eXperiBot Blockly App

eXperiBot Blockly kann auf den meisten PCs ohne Installation direkt auf der folgenden Webseite genutzt werden:

blockly.app.experibot.com

Um die App zu nutzen, öffne den eben genannten Link einfach in einem unterstützten Webbrowser und folge dem Einrichtungsassistenten.

Unterstützte Webbrowser

Derzeit unterstützt eXperiBot Blockly auf dem PC die folgenden Webbrowser:

• Google Chrome (Version 105 oder höher)

• Microsoft Edge (Version 105 oder höher)

• alle weiteren Chromium-basierten Browser (Chromium-Version 105 oder höher)

Der von dir gewählte Webbrowser muss so konfiguriert sein, dass er eXperiBot Blockly die Nutzung von JavaScript, das Speichern von Daten auf deinem System und den Zugriff auf Bluetooth-Geräte erlaubt. Im Normalfall solltest du hierfür keine Einstellungen ändern müssen, da dies bereits die Standardkonfiguration der meisten Webbrowser ist. Bei der Nutzung unter Linux ist jedoch eine besondere Konfiguration notwendig.

Installation über App-Stores

Wenn du keinen der unterstützten Webbrowser verwenden kannst oder willst, kannst du die App alternativ auch über den jeweiligen App Store deiner Plattform installieren:

• Windows: Microsoft Store

• macOS: App Store

Bei der Installation der App über App-Stores gelten folgende Systemvoraussetzungen:

• Windows

  • Windows 11 oder Windows 10 (Version 1909 oder höher)

  • Microsoft Edge (Version 105 oder höher) muss installiert sein

• macOS

  • Mac mit Apple-Prozessor und macOS 13.3 (Ventura) oder höher

  • Safari (Version 16.4 oder höher) muss installiert sein

Auf Tablets oder Smartphones wird die Nutzung von eXperiBot Blockly im Webbrowser derzeit noch nicht unterstützt. Stattdessen installierst du die App über den jeweiligen App-Store deiner Plattform:

• iOS: App Store

• Android: Play Store

Bei der Installation der App auf Tablets oder Smartphones gelten folgende Systemvoraussetzungen:

• iOS

  • iPad oder iPhone mit iOS 16.4 oder höher

  • Internetverbindung beim ersten Starten der App erforderlich

• Android

  • Tablet oder Smartphone mit Android 9.0 (Pie) oder höher

  • Internetverbindung beim ersten Starten der App erforderlich¹

  • Android System WebView Version 136 oder höher muss auf dem Gerät installiert sein¹

    • Wenn das Gerät Android 9.0 (Pie) nutzt, muss stattdessen Chrome Version 136 oder höher auf dem Gerät installiert sein¹

    • Auf Huawei-Geräten muss stattdessen Huawei WebView Version 15 oder höher auf dem Gerät installiert sein¹

^{1) Ist dies nicht der Fall, kann die App nicht gestartet werden und es erscheint eine entsprechende Fehlermeldung.}

Android-Geräte ohne Google-Konto

Die eXperiBot Blockly App kann auch auf Android-Geräten ohne Google-Konto – und damit ohne Zugang zum Google Play Store – installiert werden. Hierzu muss die folgende APK-Datei heruntergeladen und auf dem Gerät geöffnet werden.

eXperiBot Blockly kann auch auf Linux-PCs in jedem unterstützten Webbrowser genutzt werden. Hierfür sind jedoch zunächst die folgenden Konfigurationsschritte nötig:

1. Öffne die Seite chrome://flags/#web-bluetooth in deinem Webbrowser.

2. Aktiviere die Option „Web Bluetooth.“

3. Starte deinen Webbrowser neu.

eXperiBot Blockly kann auf allen Plattformen offline genutzt werden. Bevor die App komplett offline genutzt werden kann, musst du sie einmal mit bestehender Internetverbindung starten. Bis dahin stehen möglicherweise nicht alle Funktionen zur Verfügung.

Sobald die Startseite geöffnet wurde, wird die App für die Offline-Nutzung vorbereitet. Hierbei werden alle erforderlichen Inhalte über das Internet heruntergeladen. Sobald der Prozess abgeschlossen ist, erscheint die Meldung „eXperiBot Blockly kann jetzt ohne Internetverbindung genutzt werden.“

Wenn du die Sprache der App nachträglich änderst, muss die App gegebenenfalls weitere Inhalte herunterladen, um wieder offline nutzbar zu sein. Hierfür benötigst du ebenfalls eine Internetverbindung.

Wenn du eXperiBot Blockly im Webbrowser oder auf Windows nutzt, musst du die App beim ersten Starten einrichten. Dafür öffnet sich automatisch ein Einrichtungsassistent, der dich durch diesen Prozess leitet.

Während der Einrichtung wirst du dazu aufgefordert, ein Arbeitsverzeichnis auszuwählen.

Zusätzlich hast du die Möglichkeit, eXperiBot Blockly als Web-App auf deinem Gerät zu installieren, um sie einfacher finden und starten zu können. eXperiBot Blockly wird dann so angezeigt, wie andere installierte Anwendungen auf deinem Computer auch. Du kannst dies jederzeit über die App-Einstellungen oder über die Einstellungen deines Webbrowsers nachholen.

Nachdem die Einrichtung abgeschlossen ist, gelangst du auf die Startseite der App.

Arbeitsverzeichnis

Das Arbeitsverzeichnis ist der Ort, an dem die eXperiBot Blockly App alle ihre Daten speichert. Dazu gehören eigene Workspaces und Projekte, aber auch der Fortschritt bei der Bearbeitung von Lerneinheiten.

Wir empfehlen, das Arbeitsverzeichnis in einem sicheren Ordner anzulegen, der nicht einfach aus Versehen überschrieben oder gelöscht werden kann. eXperiBot Blockly muss Dateien aus dem Arbeitsverzeichnis bei Verwendung lesen und schreiben können.

