Die Bibliothek ist der Vorrat an fertigen Blöcken: Rechenaufgaben, Lückentexte, Zuordnungen, Zeitstrahlen, antippbare Schaubilder. Jeder Block steht hier einmal mit echtem Mini-Inhalt, damit du siehst, wie er sich anfühlt, bevor du ihn in eine eigene Lektion setzt.
Zahlenwert — rechnen und eintippen
Der einfachste Aufgaben-Block: eine Frage, ein Eingabefeld, eine Zahl. Du rechnest selbst und tippst das Ergebnis ein; geprüft wird gegen den hinterlegten Wert. Komma und Punkt gelten beide als Dezimaltrenner, die Einheit steht neben dem Feld und muss nicht mitgetippt werden.
Wenn die Rechnung krumm ausgeht, bekommt der Block eine Toleranz: toleranz={0.05}
lässt alles im Bereich ±0,05 gelten. So zählt gerundetes Kopfrechnen als richtig,
ohne dass die Aufgabe beliebig wird.
Lückentext — die richtigen Wörter einsetzen
Wo es auf einzelne Wörter ankommt, ist ein ganzer Satz die bessere Aufgabe als
vier Antwortmöglichkeiten. Im text markierst du die Lücken mit eckigen Klammern;
alles dazwischen bleibt Prosa. Geprüft wird auf Knopfdruck, Groß- und
Kleinschreibung zählt nicht.
Manchmal sind zwei Wörter gleich richtig. Dann schreibst du die Alternativen mit
einem senkrechten Strich in dieselbe Lücke: [an|zwischen]. Die erste Alternative
gilt als Musterlösung und erscheint hinter dem Feld, wenn die Lücke danebengeht.
Zuordnen — was gehört zusammen
Manche Aufgaben sind Paare: eine Schaltung und ihr Bauteil, ein Begriff und seine Einheit, ein Symbol und seine Bedeutung. Du wählst links einen Eintrag und rechts den passenden; sitzt das Paar, rastet es grün ein und bekommt auf beiden Seiten dieselbe Nummer. Die rechte Spalte wird bei jedem Laden neu gemischt, geschoben wird nichts — zwei Klicks genügen, auch auf dem Telefon.
Was sitzt im Rückkopplungszweig? Ordne jeder Grundschaltung ihr Bauteil zu.
0 von 5 zugeordnet
Fehlversuche zählen mit: erlaubt ist ein Drittel der Paare, aufgerundet. Bei fünf
Paaren darfst du also zweimal danebengreifen, ohne dass die Aufgabe als verpatzt
zählt — Probieren ist erlaubt, blindes Durchklicken nicht. Die frage kannst du
weglassen, wenn die Prosa davor schon sagt, worum es geht: unten stehen links die
Kenngrößen eines µA741, rechts die Werte aus seinem Datenblatt.
0 von 5 zugeordnet
Reihenfolge — Schritte in die richtige Ordnung
Manches versteht man erst, wenn die Schritte in der richtigen Folge stehen: ein Rechenweg, ein Messablauf, ein Beweis. Der Block zeigt die Schritte gemischt; du sortierst sie mit den Pfeilen, oben und unten, ohne Ziehen. Die Zahl links ist der Platz, nicht der Schritt — sie bleibt stehen, während der Text wandert.
So kommt man beim invertierenden Verstärker an die Verstärkung. Bring die fünf Schritte in die richtige Ordnung.
- 1Der Plus-Eingang liegt auf Masse, also zieht die Gegenkopplung auch den Minus-Eingang auf 0 V.
- 2Über R1 liegt damit die ganze Eingangsspannung: I = Ue / R1.
- 3In den Eingang selbst fließt fast kein Strom, derselbe Strom läuft also weiter durch R2.
- 4Über R2 fällt I · R2 ab, vom Nullpunkt aus in Richtung Ausgang.
- 5Der Ausgang liegt damit bei Ua = −I · R2, die Verstärkung ist −R2/R1.
