Tabellenkalkulation, Funktionen, und Idee für ein Kartenspiel

In der 9. Klasse arbeiten die Schüler mit Tabellenkalkulationsprogrammen, in meinem Fall Open Office Calc. Manchmal benutze ich auch das Wort Excel, aber immer auf der zweiten Silbe ausgesprochen, weil man ist ja Ober- und Englischlehrer. Excel, von to excel, und demnach ein Wortspiel mit ex-cell, wie in Zelle, gell.

Dabei sollen die Schüler aber nicht primär den Umgang mit solchen Tabellenkalkulationsprogrammen lernen, sondern das – allgemeinbildendere – Prinzip von Datenverarbeitung als Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe. Es geht etwas rein ins System, das System macht irgendwas damit, und es kommt etwas heraus. Klingt einfach, ist aber oft zu übersehen. So funktionieren auch Funktionen, wie man sie aus der Mathematik kennt: eine Zahl geht rein, oder auch mehrere, und eine – häufig davon verschiedene – Zahl kommt heraus. Tabellenkalkulationsprogramme sind voll von solchen Funktionen:

  • summe(zahl1; zahl2) – zwei Zahlen gehen rein, eine kommt heraus, zum Beispiel gibt summe(4;5) als Ausgabe 9
  • wenn(bedingung; dann; sonst) – drei Sachen gehen rein, eine kommt heraus, zum Beispiel bei wenn(b1>12; “ja”; “nein”)
  • zählenwenn(bereich; zahl) – viele Sachen gehen rein, eine kommt heraus, zum Beispiel gibt mir zählenwenn(b1:b30;6) die Anzahl der 6er im angegebenen Bereich
  • abrunden(zahl1; zahl2) – zwei Zahlen gehen rein, eine kommt heraus, zum Beispiel gibt abrunden(3,14159;2) als Ausgabe 3,14
  • code(text) – ein Text geht rein, eine Zahl kommt heraus, nämlich die ASCII-Codierungsnummer des ersten Buchstabens des Eingabetextes

Bei diesen Funktionen ist aber wichtig, dass ich die richtigen Datentypen als Eingabe wähle. summe(4;5) geht, weil beide Eingabewerte Zahlen sind und das bei summe so sein muss. summe("Hallo";"Peter") geht nicht, weil die Eingabewerte Text sind und nicht Zahlen.

Es gibt bei den gängigen Tabellenkalkulationsprogrammen – Wortungetüm, auf Englisch kürzer: spreadsheet – übrigens nur zwei Datentypen: Text und Zahl. Alles, was man in eine Zelle eingibt, läuft letztlich auf das eine oder andere hinaus. Eine Zahl, etwa die Zahl 2, kann ich darstellen als Währung, dann gibt es automatisch Nachkommastellen und ein Eurozeichen: 2,00 €; oder als Prozentwert, dann wird die Zahl 2 eben als 200,00% dargestellt. Ich kann sie aber auch, und das ist weniger bekannt, als Datum darstellen, dann steht da: 1.1.1900, oder als Boolescher Wahrheitswert, dann steht da WAHR. Aber im Grund bleibt das immer die unveränderte Zahl 2. Ich kann also auch damit rechnen: eine Zelle, in der das Datum 1.1.1900 steht, multipliziert mit einer Zelle, in der das Datum 2.1.1900 steht, ergibt den 5.1.1900, natürlich. Nicht dass das viel Sinn macht.
Das Allgemeinbildende daran ist: 1. Daten bleiben gleich, auch wenn man sie verschieden darstellt. 2. Daten bedeuten erst dann etwas, wenn man sie interpretiert – ob eine 2 eine 2 ist oder WAHR oder der 1.1.1900 oder 48 Stunden oder Mitternacht, das ist Definitions- und Interpretationssache.

Funktionen kann man auch verknüpfen:

  • abrunden(3,14159;2) gibt 3,14, und
  • summe(abrunden(3,14159;2);2) gibt 5,14, und
  • produkt(summe(abrunden(3,14159;2);2);2) gibt 10,28

und beliebig so weiter. Darstellen kann man das grafisch in Datenflussdiagramm. Das fällt nicht allen Schülern leicht.
In so einem Diagramm steht ein eckiger Kasten für einen ein- oder ausgegebenen Wert, also eine Zahl oder einen Text. Die Funktionen werden durch Ellipsen dargestellt, aus der 1 Pfeil hinausgeht (zu einem Ausgabekasten oder zur Weiterverarbeitung in einen Eingang einer weiteren Funktion) und im Prinzip beliebig viele Pfeile hineingehen – sagen wir, 1–3, der Einfachheit halber.

Zum Üben heute habe ich heute meine Neuntklässler ins Schulhaus geschickt, solche Diagramme anlegen.

  • Arbeitsmaterial dazu: Papier im Format DIN A5, Stifte, Handy.
  • Anlegen des Materials: auf jedes Blatt kommt entweder ein Kasten, der mit “Text” oder “Zahl” markiert ist. Oder es kommt ein Ellipse darauf, aus der unten jeweils ein Pfeil heraus und oben 1–3 Pfeile hinein gehen. Jeder Pfeil wird ebenfalls mit “Text” oder “Zahl” markiert.
  • Von diesen Blättern eine ganze Menge verschiedene anlegen.
  • Dann kann man diese Blätter zusammenpuzzlen. Die einzigen Legeregeln: 1. Pfeile dürfen nie in der Luft hängen, sondern müssen immer irgendetwas verbinden, und 2. man darf nur “Text” mit “Text” und “Zahl” mit “Zahl” verbinden.
  • Auftrag: im Schulhaus in Gruppen ein schönes großes Puzzles zusammenlegen, und überlegen, welche Funktionen die Ellipsen darstellen könnten. Fotografieren.

