Mit Pythagoras von Samos zu Makros und Visual Basic

Transkript

1 Mit Pythagoras von Samos zu Makros und Visual Basic Adalbert von Chamisso ( ): Vom pythagoreischen Lehrsatz Die Wahrheit, sie besteht in Ewigkeit, wenn einst die blöde Welt ihr Licht erkannt: der Lehrsatz, nach Pythagoras benannt, gilt heute wie er galt zu jener Zeit. Ein Opfer hat Pythagoras geweiht den Göttern, die den Lichtstrahl ihm gesandt; es taten kund, geschlachtet und verbrannt, ein Hundert Ochsen seine Dankbarkeit. Die Ochsen seit dem Tage, wenn sie wittern, dass eine neue Wahrheit sich enthülle, erheben ein menschliches Gebrülle; Pythagoras erfüllt sie mit Entsetzen; und machtlos sich dem Licht zu widersetzen, verschließen sie die Augen und erzittern. Nicht nur die Ochsen in Chamissos gereimter Anekdote erfüllt Pythagoras mit seinen Wahrheiten mit Entsetzen, sondern auch einen Großteil unserer Hauptschüler der 9.Klasse, wenn sie Umgang mit dem pythagoreischen Lehrsatz erfahren. Vielleicht kann ihnen das Unbehagen vor diesem Satz mit der Aufgabe genommen werden, ein Arbeitsblatt mit einem Tabellenkalkulationsprogramm (hier Excel) zu entwerfen, mit dem sich die Aufgaben auf Knopfdruck leicht berechnen lassen. Die der Seitenlängen des rechtwinkligen Dreiecks müssen lediglich in das richtige Lösungsschema eingegeben werden. Wir öffnen Excel und schalten gleich über Ansicht Symbolleisten die Symbolleiste für visual Basic und die Steuerelement-Toolbox ein. Wir werden sie bald brauchen. Damit uns die beiden Symbolleisten bei der Arbeit nicht behindern, legen wir sie oben unter den anderen Symbolleisten ab. Mit der Maus am oberen Rand anfassen, linke Maustaste dabei gedrückt halten und an den gewünschten Ort schieben, Maustaste wieder loslassen. Nun können wir beginnen! Seite 1

2 Wir bereiten das Rechenblatt zunächst vor. Dabei ist es günstig, wenn man sich zuerst einen Plan entwirft, wie das fertige Blatt später aussehen soll. Wir übernehmen das Blatt so, wie die Abbildung zeigt: In Zelle B1 Satz des Pythagoras (einige Leerzeichen) (c² = a² + b²). In Zelle B3 Wir berechnen die Hypotenuse c: In Zelle B5 Gib die Werte für die Katheten a und b ein: In Zelle E3 C = a² + b² (Das Wurzelzeichen findet man unter Einfügen Symbol In Zelle G3 - Wähle die Größeneinheit: In Zelle B7 a = In Zelle B8 b = Die Zellen B15, C15 und D15 werden verbunden, der Zeilenumbruch wird eingeschaltet (Format Zellen Ausrichtung). Eintrag in B15: Wenn du dein Ergebnis gelöscht hast, kannst du neue Werte eingeben. (horizontal zentrieren) Zum Zeichnen des rechtwinkligen Dreiecks öffnen wir die Symbolleiste Zeichnen (Ansicht Symbolleisten Zeichnen). Unter Autoformen Standardformen finden wir das rechtwinklige Dreieck. Durch Drehen des Dreiecks und anschließend horizontal Kippen (Zeichnen Drehen oder kippen) formatieren wir das Dreieck wie im Abbild. Formatieren Sie jetzt schon den eingegebenen Text ähnlich wie Sie es in der Abbildung sehen. Eine einfache Möglichkeit wäre gewesen, in Zelle B10 einzugeben: c = und Excel das Ergebnis in Zelle C10 berechnen zu lassen (Formel: =WURZEL(C7^2+C8^2). Wir wollen aber Makros und Visual Basic einsetzen. Keine Angst, wir brauchen die Programmiersprache nicht zu lernen! Seite 2

