Fehler suchen und verbessern - Programmieren - Informatik und Medienbildung

Diesen aiMOOC als Battle spielen: Informatik, Klasse 5-6, G-Niveau

Einleitung

Beim Programmieren klappt nicht immer alles sofort. Das ist normal. Ein Fehler im Programm heißt oft Bug. Das Suchen und Verbessern heißt Debuggen.

Du lernst, Fehler ruhig zu untersuchen. Du testest kleine Teile, vergleichst das Ergebnis mit Deinem Plan und änderst immer nur eine Sache.

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Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du:

1. Programm testen: Du startest ein Programm und beobachtest genau.
2. Soll-Ist-Vergleich: Du vergleichst Plan und Ergebnis.
3. Fehler finden: Du untersuchst Befehle, Werte und Reihenfolgen.
4. Fehler verbessern: Du änderst eine Stelle und testest erneut.
5. Fehlerkultur: Du weißt, dass Fehler beim Lernen helfen.

Fehler sind Helfer

Ein Fehler zeigt Dir: An dieser Stelle musst Du genauer hinschauen. Gute Programmiererinnen und Programmierer machen Fehler. Sie suchen Schritt für Schritt nach der Ursache.

Merksatz: Erst beobachten, dann ändern.

Soll und Ist vergleichen

Soll bedeutet: Was soll passieren?

Ist bedeutet: Was passiert wirklich?

Beispiel: Eine Figur soll zehn Schritte gehen. Sie geht aber hundert Schritte. Dann prüfst Du den Zahlenwert.

Frage	Beispiel
Was soll passieren?	Die Figur geht zehn Schritte.
Was passiert?	Die Figur geht hundert Schritte.
Wo könnte der Fehler sein?	Im Zahlenwert des Bewegungsblocks.

Häufige Fehler

Falsche Reihenfolge

Computer führen Befehle in einer bestimmten Reihenfolge aus. Stehen Blöcke falsch, passiert etwas zu früh oder zu spät.

Datei:Flowchart connector omission example.svg

Falscher Wert

Eine Zahl oder ein Text kann falsch sein. Aus 10 Schritten werden zum Beispiel 100 Schritte.

Fehlendes Ereignis

Ein Ereignis startet ein Programm. Fehlt der Startblock, geschieht oft nichts.

Falsche Bedingung

Eine Bedingung entscheidet: Wird ein Befehl ausgeführt oder nicht? Eine falsche Bedingung kann eine Figur stoppen oder in die falsche Richtung schicken.

Fehler in einer Schleife

Eine Schleife wiederholt Befehle. Läuft sie zu oft oder ohne Ende, muss die Wiederholung geprüft werden.

Datei:Scratch Screenshot, Running Script.png

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Die Fehlerdetektiv-Methode

1. Starten: Führe das Programm noch einmal aus.
2. Beobachten: Schau genau, wann der Fehler beginnt.
3. Vergleichen: Was sollte passieren und was passiert wirklich?
4. Eingrenzen: Teste nur einen kleinen Teil.
5. Ändern: Verbessere nur eine Stelle.
6. Testen: Starte das Programm erneut.
7. Erklären: Sage, was der Fehler war.

Tipp: Nutze verschiedene Testfälle. Probiere kleine, große und unerwartete Eingaben.

Datei:Scratch Screenshot, Smooth Move Script.png

Gemeinsam debuggen

Beim Pair Programming arbeiten zwei Personen zusammen. Eine Person bedient den Computer. Die andere Person beobachtet, fragt nach und denkt mit. Danach werden die Rollen getauscht.

Sprecht freundlich über Fehler. Sagt zum Beispiel: „Lass uns diesen Block prüfen.“

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Medienbildung beim Programmieren

Teile keine echten Namen, Passwörter, Adressen oder privaten Bilder in einem Projekt. Prüfe vor dem Veröffentlichen:

1. Datenschutz: Sind persönliche Daten geschützt?
2. Urheberrecht: Darfst Du Bilder, Musik und Texte verwenden?
3. Netiquette: Sind Kommentare freundlich?
4. Quellenangabe: Hast Du fremde Inhalte genannt?
5. Sicherheit: Kennst Du die Personen, mit denen Du Daten teilst?

Datei:Scratch Paint Editor.png

Mini-Beispiel

Aufgabe: Eine Figur soll bei der grünen Flagge fünfmal zehn Schritte gehen.

Fehler: Die Wiederholung steht auf fünfzig.

Verbesserung: Ändere nur die Wiederholung auf fünf und teste erneut.

Prüffrage: Geht die Figur jetzt genau fünfmal zehn Schritte?