Geprüft wird auf Knopfdruck: falsch platzierte Zeilen färben sich rot, ein zweiter
Versuch ist erlaubt. In die Bilanz zählt aber nur, wer beim ersten Prüfen fehlerfrei
ist — steht die Reihe erst im zweiten Anlauf, sagt der Block das und lässt es
trotzdem als Fehler laufen. Wer zweimal danebenliegt, bekommt die Lösung gezeigt.
Das weil ist optional; wenn die Ordnung für sich spricht, kannst du es weglassen.
Du willst die Ausgangsspannung deiner Schaltung messen. In welcher Reihenfolge gehst du vor?
- 1Netzteil aus lassen und den Aufbau gegen den Schaltplan durchgehen.
- 2Multimeter auf den größten Spannungsbereich stellen.
- 3Netzteil einschalten und die Betriebsspannung langsam hochdrehen.
- 4Messbereich verkleinern, bis die Anzeige die Nachkommastellen hergibt.
Karteikarten — der Stapel zum Durchgehen
Nicht alles ist eine Aufgabe. Vokabeln, Einheiten, Symbole, Jahreszahlen: Da hilft Wiedersehen mehr als Prüfen. Der Stapel zeigt eine Karte, du tippst sie an, die Rückseite dreht sich nach vorn — und dann sagst du selbst, ob es saß. „Wusste ich" legt die Karte weg, „Nochmal" schiebt sie ans Stapelende. Der Stapel ist erst leer, wenn jede Karte einmal gesessen hat.
Karte antippen — dann steht die Antwort da.
Die id ist optional. Mit ihr zählt der Stapel in die Bilanz der Lektion, sobald du
ihn einmal komplett durch hast; ohne sie ist er reines Durchblättern und meldet nichts.
So sitzen im selben Text ein Stapel, den du schaffen sollst, und einer, den du nur
mitnimmst — dieser hier merkt sich nichts.
Karte antippen — dann steht die Antwort da.
Zeitstrahl — was wann geschah
Nicht jeder Block fragt etwas. Manche zeigen nur, und der Zeitstrahl ist der einfachste davon: eine Tintenlinie von oben nach unten, links die Zeit in der Schreibmaschinenschrift, rechts das Ereignis. Er meldet nichts in die Bilanz — es gibt hier nichts richtig oder falsch zu machen.
- 1827Ohm veröffentlicht die galvanische Kette
Georg Simon Ohm rechnet den Zusammenhang von Spannung, Strom und Widerstand durch. Die Zeitgenossen halten das Buch für Spinnerei.
- 1906Die Triode
Lee de Forest setzt ein Gitter in die Vakuumröhre — das erste Bauteil, das ein kleines Signal ein großes steuern lässt. Verstärkung wird machbar.
- 1947Der Transistor
Bardeen, Brattain und Shockley bringen bei Bell Labs den ersten Spitzentransistor zum Laufen. Dieselbe Arbeit wie die Röhre, ohne Glas und ohne Heizung.
- 1958Der integrierte Schaltkreis
Jack Kilby baut die ganze Schaltung auf ein Stück Halbleiter. Ab jetzt zählt nicht mehr das einzelne Bauteil, sondern das Stück Silizium.
- 1968Der µA741
Fairchild bringt den Operationsverstärker, der jede Bastelkiste erreicht: gutmütig, billig, bis heute im Unterricht.
- 1971Der erste Mikroprozessor
Intels 4004 packt das Rechenwerk in einen Baustein — aus Schaltungen bauen wird Programmieren.
Die zeit ist reiner Text, keine Jahreszahl: „3. Mai", „nach 20 ms", „Schritt 2"
steht dort genauso. Das text je Ereignis kannst du weglassen, dann bleibt die
Zeile knapp; und ohne titel am Block steht der Strahl ohne Überschrift da, wenn
die Prosa davor schon gesagt hat, worum es geht — so wie hier beim Aufladen eines
Kondensators über einen Widerstand, gemessen in Zeitkonstanten τ = R · C.