3 Aufzeichnen der benötigten Makros Nach dem Drücken des Schalters: Makro aufzeichnen, ändern wir den Makronamen. Makro aufzeichnen Aufzeichnung beenden Danach wechseln wir in die Zelle B10 und geben dort ein: c =. Wir wechseln in die Zelle C10 und geben die Formel ein (siehe Abbild.). Nach dem Drücken der Eingabetaste erhalten wir nun das Ergebnis (hier 10). In Zelle E12 geben wir ein: c = und in die Zelle F12 noch einmal die Formel für die Berechnung von c. (So werden wir beim Ausführen des Makros das Ergebnis auch direkt bei unserem Dreieck bekommen.) Nach dem Drücken der Eingabetaste bringen wir den Cursor noch zurück in die Zelle F12 und beenden die Aufzeichnung des Makros. Das zweite Makro benötigen wir zum Löschen der Werte und des Ergebnisses. Das ist sehr einfach zu bewerkstelligen. Wir Drücken wiederum den Schalter: Makro aufzeichnen. Der Makroname soll diesmal einfach löschen heißen. Wir löschen der Reihe alle zuvor eingegeben Inhalte (B10, C10, E12, F12), bringen zuletzt den Cursor in Zelle C7 und beenden die Aufzeichnung des 2. Makros. Das 3. Makro soll Größeneinheit heißen. Damit wollen wir zum Schluss zwischen den Längeneinheiten von mm bis km wählen können. Also, wie nun bekannt, den Schalter Makro aufzeichnen klicken, das Makro benennen und die die Zellen D7, D8, D10 und D12 mm (ohne Anführungszeichen) eingeben. Makro beenden. Damit haben wir das Erstellen der benötigten Makros beendet und können einen Testlauf starten. Dazu löschen wir zunächst alle Inhalten der Zellen, die wir zur Erstellung der Makros benötigt haben. Wir tragen in die Zellen C7 und C8 beliebige Seitenlängen für a und b ein und betätigen den Schalter Makro ausführen (Dreieck links von Makro aufzeichnen ) Wir bekommen alle drei Makros angeboten und wählen Pythagoras aus, klicken auf ausführen. Auf unserem Rechenblatt finden wir die Ergebnisse. Wir wiederholen Makro ausführen, wählen Größeneinheit und erhalten die Größeneinheit mm hinter jedem Wert. Wir formatieren noch die folgende Zellen: B10, wie B8; C7,C8 und C10 wie B7 + zentriert. D7, D8, D10 und G12 fett und linksbündig. E12 fett und rechtsbündig, F12 fett und zentriert. Alle Zellen die als Inhalt Zahlen haben: Format Zellen Zahlen: Zahl mit z.b. 2 Dezimalstellen. Seite 3

4 Einsatz von Visual Basic Wir ziehen 2 CommandButtons und 5 OptionButtons nach Klick auf den entsprechenden Schalter auf die Arbeitsfläche. Nach dem Aufziehen eines Buttons lassen sich die anderen mit der Maus (linke Taste und Strg gedrückt halten) kopieren. Wir befinden uns automatisch im Entwurfsmodus. Bei Klick mit der rechten Maustaste auf einen Button öffnet sich ein Kontextmenü. Mit Steuerelement formatieren stellen wir die Größe der Buttons ein (CommandButton1: 0,85 und 4,7, CommandButton 2: 0,85 und 3,25). Über Befehlsschaltfläche-Objekt lässt sich die Beschriftung der Schaltflächen ändern. Über den Schalter Eigenschaften können wir noch die Farbe der CommandButtons nach unserem Gusto ändern. Entwurfsmodus einschalten / beenden Eigenschaften Code anzeigen OptionButton Nach der Änderung der Buttonfarbe und der Beschriftung der Command- und Optionbuttons können wir beginnen den Schaltern ihre Aufgaben zuzuweisen. Dazu haben wir vorhin die Makros angelegt, die jetzt nur noch an die die richtige Stelle kopiert und dort modifiziert werden müssen. Der Visual Basic Editor öffnet sich bei Doppelklick auf eine Befehlsschaltfläche. Alternativ geht es auch über den Schalter in der Menüleiste (rechts neben Sicherung) oder über Extras Makros Visual Basic Editor Seite 4

