ホチキス先生の「プログラマーと呼ばれたい」

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C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 6。テキストボックスをリッチテキストボックスに変更。フォントサイズを変えることができるようにした。

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授業でタイピング練習をすると同時に、アジャイル的なアプリケーションの開発の実際を体験する目的で、自作のタイピングソフトを作って改良を重ねている。今回はやや大きめの変更を加えた。

ひとつは、例題に対して自分が入力した文字のどこが間違ったかを「〇〇文字目」と表示していたのだが、実際に間違った文字の色を変えるなど直感的にわかるようにしてほしい、という生徒からの要望だ。これは、たしかに、わかる。しかしテキストボックスでは文字装飾に限界があるので、テキストボックスをリッチテキストボックスに変更し、間違った文字の BackColor を変えるようにした。

間違った文字の位置は、文字列の比較で myStrCount に入っているので、それを利用して次のようなコードになる。

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//スコアの値から間違った文字を赤く変える
richTextBox1.Select(myStrCount, 1);
richTextBox1.SelectionBackColor = Color.Red;

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もうひとつの要望は、文字の大きさが小さいので自分で適度な大きさに変更できるようにしてほしい、というものだった。これもいいフィードバックだ。

そこでフォームに 2 つのボタンとトラックバー、文字の大きさのサンプルテキストボックスを加えた。ボタンにはフォントサイズを 1 ポイントずつ増減するコードを書き、フォントサイズの下限を 1、上限を 30 としてトラックバーを連結した。コードは次の通りだ。

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int myFontSize; // フォントサイズを変数にする

// フォントサイズを増やすボタン
private void buttonFontSizeUp_Click(object sender, EventArgs e)
{
    myFontSize++;
    if(myFontSize > 30)
     {
        myFontSize = 30;
    }
    myFontSizeChange();
}

// フォントサイズを下げるボタン
private void buttonFontSizeDown_Click(object sender, EventArgs e)
{
    myFontSize–;
    if(myFontSize <1)
    {
        myFontSize = 1;
    }
    myFontSizeChange();
}

// フォントサイズを変更するメソッド
private void myFontSizeChange()
{
     textBox2.Font = new Font("MS UI Gothic", myFontSize);
    richTextBox1.Font = new Font("MS UI Gothic", myFontSize);
    textBoxFontSize.Text = myFontSize.ToString();
    trackBar1.Value = myFontSize;
}

// トラックバーのスクロールイベントに対するメソッド
private void trackBar1_Scroll(object sender, EventArgs e)
{
    myFontSize = trackBar1.Value;
    myFontSizeChange();
}

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C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 5。ユーザー ID を Active Directory から取得するようにした。

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教科「情報」の授業でタイピングソフトを自作して生徒実習をしている。このねらいは 2 つある。ひとつは、実際に使いやすいソフトウエアを使いたい、ということがある。特に生徒の実習データを Microsoft Flow に送信して集計しやすくする、ということがある。もう一つの目的は、ソフトウエア開発の実際を生徒に見せたい、ということだ。

いわゆる「ウォーターフロー型」の開発には限界があることが多く指摘されている。現代的なソフトウエア開発環境を最大限に活用するには、アジャイルと呼ばれる開発スタイルが望ましい。そこで教科「情報」の授業で自分が作ったソフトウエアを生徒に使わせながら、問題点や改善点を指摘させて次のバージョンに適用する、という手法でソフトウエア開発の実際を間接的に体験させるのだ。

そのためには、最初から完成されたソフトウエアを使わさない。最初はごく基本的な仕組みだけ作ったソフトウエアを使わせ、問題点や改善点を指摘することを演習とする。

様々な意見が生徒から出て興味深いのだが、これはまた別項でまとめることにする。今回のマイナーバージョンアップでは「学籍番号を入力するのが面倒だ」と「学籍番号を全角で入力してしまう間違いがおこる」ことを回避することを考えた。これは、システム管理をやっている者には常識的な実装になるが、ユーザー ID を Active Directory から取得することだ。これは一行のコードで実現できる。

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myUserName = Environment.UserName;

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そして取得したユーザー ID を gakuseID テキストボックスに表示する。

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gakuseID.Text = myUserName;

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ちゃんと取得することが確認できれば、学籍番号のテキストボックスの Enabled プロパティを false にし、書き換えられないようにする。

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gakuseID.Enabled = false;

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これで学生番号は間違いなく処理されるようになる。

C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 4。いつでも終了、開始ができるボタンのインタフェースを制御した。

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教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っている。ここでマイナーチェンジをしたのは、ボタンの有効状態を制御したところだ。たとえば、次の画面は文字入力をトレーニングして「終了」のボタンを押し、かかった時間とスコアを表示したところだ。

