Einführung in Scratch
Was ist Scratch?
Scratch ist eine visuelle Online-Programmierumgebung für den Bildungsbereich, entwickelt am MIT (Massachusetts Institute of Technology) und betrieben von der Scratch Foundation, einer Non-Profit-Organisation. Scratch eignet sich für die Entwicklung von Spielen, Geschichten, Animationsfilmen, Kunstwerken und vielem mehr.
Das Programm ist in vielen Sprachen verfügbar und ermöglicht das spielerische Erlernen der Grundkonzepte des Programmierens. Die meisten Scratch-Projekte sind öffentlich, können analysiert und als Grundlage für eigene Projekte verwendet werden. Dieser Fundus umfasst mittlerweile tausende Beispiele.
Scratch läuft online, kann aber auch installiert werden: Hier finden Sie den Link zur Browser-Anwendung und den Link zur Installation (Versionen für verschiedene Endgeräte).
Um mit Scratch zu arbeiten ist ein kostenloses Konto nützlich, aber nicht unbedingt notwendig. Die Projekte können auch lokal am Computer gespeichert werden. Spezielle Nutzer:innen-Konten für Lehrkräfte erlauben das Anlegen von Klassen, die Verwaltung von Zugangsdaten der Schüler:innen und die Verteilung von Aufgaben. Ein Lehrkräfte-Konto kann über diesen Link beantragt werden.
Achtung: Weil alle Inhalte öffentlich zugänglich sind, sollten Fotos von Schüler:innen nicht in Scratch-Projekte eingebaut werden. Bei Sprachaufnahmen wird die Zustimmung der Erziehungsberechtigten benötigt.
Wofür kann Scratch im Unterricht verwendet werden?
Einführung in die Programmierung
Als visuelle Programmierumgebung ist Scratch für den Einstieg in das Programmieren etwa ab der 4. Schulstufe geeignet. Die unterschiedlich geformten Blöcke können nur auf bestimmte Weise zusammengefügt werden. So sind Syntaxfehler, die in anderen Programmiersprachen schnell zu Frustration führen können, kaum möglich. Zugleich erhält das Programmieren selbst einen spielerischen Charakter. Mit Scratch können Prinzipien wie Variablen, Bedingungen und Schleifen bis hin zu Funktionen vermittelt werden. Die Scratch-Weiterentwicklung Snap! ist sogar im Informatik-Studium einsetzbar.
Mathematik
In Scratch sind - wie in allen Programmiersprachen - die vier Grundrechnungsarten sowie zahlreiche weitere Funktionen wie Rundung, Winkelfunktionen, Potenzieren und Wurzelziehen etc. direkt verfügbar. Geometrische Formen können berechnet und mithilfe der Zeichenstift-Erweiterung dargestellt werden. Mehrere vorgegebene Hintergründe dienen der Vermittlung eines Koordinatensystems.
Kreative Gestaltung
In Scratch gibt es vielfältige Möglichkeiten, kreative Projekte umzusetzen. Es können animierte Geschichten mit Dialogen und Schauplatzwechsel erstellt werden. Zahlreiche Figuren, Hintergründe und Geräusche sind bereits vorgegeben. Mit dem grafischen Editor können aber auch eigene Figuren gestaltet oder Zeichnungen importiert werden. Ebenso können Geräusche und Musik aufgenommen und in eigenen Projekten eingesetzt werden. Fortgeschrittene können Videospiele oder Kunstprojekte gestalten.
Wissensvermittlung
Scratch-Projekte können zur Wissensvermittlung in allen Bereichen dienen. Entweder werden vorhandene Projekte herangezogen, wie etwa dieses Länderquiz zu Europa, oder Schüler:innen gestalten eigene Projekte zur Veranschaulichung aktueller Lerninhalte, wie dieses Spiel zum Wasserkreislauf.
Verknüpfung mit externen Geräten
Mithilfe der Kontrollplatine MakeyMakey können Scratch-Projekte mit beliebigen leitfähigen Objekten kontrolliert werden. So lassen sich etwa Tanzmatten oder fantasievolle Kontrollmechanismen für Spiele realisieren.
