プロトコル学習教材の製作

先週は高校2年生が宿泊行事のため情報科の授業はありませんでした。
公開研究会での授業に向けて、今まで10個しかなかったプロトコル学習用教材を予備も含めて11個製作しました。


製作した教材
左上が以前製作したもの。残りの11個が今回製作したものです。


裏の配線

【使用した部品】

• タクトスイッチ(赤色) 10円
  
• タクトスイッチ(緑色) 10円
  
• 電池ボックス 単3×2本 リード線・間仕切りあり 50円
  
• ユニバーサル基板 ICB-288 129円
  
• 3mm黄緑色LED 570nm 70度 10円
  
• 3mm赤色LED 625nm 70度 10円
  
• カーボン抵抗
  

参考文献 : 荻野和俊『実験で学ぶ通信の歴史ver.1.3.2』

1秒待つ - MIT App Inventor

MIT App Inventor 2で1秒待つ手続きを作ってみました。

Googleドライブの複数のファイルに別々のユーザのアクセス権を設定する

情報の授業で、生徒に別々のファイルを配付したい時があります。

例えば公開鍵暗号方式の演習で、秘密鍵のファイルを生徒ごとに作成します。それをGoogleドライブにアップしておいて、個々の生徒に共有するためのGAS(Google Apps Script)を作成しました。

鍵設定ファイル(Googleスプレッドシート)

スプレッドシートのA列にファイル名の一覧、B列にそのファイルに設定したいユーザ名を入れておきます。

下記のスクリプトを実行します

function makeFilesSetShare() {

　//設定したいファイルが入っているフォルダのIDを指定
　var folder=DriveApp.getFolderById('[フォルダのID]');
　//設定シートのデータ範囲を指定
　var fileShareRange = SpreadsheetApp.getActiveSheet().getDataRange();
　//ファイル設定のデータを配列で取得
　var arr = fileShareRange.getValues();

　//配列の行数・列数を取得
　var row = fileShareRange.getLastRow();
　var column = fileShareRange.getLastColumn();

　for (var i = 1; i < row; i++){
　　var fileName = arr[i][0];
　　file=folder.getFilesByName(fileName).next();
　　
　　//スプレッドシートで指定したメンバーに閲覧権限を付与します
　　var j = 1;
　　while (j < column) {
　　　//空白のセルを飛ばします
　　　if (arr[i][j] != '') {
　　　　file.addViewer(arr[i][j]+'@aabbcc.ed.jp');
　　　}
　　　j++;
　　}
　}
}

LEDによる通信のための教材製作

高校教科「情報」の私の授業では、今、コンピュータネットワークについて学習しています。IPやRIP、DNS、暗号化など、さまざまなプロトコルについて教材を使って授業をしています。しかし、そもそもプロトコルとは何かということについては、教科書にはプロトコルの階層構造については書かれているものの、わかりやすく学べる教材がなかなか思いつきませんでした。過去の授業では、人間同士のコミュニケーションとコンピュータでの通信を比較して、プロトコルについて学ぶこともしましたが、何となくしっくりきませんでした。

荻野先生の『実験で学ぶ通信の歴史ver.1.3.2』を拝読していたところ、「LEDで通信してみよう」の授業がプロトコルを学ぶ上でわかりやすいと思い、自分の授業に取り入れてみることにしました。

左が試作したもの。右が今回製作したもの

タクトスイッチと電池ボックスを購入して、学校にあったLEDとカーボン抵抗をブレッドボード上に配置しました。生徒が使いやすいように配線の仕方を試行錯誤して写真の左のようなものを10班分作りました。今週の月曜日の授業では、このボードを利用しました。

授業の流れは荻野先生の授業をまねさせていただきました。生徒たちはよく話し合っていました。速く通信ができた班は1分を切りました。

授業後の生徒の感想は以下の通りです。

• 班によって数字の通信手段が様々でおもしろかった
• ライトの色の種類で番号を送信するという作業において、連打することは禁物であることがわかった。点灯の間隔が短いと読み取る側での処理が非常に難しく、余計に時間をくってしまうので、初めから読み取りやすいようにゆっくりやった方が時間効率がいいと考えられた。
• 2班と同じ方法で行ったけど1回で読み取れなくて繰り返したら時間がかかってしまった。方法だけでなく正確に読み取る技術が大事だなと感じた。その点コンピュータはオンとオフが得意だから正確に速くできてすごいなと思いました。
• 正確に情報を伝えるためには誤解のないシンプルなルールを作ることが大切だと感じた。また、区切りを伝える記号を作ることで、情報を伝えやすくなることを実感した。
• 光で数字を伝える上で、1色に5を固定したり、色別に奇数偶然を決めている班があったり、様々なプロトコルが存在し各々メリット・デメリットがあることが分かった。通信では正確性と速さが求められることを体感した。

