Programmieren mit Python im Unterricht: Schleifen, Algorithmen & erste Projekte | Sek I

Informatik · Programmieren & Algorithmen · Sek I (Klasse 7–10)

Unterrichtsmaterial für den Programmiereinstieg in der Sekundarstufe I. Die Reihen führen vom algorithmischen Denken über Schleifen und Verzweigungen bis zu ersten eigenen Programmen in Python und erklären nebenbei, wie ein Rechner Anweisungen überhaupt verarbeitet – mit Aufgaben und Lösungen für Klasse 7 bis 10.

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Kl. 7–10Stufenbereich
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Kurz gesagt: Programmieren lernt man schrittweise: erst der Algorithmus, dann der Code. Die Reihen auf dieser Seite beginnen beim algorithmischen Denken und beim EVA-Prinzip, führen über Schleifen, Verzweigungen und Variablen und münden in einen Python-Einstieg mit kleinen eigenen Projekten. So entsteht ein Weg, der auch ohne Vorkenntnisse der Lerngruppe tragfähig ist.

Warum der Weg über den Algorithmus zum Code führt

Wer sofort mit Programmcode beginnt, verlagert die eigentliche Schwierigkeit auf die falsche Ebene. Die Lernenden kämpfen dann mit Syntaxfehlern, während die Frage, was der Rechner überhaupt tun soll, ungeklärt bleibt. Beginnt der Unterricht dagegen beim Algorithmus – einer eindeutigen, endlichen Folge von Anweisungen –, lässt sich das Denken vom Schreiben trennen. Eine Wegbeschreibung, ein Kochrezept oder eine Sortieranweisung für einen Stapel Karten liefern dafür tragfähige Ausgangspunkte, weil sie dieselben Strukturen enthalten, die später im Code auftauchen: Reihenfolge, Wiederholung, Bedingung.

Python eignet sich als erste Sprache im schulischen Kontext besonders gut, weil die Schreibweise dicht an der Beschreibung des Vorgehens liegt und wenig technisches Beiwerk verlangt. Ein lauffähiges Programm braucht keine Rahmenkonstruktion, Einrückungen erzwingen eine lesbare Struktur, und Fehlermeldungen benennen die Stelle im Programm. Damit bleibt Zeit für das Wesentliche: das schrittweise Zerlegen eines Problems, das systematische Testen und das Beheben von Fehlern – Fähigkeiten, die über den Informatikunterricht hinaus tragen.

Unterrichtsmaterial zu Algorithmen, Schleifen und Python

Die Reihen bauen aufeinander auf, lassen sich aber auch einzeln unterrichten – je nachdem, welche Vorkenntnisse Ihre Lerngruppe mitbringt.

So bauen Sie die Unterrichtsreihe auf

Der Einstieg gelingt am zuverlässigsten offline. Eine Person beschreibt einer anderen, die die Augen geschlossen hält, den Weg durch den Klassenraum; jede Ungenauigkeit wird sofort sichtbar. Aus solchen Übungen entsteht der Begriff der eindeutigen Anweisung, und die Lerngruppe entwickelt ein erstes Gespür dafür, wie kleinschrittig eine Beschreibung sein muss. Anschließend werden Abläufe notiert – als nummerierte Liste, als Ablaufplan oder in einfacher Pseudosprache. Wiederholungen und Bedingungen führt man an dieser Stelle bereits ein, weil sie sich sprachlich beschreiben lassen, bevor sie programmiert werden.

Der Übergang zum Code sollte klein gehalten werden. Ein erstes Python-Programm besteht aus wenigen Zeilen: eine Ausgabe, dann eine Eingabe, dann eine Rechnung mit dem eingelesenen Wert. Erst danach kommen Verzweigung und Schleife hinzu, jeweils zusammen mit einer Aufgabe, in der die neue Struktur den entscheidenden Unterschied macht – etwa eine Wiederholung, die man ohne Schleife nur durch mühsames Kopieren erreichen würde. Bewährt hat sich außerdem eine feste Routine im Umgang mit Fehlern: Fehlermeldung lesen, Zeilennummer aufsuchen, eine Vermutung formulieren, gezielt ändern, erneut testen. Als Projektabschluss eignen sich kleine, abgeschlossene Programme wie ein Ratespiel mit Zufallszahl, ein Umrechner oder eine Auswertung einer selbst erhobenen Datenreihe.

Für welche Stufe eignet sich das Material?

Stufe Einsatz Schwerpunkt
Klasse 5/6 Einstieg Algorithmen ohne Computer und das EVA-Prinzip
Klasse 7/8 Erarbeitung Variablen, Verzweigungen und Schleifen in Python
Klasse 9/10 Vertiefung Eigene Projekte, systematische Fehlersuche und Dokumentation

Differenzierung und Leistungsbewertung

Programmierunterricht bringt sehr unterschiedliche Voraussetzungen zusammen, weil einzelne Lernende bereits privat programmieren. Bewährt hat sich die Arbeit mit Lückenprogrammen: Alle bearbeiten dieselbe Aufgabe, aber mit unterschiedlich vollständigem Gerüst – von einem fast fertigen Programm, in dem nur die Bedingung fehlt, bis zum leeren Editor mit reiner Aufgabenbeschreibung. Zusatzaufgaben sollten die Aufgabe erweitern, nicht nur mehr desselben verlangen: eine Eingabeprüfung ergänzen, das Programm für mehrere Durchläufe umbauen, die Ausgabe übersichtlicher gestalten. Partnerarbeit mit wechselnden Rollen – eine Person schreibt, eine denkt laut mit – gleicht Unterschiede zusätzlich aus.

