Als Einstieg in die Reihe zum Thema „Suchen und Sortieren“ spielen wir zwei Runden Schiffe versenken.

Schiffe versenken – Wozu ist es nützlich, wenn Daten sortiert sind?

Im Wechselunterricht sind einige Schüler:innen zuhause und andere sitzen bei mir im Informatikraum. Das Spiel wird in Zweier-Teams gespielt. Dabei hat eine Person im Präsenzunterricht per Videokonferenz in einem Break-Out Room mit einer Person im Distanzunterricht gespielt, weil es sonst nicht aufgegangen wäre. Das war kein Problem, denn der Schüler im Raum hat Kopfhörer verwendet. Reflexionsgespräche haben wir auch per Videokonferenz alle gemeinsam geführt.

Das Material für das Spiel habe ich nicht selbst erstellt. Es ist ein Fundstück von der Seite http://www.einstieg-informatik.de, das ich vor längerer Zeit mal heruntergeladen habe. Ich finde es auf der Seite nicht mehr und bin mir über die Rechte nicht im Klaren, daher hänge ich es hier vorsichtshalber nicht an. Wer versuchen möchte, es im Internet zu finden – das Dokument heißt: Workshopmodul_Schlachtschiffe_Einstieg Informatik.pdf und verweist selbst in sich auf http://unplugged.canterbury.ac.nz, was aber auch nicht mehr zu erreichen ist.

Erste Runde – Unsortierte Zahlen

Die Schüler:innen markieren auf ihrem Spielbogen ein Schiff und teilen einander die Nummer ihres Schiffs mit. Ab dann wird der Buchstabe geraten, hinter dem sich die Nummer verbirgt. Wer die wenigsten Versuche braucht, gewinnt.
In der Reflexion der Runde stellt sich heraus, dass einige Schüler:innen sehr oft raten mussten, bis sie endlich das richtige Feld gefunden haben. Manche haben am Gesicht des Anderen versucht abzulesen, ob sie nah dran sind. Zum Teil wurden die Felder A und Z ausgeschlossen, weil das zu einfach wäre.

Manche Schüler:innen waren richtig frustriert und klagten darüber, dass man da eigentlich keine Strategie zuverlässig anwenden kann.


Genau darum ging es in der ersten Runde: Erkennen, dass man eine ungeordnete Datenstruktur Element für Element durchgehen muss, weil man keine Chance hat, den Suchraum einzugrenzen. (→ Lineare Suche)

Zweite Runde – Sortierte Zahlen

In der Zweiten Runde haben die Schüler:innen sofort gemerkt, dass ihre Daten nun sortiert vorliegen und ihre Rateversuche massiv verringern können. Die Strategie, die sie angewendet haben, konnten die meisten nur diffus erklären. Ein Erklärungsansatz entsprach letztlich sehr genau der → Binären Suche.

Sind also sortierte Daten immer besser?

Die Schüler:innen argumentieren, dass das Sortieren ja auch Mühe macht, sich danach aber auszahlt. Sie finden als Fazit, dass sich die Mühe lohnt, wenn man oft etwas sucht und die Daten sich nicht oft ändern. Gut wäre, wenn das Sortieren möglichst einfach und schnell ginge.

Stationenlernen: Sortieralgorithmen

An diesen Stationen können die Schüler:innen die Sortieralgorithmen Insertion-Sort, Selection-Sort, Bubble-Sort und Quick-Sort erarbeiten.

Die Arbeitsaufträge an den Stationen ähneln sich insofern, als dass sie sich den Algorithmus erschließen und am Ende jede Gruppe einen Algorithmus (in der Videokonferenz) vorführt.

Die Stationen halten verschiedene Wege bereit, wie die Schüler:innen die Algorithmen erschließen können: Zustandsentwicklung, Pseudocode und vorgetanzte Algorithmen.

Eine Station hält einen Lückentext bereit, ist also schon stark vorstrukturiert. Andere sind freier und dadurch anspruchsvoller. Die Gruppen suchen sich selbst die Stationen aus, die sie bearbeiten möchten. Zwei Stationen halten Hilfekarten bereit.

Im Rahmen des Distanz- bzw. Wechselunterrichts habe ich die Stationenarbeit auf ein Cryptpad Kanban Board übertragen (hier!). Normalerweise führe ich sie an vier Stationstischen im Informatikraum durch.

Das Passwort für die Hilfekarten lautet momentan „Turing2021“, wird aber in Abständen geändert.