私の教員室にユニバーサル基板がちょうど10枚あったので、写真の右のように基板上に回路を作りました。次の授業から使います。

木組み博物館 見学

今日は生徒と一緒に東京・西早稲田にある木組み博物館を見学させていただきました。



たくさんの木組みの見本などが展示されていて、しかもそれを触れて学べる都内では貴重な博物館です。
国営昭和記念公園・歓楓亭(かんぷうてい)が建てられる際の映像を見せていただきました。

以下、生徒の感想です。

• 写真やCGで組み木を分解しているところを見るよりも、自分の手で分解した方が理解がより深まると思った。いろいろな角度から見ることでどのように溝が彫られて、互いの木がはまっているのかわかった。
• パズルや木組みの分解はとても面白かった。木組み以外にも、和釘や彫刻なども展示してあり、様々なものを見ることができた。特に和釘は小学5年生の時に、国語で学んでいたため懐かしかった。実際に見ることができて嬉しかった。
• 木材見本や銅屋根の模型があり、「実際にこれを使用して建物を作ったら…。」という想像や、薬師寺の建築の様子が分かるような写真や、実寸サイズの模型が展示されており、「こことそこが重なって…。」というような、想像ができて楽しかった。
• 建物の建造の様子をDVDで見たが、そこでは多種多様な技術が用いられていて、プロの凄さを感じたし、建物の立派さにも驚いた。職人の知恵と技術がつめられてそう。
• 鎌継なんかは、見ただけではなかなか仕組みが分からないので、四方鎌継などの作りが簡単ではないようなものも、実際に動かせて面白かったです。組まれたものを外していると、やはり「なぜこのような構造を思いつくのだろうか」と考えます。構造が複雑すぎる上、種類もたくさんあるので、わざわざこの構造である必要はあるのかと思いますが、場面ごとで使うほぞなどは違ってくるからあるのでしょう。
• どの作品も断面が非常にきれいで、隙間がなく、丁寧に作られていることがよく分かった。こうした匠の技術が古来から現在にかけての木造建築を支えていることを学んだ。神社や寺などに訪れる機会があった際に今回の体験を思い出すと、見方が変わり、独特の趣を感じることができると思う。
• 日本の建築作りに欠かせない瓦や漆など、普段あまり知ることのできないものも見学できたので良かったと思う。
• 最終的に同じような形になるものも組み方がそれぞれ違って、一つの場面で使われる多くの部品の中にも持っている役割が違ったり、より強度が増すように改良が重ねられた結果なのだろうなと思いました。実際に近くで見て触ることでこの木組が実際に数多く使われてきたという現実感や、受け継がれている技術の重さを感じました。
• 博物館では様々な種類の丸太が並んでいた。それぞれを持ち上げたり、押したりして見ることでその木の柔らかさや重さなどの違いがよくわかった。中にはマルタの中でも太いのに幹ではなく枝なものもあったりした。また木によって樹皮や色がぜんぜん違うことがわかった。

大学出願スケジュール自動生成のためのスクリプト

今年は高校3年生の担任なので、生徒の大学出願のスケジュールを把握していなければなりません。11年前に高校3年生を担任したときにつくったAccessデータベースを再利用して、生徒のスケジュールと調査書発行を管理しています。

そのデータをGoogleカレンダーに自動で登録したいと考え、スプレッドシートからカレンダーに予定を登録するGAS(Google Apps Script)を書くことにしました。GASをちゃんと書くのは今回が初めてです。

昨日、下記のサイトを見つけました。
スプレッドシートからカレンダーに連携してスケジュールを一括登録する
昨日はこのサイトのスクリプトを理解するところから始めました。

今日は下記のように進めました。
(1) 上記のサイトのスクリプトを書き換えてみる
(2) Accessのデータをスプレッドシートに貼り付けられる形にするクエリを作成
(3) 貼り付けた表からカレンダーのイベントを作成するスクリプトを記述
(4) スクリプトの実行

勤務先で取得したGoogleアカウントのカレンダーに予定を登録しました。出願期間と選考日はシアン、発表日は緑にしてあります。初めてカレンダーに予定を登録するスクリプトを書いたのですが、意外に簡単でした。便利です。

カレンダー


制作したスクリプト

信州大学ジュニアドクター育成塾見学

今日は信州大学ジュニアドクター育成塾(以下、ジュニアドクター育成塾)を見学させていただくため、信州大学教育学部附属次世代型学び研究開発センター(以下、学びセンター)とFabLab Nagano(以下、FabLab)を訪問しました。秋晴れの気持ちの良い1日でした。イチョウが黄色く色づいていました。


信州大学教育学部附属次世代型学び研究開発センター


FabLab Nagano (旧附属学校の校舎を再利用)

ジュニアドクター育成塾は全15回の授業で構成されています。長野市内だけではなく、県内の広範囲の子どもたちが参加しています。今年度の塾生は44人ですが、応募はその倍ほどもあったそうです! ジュニアドクター育成塾では、工学部など他の学部の先生や、地域の企業の方の講座もあり、幅広く先端技術が学べるようになっています。前半は個人制作で、第6回目の10/5に長野図書館で発表会がおこなわれたそうです。学会のポスター発表のように、25分ずつ、4グループにわけて発表をおこなったそうです。

