Kursvorlage
Funktionsplotter – Sandbox und schrittweiser Aufbau
Interaktiver Funktionsplotter mit Zoom, Pan und Achsenzeichnung.
Didaktische Zielsetzung
Diese Kursvorlage ermöglicht eine strukturierte Einführung in die Entwicklung eines interaktiven Funktionsplotters auf Basis grafischer Programmierung. Dabei werden zentrale fachliche Kompetenzen im Bereich der mathematischen Modellierung, der Koordinatentransformation sowie der ereignisgesteuerten Implementierung aufgebaut. Die Lernumgebung unterstützt die Verbindung zwischen abstrakten Funktionsbegriffen und deren visueller Darstellung durch schrittweise Entwicklung eines lauffähigen Systems. Fachlich ist die Vorlage im Bereich der algorithmischen Modellierung und systematischen Implementierung mathematischer Zusammenhänge einzuordnen.
Kompetenzschwerpunkte
- Entwicklung eines interaktiven Funktionsplotters mit Zoom- und Pan-Funktionalität
- Zeichnung von Koordinatenachsen unter Verwendung dynamischer Ursprungskoordinaten
- Umrechnung zwischen Pixel- und Weltkoordinaten zur Darstellung mathematischer Funktionen
- Steuerung des Koordinatensystems per Tastatur und Maus
- Anpassung von Linienbreite, Farbe und Darstellungsform von Funktionsgraphen
- Implementierung einer Infoleiste zur Anzeige von Funktionsname und Skalierung
- Sicherstellung stabiler Frameraten durch geeignete Performance-Maßnahmen
Struktur der Bausteine
Funktionsplotter Sandbox
Dieser Baustein stellt eine lauffähige Ausgangsumgebung bereit, in der grundlegende Interaktionen wie Zoom und Verschiebung des Koordinatensystems erprobt werden.
Achsen zeichnen im Funktionsplotter
In diesem Baustein wird die Zeichenfläche vorbereitet und die Darstellung der Koordinatenachsen über den definierten Ursprung implementiert.
Pixel ↔ Welt: Funktionsplotter
Dieser Baustein behandelt die Umrechnung zwischen Pixel- und Weltkoordinaten zur korrekten Darstellung eines Funktionsgraphen.
Zoom und Pan per Tastatur
In diesem Abschnitt wird die Steuerung des Koordinatensystems durch Tastatureingaben zur dynamischen Anpassung von Ursprung und Skalierung ergänzt.
Funktionsplotter: Info & Performance
Der abschließende Baustein ergänzt eine Infoleiste sowie Maßnahmen zur Performance-Optimierung und optionale alternative Darstellungsformen.
Inhalte im Überblick
| Baustein | Schwerpunkt | Dauer |
|---|---|---|
| Funktionsplotter Sandbox | Interaktive Darstellung mit Zoom und Verschiebung des Koordinatensystems | 15 min |
| Achsen zeichnen im Funktionsplotter | Hintergrund füllen und X/Y-Achsen anhand des Ursprungs zeichnen | 25 min |
| Pixel ↔ Welt: Funktionsplotter | Umrechnung Pixel zu Weltkoordinaten zur Funktionsdarstellung | 30 min |
| Zoom und Pan per Tastatur | Zoom und Verschiebung über Tastatureingaben implementieren | 25 min |
| Funktionsplotter: Info & Performance | Infoleiste anzeigen und Performance stabilisieren | 40 min |
Die klar abgegrenzten Bausteine ermöglichen transparente Lernziele und eine gute Integration in bestehende Unterrichtsreihen.
Erproben Sie die Vorlage im Demo-Zugang und passen Sie die enthaltenen Module an Ihre Lerngruppe an.