Ein objektorientiertes Projekt planen

Programmieren Klasse 10
  • Wie lässt sich „Ein objektorientiertes Projekt planen“ mit einem Modell erklären?
  • Welche Dinge kommen in der Aufgabe vor - und was kann jedes von ihnen selbst?
  • Wie kann ich meine Lösung testen und verständlich dokumentieren?

Schlau Fassung

Ein objektorientiertes Projekt planen Vor dem Programmieren werden die beteiligten Dinge, ihre Eigenschaften, ihr Verhalten und ihre Beziehungen gesammelt. Erst danach entstehen Klassen, Testfälle und Code.

Ein objektorientiertes Projekt planen ist in der Informatik kein isolierter Merksatz. Entscheidend ist, welche Daten oder Zustände am Anfang vorliegen, nach welcher Regel sie verarbeitet werden und wie sich das Ergebnis überprüfen lässt. Für eine Bücherei werden Buch, Person und Ausleihe als Klassen erkannt; die Ausleihe verbindet die beiden anderen und kennt ein Rückgabedatum.

Beim Bearbeiten trennst du deshalb Beobachtung und Vermutung: Zuerst beschreibst du, was tatsächlich eingegeben, gespeichert, übertragen oder ausgegeben wird. Danach begründest du mit Fachbegriffen, warum der Ablauf so funktioniert.

Drei Bausteine, die du sicher können musst

Baustein 1Klasse

Ein Bauplan legt Eigenschaften und Fähigkeiten fest.

Baustein 2Objekt

Ein Exemplar der Klasse mit eigenen Werten und eigener Identität.

Baustein 3Kapselung

Der Zustand wird über Methoden geändert, nicht von außen frei überschrieben.

Ein Programm ruft Methoden von Objekten auf
Ein Programm ruft Methoden von Objekten auf

Ausgearbeitetes Beispiel

Ausgangslage: Für eine Bücherei werden Buch, Person und Ausleihe als Klassen erkannt; die Ausleihe verbindet die beiden anderen und kennt ein Rückgabedatum.

  1. Modell festlegen: Benenne Eingaben, gespeicherte Werte und die gewünschte Ausgabe.
  2. Regel anwenden: Formuliere die Verarbeitung so genau, dass eine andere Person jeden Schritt wiederholen kann.
  3. Ergebnis prüfen: Vergleiche die beobachtete Wirkung mit einer vorher notierten Erwartung und untersuche mindestens einen Randfall.

Begründung: Vor dem Programmieren werden die beteiligten Dinge, ihre Eigenschaften, ihr Verhalten und ihre Beziehungen gesammelt. Erst danach entstehen Klassen, Testfälle und Code. Dadurch wird nicht nur das Ergebnis, sondern auch sein Zustandekommen nachvollziehbar.

So gehst du informatisch vor

1BenennenDie beteiligten Dinge als Substantive sammeln.
2TrennenFür jedes Ding Eigenschaften und Fähigkeiten unterscheiden.
3VerbindenBeschreiben, welches Objekt welches andere kennt oder benutzt.
MerksatzVor dem Programmieren werden die beteiligten Dinge, ihre Eigenschaften, ihr Verhalten und ihre Beziehungen gesammelt. Erst danach entstehen Klassen, Testfälle und Code.
Typischer DenkfehlerEine Klasse ist kein Objekt. Die Klasse ist der Bauplan und existiert einmal; jedes erzeugte Objekt hat eigene Werte, und eine Änderung an einem Objekt verändert die anderen nicht.

Fachbegriffe in eigenen Worten

Klasse
Ein Bauplan legt Eigenschaften und Fähigkeiten fest.
Objekt
Ein Exemplar der Klasse mit eigenen Werten und eigener Identität.
Kapselung
Der Zustand wird über Methoden geändert, nicht von außen frei überschrieben.

Aufgaben

  1. StartBegriffe sichern: Erkläre „Ein objektorientiertes Projekt planen“ in mindestens vier Sätzen und verwende zwei Begriffe aus dem Glossar.
    MusterlösungVor dem Programmieren werden die beteiligten Dinge, ihre Eigenschaften, ihr Verhalten und ihre Beziehungen gesammelt. Erst danach entstehen Klassen, Testfälle und Code. Für eine Bücherei werden Buch, Person und Ausleihe als Klassen erkannt; die Ausleihe verbindet die beiden anderen und kennt ein Rückgabedatum. Eine vollständige Antwort benennt zusätzlich Eingabe oder Ausgangszustand, Verarbeitung und überprüfbares Ergebnis.
  2. OrdnenModell bilden: Zerlege das Beispiel der Seite in Ausgangslage, Regel, Ergebnis und Test.
    MusterlösungAusgangslage: die im Beispiel genannten Daten oder Geräte. Regel: der beschriebene Verarbeitungsschritt. Ergebnis: die sichtbare Wirkung. Test: ein normaler Fall und ein bewusst veränderter Randfall.
  3. AnwendenSelbst lösen: Beschreibe für eine Schulbücherei drei Klassen mit je zwei Attributen und zwei Methoden.
    MusterlösungBuch (titel, ausgeliehen; ausleihen, zurueckgeben), Person (name, ausweisnummer; anmelden, ausleihen), Ausleihe (buch, rueckgabedatum; verlaengern, ist_ueberfaellig).
  4. FehlersucheDiagnose: Verändere im Beispiel genau eine Voraussetzung. Sage vorher, welche Wirkung du erwartest, und begründe sie.
    LösungshinweisEine gute Lösung benennt die veränderte Voraussetzung, den betroffenen Verarbeitungsschritt und eine beobachtbare Ausgabe. Mehrere Dinge gleichzeitig zu ändern erlaubt keine eindeutige Ursache.
  5. TransferNeuer Zusammenhang: Finde ein zweites Beispiel aus Schule oder Alltag und erkläre Gemeinsamkeit sowie Unterschied.
    LösungshinweisNutze dieselben Fachbegriffe, aber übertrage sie auf andere Daten, Geräte oder Regeln. Der Unterschied muss fachlich relevant sein und darf nicht nur den Namen betreffen.
  6. ProfiVertiefung: Nenne zwei Objekte derselben Klasse, die in jedem Attribut übereinstimmen - und begründe, warum sie trotzdem nicht dasselbe Objekt sind.
    LösungshinweisZwei Exemplare desselben Buchtitels stehen an zwei Plätzen im Regal. Gleiche Werte sind noch keine gleiche Identität.

Weiterführende Aufgaben

Mini-ProjektPlant zu zweit eine kleine Verwaltung (Bücherei, Vereinskasse oder Geräteausleihe): sammelt die Dinge, schreibt Klassenkarten mit Attributen und Methoden und setzt zwei davon in Python um.

Abgabe in fünf Teilen

  1. Ziel: Ein Satz, der messbar sagt, was funktionieren soll.
  2. Plan: Skizze, Ablaufplan, Tabelle oder Pseudocode.
  3. Produkt: Programm, Modell, Untersuchung oder dokumentierter Versuch.
  4. Tests: Normalfall, Randfall und mindestens ein absichtlich provozierter Fehler.
  5. Reflexion: Gefundener Fehler, vorgenommene Verbesserung und nächster sinnvoller Schritt.
Bewertungsraster für Partnerfeedback
  • Fachlich richtig und mit passenden Begriffen erklärt
  • Plan und Ergebnis stimmen sichtbar überein
  • Tests sind reproduzierbar dokumentiert
  • Quellen, Bilder und fremde Hilfen sind angegeben

Material & Links

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