- 0 τDer Kondensator ist leer, die volle Spannung liegt am Widerstand — der Strom ist am größten.
- 1 τ63 % der Endspannung stehen am Kondensator.
- 3 τ95 % — für die meisten Messungen ist die Sache hier gegessen.
- 5 τ99 %. Rechnerisch geht es ewig weiter, praktisch ist geladen.
Diagramm — Zahlen als Bild
Eine Tabelle mit sechs Zeilen liest niemand; dasselbe als Balken sieht man in einer Sekunde. Der Block zeichnet reines SVG, ohne Bibliothek: liegende Balken für benannte Werte, ein Linienzug für gemessene Punkte. Wie der Zeitstrahl meldet er nichts — es gibt hier nichts richtig oder falsch zu machen.
Der name ist freier Text, der wert eine Zahl; der längste Balken füllt die
Breite, alle anderen richten sich nach ihm. Die einheit steht hinter jedem Wert
und muss deshalb nicht in die Namen.
Dieselben Zahlen als Linie zeigen etwas, das die Balken verschweigen: der Strom
fällt nicht gleichmäßig, sondern immer langsamer — doppelter Widerstand heißt
halber Strom. Für art="linie" gibst du statt werte die punkte mit x und
y an, hier den Widerstand in Kiloohm gegen den Strom in Milliampere.
Die y-Achse sucht sich runde Marken und behält die Null, solange kein Wert
darunter liegt — eine abgeschnittene Achse macht aus kleinen Unterschieden große
Bilder, und das soll der Block nicht können. Die Punkte werden in der Reihenfolge
verbunden, in der sie dastehen, und die einheit beschriftet oben links die
y-Achse; was auf der x-Achse steht, sagst du im titel oder in der Prosa davor.
Zufall — Wahrscheinlichkeit ausprobieren
Wahrscheinlichkeiten kann man ausrechnen, glauben muss man sie trotzdem erst. Der Block zieht Stichproben auf Knopfdruck: „1×" für einen einzelnen Wurf, „100×" und „1000×" für ganze Serien. Die gefüllten Balken zeigen, was herauskam, die gestrichelte Marke daneben, was zu erwarten war. Fang mit einzelnen Würfen an — erst wenn die Zahlen dreistellig werden, legen sich die Balken an ihre Marken.
gefüllt: gezogen · gestrichelt: erwartet
Jedes Ereignis bekommt einen name und seine Wahrscheinlichkeit p; zusammen
ergeben die p eine Eins. Gleich wahrscheinlich müssen sie nicht sein: wirf drei
Münzen und zähle, wie oft Kopf oben liegt, dann gibt es genau einen Weg zu drei
Kopf, aber drei Wege zu zweimal Kopf. Deshalb steht die Mitte dreimal so hoch wie
der Rand — und genau das siehst du nach ein paar hundert Ziehungen.
gefüllt: gezogen · gestrichelt: erwartet
Die id ist wie bei den Karteikarten optional. Mit ihr zählt der Block in die
Bilanz der Lektion, sobald tausend Ziehungen zusammengekommen sind; ohne sie ist
er reines Ausprobieren und meldet nichts — der Münzblock hier oben also. Der
Zurücksetzen-Knopf leert die Zähler, ohne das schon Erreichte wieder wegzunehmen.
Tippbild — Punkte auf einem Schaubild
Ein Schaltzeichen erklärt sich nicht von selbst, und eine Legende darunter zwingt
dich, zwischen Bild und Text hin und her zu springen. Der Block legt die
Erklärungen dorthin, wo sie hingehören: auf das Bild. Du tippst einen Punkt an,
die Karte klappt an Ort und Stelle auf. Das Bild gibst du als Kind mit — ein SVG
direkt im Text oder ein <img>.
