Einleitung

Einleitung zum Unterrichtsgegenstand Softwareentwicklung (SEW) - 3. Klasse

Die Programmiersprache des dritten Ausbildungsjahres ist Python. Das Jahr beginnt mit einer kompakten Einführung in Sprache und Werkzeuge, die zugleich als Wiederholung der Programmiergrundlagen (Variablen, Kontrollstrukturen, Funktionen, Datenstrukturen) dient. Diese Konzepte sind sprachunabhängig; wer sie beherrscht, findet sich in jeder weiteren Sprache schnell zurecht.

Inhaltliche Schwerpunkte sind die Objektorientierung (Klassen, Vererbung, Polymorphismus, Interfaces), mit Rekursion und regulären Ausdrücken zwei mächtige Denk- und Arbeitswerkzeuge, und mit Git und pytest der professionelle Entwicklungsprozess als Alltag.

Überblick über die Lerninhalte des Schuljahres

Einführung in Python: Werkzeuge, Syntax und Grundkonstrukte der Sprache; Wiederholung der Programmiergrundlagen.
Rekursion: Funktionen, die sich selbst aufrufen: Konzept, Anwendungsgebiete, Grenzen.
Reguläre Ausdrücke: Muster in Texten beschreiben, suchen und ersetzen.
Vererbung und Polymorphismus: Klassenhierarchien entwerfen; erweiterbare und wartbare Programme durch objektorientierte Konzepte.
Interfaces: Verträge zwischen Programmteilen; abstrakte Basisklassen in Python.
Exceptions: Fehlerfälle sauber behandeln statt abstürzen.
Versionsverwaltung: Konzepte der Versionsverwaltung; tägliche Arbeit mit Git (Commits, Branches, Merges).
Daten und Schnittstellen: Dateien und Datenformate (CSV, JSON) als Daten-Schnittstellen; Bibliotheken und Pakete (pip, virtuelle Umgebungen).
Testen: Testfälle mit pytest, auch unter Berücksichtigung von Vererbung und Polymorphismus.
Statik- und Dynamik-Modellierung: Klassendiagramme mit Vererbung und Interfaces; Abläufe mit Sequenz-, Zustands- und Aktivitätsdiagrammen darstellen.
GUI: GUI-Entwicklung mit Python (Tkinter): Fenster, Widgets, Ereignisse, Layout.

Methodik und Unterrichtsorganisation

Der Unterricht ist in allen Jahrgängen gleich organisiert: wöchentliche Übungsbeispiele, Code-Reviews, Präsentationen der eigenen Lösungen und die Besprechung alternativer Lösungswege in der Gruppe. Am Jahresende steht ein GUI-Projekt mit Datenanbindung.

Erwartete Kompetenzen am Ende der 3. Klasse

Das Konzept der Rekursion und ihre Anwendungsgebiete erklären
Muster mit regulären Ausdrücken formulieren und einsetzen
Vererbung und Polymorphismus erläutern und für erweiterbare Programme nutzen
Fehler mit Exceptions strukturiert behandeln
Werkzeuge zur Versionsverwaltung im Alltag einsetzen
Programme mit Testfällen systematisch prüfen (pytest)
Statik und Dynamik einer Problemstellung grafisch modellieren

Ausblick

Die Folgejahre bauen auf den Kompetenzen dieses Jahres auf: Objektorientierung, Testen, Versionsverwaltung und Modellierung sind die Grundlage für Schnittstellen, Client-Server-Anwendungen und größere Softwareprojekte.