Für die Bewertung sind reine Papierklausuren wenig aussagekräftig. Sinnvoller ist eine Kombination: eine kurze schriftliche Aufgabe, in der ein gegebenes Programm gelesen und seine Ausgabe vorhergesagt werden muss, ein praktischer Teil mit einer kleinen Programmieraufgabe und eine Dokumentation, in der die Lernenden ihr Vorgehen und mindestens einen behobenen Fehler beschreiben. Die Dokumentation zeigt oft mehr über das Verständnis als das fertige Programm, weil sie den Weg offenlegt. Bei der Bewertung praktischer Arbeit sollte klar sein, dass ein lauffähiges, aber unelegantes Programm zunächst die Anforderung erfüllt.

Lehrplanbezug in der Sekundarstufe I

Die Lehrpläne der Länder führen für die Sekundarstufe I durchgängig einen Bereich zu Algorithmen und Programmierung; je nach Land heißt er „Algorithmen“, „Modellieren und Implementieren“ oder ähnlich. Verlangt wird in der Regel, dass Lernende Abläufe in eindeutige Schritte zerlegen, Kontrollstrukturen anwenden und einfache Programme in einer geeigneten Sprache erstellen und prüfen. Eine bestimmte Programmiersprache ist dabei fast nirgends vorgeschrieben, was den Einsatz von Python ausdrücklich erlaubt.

Für die schulinterne Planung empfiehlt sich ein Aufbau über zwei Jahrgänge: eine Einheit zum algorithmischen Denken mit ersten Kontrollstrukturen in Klasse 7 oder 8, eine Einheit mit Projektcharakter in Klasse 9 oder 10. Wo Informatik nur im Wahlpflichtbereich angeboten wird, lassen sich die Grundlagenbausteine auch als kompakte Einheit von wenigen Doppelstunden führen. Der Anschluss an die Oberstufe ist gegeben, weil die dort verlangten Konzepte – Datenstrukturen, Funktionen, Objektorientierung – auf genau diesen Grundlagen aufsetzen.

Wie ist das Material aufgebaut?

  • Fachlich fundiertVon Fachlehrkräften erstellte Inhalte mit korrekter Fachterminologie.
  • Direkt einsetzbarFertige Reihen mit Aufgaben – sofort im Unterricht nutzbar.
  • Mit LösungenAlle Aufgaben inklusive ausführlicher Lösungswege.
  • DifferenzierbarAufgabenformate lassen sich an unterschiedliche Lerngruppen anpassen.
  • EditierbarBearbeitbare Formate – frei an Ihre Lerngruppe anpassbar.
  • KombinierbarEinzelreihen lassen sich zu einer eigenen Unterrichtseinheit verbinden.

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Häufige Fragen

Ab wann kann man Python im Unterricht einsetzen?

In der Regel ab Klasse 7, sofern die Lerngruppe zuvor mit Algorithmen ohne Rechner gearbeitet hat. Entscheidend ist weniger das Alter als die Vorerfahrung im schrittweisen Beschreiben von Abläufen. In leistungsstarken Gruppen ist ein Einstieg auch früher möglich, wenn die Aufgaben eng geführt sind.

Wie führt man Schleifen und Verzweigungen ein?

Beide Strukturen sollten zuerst sprachlich auftreten – „wiederhole, solange …“ und „wenn …, dann …“ – und an Alltagsbeispielen beschrieben werden. Der Übergang zum Code gelingt am besten über eine Aufgabe, die ohne die neue Struktur nur mühsam zu lösen wäre. So wird die Struktur als Erleichterung erfahren und nicht als zusätzliche Regel.

Welche Projekte eignen sich für den Python-Einstieg?

Geeignet sind kleine, in einer Doppelstunde abschließbare Programme mit sichtbarem Ergebnis: ein Zahlenratespiel mit Zufallszahl, ein Einheitenumrechner, ein einfacher Taschenrechner oder die Auswertung einer selbst erhobenen Datenreihe. Wichtig ist, dass die Aufgabe eine klare Abbruchbedingung hat und sich erweitern lässt, damit schnellere Lernende weiterarbeiten können.

Wie bewertet man Programmierleistungen fair?

Sinnvoll ist eine Kombination aus Programmverständnis, praktischer Umsetzung und Dokumentation des Vorgehens. Bewertet werden sollten Funktionsfähigkeit, Nachvollziehbarkeit und der Umgang mit Fehlern – nicht die Eleganz der Lösung. Da Vorkenntnisse stark streuen, empfiehlt es sich, die Lernentwicklung über mehrere kleine Leistungen statt über eine einzelne Prüfung zu erfassen.

Welche technische Ausstattung wird benötigt?

Für die Grundlagenteile genügen Papier und Tafel. Für den Python-Teil reicht ein Rechner oder Tablet je Zweiergruppe; genutzt werden kann eine lokale Installation oder eine browserbasierte Umgebung, sodass keine Administratorrechte nötig sind.

Sind Lösungen zu den Programmieraufgaben enthalten?

Ja, zu den Aufgaben gehören Musterlösungen mit lauffähigem Code sowie Erläuterungen zu den einzelnen Schritten. Da mehrere richtige Lösungswege möglich sind, benennen die Erwartungshorizonte die Anforderungen, die eine Lösung erfüllen muss.