今日はちょうど折り返しとなる第8回目の授業でした。前回の10/26からグループ製作が始まったそうです。中学生と小学5・6年生の4人がグループになり、11グループでそれぞれの制作に取り組みます。通っている学校も学年も違う子どもたちが、協力して一つ課題に取り組むのが特徴です。都合が悪く来られなかった子どももいて、この日の参加者は40名(1名は午後から参加)、うち女子は7人でした。

今日の流れは以下の通りでした。
10:00～10:15 全体の確認
10:15～12:00 チームでの開発
12:00～13:00 昼食
13:00～15:00 チームでの開発
15:00～15:15 個人作品発表(10/5の発表会の欠席者)
15:15～15:30 諸連絡

まず、学びセンターに集合して、村松先生から前回から始まったグループ活動の成果発表会(12/8)と今日の流れについて説明がありました。スライドの作り方を説明されたのですが、内容が大学生の発表のレベルと変わらず、驚きました。スライドのデータはGoogle Classroomのドライブに置いていて、グループのメンバーで同時に編集できるようにしているそうです。

説明のあと、3分間、今日の作業計画についてグループで話し合いました。それぞれのグループが学びセンターとFabLabに分かれて、いよいよグループ制作が始まりました。前回のグループ活動で必要な物品を申請していて、今日までに届いていた物品を受け取っていました。レトロな水道や大中小の水槽、重曹などなど、グループによって様々でした。

学びセンターでは、Scratchでプログラムを制作したり、スライドを作成したりしていました。自分で所有しているRaspberry Piを持ってきて、Pythonでプログラミングしている凄い中学生もいました! 重さを測れる台を作っていました。

FabLabでは、3Dプリンタやレーザー加工機を使って思い思いのものを作っていました。みんなTinkerCADを使いこなしていました。また、太陽電池にテスタをつないで、電力を測定したり、水槽に重曹と水を入れて何やら実験しているグループもありました。


子どもたちにひっぴりだこの信州大学 村松先生

どのグループも子どもたちが真剣な眼差しで取り組んでいたのが印象的でした。最終的にどんな作品ができるのかワクワクしました。12月の発表会も見に行きたくなりました!

東京木工場見学

今日の午後は、課題別学習「生産技術入門」を受講している生徒21名を連れて、清水建設東京木工場を見学させていただきました。生徒は初めてですが、私は昨年に続き3度目です。

ショールームを見学した後、工場見学をしました。工場では実際の加工の様子を見学できました。

以下、生徒の感想です。

• 東京木工場の第一印象は、厳しい人が多いということでした。一つ一つの仕事に相当な集中力を使っているから注意散漫なのは許せないのだと思います。また、材料を本当に大事に使っていると思いました。
• 東京木工場を見学して、私が生活の中で使っている木材について知ることができた。職人さんの技術が丁寧かつ作業が速くて日本の技術をすごいなと思いました。
• 普段私たちが授業で使っている木材の詳しいことを知ることができた。家にある家具や授業で使う木材の使い方を考えなおさなければならないと感じた。モデルルームに展示されていた小物がすごく丁寧に作られていて、東京木工場の方の技術は素晴らしいなと感じた。
• 消防法や費用など問題がでてくる現代において木目のデザイン性やあたたかさを生かせる単板という技術はとても良いと思いました。それによってものづくりの可能性が大きく広がるので様々なデザインの建築物の構想ができると思います。

国立科学博物館

今日は小雨の降る中、上野にある国立科学博物館を見学してきました。上野に行ったのは何十年ぶりか記憶にないです。

地球館2階の「科学と技術の歩み」を中心に見てきました。年代測定法などは勉強になりました。

日本最初の真空管型電子計算機FUJICが展示されていました。もっと大きいものかと思っていました。

桜美林中学校授業見学

今日の午前中は、東京都町田市にある桜美林中学校を訪問しました。東京都心は台風の影響で大雨だったようですが、町田は降っていませんでした。

初めに今年の夏に引っ越したばかりという技術室を見せていただきました。中学校舎から道路を挟んだ建物の4階にありました。技術室は、3年生の授業で、ハーフクラスで使うということで、作業机が5台ありました。工具棚も、生徒用棚も整備されていて、使いやすそうでした。ハーフクラスで実施するには十分な広さでした。今後は1クラスが入れるように作業台を整備していく計画もあるそうです。


高校のパソコン室でおこなわれていた情報の授業を少しだけ見せていただいた後、中学校舎に戻り、3・4時間目は技術科の授業を見学させていただきました。

見せていただいた授業の内容は、2年生のScratchでのゲームプログラム製作でした。ただのゲーム製作ではなく、入力装置や出力装置を自作したり、ポスターを製作したり、生徒が自主的に取り組めるようなさまざまな工夫がされていました。生徒は熱心に製作に取り組んでいました。

生徒が工夫して作れるような小物がたくさん用意されているなど、学ぶところがたくさんありました。