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wie nennt man das Suchen und Verbessern von Programmfehlern? (Debuggen) (!Drucken) (!Speichern) (!Malen)

Was solltest Du vor einer Änderung zuerst tun? (Den Fehler genau beobachten) (!Alle Blöcke löschen) (!Den Computer ausschalten) (!Das Projekt umbenennen)

Was bedeutet Soll-Ist-Vergleich? (Plan und Ergebnis vergleichen) (!Zwei Computer zählen) (!Ein Bild kopieren) (!Eine Datei drucken)

Warum änderst Du am besten nur eine Stelle? (Damit Du die Wirkung der Änderung erkennst) (!Damit das Programm größer wird) (!Damit mehr Bilder erscheinen) (!Damit der Bildschirm heller wird)

Was startet in Scratch häufig ein Programm? (Ein Ereignisblock) (!Ein Kostümname) (!Eine Hintergrundfarbe) (!Ein Benutzername)

Was macht eine Schleife? (Sie wiederholt Befehle) (!Sie löscht alle Figuren) (!Sie speichert ein Passwort) (!Sie malt immer einen Kreis)

Wozu dient eine Bedingung? (Sie prüft, ob etwas zutrifft) (!Sie macht den Bildschirm sauber) (!Sie lädt eine Tastatur) (!Sie benennt eine Datei)

Was kann bei einer falschen Reihenfolge passieren? (Ein Befehl wird zu früh oder zu spät ausgeführt) (!Der Computer wird automatisch größer) (!Die Maus verliert ihre Farbe) (!Das Internet wird gedruckt)

Was ist ein guter Testfall? (Eine gezielte Eingabe zum Prüfen des Programms) (!Ein neues Passwort) (!Eine beliebige Hintergrundmusik) (!Ein ausgedrucktes Bild)

Was machst Du nach einer Verbesserung? (Das Programm erneut testen) (!Sofort alle Dateien löschen) (!Den Fehler verstecken) (!Die Aufgabe abbrechen)

Memory

Bug	Fehler im Programm
Debuggen	Fehler suchen und verbessern
Schleife	Befehle wiederholen
Bedingung	Etwas prüfen
Ereignis	Programm starten
Testfall	Programm gezielt prüfen

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Beobachten	Genau ansehen, was passiert
Vergleichen	Soll und Ist gegenüberstellen
Eingrenzen	Einen kleinen Teil prüfen
Verbessern	Eine Stelle ändern
Testen	Das Programm erneut starten

Kreuzworträtsel

Debuggen	Wie heißt das Suchen und Verbessern von Programmfehlern?
Testen	Wie heißt das gezielte Prüfen eines Programms?
Schleife	Was wiederholt Befehle?
Bedingung	Was prüft, ob etwas zutrifft?
Ereignis	Was kann ein Programm starten?
Reihenfolge	Was bestimmt, welcher Befehl zuerst kommt?

Lückentext

Vervollständige den Text.

Ein Fehler im Programm heißt oft . Das Suchen und Verbessern heißt . Beim Soll-Ist-Vergleich vergleichst Du den Plan mit dem . Eine wiederholt Befehle. Eine prüft, ob etwas zutrifft. Nach jeder Änderung solltest Du das Programm erneut .

Offene Aufgaben

Leicht

1. Fehlerbild: Male einen freundlichen Fehlerkäfer und schreibe drei Tipps zum Debuggen dazu.
2. Soll und Ist: Beschreibe bei einem kleinen Programm, was passieren soll und was wirklich passiert.
3. Block-Reihenfolge: Lege fünf Papierkarten mit Befehlen in eine sinnvolle Reihenfolge.
4. Testliste: Schreibe vier Dinge auf, die Du nach einer Änderung prüfen möchtest.

Standard

1. Scratch-Fehlersuche: Baue ein kurzes Scratch-Programm mit einem absichtlichen Fehler. Tausche es mit einer Partnerperson und sucht die Ursache.
2. Erklärvideo: Erstelle ein einminütiges Video zur Fehlerdetektiv-Methode.
3. Pair Programming: Löse eine Programmieraufgabe zu zweit und wechselt nach fünf Minuten die Rollen.
4. Datenschutzprüfung: Untersuche ein Beispielprojekt. Markiere Inhalte, die vor dem Teilen entfernt werden sollten.

Schwer

1. Testplan: Erstelle für ein Spiel mindestens sechs verschiedene Testfälle und notiere die Ergebnisse.
2. Fehlerprotokoll: Dokumentiere drei Fehler mit den Punkten Soll, Ist, Ursache, Änderung und Ergebnis.
3. Projekt verbessern: Überarbeite ein älteres Programm. Begründe jede Änderung.
4. Debugging-Stationen: Entwirf für Deine Klasse drei kleine Fehlersuch-Aufgaben mit Lösungen.

Lernkontrolle

1. Fehlerstrategie: Ein Programm reagiert nicht auf die Leertaste. Beschreibe eine sinnvolle Reihenfolge für Deine Fehlersuche.
2. Transfer: Eine Figur läuft endlos weiter. Erkläre zwei mögliche Ursachen und passende Tests.
3. Vergleich: Erkläre, warum viele kleine Tests oft besser sind als ein großer Test am Ende.
4. Zusammenarbeit: Beschreibe, wie Pair Programming beim Finden eines Fehlers helfen kann.
5. Medienkompetenz: Ein Spiel enthält ein privates Foto und einen echten Namen. Erkläre, was vor dem Veröffentlichen geändert werden muss.
6. Begründung: Begründe, warum nach einer Verbesserung erneut getestet werden muss.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis zeigst Du:

1. Fehler finden: Du kannst eine Ursache eingrenzen.
2. Fehler erklären: Du beschreibst Soll, Ist und Ursache.
3. Fehler verbessern: Du änderst gezielt eine Stelle.
4. Testen: Du nutzt mehrere passende Testfälle.
5. Dokumentieren: Du hältst Änderungen verständlich fest.
6. Sicher teilen: Du beachtest Datenschutz und Urheberrecht.

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