Python PROGRAMMIERUNG
Wie geht es weiter...
Der Computer gehört zu den wichtigsten Errungenschaften unserer modernen Gesellschaft. Er ist machmal als Desktop, Notebook, Tablet oder Smartphone direkt sichtbar, öfters aber in vielen technischen Systemen verbaut, von der Waschmaschine, über das Auto bis zum Haushaltroboter. Ihre Intelligenz und Vielseitigkeit erhalten sie erst durch Programme, die von Menschen konzipiert und gemacht wurden. Kennt man die Grundkonzepte des Programmierens, so versteht man das Verhalten dieser Maschinen viel besser und akzeptiert den Computer als hilfreichen Partner im persönlichen und beruflichen Leben.
Der Lehrgang ist spielerisch aufgebaut und wendet sich an Programmieranfänger ohne informatische Vorkenntnisse. Im Gegensatz zu vielen anderen Lernsystemen verwenden wir keine spezielle, erziehungsorientierte Programmiersprache, sondern die bekannte universelle und professionelle Programmiersprache Python. Wie sich zeigen wird, ist ein Einstieg ins Programmieren mit Python nicht komplizierter als mit speziell für Kinder entwickelten Sprachen und Lernumgebungen. Der grosse Vorteil ist aber, dass die hier präsentierten Denkweisen und Verfahren so allgemein gültig sind, dass sie sich unmittelbar auf einen anderen Computereinsatz oder eine andere Programmiersprache übertragen lassen.
Koordinaten-Grafik
Sowohl bei den Stringart-Grafiken wie auch bei Robotersteuerungen geht es im wesentlichen darum, Objekte in einem kartesischen Koordinatensystem zu verschieben. Bei der Grafik ist es ein Stift, der eine Linie zeichnet, bei den Mini-Robotern ein kleines Fahrzeug, das einen Weg zurücklegen soll.
Wie ein PYTHON-Programm Linien zeichnet zeigt ein kleines Programm exemplarisch
(Klicke auf den grünen Start-Button)
Geometrische Figuren
Bei der Planung und Vorbereitung einer Stringart-Grafik soll das Programm helfen, sich vorgängig ein Bild über die Form und die Darstellung des Kunstwerks machen zu können. Hilfreich sind dabei die Möglichkeiten, sowohl die Abstände der Nägel wie auch die Zuordnung der Farben beliebig variieren zu können.
In einem zweiten Schritt können dann die berechneten Koordinaten-Punkte der geometrischen Figur in ein NC-Programm für die Fräsmaschine umgewandelt werden.
Mathematische Funktionsgraphen
Wir wollen aber auch von der Möglichkeit Gebrauch machen, beliebige mathematische Funktionsgraphen zu zeichnen. Da die NC-Maschine auch zum Gravieren von Holz oder Acryl verwendet werden kann sind Zykloiden ein interessantes Experimentierfeld dazu.
Was ist TigerJython
Hinter der TJ Group stehen Menschen, die den Informatikunterricht in allen Schulstufen unterstützen und voranbringen möchten. Hierzu bringen wir uns aktiv in den Diskurs über die Didaktik und Methologien der Ausbildung ein mit dem Fokus auf die Programmierung in Python.
- Die TJ Group stellt Lehrmaterialien und Programmierwerkzeuge zur Verfügung, die frei in der Lehre und für den privaten Gebrauch verwendet werden können. Die Programmierwerkzeuge beinhalten eine Python-Entwicklungsumgebung.
- Sie unterstützt Lehrerinnen und Lehrer, die Informatik als Schulfach unterrichten oder Programmierung in anderen Schulfächern verwenden.
- Sie stellt eine Plattform für Mitglieder zur Verfügung, um Ideen, Erfahrungen und Lehrmaterialien auszutauschen und hilft ihnen bei Problemen mit Python oder TigerJython.
Mitglieder haben Zugang zu nicht öffentlichem Quellcode oder anderen internen Ressourcen. Sie können Vorschläge (Feature Requests) für Weiterentwicklungen einreichen oder an diesen selber mitwirken.
Ein sicherer Einstieg
Den richtigen Weg für alle Schülerinnen und Schüler gibt es nicht. Aber immerhin einen, der nicht ganz falsch sein kann, weil schon viele ihn gegangen sind und in der Regel ohne traumatisierende Erlebnisse überlebt haben.
Im Vorwort erfähst du, warum die Programmiersprache PYTHON gerade für Kinder geeignet ist, eine gute Wissenbasis für die Grundkonzepte der Programmierung aufzubauen.
Dann wird dir anschaulich erklärt, wie du die Lernumgebung installieren musst, damit du von Beginn weg praktisch experimentieren kannst.
Danach zeigen dir verschiedene LINKS, welche Materialien dir hier kostenlos zur Verfügung stehen.
Das Koordinatensystem
Wer sich mit der Koordinaten-Grafik befassen will, muss sich erst mal mit dem Koordinaten-System vertraut machen, das letztlich die Basis bildet, auf welche die Befehle der Programmiersprache ausgerichtet sind.
