefeldern

206

Projekt: Der Rosettenautomat

207

7.4 Rekursion

209

Projekt: Rekursive Spirale

210

Lösungen

212

Wie geht es weiter?

222

Stichwortverzeichnis

223

8

Einleitung

Es ist schon eine Weile her. Im Sommer 2007

hörte ich in einem Vortrag an der North-

eastern University in Boston, USA, zum ersten

Mal von Scratch. Mitchel Resnick stellte die

orangefarbene Scratch-Katze vor, die man

durch Programmieren mit Code-Blöcken zum

Tanzen und Sprechen bringen kann. Ich war

einem Kindergarten soll Scratch zum aktiven Tun und Ausprobieren herausfordern. Es soll die Menschen

beflügeln, sich etwas Neues auszudenken und kreativ zu sein.

9

Innerhalb weniger Jahre wurde Scratch auf der ganzen Welt bekannt. Inzwischen ist das

Programmieren mit Scratch nicht nur Hobby vieler Kinder und Jugendlicher, sondern ist

auch in Schulen und Universitäten eingezogen.

Scratch ist eine digitale Entwicklungsumgebung, die alles enthält, was du für dein Projekt

brauchst. Du kannst …

➜ Folgen von Code-Blöcken zusammensetzen, die das Verhalten einer Figur steuern,

➜ Klänge aufnehmen und zurechtschneiden,

Experimente und vieles mehr. In kleinen und großen Projekten mit ganz einfachen Schritt-

für-Schritt-Anleitungen und vielen Tipps und Tricks lernst du die Grundlagen der Program-

mierung. Das wird dir helfen, falls du später eine professionelle Programmiersprache wie

Python oder C++ lernen möchtest. In jedem Kapitel findest du verschiedene Challenges –

kleine Aufgaben und Rätsel, mit denen du dein Wissen anwenden kannst. Dabei trainierst

du logisches Denken, Problemlösen und Fantasie. Und das sind Fähigkeiten, die man immer

gebrauchen kann. Die Lösungen zu den Challenges findest du am Ende des Buchs.

Viel Spaß bei deiner Entdeckungsreise durch die Welt der Programmierung.

Michael Weigend

1

Willkommen

in der Welt der

Programmierung!

1.1 Computerprogramme sind überall

1.2 Wie denken Informatikerinnen und Informatiker?

12

1 Willkommen in der Welt der Programmierung!

1.1 Computerprogramme sind überall

Ein Programm besteht aus Befehlen, die von einem Computer verstanden und ausgeführt

werden können. So ganz von allein macht ein Computer nichts. Man muss ihm erst sagen,

was er tun soll.

Die Welt ist digital

Früher gab es für jeden Verwendungszweck eine eigene

Maschine, z.B. ein Telefon zum Telefonieren, ein Radio zum

Computer steuern und regeln

Früher enthielt eine Waschmaschine

eine komplizierte mechanische Steue-

rung. Heute regelt ein Computerpro-

gramm den Waschprozess.

Computer im Straßenverkehr

Im Auto sorgen Computerprogramme

dafür, dass die Bremsen nicht blockieren

und schalten die Beleuchtung ein, wenn

es dunkel wird. Früher musste der Fahrer

13

1.1 Computerprogramme sind überall

Zeit

Früher bestand eine Uhr aus vie-

len Zahnrädern, Ziffernblatt und

Zeigern.

Eine Digitaluhr enthält einen win-

zigen Computer, der für die An-

zeige der genauen Uhrzeit sorgt.

Sicherheit

Zahlenschlösser für das Fahrrad oder für Tresore gibt

es schon seit langer Zeit. Wer das Zahlenschloss öff-

nen will, muss die richtige Zahlenkombination kennen.

Der Zugang zu einem Computer oder

Geldautomaten ist durch ein Kennwort

(Passwort) geschützt.