Wenn man sich daran hält, kommen immer syntaktisch korrekte Diagramme heraus, die man fehlerfrei in der Tabellenkalkulation umsetzen kann. (Hat natürlich nicht bei allen geklappt.) In eckigen Kästen darf dabei immer nur eine Zahl oder ein Text stehen, sonst nichts, und schon gar nichts Zusammengesetztes wie “Maxis Alter = 12” – dazu neigen meine Schüler nämlich.

Datenflussdiagramme sind eigentlich für mehr gedacht als die Beschreibung von Funktionen, und auch die Angabe der Datentypen (“Text”, “Zahl”) ist nicht üblich. Aber ich wollte das explizit als Vorbereitung auf die zehnte Klasse. Dort bereiten nämlich Datentypen und die Java-Syntax von Funktionen den Schülern Schwierigkeiten, und überhaupt der Gedanke, dass in Funktionen etwas hinein- und etwas aus ihnen herauskommt. Vielleicht beginne ich die nächste 10. Klasse überhaupt nicht objektorientiert, sondern mache unmittelbar mit Funktionen und Datentypen weiter.

Zu Hause ist mir dann die Idee gekommen, ob man nicht ein Kartenspiel aus diesem Diagrammpuzzle machen kann. Ich habe mal ein paar Blankospielkarten genommen – so etwas sollte jeder Lehrer zu Hause haben, ist sehr inspirierendes Spielzeug – und darauf herumgekritzelt:


(Um, denkt dabei noch jemand außer mir an Illuminati! von Steve Jackson Games?)

Grün steht dabei für einen Datentyp (sagen wir: Zahl), rot für einen anderen (Text). Rechtecke gibt es in grün und rot. Auf der Rückseite der Ellipsen/Funktionen-Karten ist noch einmal die gleiche Ellipse abgebildet, jetzt aber mit dem Namen einer Funktion, die zu deren Ein- und Ausgabepfeilen passt. Auf der Rückseite der obersten Ellipsenkarte könnte etwa summe stehen oder auch aufrunden oder das logische und, und vielleicht eine kurze Erklärung der Arbeitsweise dieser Funktion. (Oder sollte man doch mit mehr Datentypen arbeiten: Ganzzahl, Kommazahl, Text, Wahrheitswert?)

Fehlen nur noch Spielregeln. Ideen, noch völlig ungetestet:

  • Jeder Spieler legt reihum eine passende Karte an, bis einer keine Karten mehr hat. Ein neues Diagramm darf erst angefangen werden, wenn das alte keine offenen Pfeile mehr hat.
  • Optional: Wenn das Diagramm fertig ist, werden die Ellipsenkarten umgedreht und auf jedes Zahl-Kästchen ohne Pfeil darauf (also jeden Eingabewert) kommt ein Würfel, frisch gewürfelt. Dann das Ergebnis ausrechnen und vergleichen. Wie man das bei Text machen könnte, weiß ich noch nicht.
  • Oder Romme-artig: man kann immer nur ganze und komplette Diagramme auf einmal auslegen, die aus mindestens drei Karten bestehen müssen. Mehr Karten bringen deutlich mehr Punkte, so dass es sich eventuell lohnt, noch nicht gleich alle kleinen Diagramme abzulegen.
  • Optional: Man kann bei ausgelegten Diagrammen anderer Spieler anlegen.
  • Anderes System: Sieben Karten kommen vom Stapel aufgedeckt in die Mitte. Welcher Spieler sagt als Erstes, wie viele davon man maximal in ein korrektes Diagramm einbauen kann?
  • Anderes System: Sieben Karten kommen vom Stapel aufgedeckt in die Mitte. Reihum wählt jeder eine davon und legt sie ans gemeinsam erstellte Diagramm an. Der Spieler, der eine Karte so anlegt, dass der folgende das Diagramm komplettieren kann, verliert.

Das wäre doch mal etwas für eine Informatiker-Fortbildung. Ich hätte auch noch Ideen für andere Spiele.

3 Antworten auf „Tabellenkalkulation, Funktionen, und Idee für ein Kartenspiel“

  1. Die Idee mit dem Spiel ist super. Ich hatte schon mit dem Gedanken herumgespielt, ob ich nicht mal ein eigenes Blog-Thema zum Bereich Spiele machen sollte. Also, wie kann man Unterricht durch Spiele anreichern. Denn Spielen tut doch eigentlich jeder gern, oder?

    Deine Idee hat mich übrigens an unser neues Lieblingsspiel erinnert: Qwirkle. Vielleicht lässt sich das ja noch irgendwie mit reinflechten. Mal drüber nachdenken.

    Auf alle Fälle brauche ich wohl auch mal solche Leer-Spielkarten.

  2. Und wieder einmal ein Beitrag “Warum Herr Rau Lehrer ist und ich nicht”
    Sehr cool. Auch für Nicht-Lehrer interessant und erhellend.

  3. Ha, Excel – damit wird die Welt gesteuert! Weiß jeder IT’ler in einem beliebigen Betrieb nach einer Arbeitswoche…
    Um aber kurz den Mark Twain-Stecker zu ziehen – auf Englisch heißt’s ja eigentlich auch “spreadsheet program(me)”, wie z.B. im VisiCalc Artikel in Duweißtschonwo zu lesen. Genauso, wie der deutsche Eintrag zu “spreadsheet” dann auch nur Tabellenkalkulation heißt. Da gegen sich Deutsch und Englisch ausnahmsweise nicht viel.
    Viele Grüße, Bernhard.

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