Du kannst das Arbeitsverzeichnis jederzeit in den App-Einstellungen wechseln. Dies ist nützlich, wenn du den dazugehörigen Ordner außerhalb der App mal verschoben hast oder mit anderen Daten weiterarbeiten willst.

Das Arbeitsverzeichnis kann bei der Nutzung der App von mehreren Personen an einem Gerät eine besondere Rolle einnehmen. Mehr Informationen hierzu findest du im Abschnitt Umgang mit mehreren Personen an einem Gerät.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Nutzung der eXperiBot Blockly App durch mehrere Personen an einem Gerät zu organisieren.

In Kontexten, die die Einrichtung von separaten Benutzerumgebungen unterstützen (z. B. über Benutzerkonten auf Windows, macOS oder Linux), ist die Arbeit mit mehreren Personen an einem Gerät unkompliziert. Wir empfehlen in diesem Fall, dass in jeder Benutzerumgebung eine eigene Instanz der App mit einem eigenen Arbeitsverzeichnis genutzt wird.

In Kontexten, die eine Einrichtung von separaten Benutzerumgebungen nicht unterstützen, kann mit einem wechselnden Arbeitsverzeichnis gearbeitet werden. Wir empfehlen in diesem Fall, für jede Person ein eigenes Arbeitsverzeichnis anzulegen und mit der Funktion „Arbeitsverzeichnis wechseln“ in den App-Einstellungen zu arbeiten. So ist sichergestellt, dass die Personen nicht direkt auf die Projekte anderer zugreifen können und diese z. B. mutwillig oder aus Versehen ändern oder löschen können.

In Kontexten, die eine Einrichtung von separaten Benutzerumgebungen nicht unterstützen und aus technischen Gründen auch kein Wechseln des Arbeitsverzeichnisses zulassen, gibt es derzeit noch keine einfache Möglichkeit, mit mehreren Personen an einem Gerät zu arbeiten. In diesem Fall empfehlen wir, den Fortschritt vor jedem Benutzerwechsel in Form von Dateien zu exportieren und extern zu sichern. Diese Dateien können dann bei Wiederaufnahme der Arbeit in die App importiert werden.

Die Startseite bietet dir zwei grundlegende Einstiegsmöglichkeiten in die App, Lernen mit dem eXperiBot und Kreatives Arbeiten, sowie Zugang zu den App-Einstellungen.

1. Erste Schritte

   In der Lerneinheit „Erste Schritte“ werden dir Grundlagen zum eXperiBot vermittelt – unabhängig von deinem eXperiBot-Produkt. Perfekt, wenn du noch keine Erfahrung mit dem eXperiBot hast!

2. Produktauswahl

   Über die Produktauswahl gelangst du zu Lerneinheiten, die speziell auf dein eXperiBot-Produkt zugeschnitten sind. Mehr dazu im Abschnitt Lernen mit dem eXperiBot.

3. Einstellung

   Hierüber gelangst du zu den App-Einstellungen.

4. Kreatives Arbeiten

   Hier kannst du einen Workspace erstellen oder importieren und frei darin arbeiten. Mehr dazu im Abschnitt Kreatives Arbeiten.

Über die Produktauswahl gelangst du zu Lerneinheiten, die speziell auf dein eXperiBot-Produkt zugeschnitten sind.

Mehr Informationen zu Lerneinheiten findest du im Abschnitt Lerneinheiten.

Beim kreativen Arbeiten arbeitest du frei von Vorgaben und kannst ohne Aufgabenstellungen frei experimentieren. Hierbei organisierst du deine Programme in der Form von Workspaces und Projekten.

Auf der Startseite werden immer die drei zuletzt von dir bearbeiteten Workspaces angezeigt, damit du direkt dort weitermachen kannst, wo du aufgehört hast. Alternativ kannst du einen neuen Workspace anlegen, Dateien importieren oder dir alle Workspaces anzeigen lassen.

In den App-Einstellungen findest du, neben verschiedenen Funktionen zur Fehlerbehebung, eine Reihe an Optionen, mit denen du eXperiBot Blockly nach deinen Vorstellungen personalisieren kannst.

Unter „Über eXperiBot Blockly“ findest du die aktuelle Version der App und kannst eine Übersicht zu den neuesten Änderungen abrufen. Falls du die App im Webbrowser nutzt, kannst du hier die App auf deinem Gerät installieren, falls du dies während der Einrichtung noch nicht gemacht hast.

Die eXperiBot Blockly App enthält zahlreiche Lerneinheiten, die an die Arbeit mit dem eXperiBot heranführen und, selbstverständlich lehrplanbezogen, verschiedenste Kompetenzen vermitteln.

Neben der Lerneinheit „Erste Schritte,“ welche dir, unabhängig von deinem Produkt Grundlagen zur Arbeit mit dem eXperiBot vermittelt, gibt es für jedes Produkt eine Vielzahl an dedizierten Lerneinheiten. Diese erreichst du direkt über die Startseite der App.

Lerneinheiten und deren Aufgaben sind mit verschiedenen Meta-Informationen, wie einem Schwierigkeitsgrad, der empfohlenen Klassenstufe, oder der durchschnittlichen Bearbeitungszeit, versehen, um eine bessere Übersicht und Planbarkeit zu ermöglichen.

Arbeitsweisen

Alle Lerneinheiten teilen sich auf zwei Arbeitsweisen auf: die Schritt-für-Schritt-Anleitung und das selbständige Arbeiten. Sie sind jeweils durch ein entsprechendes Symbol bzw. einen entsprechenden Hinweis voneinander unterscheidbar. Die Arbeitsweise kann in der eXperiBot Blockly App bei der Suche nach Lerneinheiten über die Filtereinstellungen angepasst werden.

Im Folgenden findest du eine Erläuterung dieser zwei Arbeitsweisen:

Schritt-für-Schritt-Anleitung

• Die Lerneinheiten geben klar strukturierte Schritte und Orientierungshilfen vor, welche die Lernenden zum Lernziel leiten.

