データベース: 正規化

2年生の選択「情報B」の4回目でした。前半は、先週中途半端な説明になってしまった、データベースでの演算(「選択」「射影」「結合」)の復習をしました。後半は正規化について学習しました。授業の流れは以下の通りです。

1. データ演算
   1. 教科書のデータ演算の項目を学習
   2. Accessでクエリオブジェクトを作成し、演算結果の確認
   3. システムアドミニストレータ試験の過去問題
      http://www.pursue.ne.jp/jouhousyo/sysadRDBsousa/sysadRDBsousa_Q.htm
2. 正規化
   1. 正規化とは
   2. 第一正規形
   3. 第二正規形
   4. システムアドミニストレータ試験の過去問題
      http://www.pursue.ne.jp/jouhousyo/sysadSeikika/sysadSeikika_Q.htm

先週、フォームのデザインで色々な設定を短時間にたくさんやったため、Access嫌いの生徒が多くなってしまったようでした。中には2学期までにやってきた動的モデルの方が難しかったけどためになると言う生徒もいました。Accessは使えるととても便利なので、ついつい深入りしてしまったのですが、生徒の興味・関心をひくことはできなかったようです。今後の検討課題です。

3学期第3週: 制御実習(LED)

私たちの生活している社会にはコンピュータによって動作を制御(control)されている機器が多数存在します。パソコン教室での授業では、自動化簡易プログラム言語「オートマ君」を用いて、機器を動かすプログラムを作成します。ここで利用する機器は、「入出力ボード」と呼ばれるものです。このボードにはプログラムで制御可能な8個のLED(発光ダイオード)がついています。このLEDの制御をおこないました。

制御プログラムの作成というと、難しく思われるかもしれません。しかし、多くの説明はなくても、いくつかのサンプルプログラムを実行してみせるだけで、生徒たちはすぐにプログラムを組めるようになります。

生徒の感想は以下の通りです。

• マウスで命令を指定できるので、思ったよりプログラムを実行するのが簡単でした。少ない命令で何パターンもの命令ができるのですごいと思いました。
• 普段よく見る電光掲示板が一つ一つのこまかい命令とプログラムによって作られていることにおどろきました。
• オートマ君のしくみがわかってからはおもしろくなった。人と人で説明を伝えるのは簡単だけど、コンピュータに1つの動作を教えるだけでも、1つ1つ細かく丁寧にしないといけないので、ゲームとかを作っている人なんて、すごい大変なんじゃないかと思った。

データベース: データ演算

2年生の選択「情報B」の3回目でした。Accessで作成している住所録データベースの入力用フォームの作成をおこないました。フォームのデザイン設定は慣れていないととても難しいようでした。中には、住所録は筆まめとかあるから、それでいいという生徒もいました。住所録を作ることが目的ではなく、データベースのしくみを理解することがこの授業の目的です。Accessの使い方を身につけることは二の次なので、ここまでやる必要はなかったかなと反省しています。

授業の最後にやっと「選択」「射影」「結合」の説明ができましたが、実際にデータを使ってやるところまでは時間がなくてできませんでした。中途半端になってしまって申し訳なく思っています。

3学期第2週: 問題解決の手順とアルゴリズム

パソコン教室での2週目の授業は、「アルゴリズム」について学習しました。授業の流れは以下の通りです。

1. 問題解決の手順
   1. 問題解決の手順とは
      • 目玉焼きを作る手順を考えさせ、ノートに書かせる
      • 上の手順を代表者に発表させる
   2. 手順を考える際の注意点
      • 効率よく作業をおこなう
      • 条件によって作業が変わる場合
   3. フローチャート
      • フローチャートを使うと作業の流れが理解しやすい (特に条件によって作業手順が変わる場合)
      • フローチャートで用いる記号 (前の教室での授業でフローチャートの流れ、見方は説明しているので、紹介程度)
2. アルゴリズム
   1. ディジタル進化論 第17回「コンピューターをはたらかせるには」
      アルゴリズムと問題解決の手順の違いを理解する
   2. 目玉焼きを作る手順を見直して手順とアルゴリズムの違いを確認する
   3. アルゴリズムとは機械的に実行可能な手順のこと

中には目玉焼きの作り方を分からない生徒もいました。「卵が冷蔵庫にない場合はどうしますか?」と聞いてきた生徒もいて、なかなか発想が豊かで感心しました。卵がない場合、つまり条件によって手順が変わる場合に相当するので、生徒自身がそのようなことに気づいてくれたことがうれしかったです。

3学期第2週: 最大値を求める手順

教室での授業では「アルゴリズム」について学習していきます。体験的に学ばせるためにトランプを利用します。トランプのいいところは手軽なことで、昨年100円ショップで3セット購入しました。しかし、今日の授業で問題点も浮かびました。

今日の授業は10個の数から最大の数を探す手順を考え、手順を言葉で書き表せるようにすることが目的です。授業の流れは以下の通りです。

1. 10枚のトランプから最大の数のカードを探す
   • 生徒を2人1組にし、同スーツのカードを13枚ずつ配布し、手順を考えさせる (生徒が適当に選んだ10枚を使う)
   • グループを個別に巡視し、最後に代表者に発表してもらう
2. 10個の数から最大の数を探す手順をまとめる
   • 配列の説明
   • 手順を書き出す
   • 教科書でフローチャートを確認
   • 例として6つの数を提示し、フローチャートの流れを確認

生徒に手順を考えなさいと言うと、初めは分からないという生徒が多く見られます。しかし、実際に手元にトランプがあると、やってみるうちにすぐに1つの手順を発見します。生徒の発想の豊かさには驚きました。

