Kids' Programming Language

Die Entwicklungsumgebung im Detail

Inhalt

Neue Wege in der Programmierung Programmieren per Mausklick Fehlerkontrolle Klassen-Browser Programme ausführen
 
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Neue Wege in der Programmierung

Speziell für Programmieranfänger(innen) entwickelt

Kids' Programming Language (KidsPL) wurde speziell für Schulkinder aber auch andere Programmierneulinge entwickelt mit dem Ziel, das Erlernen einer Programmiersprache so leicht und intuitiv wie möglich zu gestalten. Dazu gehört zum einen die Syntax der Sprache, zum anderen aber auch die Möglichkeit mit einfachen Befehlen viel zu bewirken. Gerade visuelle Komponenten unterstützen die Vorstellungskraft und motivieren gerade zu Beginn. Sie erhalten unter Sprache einen ersten Eindruck von den vielfältigen Möglichkeiten und können sich online den Kurs "Kids' Programming Language von Anfang an" anschauen.

Neben der Sprache ist auch die Entwicklungsumgebung wichtig, die dem jungen Programmierenden assistieren soll. KidsPL gibt Hilfestellung bei der Verwendung der Sprache, bei Befehlen und Klassen sowie bei der frühzeitigen Fehlererkennung und Fehlervermeidung. Neben einer neuartigen Strukturierung des Programmtextes kann sogar dialogbasiert Programmzeile für Programmzeile eingefügt werden. Selbstverständlich gibt es auch eine Hervorhebung der Syntax, d.h. eine farbliche Unterscheidung von Schlüsselwörtern, Operatoren, Zahlen, Zeichenketten, usw., die den Programmtext übersichtlicher macht.

Grafik basierter Editor

Um den Programmtext noch einfacher lesbar und intuitiv verständlich zu machen, wurde kein rein textbasierter Editor verwendet. Programmstrukturen in herkömmlichen Programmiersprachen werden insbesondere bei Verschachtelung sehr unübersichtlich. Wer kennt nicht die Suche nach einer fehlenden Klammer oder einem abschließenden end? Neben der Fehleranfälligkeit wird das konzeptionellen Verstehen von Programmstukturen erschwert. An die Stelle von {...} oder begin...end treten bei KidsPL farbige Kästen.

Möglich macht dies ein Editor, der grafische Komponenten unterstützt. Wenn beispielsweise eine Folge von Befehlen beliebig oft wiederholt werden soll, so bilden diese Befehle einen Kasten mit der Überschrift wiederhole. Neben der Übersichtlichkeit lassen sich z.B. auch Konzepte wie Gültigkeit von Variablen erklären (Variablen gelten ohne Ausnahme überall innerhalb eines umschließenden Kastens!). Durch verschiedende Farben wird sofort klar, ob eine Anweisung sich z.B. in einer Methode oder in einer Zählschleife befindet.

Programmieren per Mausklick

Dialoggestüztes Programmieren

Besonders einfach wird das Programmieren, wenn der Programmtext nicht selber geschrieben wird, sondern über Dialoge erzeugt wird. Selbst das geht mit KidsPL! Mit der Maus können neue Objekte erstellt und zum Beispiel auf dem Bildschirm dargestellt werden. Man kann zum Beispiel aus den Grafikobjekten Kreis, Quadrat, Bild, ... auswählen und danach Parameter wie Größe und Farbe bestimmen.

Screenshot

Anschließend wird der vollständige Befehl in den Programmtext eingefügt. Dieses Verfahren ist sehr intuitiv und lässt auch kaum Fehler zu. Hinzu kommt, dass auf diese Weise durch Ausprobieren auch noch nicht bekannte Objekte erzeugt und in das Programm integriert werden können. Ist ein Objekt erzeugt, genügen ein paar Mausklicks, um Methoden ("Prozeduren") des Objekts aufzurufen. Zusätzliche Hilfetexte beschreiben, wozu ein bestimmtes Objekt dient und was die einzelnen Methoden machen.

Neues Objekt einfügen:
Durch das Drücken dieser Taste wird ein Assistent zum Einfügen eines neuen Objekts aufgerufen. Sie können die Klasse des Objekts auswählen sowie den Namen und die Parameter bestimmen. Sie dabei können (kontextabhängig) auf bereits eingefügte Objekte zurückzugreifen.

Methode aufrufen:
Fügt einen Methodenaufruf an der aktuellen Stelle im Editor ein. Sie können aus einer Liste ein Objekt sowie den Namen der Methode auswählen und zusätzliche Parameter bestimmen. Auch der Methodenaufruf eines neuen Objektes ohne Namen (anonyme Objekte) ist möglich, zum Beispiel zeige:Kreis(Farbe="rot").

Mehr erfahren Sie z.B. hier.

Einfügen von Strukturen

Außerdem können Programmstrukturen per Mausklick eingefügt werden. Dazu gehören Bedingungen, Schleifen sowie Methoden und Klassen. Diese Strukturen werden grafisch in dem Editor angezeigt und können anschließend (rechte Maustaste) verändert oder erweitert werden (z.B. wenn ... dann ... sonst ...):

Wenn ... dann:
Wenn die Bedingung ... erfüllt ist, wird der Inhalt der Struktur ausgeführt.