5 Command- und OptionButtons bearbeiten Im Entwurfsmodus öffnet ein Doppelklick auf den Button Berechne die Hypotenuse c den VB-Editor. Wir öffnen hier noch den Ordner Module. Dort finden wir die zuvor aufgezeichneten Makros. Klick auf das Pluszeichen vor dem Ordner, anschließend Doppelklick auf Modul1 Wir markieren nun das Makro Pythagoras, kopieren es (günstig mit Strg + c) und fügen es bei Tabelle 1 unter Private Sub CommandButton1_Click() ein. Achtung, am Ende darf nur einmal End Sub stehen. Den Editor schließen, Entwurfsmodus beenden und ausprobieren! Seite 5

6 Ebenso verfahren wir mit dem Button Ergebnis Löschen. Entwurfsmodus einschalten, Doppelklick auf den Button, in Module Modul1 das Makro löschen kopieren und bei Tabelle1 einfügen. Achtung: Wie schon vorhin darauf achten, dass am Ende nur einmal End Sub steht. Durch das hineinkopieren ist es leicht möglich, dass der Befehl doppelt oder gar nicht vorkommt. Nun haben wir beide Makros ihren Schaltern zugeordnet. Jetzt müssen wir nur noch den OptionButtons ihre Aufgaben zuweisen. Das ist ja eine Arbeit, die pro Button, also 5-mal durchgeführt werden muss. Um die Arbeit abzukürzen, klicken wir im Entwurfsmodus jeden Button der Reihe nach doppelt an. (VB-Editior mit Hilfe der Maus so verkleinern, dass die Buttons angeklickt werden können)so erhalten wir im VB-Editor die 5 OptionButtons. Wir kopieren anschließend aus Module Modul1 das Makro Größeneinheit und fügen es 5-mal bei Tabelle1 an den entsprechenden Stellen ein. Am Schluss müssen wir nur noch die Größeneinheiten ändern, fertig! Seite 6

7 Der VB-Editor zeigt die 5 OptionButtons. Öffnen wir nun Modul1 und kopieren von dort, wie oben gesagt, das Makro Größeneinheit in die Zwischenablage. (Strg + c) Das Makro Größeneinheit wird kopiert. Mit der Tastenkombination Strg + v fügen wir nun das Makro aus der Zwischenablage 5-mal an die vorgesehene Stelle zwischen Private Sub OptionButton1_Click() und End Sub ein. Dabei achten wir darauf, dass wir das vorhandene End Sub überschreiben. Es wie auch schon vorhin nicht zweimal hintereinander stehen. Wenn wir beim Kopieren das End Sub nicht mit in den Zwischenspeicher genommen haben, achten wir darauf, das es vorhanden ist. Es schließt den Befehl ab. Nun ändern wir noch die Größeneinheiten. Seite 7

8 Der VB-Editor nach dem Einkopieren des Makros Größeneinheit. Größeneinheiten: Für jedes Makro ändern! [überschreiben: (mm cm), (mm dm), (mm km), bzw. löschen (mm m)] Nach dem Schließen des VB-Editors beendet man den Entwurfsmodus und kann das Funktionieren der Berechnung der Hypotenuse im rechtwinkligen Dreieck testen. Zur Lösung einer Aufgabe wählt man nun zunächst die Größeneinheit aus, gibt die Werte der Katheten a und b ein und klickt auf die Befehlsschaltfläche Berechne die Hypotenuse c. Anschließend löscht man das Ergebnis mit der Befehlsschaltfläche Ergebnis löschen und kann eine neue Aufgabe lösen. Was hat das Ganze nun mit der Arbeit mit dem Satz des Pythagoras zu tun? Diese Aufgabe kann mit Schülern der 9. Klasse dann bearbeitet werden, wenn der Satz des Pythagoras im Unterricht besprochen und das Lösen von Aufgaben auf herkömmliche Art geübt wurde. Das Programmieren dieses automatischen Hypotenusen und Kathetenberechners setzt voraus, dass die Schüler den Satz verstanden haben und soll sie motivieren z.b. Textaufgaben zum Problemfeld zu löse. Der Automatische Berechner befreit ja nicht von der gedanklichen Durchdringung einer Aufgabe und der Planung zur Lösung. Er ist nur Rechenknecht! Seite 8

