Programmierung in Python

Die Sprache Python

Nachdem wir mit der visuellen Programmiersprache Scratch die wichtigsten Grundlagen der Programmierung in einer lernendengerechten Aufbereitung kennengelernt haben, wollen wir diese Kenntnisse nun mit einer textuellen Programmiersprache vertiefen. Wir werden hierfür die Programmiersprache Python und die Entwicklungsumgebung Thonny verwenden.

Sowohl Python als auch Thonny wurden ursprünglich für den Einsatz in schulischen Kontexten entwickelt. Dennoch ist Python eine vollwertige Programmiersprache, die z. B. unter der Haube von Anwendungen wie Facebook, Dropbox oder Spotify steckt. Python zeichnet sich durch eine kompakte, gut lesbare Syntax aus, die mit wenigen eingebauten Schlüsselwörtern auskommt und durch eine große Vielzahl von Bibliotheken ergänzt wird.

Mit einigen elementaren Programmierkenntnissen lassen sich in Python recht schnell funktionierende Anwendungen auf die Beine stellen. Dadurch eignet sich Python gut, um in kurzer Zeit Prototypen oder kleine Skripte für einfache Berechnungen zu programmieren.

Python gehört zur Familie der interpretierten Programmiersprachen, was bedeutet, dass der menschengeschriebene Programmtext direkt von einem Interpreter genannten Programm ausgeführt wird. Dadurch müssen Programme nicht erst in eine maschinenlesbare Form übersetzt werden, was das Entwickeln und Testen vereinfacht, aber auf der anderen Seite auch verhindert, dass bestimmte Programmierfehler vor der Ausführung entdeckt werden.

Die Entwicklungsumgebung Thonny

Software-Entwicklung hat viele Facetten: Der Code muss geschrieben, verwaltet und getestet werden. Für all das lassen sich unterschiedliche Programme benutzen: Wir können den Code mit einem einfachen Texteditor schreiben, mit dem Explorer in Ordnern organisieren und mit der Kommandozeile testen, oder wir können eine integrierte Entwicklungsumgebung (engl. integrated development environment, kurz IDE) einsetzen, die all diese Funktionalitäten in einer einzigen Anwendung bündelt.

Eine Art von IDE haben wir bereits kennen gelernt, nämlich Scratch, das auf einer Seite Ansichten zum Programmieren, zur Verwaltung von Grafiken und Soundeffekten, sowie auf der anderen Seite zum Ausführen und Testen des Programms bereithält.

Für Python steht eine Vielzahl von Entwicklungsumgebungen zur Verfügung, wie etwa PyCharm, Visual Studio Code, PyDev, IDLE usw.

Wir werden eine besonders lernendenfreundliche Entwicklungsumgebung benutzen, die speziell für den Einsatz als Lernhilfsmittel und nicht für die Verwendung in großen, komplexen Programmierprojekten konzipiert wurde: Thonny.¹

Thonny ist eine einfache IDE, die zwar Anwendungsbestandteile zum Schreiben, Testen, Analysieren und zur Fehlerkorrektur von Programmen enthält, die aber mit relativ wenig Aufwand in Betrieb zu nehmen ist und die keine besonderen Vorkenntnisse in der Organisation von größeren Codemengen erfordert. Außerdem beinhaltet Thonny bereits den Python-Interpreter (Python muss also nicht extra installiert werden), sowie eine einfache Paket-Verwaltung.²

Die Benutzeroberfläche von Thonny ist modular aufgebaut. Im Anwendungsfenster lassen sich u. a. die folgenden Bereiche anzeigen:

• Links oben befindet sich der Text-Editor. In diesem Unterfenster schreiben wir unsere Python-Programme. Es können mehrere Python-Dateien gleichzeitig in mehreren Tabs geöffnet werden.
• Links unten befindet sich das Konsolenfenster mit der Kommandozeile. Wenn wir ein Python-Programm ablaufen lassen, werden hier Ein- und Ausgaben sowie Fehlermeldungen angezeigt. Wenn nicht gerade ein Programm abläuft, steht uns die Kommandozeile als interaktive Konsole zur Verfügung, in der wir Python-Anweisungen eingeben können, die dann sofort ausgeführt werden. Nach Beendigung eines Programmablaufs können wir über die Konsole auf sämtliche Variablen und Funktionen dieses Programms zugreifen.
• Der Assistent zeigt (wenn ein Fehler auftritt) ausführlichere Fehlermeldungen an und macht teilweise Verbesserungsvorschläge für unseren Code.
• Eine Auflistung aller im aktuellen Programm verwendeten Variablen und ihrer aktuellen Werte
• Eine Ansicht, mit der wir durch die Dateien des Projekts bzw. des aktuell geöffneten Ordners navigieren können
• Eine Notizen-Ansicht, um Ideen und Gedanken festzuhalten
• Eine Ansicht der Hilfe-Seiten für Thonny (auf englisch)

Beim Programmstart von Thonny werden der Text-Editor und die Kommandozeile standardmäßig angezeigt. Alle weiteren Bereiche können über den Menüpunkt “Ansicht” an- oder ausgeschaltet werden.