In einer Sendung der WDR-Fernseh-

serie »Wissen macht ah!« wird das

Zahlenschloss ganz genau erklärt. Be-

14

1 Willkommen in der Welt der Programmierung!

Informatik ist die Wissenschaft der automatischen Informationsverarbeitung. Die Menschen, die

Computerprogramme entwickeln, nennt man Informatikerinnen und Informatiker. Man sagt, dass

zum Programmieren eine bestimmte Denkweise gehört, das informatische Denken. Ein wichtiger

Teil des informatischen Denkens ist das Erfinden und Verstehen von Algorithmen.

Zahlenschloss

Beim Zahlenschloss muss bei allen

1.2 Wie denken Informatikerinnen und Informatiker?

Ein Algorithmus ist eine Anleitung, mit der

eine Aufgabe gelöst werden kann und die

so genau und unmissverständlich formu-

liert ist, dass sie im Prinzip auch von einer

Maschine ausgeführt werden kann. Beispie-

le sind Kochrezepte, Wegbeschreibungen

oder Bauanleitungen.

Was ist ein Algorithmus?

Algorithmus für Kiwi-Eistee

auf zwei Gläser verteilen und mit Tee

auffüllen.

15

1.2 Wie denken Informatikerinnen und Informatiker?

Eindeutige Anweisungen

In einem Algorithmus muss jede Anweisung eindeutig sein. Beim Rezept für Kiwi-Eistee gibt

es aber einige Ungenauigkeiten. Wie dünn ist z.B. eine »dünne Scheibe«? Es wird hier still-

schweigend vorausgesetzt, dass der menschliche Leser des Algorithmus weiß, was »dünn«

im Zusammenhang mit Kiwis bedeutet. Dieses Wissen kann man bei einem Computer nicht

voraussetzen.

Ein Computer ist ein ziemlich dummer Befehlsempfänger und macht nur genau das, was

16

1 Willkommen in der Welt der Programmierung!

CHALLENGE 2

Mitten in Berlin

Auch eine Wegbeschreibung ist ein Al-

gorithmus. Die Aufgabe ist, ein bestimm-

tes Ziel zu erreichen. Die Anweisungen

geben an, wie du dich bewegen musst,

um an dieses Ziel zu kommen. Hast du

findest den Pegman unten rechts auf der Google-Maps-Karte.

Î Drehe dich so, dass du auf das Wasser der Spree schaust.

Î Drehe dich um eine Vierteldrehung nach links.

Î Gehe geradeaus die Straße entlang bis zur nächsten Brücke.

Î Drehe dich nach rechts und gehe über die Brücke.

Î Gehe weiter geradeaus. Am Paul-Löbbe-Haus mit dem wuchtigen

Vordach gehst du halbrechts auf die Otto-von-Bismarck-Allee.

Î Folge der Straße, bis du zu einer U-Bahn-Station kommst. Biege

direkt hinter der U-Bahn-Station links ab.

Î Gehe geradeaus. Am Ende der Straße (vor einer Grünfläche) biegst

17

1.2 Wie denken Informatikerinnen und Informatiker?

CHALLENGE 3

Versteckte Buchstaben

Drehe jedes eckige Teil um eine Viertel-

drehung um den zugehörigen dicken

Punkt und beachte dabei folgende

Regeln:

Wenn das Teil dunkel ist, drehe es

gegen

Engländerin Ada Lovelace im Jahre 1843 geschrieben.

Das Programm sollte nach mathematischen Formeln be-

stimmte Zahlen berechnen (sogenannte Bernoulli-Zahlen).

Das Erstaunliche: Damals gab es noch keine Computer!

Ada Lovelace konnte ihr Programm niemals testen. Sie

hatte es für eine mechanische Rechenmaschine ent-

wickelt, die nur als Entwurf existierte, aber zu ihrer Zeit

noch nicht gebaut werden konnte.

2

Programmieren

mit Scratch

2.1 Was ist Scratch?

2.2 Scratch ausprobieren

2.3 Ein Projekt erforschen

2.4 Die Scratch-App installieren

2.5 Die Grundideen von Scratch

Projekt: Bring’ die Katze zum Tanzen!

2.6 Scratch erkunden

Projekt: Eine interaktive Collage