Eine eigene Scratch-Erweiterung ermöglicht die Verbindung mit dem BBC micro:bit. Dieser Minicomputer enthält zahlreiche Sensoren und kann ebenfalls zur Steuerung von Scratch-Projekten eingesetzt werden. Auch einige Lernroboter, wie etwa der Smart Train von Intelino, nutzen eine Scratch-Variante als Programmieroberfläche.
Auf der Plattform Open Roberta Lab, mit der eine Vielzahl von Platinen und Lernrobotern verbunden werden kann, wird ebenfalls eine Scratch-ähnliche Programmieroberfläche verwendet.
Einstieg
Scratch wird seit über 15 Jahren laufend weiterentwickelt. In dieser Zeit ist eine Fülle von Materialien für den Einsatz von Scratch im Unterricht entstanden. Auf der Scratch-Seite selbst gibt es zahlreiche Tutorials, die den Einstieg erleichtern.
- Interaktive Anleitung für das erste eigene Scratch-Projekt: Link
- Einfache Einstiegs-Projekte zu verschiedenen Themen - Spiele, Animationen, Geschichten, Musik und mehr: Link 1, Link 2
- Der Educator Guide - Beschreibungen kurzer Projekte (in englischer Sprache): Link
- Scratch-Karten für Schüler:innen mit Schritt-für-Schritt Anleitungen: Link
- Das Scratch-Wiki, wo unter anderem alle Blöcke ausführlich erklärt werden: Link
In Scratch gibt es viele Programmierblöcke, was Anfänger:innen schnell überfordern kann. Die spielerisch gestalteten Coding-Übungen auf Code.org führen die Programmblöcke nach und nach ein und verdeutlichen ihre Funktionen.
Code.org ist eine Nonprofit-Organisation, die Kindern und Jugendlichen die Grundzüge der Informatik vermittelt. Auf der Webseite gibt es zahlreiche Spiele und kostenlose Unterrichtsmaterialien für alle Altersstufen. Code.org organisiert auch die jährliche Hour of Code-Kampagne. Die kurzen Hour of Code-Übungen sind besonders nützlich als Vorbereitung für Scratch.
Weitere Einstiegsübungen:
- Blockly ist eine Programmierumgebung von Google, ähnlich wie Scratch. Wie in Code.org gibt es hier auch einige einfache Spiele.
- Die kostenlose App Scratch Jr ist geeignet für Kinder ab 5 Jahren. Sie funktioniert ähnlich wie Scratch, setzt aber keine Lesekenntnisse voraus.
Scratch-Angebote des Wiener Bildungsservers
- Das Webinar "Einführung in Scratch" bietet einen ersten Einblick in die blockbasierte Programmierung: Link zum Workshop
- Im Workshop “Creative Coding” können die Teilnehmer:innen eigene kreative Projekte in Scratch verwirklichen: Link zum Workshop
- Wir bieten Scratch-Fortbildungen auch im Rahmen einer kostenlosen SchiLF an Ihrem Schulstandort an.
- Die Videos in der Playlist "Programmieren mit Scratch" auf unserem Youtube-Kanal erleichtern den Einstieg in das Programm: Link zur Playlist
Auf dem Scratch-Account des Wiener Bildungsservers sind zahlreiche Beispiele zu finden. Einige davon stellen wir hier in verschiedenen Kategorien vor. Alle Projekte sollen als Anregungen und Vorlagen dienen, um eigene Varianten daraus zu entwickeln.
Spiele
- Obstquiz
Ein einfaches Quiz zum Erkennen verschiedener Obstsorten. - Medienpädagogik Quiz
Ein Quiz mit mehreren Antwortmöglichkeiten. - Frühlingserwachen
Ein einfaches Suchspiel mit eingesprochenem Text. - Mäusejagd
Die Spielenden steuern eine Maus, die Käsestücke einsammeln muss und dabei von einer Katze verfolgt wird. Für jedes Stück Käse gibt es einen Punkt. Das Spiel demonstriert mit einfachem Code die wichtigsten Spielelemente: Spielfigur, Spielziel, Hindernisse/Gegner und Erfolgsmessung. (Um das Spiel nachbauen zu können, gibt es eine Vorlage, in der nur einige Codeblöcke bereits vorhanden sind.)