Jeder Punkt bekommt seine Lage in Prozent der Bildfläche — x: 0, y: 0 ist links
oben —, dazu name als Überschrift der Karte und text als Erklärung. Prozent
statt Pixel, damit die Punkte mitwandern, wenn das Bild auf dem Telefon schmaler
wird. Am Bildrand hängt die Karte nicht mittig über dem Punkt, sondern rückt an
die Kante; oben klappt sie nach unten auf. Mit der Tabulatortaste läufst du die
Punkte der Reihe nach ab, Escape schließt die Karte. Gemeldet wird nichts — hier
gibt es nichts richtig oder falsch zu machen.
Ein Bild reicht so weit, wie seine Punkte reichen: fünf sind bequem, zwanzig werden zum Nadelkissen. Wenn du mehr erklären willst, nimm zwei Bilder — eines für den Aufbau, eines für den Ablauf — statt eines überladenen.
Bildquiz — die Stelle im Bild finden
Erklären ist das eine, wiederfinden das andere. Das Bildquiz dreht das Tippbild um: Statt Karten aufzuklappen suchst du selbst. Der Block nennt eine Stelle, du tippst sie im Bild an. Sitzt der Tipp, bleibt ein grüner Marker stehen; geht er daneben, setzt der Rotstift ein Kreuz an deine Stelle und zeigt, wo die gesuchte saß.
Dasselbe Schaltzeichen wie eben, diesmal ohne Erklärkarten:
Tippe auf: Der Minus-Eingang
1 von 4Tipp die gesuchte Stelle im Bild an.
Die Stellen kommen der Reihe nach dran, jede bekommt genau einen Tipp — daneben heißt: Lösung gezeigt, weiter zur nächsten. In die Bilanz zählt, wer mindestens die Hälfte auf Anhieb trifft. Unter dem Bild wächst die Legende mit: dieselbe Nummer wie der Marker, dahinter der Name der Stelle und ob es saß.
Jede Aufgabe bekommt ihren Namen und ihre Lage in Prozent der Bildfläche, genau wie
beim Tippbild. Dazu kommt der radius — auch er in Prozent, gemessen an der
Bildbreite, und wenn du ihn weglässt, sind es 8. Er entscheidet, wie großzügig
gemessen wird: Ein kleines Zeichen wie die Masse verträgt keinen großen Trefferkreis,
sonst zählt schon der Draht daneben als richtig. Zwei Stellen dürfen sich nie
überschneiden, sonst ist ein Tipp für beide richtig.
Tippe auf: Der Widerstand im Rückkopplungszweig (R2)
1 von 4Tipp die gesuchte Stelle im Bild an.
Mit der Maus tippst du irgendwohin ins Bild, mit der Tastatur läufst du die Stellen mit der Tabulatortaste ab und wählst mit Enter — in gemischter Reihenfolge, damit das Durchtabben die Lösung nicht verrät. Und weil ein Bildquiz nur abfragt, was vorher jemand erklärt hat, gehört es hinter das Tippbild oder hinter die Prosa, nicht davor: erst zeigen, dann suchen lassen.
Punnett — die Kreuzung zum Aufdecken
Der Bio-Block: ein Kreuzungsquadrat für ein Gen. Links und oben stehen die Allele der Eltern, die vier Felder sind verdeckt — wer tippt, sieht erst den Genotyp und dann, welches Merkmal er zeigt. Sind alle vier offen, rechnet der Block das Verhältnis vor. Großbuchstabe heißt dominant, das reicht ihm als Konvention.
Aa × Aa
Zwei mischerbige Eltern mit braunen Augen — und trotzdem hat statistisch jedes
vierte Kind blaue: Das klassische 3 : 1 steht erst da, wenn du es selbst
aufgedeckt hast. Für den Erbgang ohne Merkmalsangabe lässt du merkmal einfach
weg, dann bleibt es beim Genotyp.
Bilanz
Alles, was in dieser Lektion richtig oder falsch ausgehen kann, zählt in dieselbe Bilanz — ein Zahlenwert genauso wie eine Kontrollfrage. Der Stand lebt nur in deinem Browser.