Wiederhole:
Der Inhalt der Struktur wird beliebig oft wiederholt.

Solange ... mache:
Der Inhalt wird wiederholt, solange die Bedingung ... erfüllt ist.

Zähle ... mache:
Der Inhalt wird so oft wie angegeben wiederholt (z.B. zähle bis 10 mache). Der aktuelle Zählerstand kann in einer Zahl gespeichert werden (z.B. zähle i von 2 bis 42 mache).

Neue Methode:
Eine Methode ("Prozedur") wird eingefügt. Name, Parameter und Rückgabewert können über einen Dialog bestimmt werden.

Neue Klasse:
Fügt eine neue Klasse ein: Name und Parameter lassen sich über einen Dialog bestimmen.

Fehlerkontrolle

Interaktive Fehlerkontrolle

Bei klassischen Programmiersprachen wird die Syntax erst beim Versuch das Programm auszuführen überprüft. Der Programmierende muss sich häufig mit einer ganzen Liste (kryptischer) Fehlermeldungen abmühen. Wem kann da nicht die Lust am Programmieren vergehen? Andererseits muss man als Lehrperson bei Fehlermeldungen i.d.R. auf jede Person einzeln eingehen. Die Fehlermeldungen geben meist wenig Hilfestellung, wie man das Problem beheben kann, oder beziehen sich nicht auf die fehlerhafte Stelle (z.B. bei vergessenen Klammern).

KidsPL prüft schon bei der Eingabe auf Fehler und unterstreicht die fehlerhaften Stellen sofort. Dadurch können Fehler an Ort und Stelle eliminiert werden, so dass beim Versuch das Programm auszuführen, keine bösen Überraschungen zu erwarten sind.

Klassen-Browser

Variablen im Überblick

Um auch bei mittelgroßen bis großen Programmen den Überblick zu behalten, wurde ein so genannter Klassen-Browser in KidsPL integriert. Dieser zeigt alle Objekte ("Variablen") an, auf die man an der aktuellen Stelle im Programm zugreifen kann: Das gilt für lokale Objekte genau so wie für so genannte Klassen-globale Objekte. Dadurch ist immer klar, wo ein Objekt sichtbar ist. Nicht nur das: Klickt man auf ein Objekt, bekommt man alle Informationen über die Methoden (natürlich mit allen Parametern), die man für dieses Objekt aufrufen kann. Mit einem weiteren Klick fügen Sie Methodenaufrufe in das Programm ein.

Klassen und Methoden

Außerdem wird eine Übersicht über die Klassen und Methoden angezeigt. Auch hier lässt sich durch einen Mausklick mehr erfahren! Zum Beispiel über eigene oder so genannte geerbte Methoden. Zusätzlich werden immer die aktive Klasse und die aktive Methode anzeigt, so dass nie die Orientierung verloren geht.

Programme ausführen

Grafik, Fenster und Dialoge

Mit KidsPL können Sie Programme schreiben, die Grafiken (Kreise, Rechtecke,...), Bilder und Sound enthalten. Das ist genauso einfach wie einen Text auszugeben. Eingaben können über Dialoge eingelesen werden und selbstverständlich können Dialoge auch selber gestaltet werden. Es kann auch die Maus benutzt werden, zum Beispiel um auf dem Bildschirm zu malen. Alles in allem: Mit KidsPL ist man nicht mehr länger auf Textausgaben angewiesen, sondern kann besonders einfach anschauliche Programme basteln. Denn wen motiviert schon die Textausgabe "Das Ergebnis von 4 plus 6 ist 10"?

Ausführen von Programmen

Alles, was Sie tun müssen um Programme auszuführen, ist die Start-Taste zu drücken. Das Programm wird anschließend noch einmal auf Fehler überprüft. Ist das Programm fehlerlos, startet Ihr Programm in einem neuen Fenster.

Die Überprüfung des Programms übernimmt ein spezielles Programm: der sogenannte Compiler. Der Compiler erzeugt außerdem eine bestimmte interne Darstellung des Programms, die von einer sogenannten virtuellen Maschine ausgeführt wird. Die virtuelle Maschine übersetzt das Programm bei der Ausführung in Maschinencode, der vom Prozessor Ihres Computers ausgeführt wird.

KidsPL Programme im Internet

Programme, die mit KidsPL geschrieben wurden, müssen nicht auf Ihrem Computer verharren. Stellen Sie KidsPL Programme einfach ins Internet - jeder Java-fähige Browser kann KidsPL Programme ausführen! Unter Sprache finden sich zum Beispiel viele Programme, die sie mit nur einem Mausklick ausführen können.

Welchen junge Programmierende freut es nicht, wenn sie/er die Früchte ihrer/seiner Arbeit im Internet zeigen kann? Oder wollen Sie die ausführbaren Beispiele eines Tutoriums mit Quelltext auf Ihre Homepage stellen? Vielleicht haben Sie eine Aufgabe gestellt - Wäre es nicht praktisch, das gewünschte Ergebnis (ohne Programmtext) vorher zu zeigen und jederzeit bereit zu stellen? Mit KidsPL erledigen Sie das alles im Handumdrehen: Ein Assistent erstellt auf Knopfdruck eine Webseite mit dem ausführbaren Programm entweder mit oder ohne den Programmtext.

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