TurtleCoder – Wie ein Stern entsteht
Abschnittsübersicht
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Programmierumgebung - TurtleCoder
Ich stelle dir anhand der Offline-App den TurtleCoder vor.
In der rechten oberen Ecke befindet sich eine Schaltfläche unter der verschiedene Einstellungen möglich sind. Die wichtigsten kurz erklärt:
Wenn du die Anwendung startest, bist du bereits mit dem Standard-Login angemeldet. Wenn du den TurtleCoder alleine nutzt, brauchst du dich nicht ausloggen und verwendest den Standardnutzer. Anderenfalls legst du einen anderen Benutzer an, vergibst einen Login-Namen und ein Profilbild. Daraufhin loggst du dich aus und kommst zur Übersicht aller Benutzer und wählst deinen Benutzer aus.
Im Eingabefeld links wird ein Dateiname bzw. Script Name für die einzelnen Progamme eingegeben. Mit einen Dateinamen, der ausdrückt, was in dem Programm passiert, können verschiedene Programme leichter von einander unterschieden werden. Mit dem Plus daneben wird das Programm angelegt und geöffnet.
Die Liste darunter zeigt dir eine Auswahl von Programmbeispielen, die du ausprobieren kannst.
Die Programmieroberfläche sieht dann wie folgt aus.
Die Programmieroberfläche teilte sich in die Menüleiste (oben), den Programmierbereich (links) und den Ausgabebereich (rechts).
Zu den Schaltflächen in der Menüleiste:
- Startseite: zurück zur Startseite, um zum Beispiel ein neues Programm anzulegen oder zwischen Programmen zu wechseln.
- Ausführen: Starten des Programms
- Abbrechen: Stoppen eines laufenden Programms
- Rückgängig: Programmierschritte zurückgehen
- Wiederholen: Falls man zu weit "Rückgängig" geklickt hat, kann man hiermit Programmierschritte vorgehen.
- Modus: Wechsel zwischen dem Programmiermodus blockbasiert oder textbasiert. Um Programmcode zu kopieren, empfehle ich den textbasierten Modus. Dieser lässt sich leicht kopieren bzw. auch dort einfügen.
- Drucken: öffnen des Druckdialogs.
- Einstellungen:
- Turtle ein-/ausblenden
- Sprachausgabe aktivieren/deaktivieren: Beim Ausführen des Programms wird der jeweilige Befehl, den die Turtle ausführt vorgelesen.
- Assistenz aktivieren/deaktivieren: Jede Schaltfläche wird mit einer Taste der Tastatur verknüpft, so dass ein Befehl per Tastendruck eingefügt werden kann. Dies soll jene unterstützen, die mit der Mausführung Schwierigkeiten haben.
- Benutzer anlegen
- Über: Version des TurtleCoders
- Impressum: Herausgeber und Entwicklerteam
- Admin Login
- Logout
Der Programmierbereich links sieht wie folgt aus:
blockbasiert textbasiert 
Ich empfehle die blockbasierte Darstellung zu verwenden, um Schreibfehler beim Programmieren zu vermeiden.
Die textbasierte Darstellung, die durch einen Moduswechsel angezeigt werden kann, nutze ich zum Kopieren/Einfügen des Programmcodes und dadurch kann ich Programme leichter mit anderen Teilen.
Im Ausgabebereich führt die Schildkröte/Turtle den Programmcode aus, sobald die Schaltfläche Ausführen betätigt wurde. Mit + und - kann noch in den Bereich hinein oder heraus gezoomt werden.
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Programmieren
Das Programm baut sich so auf, dass es eine Hauptfunktion, die function main() gibt, die die auszuführenden Befehle beinhaltet. Zu Beginn ist dort ein grüner Block in dem do nothing steht. Auf deutsch heißt es "nichts tun". Sobald dieser Block angeklickt wird, erscheinen die Programmierblöcke, die eingefügt werden können.
Damit die Turtle sich bewegt, muss diese angesprochen werden mit dem Befehl turtle. Dafür wird der Block einfach angeklickt und statt do nothing steht dort turtle-> und es erscheinen weitere Befehle.
Diese Auswahl von Befehlen sind direkte Anweisungen betreffend der Turtle. Um nun die Turtle vorwärts laufen zu lassen, muss der Befehl forward ausgewählt werden.