• Die Bearbeitung der Lerneinheiten schafft Sicherheit und Verständnis für den Ablauf bei der Arbeit mit dem eXperiBot.

• Lehrkräfte müssen bei der Bearbeitung der Lerneinheiten nur selten Hilfestellungen leisten, da Lernende bereits von der Lerneinheit selbst bei der Bewältigung von potenziellen Herausforderungen unterstützt werden.

Selbständiges Arbeiten

• Die Lerneinheiten ermöglichen es den Lernenden, eigenverantwortlich und unabhängig zu arbeiten und das Lernziel selbständig zu erreichen.

• Die Bearbeitung der Lerneinheiten fördert die Problemlösekompetenz und Eigeninitiative der Lernenden, da sie angeregt werden, kritisch zu denken und individuelle Lösungswege zu entwickeln.

• Lehrkräfte sollten bei der Bearbeitung der Lerneinheiten beratend zur Seite stehen, um den Lernenden Feedback zu geben und sie bei der Bewältigung von potenziellen Herausforderungen zu unterstützen.

Schwierigkeitsgrad

Der Schwierigkeitsgrad einer Lerneinheit gibt Aufschluss über die durchschnittliche Komplexität aller zu bearbeitenden Aufgaben, mit Ausnahme von Zusatzaufgaben.

Der Schwierigkeitsgrad sollte immer im Kontext der empfohlenen Klassenstufen einer Lerneinheit betrachtet werden. Er ist dabei unabhängig von der gewählten Arbeitsweise.

Lerneinheiten und Aufgaben sind in vier Schwierigkeitsgrade gruppiert:

• sehr einfach

• einfach

• mittel

• schwer

Jede Lerneinheit umfasst verschiedene Aufgaben und Zusatzaufgaben, die jeweils auf dem vorherigen Lern- und Arbeitsstand aufbauen.

Bearbeitung

Die Aufgaben werden immer in Reihe bearbeitet. Das heißt: Erst nach Abschluss von Aufgabe 1 wird Aufgabe 2 freigeschaltet, und so weiter. Mögliche Zusatzaufgaben werden gleichzeitig, nach Abschluss der letzten Aufgabe freigeschaltet.

Sobald eine Aufgabe über den grünen Play-Button gestartet wird, öffnet sich der Block-Editor mit geöffneter Aufgabenansicht.

Aufgabenübersicht von Aufgabe 1 der Lerneinheit „Quadrat fahren“

In der Aufgabenübersicht kann die aktuelle Aufgabe Schritt für Schritt bearbeitet werden. Dabei besteht die Möglichkeit, die Aufgabenübersicht ein- und auszuklappen bzw. in den Vollbild-Modus zu bringen, sowie die aktuelle Aufgabenstellung anzuzeigen.

Nach Abschluss der Aufgabe werden die Lernenden im Rahmen einer Ergebnisüberprüfung dazu aufgefordert, aufzuschreiben, was sie bei der Bearbeitung der Aufgabe gelernt haben. So wird festgehalten, ob das Lernziel – auch über den Programm-Code hinaus – erreicht wurde.

Anschließend kann die Aufgabe abgeschlossen werden. Die App öffnet dann wieder die Übersichtsseite der aktuellen Lerneinheit.

Zustände

Aufgaben können folgende Zustände haben, die visuell und textuell in der App voneinander unterschieden werden können:

Aufgabe noch nicht gestartet

Der Ausgangspunkt beim erstmaligen Aufruf der Lerneinheit. Die Aufgabe steht zur Bearbeitung zur Verfügung, wurde aber noch nicht begonnen. Sie kann über den blauen Button gestartet werden.

Aufgabe in Bearbeitung

Die Bearbeitung der Aufgabe wurde bereits begonnen, ist aber noch nicht abgeschlossen. Sie kann über den blauen Button fortgesetzt werden.

Aufgabe geschafft

Die Aufgabe wurde erfolgreich abgeschlossen. Die Lösung kann über den entsprechenden Button bearbeitet werden.

Aufgabe noch nicht freigeschaltet

Die Aufgabe ist noch nicht freigeschaltet. Eine Freischaltung erfolgt beim Abschließen aller vorherigen Aufgaben.

Fortschritt exportieren und teilen

Um den Fortschritt bei der Bearbeitung einer Lerneinheit und ihrer Aufgaben zu exportieren, und so z. B. mit der Lehrkraft zu teilen, kann die Funktion „Fortschritt exportieren“ (bzw. „Fortschritt teilen“ auf mobilen Geräten) auf der Übersichtsseite der Lerneinheit genutzt werden.

Um nur eine einzelne Aufgabe zu exportieren, verwende bitte den entsprechenden Button im Block-Editor.

Weitere Informationen zum Exportieren und Teilen findest du im Abschnitt Arbeitsstände sichern und teilen.

Fortschritt zurücksetzen

Um den Fortschritt bei der Bearbeitung einer Lerneinheit und ihrer Aufgaben zurückzusetzen, kann die Funktion „Lerneinheit zurücksetzen“ auf der Übersichtsseite der Lerneinheit genutzt werden.

Mehr Informationen hierzu findest du im Abschnitt Arbeitsstände sichern und teilen.

In der eXperiBot Blockly App wird Erarbeitetes beim kreativen Arbeiten innerhalb von Workspaces und Projekten organisiert.

Workspaces

Workspaces sind „Ordner“, die verschiedene Projekte enthalten können. Daher eignen sich Workspaces z. B. gut zur Gruppierung von Projekten in unterschiedliche Themenbereiche oder zur Zuordnung zu einzelnen Unterrichtseinheiten.

Workspaces können über die App als Datei im Format eXperiBot Blockly Workspace (.ebw) exportiert und so zwischen Geräten ausgetauscht werden. Mehr Informationen hierzu findest du im Abschnitt Arbeitsstände sichern und teilen.