Wenn du (aus dem Kapitel SCRATCH) bereits mit Turtle-Grafiken gearbeitet hast empfehle ich dir, den nebenstehenden Beitrag zu lesen.
(Warte, bis das Dokument geladen wird, oder lade es direkt auf deinen PC)
(Zum Download)
Das kartesische Koordinatensystem
Eine sehr übersichtliche Präsentation stammt aus einem Tutorial, das ich später noch vorstellen werde. Was hier erklärt wird sollte für die ersten Anwendungen und Beispiele genügen.
Von Anfang an das ganze Spektrum im Auge behalten
Wer sich nicht auf grafische Anwendungen konzentrieren sondern den ganzen Anwendungsbereich der PYTHON-Sprache kennen lernen möchte, kann den Weg einschlagen, der heute an vielen Gymnasien mit Erfolg eingeführt wurde:
Dazu schreiben die Autoren der Unterrichtsmaterialien:
Informatikunterricht muss interessant und spannend sein! TigerJython stellt didaktische Bibliotheken zur Verfügung, die es ermöglichen, mit einfachen Programmcodes interessante Anwendungen aus verschieden Gebieten zu programmieren und dabei die wichtigsten Programmierkonzepte zu erlernen. Der vorliegende Online-Lehrgang ist modular aufgebaut. Die einzelnen Kapitel können unabhängig von einander behandelt werden. Zahlreiche Programmbeispiele, didaktische Hinweise und viele Aufgaben bilden eine Grundlage für den Einsatz im Unterricht der Sekundarstufe II und zum Selbststudium.
PROGRAMMIERKONZEPTE
Wer noch einen Schritt weitergehen will und sich nicht allein mit der Einführung in die Programmiersprache PYTHON befassen möchte, kann sich von Anfang auf die grundlegenden Programmierkonzepte konzentrieren.
Das umfangreiche Online-Tutorial bietet mit zahlreichen, vollständigen Programmbeispielen zu aktuellen Themen viele Ideen für den Informatikunterricht. Ziel ist hier nicht eine Einführung in die Programmiersprache Python, sondern vielmehr das Kennenlernen der grundlegenden Programmierkonzepte, die im Alltag und in den weiterführenden Schulen zunehmend wichtig sind.
Ein klassisches Pythonbuch
Auf dieses wunderbare Buch bin ich zufällig gestossen. Es richtet sich an Schülerinnen und Schüler, bei denen nicht das Experimentieren, sondern das schrittweise Vorgehen im Vordergrund steht.
Das Skript wurde hauptsächlich für eine Einleitung ins Programmieren mit Python auf Gymnasiumsstufe geschrieben. Es richtet sich an Schülerinnen und Schüler eines Grundkurses, welche noch keine Programmiererfahrung haben. Es wurde darauf geachtet, dass auch nicht Computer-affine Personen dem Inhalt folgen können und davon profitieren. In dem Sinne ist es besser für einen Grundkurs als einen Leistungskurs geeignet.
Es ist so verfasst, dass man dem Skript schrittweise folgen und ohne vorherige Einführung durch die Lehrperson erste Aufgaben lösen kann. Es wurde für selbständiges Arbeiten der Schülerinnen und Schüler geschrieben. Es ist daher auch für Personen geeignet, welche sich selbständig erste Kenntnisse im Programmieren aneignen möchten.
EIN AUSGEZEICHNETES PYTHON-TUTORIAL
Es gibt sehr viele Dokumentationen, Tutorials und Bücher zu Python, aber die meisten sind in Englisch. Zufällig habe ich einen online Python-Kurs in deutscher Sprache entdeckt, der sich sowohl für Anfänger wegen seiner vielen Beispiele als auch für Fortgeschrittene wegen der weiterführenden Themen eignet.
Der Anbieter dieses kostenlosen Tutorial schreibt dazu:
Sie sind auf dieser Webseite angekommen, weil Sie auf der Suche nach einer einfachen Einführung in die Programmiersprache Python sind? Oder Sie suchten eigentlich nach einer offenen Schulung oder einem Inhouse-Kurs? Egal worauf Ihre Suche zielte, Sie finden auf dieser Webseite ein umfangreiches und auch für Anfänger geeignetes Tutorial mit dem Sie sowohl die Grundlagen der Programmierung bzw. allgemeine Programmierprinzipien lernen können, als auch die Sprache Python. Unserer Meinung nach gibt es keine andere gebräuchliche Programmiersprache, die es einem Anfänger einfacher macht, programmieren zu lernen.
Und hier das Skript von Tobias Kuhn, das alle wesentlichen Elemente einer sorgfältigen und umfassenden Einführung in die Computer-Programmierung enthält.
Eine sehr schöne Anleitung in die Turtle-Grafik mit interessanten Beispielen und Aufgaben.
Unbedingt anschauen
Eine faszinierende Wiki-Seite zu verschiedenen Unterrichtsthemen.
Das Kapitel "Programmieren mit Python" ist nur ein kleiner Teil daraus.