Geschichten
- Der Goldene Ball
Ein Beispiel für eine märchenhafte Geschichte mit Dialogen und mehreren Schauplätzen. - Der Kiwi auf der Suche nach Ideen
Eine interaktive Geschichte über die Möglichkeiten zum Einsatz von Scratch im Unterricht. - Hallo Roboter
Ein Dialog zwischen dem Kiwi und einem Roboter über den Begriff des Roboters. Am Ende gibt es ein Quiz.
Kunst und Animation
- Konfetti
Dieses kleine Programm füllt den Bildschirm mit Punkten in zufälliger Farbe und Größe. - Abstrakte Malerei
Dieses Programm bewegt einen Stift in zufällige Richtungen und malt so ein abstraktes Bild. - Kachelmuster
Aus einer einzigen sechseckigen Kachel wird ein zufälliges geometrisches Muster erzeugt. - Der musikalische Kiwi und ihr Freund der Pinguin
Dieses Beispiel für eine animierte Weihnachtskarte mit Musikunterlegung gehört zur Praxis-Idee "Interaktive musikalische Weihnachtskarten programmieren".
Mathematik und Coding
- WiBi programmieren
Der Roboter wird mit einfachen Richtungsbefehlen ins Ziel gelenkt. Das Projekt kann z.B. als Online-Vorübung für das Programmieren mit dem Roboter Bee-Bot genutzt werden. - Farbkreise
Mit verschachtelten Schleifen werden hier Kreise in den Farben des Regenbogens erzeugt. - Geometrische Formen
Mit der Funktion Farbstift werden hier verschiedene geometrische Formen gezeichnet und deren Konstruktion damit anschaulich gemacht. Das Projekt kann als Ausgangspunkt für die Gestaltung komplexerer Formen dienen. (Zum Nachbauen gibt es hier eine Vorlage ohne Code, in der nur die Formen vorgegeben sind.) - Sinuskurve
Scratch enthält viele mathematische Grundfunktionen, die auch visualisiert werden können. Hier wird eine Sinuskurve gezeichnet.
Weiterführende Aktivitäten
Da der Programmcode von Scratch offengelegt ist, gibt es einige Versionen des Programms mit zusätzlichen Funktionen. Im Scratch Lab werden neue Blöcke getestet. Unter diesem Link gibt es eine Erweiterung zu Künstlicher Intelligenz mit Gesichtserkennung. So können etwa Spielfiguren mit Handbewegungen gesteuert werden, oder man kann sich sehr einfach eine Brille oder Hut "aufsetzen". Anhand dieser Funktion können z.B. Spaßfilter in Social Media-Programmen erklärt werden.
Auch in dieser Version von Scratch gibt es Erweiterungen zu Künstlicher Intelligenz - z.B. Erkennung von Mimik und Handbewegungen. Hier können auch KI-Modelle der Teachable Machine von Google importiert werden. Damit lässt sich z.B. ein Schere-Stein-Papier-Spiel bauen, oder es kann exemplarisch mit KI-Bilderkennung experimentiert werden. Zu dieser Version gibt es ein umfangreiches Paket von Unterrichtsmaterialien (in englischer Sprache).
Andere Programmiersprachen
- MakeCode von Microsoft ist Scratch sehr ähnlich. Damit können kleine Spiele programmiert und Mikrocontroller wie der BBC micro:bit gesteuert werden. Auch in der Education-Version von Minecraft ist MakeCode enthalten.
- Snap! ist eine Weiterentwicklung von Scratch und erfüllt alle Anforderungen einer vollwertigen Programmierumgebung. Daher ist Snap! auch für den fortgeschrittenen Informatikunterricht geeignet. Zu Informatik mit Snap! gibt es ein kostenloses E-Book von Eckart Modrow.
- Pocket Code ist eine kostenlose, Scratch-ähnliche Programmierumgebung für das Smartphone. Sie kann auf alle Sensoren des Smartphones zugreifen, es ist also z.B. eine Spielsteuerung durch Neigen des Telefons möglich. Dazu gibt es Tutorials und viele Materialien für den pädagogischen Einsatz. Im Scratch-Wiki gibt es eine ausführliche Beschreibung der Ähnlichkeiten und Unterschiede zu Scratch.
- Turtlestitch
Mit der Programmiersprache Turtlestitch, die auf Snap! basiert, können Stickmaschinen programmiert und damit eigene Muster in beliebige Stoffe eingestickt werden.