Projekte

Als Projekte werden Programme und dazugehörige Daten bezeichnet, die mit der eXperiBot Blockly App entwickelt wurden.

Ein Projekt beinhaltet folgende Informationen:

• Name des Projekts

• Beschreibung des Projekts (optional)

• Name des Autors bzw. der Autorin des Projekts (optional)

• Programm, welches im Block-Editor erarbeitet wurde

Projekte können über die App als Datei im Format eXperiBot Blockly Project (.ebp) exportiert und so zwischen Geräten ausgetauscht werden. Mehr Informationen hierzu findest du im Abschnitt Arbeitsstände sichern und teilen.

Des Weiteren kannst du Projekte über den Button „Mehr“ (drei Punkte) anpassen, duplizieren, zwischen Workspaces verschieben, oder löschen.

Der Block-Editor ist das Herzstück der eXperiBot Blockly App. Hier kannst du, grafisch per Drag-and-drop, blockbasierte Programme entwerfen, die der eXperiBot für dich ausführen soll. Im Block-Editor werden Projekte und Aufgaben geöffnet.

1. Zurück

   Über diesen Button kannst du den Block-Editor verlassen und gelangst zur vorherigen Seite zurück.

2. Startblock des Programms

   Der Programmierblock „starte Programm“ ist Teil eines jeden Programms und der Einstiegspunkt der Programmsequenz. Es gibt immer genau einen Startblock. Er kann nicht gelöscht werden.

3. Projekt verwalten

   Über diesen Button kannst du das aktuelle Projekt verwalten.

4. Wissensdatenbank öffnen

   Über diesen Button gelangst du in diese Wissensdatenbank.

5. eXperiBot verbinden

   Über diesen Button kannst du dich mit einem eingeschalteten eXperiBot in deiner Nähe verbinden. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt eXperiBot mit der App verbinden.

6. eXperiBot-Live-Daten

   Die eXperiBot-Live-Daten ermöglichen es dir, Daten von deinem eXperiBot in Echtzeit in der App anzeigen zu lassen, ganz ohne ein Programm auszuführen. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt eXperiBot-Live-Daten.

7. Nachrichtenprotokoll

   Im Nachrichtenprotokoll siehst du alle Nachrichten, die dein eXperiBot während der Ausführung eines Programms ausgibt bzw. ausgegeben hat. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt Nachrichtenprotokoll.

8. Aufgabe anzeigen

   Über diesen Button kannst du, bei der Bearbeitung einer Lerneinheit, die aktuelle Aufgabenübersicht einblenden. Beim Ansehen eines Programms in einer importierten Lerneinheit siehst du hier die Angaben aus der Ergebnisüberprüfung. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt Aufgaben.

9. Python-Code anzeigen

   Über diesen Button kannst du dein Programm als Python-Code anzeigen lassen und diesen ggf. als Datei exportieren. Der Python-Code wird mit jeder Änderung, die du an deinem Programm vornimmst, automatisch aktualisiert.

10. Änderungen rückgängig machen und wiederherstellen

    Über diese Buttons kannst du Änderungen, die du an deinem Programm vorgenommen hast, rückgängig machen, bzw. wiederherstellen.

11. Programmsteuerung

    Dieser Button dient zur Steuerung des aktuellen Programms. Nachdem du deinen eXperiBot mit der App verbunden hast, kannst du über ihn dein Programm ausführen und stoppen. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt Programme entwickeln und ausführen.

12. Ansichtssteuerung

    Über diese Buttons kannst du den sichtbaren Bereich des Block-Editors herein- und herauszoomen oder auf den Startblock des Programms fokussieren.

13. Lernstufe

    Hier kannst du beim kreativen Arbeiten die aktuelle Lernstufe einsehen und in eine andere Lernstufe wechseln.

14. Toolbox

    Die Toolbox enthält alle Blöcke, die dir für die Programmierung deines eXperiBots zur Verfügung stehen. Weitere Informationen hierzu findest du im Abschnitt Toolbox.

Ausführliche Informationen zur Benutzung des Arbeitsbereichs findest du in den Abschnitten Programmierblöcke und Arbeitsbereich des Block-Editors.

So verbindest du deinen eXperiBot mit der App:

1. Schalte deinen eXperiBot ein, indem du die Play-Taste auf dem Bedienfeld des Powerbrains länger gedrückt hältst.

2. Klicke auf den Button „Verbinden“ und folge den Anweisungen in der App. Den Button „Verbinden“ kannst du an mehreren Stellen in der App finden, z. B. im Block-Editor oder in den App-Einstellungen.

Sobald eine Verbindung zwischen App und eXperiBot hergestellt wurde, leuchtet die Status-LED des Powerbrains blau.

Sobald die App mit deinem eXperiBot verbunden ist, kannst du deinen eXperiBot in der App verwalten. In der entsprechenden Anzeige findest du alle wichtigen Informationen zu deinem eXperiBot.

1. eXperiBot verwalten

   Über einen solchen Button öffnest du die Anzeige, über die du deinen eXperiBot verwalten kannst. Die im Button angezeigte Bezeichnung „A42“ ist von eXperiBot zu eXperiBot verschieden.

2. Anzeige zum Verwalten des eXperiBots

   Hier findest du alle wichtigen Informationen zu deinem eXperiBot: Name, Ladestand des Akkus, Version und eine Übersicht aller angeschlossenen Module.

3. LED-Farben der angeschlossenen Module

   Hier siehst du die LED-Farben der an deinen eXperiBot angeschlossenen Module. Sie entsprechen der Farbe der Status-LED des jeweiligen physischen Moduls. Du kannst sie an dieser Stelle jederzeit ändern. Wann dies sinnvoll ist, erfährst du im Abschnitt Auswahl der LED-Farbe.

4. Verbindung trennen

   Über diesen Button kannst du die Verbindung zu deinem eXperiBot trennen. Alternativ kannst du den eXperiBot auch ausschalten oder die App schließen.