しかし、トランプの欠点は、最大のカードが「K」であることが経験的に分かっていることです。今日の学習内容(最大値を求める手順を考える)だと、余計にトランプは適当ではないと思いました。最初に生徒に「トランプでは『K』が最大であることは分かりきっているけど、『K』を見つけるのが目的ではないので、『K』が出ても他に最大の数があるかもしれないとみなして、全てのカードを調べましょう」と指示しました。とても苦しい説明ですね。当然、理解できない生徒もいました。名刺カードか何かに番号を印刷したものを使ったほうがよかったかもしれません。

データベース: キーとリレーションシップ

2年生の選択「情報B」の2回目でした。Accessで簡単なデータベースを作成しながらRDBの基本を学習します。今日の授業の流れは以下の通りです。

1. テーブル(リレーション)の作成
2. リレーションシップの設定
3. キーとは?
4. フォームの作成

1時間目にAccessを用いてデータベース作成演習をしました。テーブルをデザインビューから作成したので、「キー」を設定しなければなりません。RDBの「キー」という概念を理解することが本時の目的です。テーブルのデザインができたら「リレーションシップ」の設定をしました。「参照整合性」などの重要な事柄が出てきますが、説明は後回しにしました。先週入力したテーブルのデータに問題があったため、参照整合性の設定がうまくできない生徒が半数くらいいました。私の認識・準備不足でした。

2時間目は「候補キー」を説明して、具体例で各フィールドが候補キーかどうか生徒に考えてもらいました。ほとんどの生徒が正しい答えを導き出せていました。「主キー」と「外部キー」を説明し、「リレーションシップ」について説明しました。Accessの操作には困難さを覚えている生徒も少なくないようですが、授業内容はなんとか理解してくれているようです。

3学期第1週 : プログラム

パソコン教室の1回目の授業でプログラムについて授業をおこないました。授業の流れは以下の通りです。

1. ディジタル進化論 第5回「計算機に命令する方法」
   • "プログラム"って何?
   • プログラムってどう書くの?
     • プログラム言語でコンピュータに命令をするのは、日本語でも可能(LOGO)
   • 大きくて複雑なプログラムを書くには?
     • ゲームソフトのプログラムもプログラム言語で書かれていることを知る
2. ドリトルで簡単な図形を書くプログラムを制作

ここではドリトルのプログラムの書き方を習得することが目的ではありません。ドリトルで命令を1行ずつ書きながら実行することで、プログラムのしくみを理解させたいと願っています。興味を持って取り組んでくれる生徒もいます。このような生徒の中には、ループの回数を多くしすぎてフリーズしてしまうこともありました。せっかく生徒が意欲を持ってチャレンジしたのにフリーズしてしまったら残念ですね。

3学期第1週 : プログラムとプログラム言語

1年生の「情報B」は、3学期から「計測と制御」の単元に入ります。普通教室での授業では主にアルゴリズムについて学び、パソコン教室では、実際に機械をパソコンで制御する実習をおこないます。

今日は普通教室での1回目の授業でした。授業の流れは以下の通りです。

• 情報社会とコンピュータ
  • コンピュータによってさまざまな機器の動作が自動化されている
  • コンピュータを働かせるためのには「プログラム」が必要
• プログラムとは
  • コンピュータに与える指示の集まり
  • 機械語(「0」と「1」)で記述されている
  • 機械語でプログラムを記述するのは難しい
• プログラム言語
  • コンピュータへの命令を人間の言葉に近い形で記述できるようにしたもの
  • プログラム言語の種類
    • アセンブリ言語
    • 高水準言語
  • プログラム開発の手順
    • プログラム言語でソースコードを記述
    • コンパイラとインタプリタで機械語に翻訳

板書を中心に説明していきしまた。もう少し体験的に学べるような授業ができればいいと思いますが、現状は普通教室で説明、パソコン教室で体験というように分けてしまっています。

データベース入門

今日から3学期の授業が始まりました。2年生の選択「情報B」では、「データベース」を学習します。これで1年から4単位履修している生徒は、「情報B」の教科書の内容を終えることになります。やっとここまで来たかといった感じです。

データベースは今日の情報社会では欠かせない技術となっていて、様々な場面で利用されています。例えば生徒の身近なものでは「携帯電話のメモリ(電話帳)」が挙げられます。またWebサイトの検索エンジンもなくてはならないデータベースの一つと言えます。データベースの構造や演算などを理解しておくことは、重要なことであると考えられます。この授業ではAccessを利用しますが、Accessでのデータベースの作り方を習得することを授業の目的とするのではなく、正規化やデータ演算、キーなどRDBの基礎的概念を理解することが目的です

今日の授業は以下の通りです。

1. データベースとは
   • 身近なデータベースの例
2. リレーショナル型データベース
   • リレーション
   • フィールド
   • レコード
3. Accessを使ってリレーション(テーブルオブジェクト)の作成

新年最初の授業のせいか、生徒たちはいつもよりも真剣に取り組んでいた生徒が多かったように思います。

2学期第11週 : HTMLのしくみ

期末考査後の2週間も通常通り授業があります。期末考査の採点、成績処理、HRの生徒の個人面談、成績不良者への補習などをしながら授業準備をしなければなりません。都立高校の教員って本当に大変だと思います。

今日は期末考査後、3回目の授業のクラスがあり、HTMLのしくみについて学習しました。授業の目的はWebページを作ることではなく、HTMLによってWebページがマークアップされていることを知ることです。中学校までにホームページビルダなどのツールを使ってWebページ作成を経験している生徒はいますが、HTMLのしくみまで知っている生徒はほとんどいません。Tim Berners-Leeが提案したWWWの構造を説明したあと、実際に生徒にWebページを作成させました。学校のサーバーでApacheを実行して、生徒にHTMLファイルをアップロードするところまでできるといいのかもしれません。