Dieses Übungsheft für den Informatikunterricht der Mittel- und Oberstufe bietet eine systematische und anwendungsorientierte Einführung in die objektorientierte Programmierung (OOP) mit Python. Das Material verknüpft theoretisches Grundlagenwissen mit praxisnahen Programmierübungen und verdeutlicht komplexe Konzepte durch anschauliche Visualisierungen und Klassendiagramme.

Inhaltliche Schwerpunkte:

• OOP-Grundlagen:Erarbeitung des grundlegenden Unterschieds zwischen Klassen (Baupläne) und Objekten (Instanzen) sowie der Anlage von Konstruktoren (__init__) und der Nutzung vonself.

• Klassenstruktur:Gezielte Unterscheidung zwischen Instanzvariablen und Klassenvariablen sowie die Deklaration von lesenden, schreibenden und helfenden Methoden.

• Architektur-Konzepte:Tiefergehende Behandlung von Vererbung (inkl.super()), Polymorphie („Duck Typing“) und Komposition (Abgrenzung „IST EIN“ vs. „HAT EIN“).

• Fortgeschrittene Techniken:Prinzipien der Kapselung (sichtbare und private Attribute, Properties), Nutzung von speziellen Dunder-Methoden (z. B.__str__,__eq__) und das Lesen bzw. Erstellen von UML-Klassendiagrammen.

• Praxisprojekt:Zusammenführende, strukturierte Programmierung einer Tierheim-Verwaltung, die alle im Heft erlernten OOP-Konzepte in einem lauffähigen Mini-Projekt vereint.

Aufbau und didaktische Struktur:

• Theorie und Programmierung:Jedes Kapitel kombiniert kompakte Erklärungen und Code-Beispiele mit direkt darauffolgenden Übungen (z. B. Code-Tracing, Fehleranalyse und eigene Implementierung).

• Integrierte Differenzierung:Die Aufgabenstellungen sind durch ein transparentes Sterne-System in drei Anforderungsbereiche (leicht, mittel, schwer) unterteilt, um unterschiedlichen Leistungsniveaus gerecht zu werden.

• Zusatzmaterialien:Ein kompaktes Fachglossar klärt zentrale Begrifflichkeiten (z. B. Instanz, Polymorphie, Kapselung). Der ausführliche Lösungsteil mit lauffähigen Python-Codes und Kommentaren ermöglicht eine verlässliche (Selbst-)Kontrolle.

Einsatzmöglichkeiten im Unterricht:Das modular aufgebaute Material ist auf einen Umfang von etwa 6 bis 10 Doppelstunden ausgelegt und eignet sich optimal für den regulären Programmierunterricht in den Klassen 9 und 10 oder als Wiederholung in der Oberstufe. Vorausgesetzt werden grundlegende Python-Kenntnisse (Variablen, Schleifen, Funktionen). Die Code-Beispiele benötigen keine externen Bibliotheken und laufen direkt in jeder gängigen Python-Umgebung oder IDE.