5. Hilfe

   Falls ein Modul trotz bestehender Verbindung zum eXperiBot nicht angezeigt wird, erhältst du über diesen Button Hilfestellungen.

So entwickelst du ein Programm und führst es aus:

1. Verbinde deinen eXperiBot mit der App.

2. Verbinde mindestens einen Programmierblock mit dem Startblock. Hier musst du sicherstellen, dass die benötigten Module – in diesem Fall ein Motor mit blauer LED – an den eXperiBot angeschlossen sind.

3. Führe das Programm mit einem Klick auf den grünen Play-Button aus.

Das Programm wird im Anschluss auf den eXperiBot übertragen und gestartet. Dieser Prozess kann, je nach Größe des Programms und Stärke des Bluetooth-Signals, einige Sekunden dauern.

Alle Blöcke, die mit dem Startblock verbunden sind, werden nach dem Starten des Programms hintereinander, immer von oben nach unten, ausgeführt. Blöcke, die nicht mit dem Startblock verbunden und nicht Teil einer Funktion sind, werden visuell ausgegraut dargestellt und nicht ausgeführt.

Das Programm läuft so lange, bis es von selbst endet, programmatisch über einen entsprechenden Befehl beendet wird, oder von dir über den entsprechenden Button in der App oder am Powerbrain gestoppt wird.

Mögliche Fehler bei der Programmierung

Die blockbasierte Programmierung verhindert durch den vorgegebenen Python-Code viele Fehler, die bei der Entwicklung eines Programms auftreten können. Das sind z. B. Syntaxfehler (SyntaxError), Benamungs- bzw. Scoping-Fehler (NameError) oder die meisten Typenfehler (TypeError).

Es kann aber dennoch zu Programmierfehlern kommen, die eine Ausführung des Programms verhindern. Hier sind einige der häufigsten Fehler, die bei der Programmierung mit der eXperiBot Blockly App auftreten können:

• Division durch Null (ZeroDivisionError)

  Eine Division durch Null kann unbemerkt auftreten, wenn z. B. Variablen genutzt werden, deren Wert im Laufe des Programms auf Null gesetzt wird – etwa bei der Verarbeitung eines unbehandelten Sensorwerts.

• Typenfehler beim Arbeiten mit Variablen (TypeError)

  Typenfehler können auftreten, wenn z. B. Variablen genutzt werden, deren Typ sich im Laufe des Programms ändert.

• Rekursionsfehler (RecursionError)

  Rekursionsfehler können auftreten, wenn sich z. B. eine Funktion innerhalb des Programms rekursiv selbst aufruft, um zu verhindern, dass der eXperiBot unresponsiv wird.

• Speicherfehler (MemoryError)

  Speicherfehler können im Laufe des Programms auftreten, wenn der benötigte Arbeitsspeicher des Programms zu groß wird. Dies kann z. B. geschehen, wenn Listen besonders viele Elemente hinzugefügt werden. Da der dem Programm zur Verfügung stehende Arbeitsspeicher aus technischen Gründen nicht immer gleich ist, können Speicherfehler von Fall zu Fall etwas früher oder später auftreten.

Im Arbeitsbereich des Block-Editors kannst du Programmierblöcke per Drag-and-drop miteinander kombinieren, um so das Programm für deinen eXperiBot zu entwickeln.

Der Arbeitsbereich besteht aus der:

1. Toolbox auf der linken Seite und der

2. Arbeitsfläche auf der rechten Seite.

Programmierblöcke hinzufügen und kombinieren

Um einen neuen Programmierblock hinzuzufügen, öffne eine Kategorie in der Toolbox und ziehe den Block mit der linken Maustaste, bzw. bei Touchscreens mit dem Finger, auf die Arbeitsfläche und lasse ihn dort, wo du ihn platzieren willst, los.

Programmierblöcke können an ihren Verbindungsstellen miteinander verbunden werden. Beim Ziehen eines Blocks wird eine mögliche Verbindung durch einen Schatten angedeutet, wenn er über einer Verbindungsstelle gezogen wird.

Es gibt zwei verschiedene Verbindungsstellen:

• Verbindungsstellen an der Außenseite von Blöcken

  Hier kannst du einen vorherigen und nachfolgenden Block anfügen. Manche Blöcke, wie Schleifen, Wenn-Dann-Bedingungen oder Funktionen, ermöglichen dir auch, Blöcke zu verschachteln.

• Verbindungsstellen innerhalb von Blöcken

  Hier kannst du Blöcke einfügen, die einen Wert zurückgeben, wie Mathematik-Blöcke, Blöcke, die einen Boolean-Wert zurückgeben, oder Variablen.

Der Block-Editor prüft immer automatisch, ob zwei Blöcke zusammenpassen. Wenn nicht, dann wird die Verbindung verweigert. Es ist z. B. nicht möglich, einen Block, der eine Zahl zurückgibt, in ein Feld einzufügen, das einen Boolean-Wert erwartet. Es kann aber dennoch zu Programmierfehlern kommen. Mehr Informationen hierzu erhältst du im Abschnitt Mögliche Fehler bei der Programmierung.

Programmierblöcke löschen

Um einen oder mehrere Programmierblöcke zu löschen, kannst du sie nach links über die rote Fläche mit der Aufschrift „Löschen“ ziehen und loslassen. Dabei werden alle Blöcke gelöscht, die du ziehst.

Alternativ kannst du auch deine Tastatur oder das jeweilige Kontextmenü zum Löschen eines Blocks nutzen.

Kontextmenüs

Es gibt zwei Kontextmenüs, die im Arbeitsbereich des Block-Editors genutzt werden können, um verschiedene Funktionen auszuführen. Kontextmenüs kannst du aufrufen, indem du mit der rechten Maustaste auf das entsprechende Element klickst, bzw. auf Touchscreens mit dem Finger das entsprechende Element gedrückt hältst.