9 Zur Berechnung der Katheten kopieren wir die bisherige Aufgabe und fügen sie an Zelle A20 und noch einmal ab Zelle A37 ein. Anschließend verändern wir die Texte (siehe Abbildung) Wir schalten den Entwurfsmodus ein und kopieren die beiden CommandButtons und die 5 OptionButtons. Sie werden wie in der Aufgabe Wir berechnen die Hypotenuse ausgerichtet. Wir ändern noch die Beschriftung der Befehlsschaltflächen zur Berechnung der beiden Katheten. (siehe Bild Seite 10) Die Änderung der Beschriftung auf den Schaltflächen wurde auf der Seite 4 ausführlich beschrieben. Seite 9

10 Die Berechnung der Katheten Die Fertigstellung des Rechenblattes ist durch Kopieren und Einfügen im Visual Basic-Editor recht schnell erledigt. Es ist danach nur noch die Bezeichnungen der Zellen zu ändern bzw. zu berichtigen, damit unser Automatischer Pythagoras Rechner funktioniert. Die 5 OptionButtons in der Reihenfolge kopieren und einfügen. Also mm, cm, dm, m, km. Es ist für später wichtig, dass diese Reihenfolge eingehalten wird. Nach der Bearbeitung der Schaltflächen öffnen wir den Visual Basic-Editor. Seite 10

11 Hier das Makro einkopieren Beachte die geänderten Werte im Makro! Seite 11

12 Seite 12

13 Für die beiden restlichen Befehlsschaltflächen kopieren im VB-Editor den CommandButton 2_Click(), das ist das löschen Makro und fügen den Button zweimal unter dem CommandButton 4_Click() ein. Die Buttons werden umbenannt in CommandButton 5_Click() und Command- Button 6_Click(). Jetzt müssen wir nur noch die Zellbezeichnungen ändern (siehe Abbildung). Nach dem Schließen des VB-Editors können wir die Schaltflächen ausprobieren. Wir markieren nun im VB-Editor alle 5 OptionButtons zur Wahl der Größeneinheit und fügen sie am Ende gleich zweimal ein. Die Buttons werden anschließend nummeriert von Private Sub OptionButton6_Click() bis Private Sub OptionButton15_Click(). Nun noch die Zellbezeichnungen ändern und alle OptionButtons funktionieren wie gewünscht. Wir können nun für jede Aufgabe die Größeneinheit wählen. (Abbildung auf Seite 14) Seite 13

14 Alle 5 OptionButtons markieren und kopieren. Dann am Ende der Liste zweimal einfügen OptionButton6 bis OptionButton10 hat die gleichen Bezeichnungen für die Zellen. Seite 14

15 OptionButton11 bis OptionButton15 hat ebenso die gleichen Bezeichnungen für die Zellen. Wir schließen nun den Visual Basic-Editor, beenden auch den Entwurfsmodus und probieren unsere Befehlsschaltflächen aus. Haben wir uns bei dem Ändern der Zellbezeichnungen nicht verschrieben, funktioniert alles. Das Blatt wird jetzt noch nach Geschmack formatiert. (Für die Farbe der OptionButtons, Rechtsklick auf einen Button, im Kontextmenü die Farbe über Eigenschaften ändern.) Zuletzt formulieren wir noch Aufgaben zu den drei Berechnungsmöglichkeiten mit dem Pythagoras. Seite 15