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ところがこの状態で「開始」のボタンが有効になっている。そこでこのまま「開始」をクリックして「終了」をクリックすると、一字も入力することなく結果が出てしまう。

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そこで「開始」ボタンを押す前は「終了」と「リセット」を無効にし、「開始」ボタンを押せば「開始」ボタンは無効となり「終了」ボタンが有効になり、「終了」ボタンを押せば「終了」ボタンは無効となり「リセット」ボタンが有効となる、といったようにボタンの有効無効を制御することにした。

まずフォームの初期化で「終了」ボタンと「リセット」ボタンを無効にしておく。

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btnEnd.Enabled = false; //終了ボタンを無効にする
btnClear.Enabled = false; //クリアボタンを無効にする

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次に「開始」ボタンのクリックイベントで「開始」ボタンを無効にし「終了」ボタンを有効にする。

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btnStart.Enabled = false; //開始ボタンを無効にする
btnEnd.Enabled = true; //終了ボタンを有効にする

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そして「終了」ボタンのクリックイベントで「終了」ボタンを無効にし「クリア」ボタンを有効にする。

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btnStart.Enabled = false; //スタートボタンを無効にする
btnClear.Enabled = true; //リセットボタンを有効にする

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最後に「クリア」ボタンのクリックイベントで「クリア」ボタンを無効にし「開始」ボタンを有効にする。

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btnClear.Enabled = false; //クリアボタンを無効にする
btnStart.Enabled = true; //スタートボタンを有効にする

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これでボタンの有効無効管理ができた。

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さて、このような制御をどこまですればよいのだろうか。それはプログラムを誰がどのように使うのかにかかっている。たとえばこのソフトウエアが、自分で文字入力のトレーニング結果を知りたいために使うのならば、このような制御を考える必要はないのかもしれない。自分の力を知るために「ずる」をする意味がないからだ。しかし、たとえば学校の授業で先生が生徒に課す場合は、少しでもよい結果を出すために「ずる」をしようと考える生徒がいるかもしれない。

そのことを考えると、たとえばテキストを別に入力しておき、ペーストするような「ずる」も考えられるかもしれない。使いやすさと同時に、想定外の利用をされないように考えることは、ソフトウエアの本来の機能とはまた別に、ソフトウエア開発のテーマである。

新しいマインクラフトのエデュケーション版でプログラミング学習環境となる「コードビルダー」を管理する「Code Connection for Minecraft」に接続するには /code コマンドでもいい。

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2017年5月2日に行われた「Learn what’s next.」で発表された新しいマインクラフトのエデュケーション版にはプログラミング教育のツールとなる機能が盛り込まれている。そのひとつが、プログラミングによって学習環境を整えることと学習者を管理することなどができる「コードビルダー」だ。そして「Code Connection for Minecraft」、日本語で「コードコネクション」と呼ばれるものは「コードビルダー」を管理するサービスだ。

コードビルダーを起動すると、次の画面になりクライアントからのアクセスをリッスンする状態になる。このとき、接続コマンドとして表示される文字列のうち、IP アドレスは「Code Connection for Minecraft」を起動したコンピュータの IP アドレスになっており、ポートはサービスが指定する。クライアントはこの IP アドレスとポート番号で接続する。

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ちなみにこれと似たサービスに、前のエデュケーション版からあった「Classroom Mode for Minecraft」がある。これは「クラスルームモード」という学習環境を管理するサービスで、ネットワーク上のコンピュータで起動し、クライアントから IP アドレスで接続する形だ。この「Classroom Mode for Minecraft」ではリッスンするポート番号をランダムに生成し、起動するたびに違うポートになった。またサービスを起動したコンピュータ上でクライアントのマインクラフトを起動しても接続できない場合が多かった。しかし新しい「Code Connection for Minecraft」ではリッスンするポート番号は変わらないようだ。また同じコンピュータでクライアントを起動して接続することもできるように改善されている。

クライアントのマインクラフトから接続する場合は、コマンド入力ラインを表示して「Code Connection for Minecraft」で指定されたアドレスに /connect コマンドを入力する。このとき、「Code Connection for Minecraft」にはコマンドをコピーするボタンがあり、これをクリックしてもクリップボードにコマンドがコピーされるのだが、次のように /code コマンドを使うこともできる。

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/code コマンドを使うときは IP アドレスもポート番号も指定する必要はない。このとき、あらかじめ「Code Connection for Minecraft」を起動していなくても、コンピュータに「Code Connection for Minecraft」がインストールされていれば自動的に起動される。また、事前に「Code Connection for Minecraft」を起動していれば、クライアントのマインクラフトでは「コード接続の起動を試みています」となり「接続しました」のメッセージが出ないこともあるが、この時点ですでに「Code Connection for Minecraft」と接続ができている。