Über das Kontextmenü der Arbeitsfläche kannst du folgende Aktionen ausführen:

• Einfügen

  Fügt einen zuvor kopierten Programmierblock wieder ein.

• Blöcke ordnen

  Ordnet alle Programmierblöcke auf der Arbeitsfläche untereinander an. Dies ist hilfreich, um in großen Programmen den Überblick zu behalten oder wiederherzustellen.

• Ungenutzte Blöcke und Variablen löschen

  Löscht alle ungenutzten Programmierblöcke und Variablen. Mehr Informationen zu ungenutzten Blöcken findest du im Abschnitt Programme entwickeln und ausführen. Eine Variable gilt als ungenutzt, wenn sie im Programm nicht verwendet wird, aber trotzdem in der Toolbox angelegt wurde.

Über das Kontextmenü eines Programmierblocks kannst du folgende Aktionen ausführen:

• Kopieren

  Kopiert den jeweiligen Programmierblock, um ihn später wieder einfügen zu können.

• Hilfe anzeigen

  Zeigt Erklärungen und Hilfestellungen zum jeweiligen Programmierblock an.

• Kommentar hinzufügen

  Fügt dem jeweiligen Programmierblock einen Kommentar hinzu. Kommentare werden mit deinem Programm gespeichert und tauchen auch im Python-Code auf. Sie eignen sich besonders gut dazu, bestimmte Segmente des Programms zu dokumentieren.

• Löschen

  Löscht den jeweiligen Programmierblock.

Tastaturkürzel

Der Block-Editor kann auch mit der Tastatur bedient werden. Dafür stehen die folgenden Tastaturkürzel zur Verfügung:

Generisch

• Bestätigen: Enter (Eingabetaste)

• Zurück oder Aktion abbrechen: Esc (Escape)

• Kontextmenü öffnen: Strg + Enter (Eingabetaste) oder ⌘ (Command) + Enter (Eingabetaste), sowie Kontexttaste

Arbeitsfläche

• Rückgängig machen: Strg + Z oder ⌘ (Command) + Z

• Wiederholen: Strg + Shift + Z oder ⌘ (Command) + Shift + Z

• Scrollen: Shift + ←, ↑, ↓, →

• Heranzoomen: +

• Herauszoomen: -

• Zoom zurücksetzen: 0

• Fokus auf Programmeinstiegspunkt: F

Blöcke

• Block löschen: Backspace (Rücktaste) oder Entf (Entfernen)

• Block kopieren: Strg + C oder ⌘ (Command) + C

• Block ausschneiden: Strg + X oder ⌘ (Command) + X

• Block einfügen: Strg + V oder ⌘ (Command) + V

• Block abtrennen: X

• Blockstapel abtrennen: Shift + X

• Block duplizieren: D

• Hilfe anzeigen: H

Erweitert

• Fokus wechseln: ←, ↑, ↓, →

• Toolbox fokussieren: T

• Arbeitsfläche fokussieren: W

• Nächsten Blockstapel fokussieren: N

• Vorherigen Blockstapel fokussieren: Shift + N

• Block bewegen: M

• Blockstapel bewegen: Shift + M

• Block verschieben: ←, ↑, ↓, →

• Block positionieren: Strg + ←, ↑, ↓, → oder ⌘ (Command) + ←, ↑, ↓, →

Im Block-Editor steht dir eine große Auswahl an Programmierblöcken zur Verfügung, die du nutzen kannst, um deinen eXperiBot nach deinen Vorstellungen zu programmieren.

Toolbox

In der Toolbox – zu Deutsch „Werkzeugkiste“ findest du alle Blöcke, die dir im Moment zur Entwicklung deines Programms zur Verfügung stehen. Die Blöcke sind in verschiedene Kategorien eingeordnet, die du per Klick auf die entsprechende Schaltfläche öffnen bzw. schließen kannst.

Die Toolbox teilt sich in vier Sektionen auf:

1. Powerbrain-Programmierblöcke

   Hier findest du Blöcke, die das Powerbrain steuern oder die Ausführung des Programms beeinflussen können. Blöcke in dieser Kategorie können auf jedem eXperiBot verwendet werden – unabhängig von angeschlossenen Modulen.

2. Modul-Programmierblöcke

   Hier findest du Blöcke, die ein Modul eines bestimmten Typs steuern. Blöcke in dieser Kategorie können nur verwendet werden, wenn das entsprechende Modul mit deinem eXperiBot verbunden ist.

3. Generische Programmierblöcke

   Hier findest du generische Blöcke, die du in jedem Programm verwenden kannst, um die Kontrolle und Datenverarbeitung des eXperiBots zu steuern.

4. Variablen- und Funktionsblöcke

   Hier findest du Variablen- und Funktionsblöcke, die du in jedem Programm verwenden kannst, um Daten zwischenzuspeichern und deinen Code zu organisieren.

Die Kategorien Variablen und Funktionen unterscheiden sich insofern von den anderen Kategorien, als dass sie dynamisch mit Blöcken gefüllt werden. Neu angelegte Variablen bzw. Funktionen lassen entsprechende Blöcke in der jeweiligen Kategorie erscheinen.

Erklärungen und Hilfestellungen

Für jeden Programmierblock ist im Block-Editor eine Erklärung bzw. Hilfestellung hinterlegt.

Diese kannst du anzeigen, indem du die Maus über den jeweiligen Block bewegst und über ihm verweilst. Es wird nun ein Tooltip angezeigt, der alle relevanten Informationen enthält. Auf Geräten mit Touchscreen kannst du den Tooltip aufrufen, indem du den Block mit dem Finger kurz drückst, aber nicht bewegst.

Die Erklärung bzw. Hilfestellung kannst du auch über das Kontextmenü des jeweiligen Blocks aufrufen.

