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Laufspielgestaltung mit gezinktem Würfel

TinkerToys

Informationen für Lehrkräfte6

Beschreibung

  • Die Schüler:innen sollen ein Laufspiel gestalten. Laufspiele sind eine Unterart der Brettspiele. Ziel eines Laufspiels ist es, die eigene Spielfigur durch Würfeln möglichst schnell ans Ziel zu bringen. In der Lerneinheit entwerfen sie ihr eigenes 3D-gedrucktes Laufspiel und manipulieren die konstruierten Würfel durch eine selbst gewählte Methode.
    • Gymnasium 7./8. Klasse
    • Mathematik
      - Daten und Zufall
      - Wahrscheinlichkeiten
    • 8-10 Unterrichtsstunden

Lernziele

    • Die SuS kennen Grundlagen von Laufspielen.
    • Die SuS konstruieren ein eigenes Laufspiel mit oder ohne Hilfe einer Bauanleitung in TinkerSchool.
    • Sie berechnen die Wahrscheinlichkeit der möglichen Ergebnisse.
    • Sie überprüfen die errechnete Wahrscheinlichkeit durch ein Real-Experiment.
    • Sie wissen was ein gezinkter Würfel ist und auf welche Arten diese erstellt werden können.

Vorkenntnisse

  • Grundlagenwissen zu Laplace-Experimenten, absolute und relative Häufigkeit sowie Beherrschung der Konstruktionssoftware Digitaler Baukasten.

Benötigte Materialien

    • TinkerSchool-Lizenz
    • Eingabegeräte (Computer/Tablets) für SuS
    • 3 gezinkte Würfel
    • Schreibutensilien

Hybrider Unterricht

  • Die Lerneinheit empfehlen wir für den Präsenzunterricht.

Laufspiel konstruieren2

Aufgabe 1: Laufspiel konstruieren

  • Wir starten mit der Konstruktion deines eigenen Laufspiels. Wenn du noch keine Idee im Kopf hast, welche Form dein Laufspiel annehmen soll, recherchiere im Internet zu bekannten Laufspielen wie du sie im Einstiegstext kennengelernt hast.
  • Falls deine Lehrkraft für deinen Kurs die Bauanleitung „Mensch-ärgere-dich-nicht-Spiel“ freigeschaltet hat, kannst du auch diese nachbauen und ggf. individuell finalisieren.
  • Achte bei deiner Konstruktion auf folgende Merkmale:
    • Alle Spielfiguren passen in die entsprechenden Felder und unterscheiden sich eindeutig voneinander
    • Dein Laufspiel sollte nicht größer als 15 x 15 cm umfassen
    • Achte ggf. auf Symmetrie bei den Spielfeldern. Du kannst dein Spiel auch freier
      gestalten; es sollte jedoch ein einheitlicher Stil erkennbar sein.

Zusatzaufgabe:

  • Füge Ereignisfelder ein. Dafür kannst du auch bestimmte Karten hinterlegen, die die Spielenden
    befähigen eine bestimmte Anzahl an Feldern vorzurücken und etwas zu gewinnen.

LaPlace-Zufallsgenerator konstruieren5

Info

  • Diese Aufgabe könnt ihr in Partnerarbeit durchführen.
  • Achtet bei dieser Aufgabe darauf, dass bei der Bauanleitung in TinkerSchool bereits ein vorkonstruierter Zufallsgenerator in Form eines Würfels beinhaltet ist. Ihr könnt diesen zur Hilfe übernehmen oder einen eigenen zusätzlich entwerfen.

Aufgabe 1: Konstruktion eines LaPlace-Zufallsgenerator im Digitalen Baukasten

  • Bei den meisten Laufspielen wird ein Würfel geworfen. Dabei entstehen zufällige Werte, die anzeigen, wie viele Felder die Spielenden vorrücken dürfen. Doch statt eines Würfels können auch andere Zufallsgeneratoren genutzt werden. Fallen euch Beispiele ein?

Aufgabe 2: Konstruiert einen originellen LaPlace-Zufallsgenerator

  • Konstruiert einen originellen LaPlace-Zufallsgenerator im Digitalen Baukasten.
    Welche Formen und Vorlagen eignen sich und welche nicht? Wieso?

Aufgabe 3: Berechnet die Wahrscheinlichkeit

  • Berechnet die Wahrscheinlichkeit der möglichen Ergebnisse deines LaPlace-Zufallsgenerator.

Aufgabe 4: Prüfe deine Ergebnisse

  • Prüft nach dem 3D-Druck eures Zufallsgenerators, ob die errechnete Wahrscheinlichkeit näherungsweise stimmen kann.
  • Die Wahrscheinlichkeiten weichen stark voneinander ab? Überlegt, welche Gründe das haben kann und versucht die Unstimmigkeiten zu beheben.
  • Ziel:
    Ihr habt einen 3D-gedruckten LaPlace-Zufallsgenerator, bei dem berechnete und geprüfte Wahrscheinlichkeit näherungsweise übereinstimmen.

LaPlace-Zufallsgenerator manipulieren1

Aufgabe 5: LaPlace-Zufallsgenerator manipulieren

  • Lasst euch von eurer Lehrkraft die gezinkten Würfel geben.
  • Die Würfel vor euch sind keine gewöhnlichen Spielwürfel. Sie verhelfen den Spielenden entweder zu besonders viel Glück oder zu Pech, denn sie sind gezinkt. Das bedeutet, dass jeder von ihnen so manipuliert wurde, dass er eine Zahl etwas häufiger anzeigt als ein normaler Spielwürfel.
    • Findet heraus, wie die Würfel manipuliert wurden und welche Zahlen sie besonders häufig anzeigen.
    • Konstruiert anschließend einen LaPlace-Zufallsgenerator im Digitalen Baukasten und manipuliert ihn möglichst unauffällig. Ihr könnt dafür eure Ideen und Konstruktionen aus der vorherigen Aufgabe nutzen oder euch einen neuen LaPlace-Zufallsgenerator überlegen.
    • Prüft nach der Herstellung, ob die Manipulation den gewünschten Effekt erzielt.
  • Ziel:
    Ihr habt einen 3D-gedruckten Zufallsgenerator, der auf den ersten Blick wie ein LaPlace-Zufallsgenerator aussieht. Ihr habt ihn so manipuliert, dass er eine Zahl häufiger anzeigt als die anderen Zahlen.

Lernzielkontrolle1

Beantworte die Fragen:

  • 1. Was zeichnet ein Laufspiel aus?
  • 2. Welche bekannten Laufspiele kennst du?
  • 3. Wie kannst du herausfinden, ob ein Zufallsgenerator gezinkt ist?
  • 4. Beschreibe ein Zufallsexperiment, dass kein Laplace-Experiment ist.
  • 5. Welches der beiden Zufallsexperimente ist ein Laplace-Experiment?
  • A:Würfel werfen mit den Zahlen 1,2,3,4,5,2
    B: Münze werfen
  • Schreibe die Begründung auf.
  • 6. Du drehst ein Glücksrad mit drei gleichgroßen Feldern 1,2 und 3. Mit welcher Wahrscheinlichkeit erreichst du eine ungerade Zahl?
  • A: 2/3
    B: 1/3
  • Schreibe die Begründung auf.