Was noch fehlt ist die Anzahl der Schritte, die die Turtle vorwärts laufen soll. Die Schritte werden in Pixel angeben. Das Programm und die Ausgabe sehen dann wie folgt aus:
Die Befehle sind zwar alle auf Englisch, aber darunter steht immer eine deutsche Beschreibung.
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Tipp: Farben
Die Turtle kann neben der Farbe schwarz noch in 23 weiteren Farben zeichnen.
Zur Übersicht dient folgendes Farbschema:
Der Befehl für blau wäre zum Beispiel:
turtle->setPenColor(blue) oder turtle->setPenColor(5)
Beides ist möglich.
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Im Folgenden siehst du ein Beispielprogramm für ein Quadrat, dass eine Schleife verwendet.
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Was sind Mäander?
Mäander sind Flussschlingen oder Ornamente mit einem Muster, das sich wiederholt. In der Natur sieht es ähnlich wie im folgenden Bild aus.
Kurvenreiche, verschlungene Muster siehst du in folgendem Bild.
Die Turtle soll in dieser Lektion das Mäandern lernen und wir unterstützen sie mit unserem Programm.
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Variablen in Unterprogrammen
Wie dir vielleicht aufgefallen ist, gibt es die Möglichkeit seinem Unterprogramm einen Parameter zu übergeben z.B. myBlatt(Parameter). So können wir unserem Unterprogramm eine Variable übergeben, die in der Hauptfunktion function main() definiert ist.
Dadurch können wir zum Beispiel die Größe der Blume variieren, indem du eine Variable definierst und im Programm an die entsprechenden Stellen weitergibst.
Hier ein Beispiel, wie es aussehen könnte.
Probiere es auch in deinem Blumen-Programm aus.
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Modulo - Division mit Rest
Wir schauen uns die Division mit Rest etwas genauer an und wie wir diese beim Programmieren anwenden.
Zum besseren Verständnis schauen wir uns folgende Tabelle an:
Die Spalte Zahl ist die Zahlenreihe von 0 bis 9, diese soll einmal durch 2 und einmal durch 3 dividiert werden. Die Spalte :2 und :3 liefern dabei den Wert nach dem Dividieren. Die darauffolgende Spalte Rest gibt jeweils immer den Rest nach der Division an. Z.B. 3:2=1 Rest 1 oder 3:3 = 1 Rest 0
Allgemein wird es in der Programmierwelt als mod(Zahl, Teiler) geschrieben. In unserem Beispiel von eben ist es mod(3, 2) oder mod(3, 3).
Hinweis: Wenn du dir die Spalten für den Rest ansiehst, fällt auf, dass es für die Division durch 2 zwei verschiedene Werte gibt und bei der Division durch 3 drei verschiedene Werte gibt.
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In meinem Programm für einen Sternenhimmel arbeite ich mit zufälligen Zahlen. Die Anzahl der Zacken eines Sterns soll zufällig vom Computer gewählt werden. Da man beim Zeichnen meines Sterns aber eine ungerade Anzahl Zacken benötigt, muss ich zwischen ungerade und geraden Zahlen unterscheiden. Dafür verwende ich die Funktion modulo und Teile die Anzahl der Zacken durch 2. So erhalte ich bei einer geraden Anzahl 0 und bei einer ungerade Anzahl eine 1. Die Werte kann ich mit einer Bedingung prüfen und, wenn der Wert 0 ist, soll der Anzahl Zacken eine 1 hinzu addiert werden, sonst passiert nichts.
function main() {
turtle->setSpeed(5000)
for(var j < 10) {
var Zufall := random(10)
var Spitzen := Zufall+5
if(mod(Spitzen,2)==0) {
Spitzen :=Spitzen+1
}
else {
}
var winkelSpitze := 180/Spitzen
var winkel := 180-winkelSpitze
turtle->penUp()
turtle->rightTurn(random(360))
turtle->forward(random(200))
turtle->penDown()
var farbe := random(24)
var groesse := random(200)
turtle->setPenColor(farbe)
for(var i < Spitzen) {
turtle->forward(groesse)
turtle->rightTurn(winkel)
}
}
}
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