Lernstufen

Lernstufen werden in der eXperiBot Blockly App genutzt, um Programmierblöcke anhand ihrer Komplexität zu gruppieren und in der Toolbox entsprechend ein- und auszublenden. Dadurch werden in der Toolbox nur Programmierblöcke angezeigt, die der aktuell eingestellten Lernstufe entsprechen. Die Lernstufen bauen dabei aufeinander auf. In der höchsten Lernstufe stehen immer alle Blöcke zur Verfügung.

Derzeit gibt es folgende Lernstufen:

• Lernstufe 1

  Die Lernstufe 1 ist für Lernende konzipiert, die noch keine Erfahrung bei der Programmierung des eXperiBots haben. Die Anzahl der Programmierblöcke ist maximal reduziert, um einen schnellen Einstieg zu ermöglichen.

• Lernstufe 2

  Die Lernstufe 2 ist für Lernende konzipiert, die bereits mit den Programmierblöcken der Lernstufe 1 vertraut sind. In Lernstufe 2 stehen komplexere Blöcke zur Verfügung, die weitere Möglichkeiten bei der Programmierung schaffen. Die Block-Kategorien Variablen und Funktionen werden neu eingeführt.

• Lernstufe 3

  Die Lernstufe 3 ist für Lernende konzipiert, die sich bereits mit den Programmierblöcken der Lernstufen 1 und 2 auseinandergesetzt haben. Die in Lernstufe 3 neu eingeführten Blöcke setzen ein gutes Abstraktionsvermögen und komplexes Denken voraus, da hier u. a. auch nebenläufige Programmierblöcke zur Verfügung stehen. Darüber hinaus wird die Block-Kategorie Listen neu eingeführt.

Sicher ist dir schon aufgefallen, dass alle Modul-Programmierblöcke immer ein Dropdown-Menü zur Auswahl einer LED-Farbe besitzen. Dies ist notwendig, damit dein Programm die Module deines eXperiBots korrekt ansteuern kann.

Die im Programmierblock ausgewählte LED-Farbe muss immer mit der LED-Farbe des anzusteuernden eXperiBot-Moduls übereinstimmen. Ist dies nicht der Fall, kann das Programm unter Umständen nicht ausgeführt werden oder dein eXperiBot verhält sich nicht wie gewünscht.

Die LED-Farbe im Programmierblock und die LED-Farbe des eXperiBot-Moduls stimmen in diesem Beispiel nicht überein. Du hast zwei Möglichkeiten, das Problem zu beheben:

1. Ändere die LED-Farbe im Programmierblock von „Blau“ zu „Grün.“

2. Ändere die LED-Farbe des eXperiBot-Moduls in den Moduleinstellungen von „Grün“ zu „Blau.“ Wie das geht, erfährst du im Abschnitt eXperiBot in der App verwalten.

Welche Möglichkeit sinnvoller ist, ist situationsabhängig. Wenn alle Programmierblöcke in deinem Programm eine falsch eingestellte LED-Farbe haben, dann ist es einfacher, die LED-Farbe des eXperiBot-Moduls zu ändern. Wenn allerdings nur ein Programmierblock eine falsche LED-Farbe hat, dann ist es einfacher, diese direkt im Block anzupassen.

Die eXperiBot Blockly App versucht beim Starten eines Programms, Zuweisungsfehler der LED-Farben automatisch zu beheben, und weist dich entsprechend darauf hin. Sollte eine automatische Behebung nicht möglich sein, wirst du aufgefordert, das Problem selbst zu beheben.

Sobald du ein solches Zuweisungsproblem gelöst hast, starte das Programm einfach erneut. eXperiBot Blockly wird dann wieder überprüfen, ob alles korrekt eingestellt ist und, wenn keine Probleme mehr vorhanden sind, dein Programm starten.

Programmierblöcke werden standardmäßig immer sequenziell ausgeführt.

Im folgenden Beispiel lässt der erste Programmierblock den Motor für 2 Sekunden mit mittlerer Geschwindigkeit vorwärtsfahren. Während dieser 2 Sekunden wird die weitere Programmausführung pausiert. Das heißt, erst nachdem der Motor seine Aufgabe erfüllt hat, wird der zweite Programmierblock ausgeführt und der Grabber schließt sich.

Es gibt aber auch Blöcke, die kein definiertes Ende haben und so lange ausgeführt werden, bis ein anderslautender Befehl erteilt wird. Die Blöcke werden nebenläufig ausgeführt.

Im folgenden Beispiel ist der erste Programmierblock nebenläufig. Er setzt die Geschwindigkeit von beiden Achsen des Motor-Moduls auf 50%. Anschließend wird sofort der zweite Programmierblock ausgeführt und der Grabber schließt sich. Die beiden Achsen des Motor-Moduls drehen sich dabei so lange, bis sie einen anderen Befehl erhalten oder das Programm beendet wurde.

Zusammenfassend kann man festhalten: Nebenläufige Programmierblöcke erlauben es deinem eXperiBot, mehrere Dinge gleichzeitig zu tun. So kann er z. B. geradeaus fahren und gleichzeitig mit einem Sensor nach Hindernissen Ausschau halten und auf diese reagieren.

Die eXperiBot-Live-Daten ermöglichen es dir, Daten von deinem eXperiBot in Echtzeit in der App anzeigen zu lassen, ganz ohne ein Programm auszuführen.

Sobald du deinen eXperiBot mit der App verbunden hast, kannst du, je nach angeschlossenen Modulen, auf verschiedene Datenquellen zugreifen. Diese kannst du nutzen, um Messwerte unabhängig von der Ausführung eines Programms zu überprüfen. Über den Informations-Button kannst du dir hilfreiche Informationen zu der ausgewählten Datenquelle anzeigen lassen.

Die Daten werden standardmäßig alle 100 Millisekunden aktualisiert. Der eXperiBot kann Daten aus bis zu sechs Datenquellen gleichzeitig übertragen. Während der eXperiBot ein Programm ausführt, stehen die Live-Daten nicht zur Verfügung. Wenn du die eXperiBot-Live-Daten-Ansicht schließt, wird die Übertragung von Daten automatisch gestoppt, um Strom zu sparen.

Im Nachrichtenprotokoll siehst du alle Nachrichten, die dein eXperiBot während der Ausführung eines Programms ausgibt bzw. ausgegeben hat.

Wenn du in einem Programm den Block „Text – gib aus“ verwendest, wird dem Nachrichtenprotokoll bei der Ausführung dieses Blocks der Wert hinzugefügt, den du im Block übergibst. Du kannst dem Block dabei eine Vielzahl an Wertetypen übergeben, da er diese automatisch in eine Zeichenfolge umwandelt.

Du kannst den Block „Text – gib aus“ und das Nachrichtenprotokoll nutzen, um Statusmeldungen zum Ablauf des ausgeführten Programms auszugeben oder um die Werte von Variablen oder die Rückgabewerte von Blöcken zu überprüfen.

Das Nachrichtenprotokoll öffnet sich standardmäßig mit der ersten ausgegebenen Nachricht automatisch. Startest du ein Programm erneut, wird dem Nachrichtenprotokoll eine Trennlinie hinzugefügt, sodass du immer nachvollziehen kannst, welche Ausgaben aus der aktuellsten Ausführung stammen. Die Zeitstempel, die an jeder Nachricht angezeigt werden, sind bei Standardeinstellungen relativ zum Zeitpunkt des Programmstarts.

Nachrichten im Nachrichtenprotokoll bleiben bis zur manuellen Leerung oder dem Schließen der App bestehen. Ab einem bestimmten Punkt wird beim Eintreffen einer neuen Nachricht die älteste Nachricht aus technischen Gründen automatisch gelöscht. Du kannst den Inhalt des Nachrichtenprotokolls jederzeit als Textdatei exportieren.

Ausgabe von Fehlermeldungen

Falls bei der Ausführung eines Programms ein Fehler auftritt, wird dem Nachrichtenprotokoll eine Fehlermeldung hinzugefügt, mit der du den aufgetretenen Fehler besser verstehen und beheben kannst.

Ausgegebene Fehlermeldungen referenzieren immer den Python-Code des ausgeführten Programms und enthalten neben einem Python-Fehlertyp (wie z. B. ZeroDivisionError) auch eine Beschreibung und eine Zeilennummer, in der der Fehler aufgetreten ist.

Um einen Fehler zu beheben, musst du dir zunächst den Python-Code des aktuellen Programms im Block-Editor anzeigen lassen und den Code in der jeweiligen Zeile überprüfen. Dafür musst du das Nachrichtenprotokoll schließen.

Arbeitsstände werden von der eXperiBot Blockly App immer automatisch gespeichert, ohne dass du etwas tun musst. Das heißt, Änderungen, die du an Lerneinheiten, Workspaces und Projekten vornimmst, werden über einen Neustart der App hinweg beibehalten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, deine Arbeitsstände zusätzlich zu sichern und über verschiedene Geräte hinweg zu teilen:

Export als Dateien

Beim Exportieren (bzw. Teilen auf mobilen Geräten) wird eine Kopie des jeweiligen Workspaces oder Projekts erstellt, die du mit anderen teilen kannst.

Import von Dateien

Beim Importieren wird eine Kopie der jeweiligen Datei in die App geladen. Das bedeutet, dass Workspace- oder Projektdateien, die du in die App importierst, auf dem Dateisystem deines Geräts unberührt bleiben.

Importierte Workspaces und Projekte findest du immer im Bereich Kreatives Arbeiten.

Duplizieren von Projekten

Wenn du ein Projekt über den entsprechenden „Mehr“ Button (drei Punkte) in einem Workspace duplizierst, wird eine exakte Kopie erstellt, mit der du weiterarbeiten kannst. So kannst du z. B. deinen aktuellen Arbeitsstand am Projekt sichern, zu dem du anschließend jederzeit wieder zurückkehren kannst.

Um die Leistung von Lernenden zu kontrollieren, stehen bei der Arbeit mit der eXperiBot Blockly App verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:

Kontrolle der Ergebnisse bei der Arbeit mit Lerneinheiten

Bearbeitete Lerneinheiten können von den Lernenden als Workspace-Dateien exportiert werden. Diese Dateien werden dann zur Kontrolle an die Lehrkraft weitergeleitet. In ihnen sind der jeweilige Arbeitsstand und der Inhalt der Ergebnisüberprüfung jeder Aufgabe als Projekt gespeichert.

Wird eine Workspace-Datei von der Lehrkraft in die eigene eXperiBot Blockly App importiert, kann sie im Bereich Kreatives Arbeiten unter „Importierte Lerneinheiten“ eingesehen werden. Hier kann die Lehrkraft den Arbeitsstand jeder Aufgabe im Block-Editor öffnen und die Ergebnisse bewerten.

Die Ergebnisüberprüfung, welche die Lernenden am Ende jeder Aufgabe ausfüllen müssen, kann, falls die Aufgabe abgeschlossen wurde, im Block-Editor über die Aufgabenübersicht eingesehen werden.

Kontrolle der Ergebnisse beim kreativen Arbeiten

Beim kreativen Arbeiten können Lernende ihren Arbeitsstand als Workspace- oder Projektdateien exportieren. Diese Dateien werden dann zur Kontrolle an die Lehrkraft weitergeleitet.

Die Workspace- oder Projektdateien können dann von der Lehrkraft in die eigene eXperiBot Blockly App importiert werden. Hier kann die Lehrkraft den Arbeitsstand im Block-Editor einsehen und die Ergebnisse bewerten.

Kontrolle von Ergebnissen auf der Basis von Python-Code

Da die eXperiBot Blockly App auch die Anzeige und den Export von Python-Code im Block-Editor anbietet, kann auch dieser als Bewertungsgrundlage verwendet werden.