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「Code Connection for Minecraft」を見ると次のようにあっており「MakeCode」や「Scratch」、「Tynker」のメニューが出ている。ところでここで、接続したクライアントの IP アドレスを見ると、対象のコンピュータではなくて 127.0.0.1 になっていることがわかる。これはループバックアドレスで接続されているということだ。

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試しに簡単なコードを「MakeCode」で書き、実行してみる。

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10 × 10 × 10 のブロックが生成した。

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マインクラフトのエデュケーション版に実装されたプログラミング学習環境「コードビルダー」を制御する「コードコネクション」の概要

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2017年5月2日に行われた「Learn what’s next.」で、マインクラフトのエデュケーション版に「コードビルダー」が実装されることが発表された。この「コードビルダー」を制御するものが「コードコネクション」だ。「コードコネクション」は、マインクラフトのエデュケーション版サイトから「CODE BUILDER BETA」をダウンロードすると得ることができる。

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「CODE BUILDER BETA」をダウンロードして Zip ファイルを解凍すると、フォルダの中に「codeconnection.msi」のファイルがある。これをインストールする。

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「codeconnection.msi」をインストールして起動すると、次のような画面が表示される。この状態で、「codeconnection.msi」を実行しているコンピュータがコードコネクションのサーバーとしての役割を担うようになった。

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この状態でマインクラフトのエデュケーション版を実行する。実行したら新しい世界を作り、まずゲームの世界に入ってから「Enter」キーを押してコマンド入力をする。コマンドは、Code Connection で表示されたものを入力するが、Code Connection の画面のコマンド右にあるアイコンをクリックするとコマンド列がコピーされるので、その場合はペーストするだけでよい。

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サーバーに接続できると「サーバーの接続を確立しました」のメッセージが表示される。

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このとき、Code Connection は次のようになっている。

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「MakeCode」と「Scratch」そして「Tynker」のメニューがある。まず「MakeCode」をやってみよう。MakeCode」はマイクロソフトの学習環境だ。「MakeCode」のボタンを押すと、次のように MakeCode のモジュールがロードされる。

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MakeCode が呼び出されると次のような画面になる。ブロック型のプログラミング環境だ。

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このとき、Minecraft 側では次のようになっている。このとき、ユーザーが「エージェント」になったのだと思ったがそうではなく、ユーザーとエージェントが重なっているからこう見えた。

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実際はこのように、ユーザー自身とは別のエージェントが出現している。

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動作を確認するために、次のような簡単なコードを書く。ブロックなので「書く」というより「組み立てる」というかんじだろう。

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このコードは、コマンドで「run」と入力されたときに動くものであり、「~0」というのはプレイヤーからみた相対的な位置を示している。プレイヤーの位置から、X、Y、Z軸に対して 100 × 100 × 100 の位置まで、ブロックで埋めるというコードだ。

Minecraft 側で実行しよう。

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すると、プレイヤーの位置から巨大なブロックが積み上げられることがわかる。

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これまででも Minecraft はコマンドの利用によりブロックを配置しユーザーをコントロールすることもできたが、あくまでも一行単位のコマンドしか実行できなかった。しかし新しいマインクラフトのエデュケーション版では、このようにプログラミングができる環境が整った。

これによりマインクラフトは本格的なプログラミング教育のプラットフォームになったといえる。

追記1:ユーザー自身がエージェントになったかのような勘違いをしていましたが、ご指摘により書き直しました。ご指摘ありがとうございます。
追記2:相対的な位置の指定について、ユーザーエージェントからではなくプレイヤーからの相対的な位置、に書き直しました。こちらも記事を読まれた方の指摘によるものです。ありがとうございます。

マインクラフトはオブジェクト指向プログラミングだ。小学6年生の息子が作るマシンを見て思う。

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わが子は「マインクラフトエバンジェリスト」と言っていいほどマインクラフトを熟視している。今日は新宿で「こどもの日プログラミング無料体験会 ~マインクラフトで身につく3つの力~(小学3年生~中学生対象)」というイベントをやるために新宿に来ているのだが、早めに着いた新宿でマクドナルドに入り、マインクラフトをしているわが子を横目で見ながら、いったい何を作っているのか質問をした。

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一心不乱に何やら大きな仕掛けを作っているのだが、かなり複雑な仕組みだということが想像できる。いったい何を作っているのか、と聞くと「自動アイテム仕け機」だという。これは、チェストというアイテムを収める箱を 22 列に 2 つずつ、計 44 個並べ、その上や横にホッパーというアイテムを移動させる仕組みを配置する。さらに信号を制御するコンパレータ―やリピーター、信号を発生するトーチを配置する。これらをうまく考えて組み立てると、一番端のホッパーにアイテムを投げ入れると、自動的にアイテムがホッパーの中を送られていき、それぞれ分別されてチェストに入れられるのだ。

個々のブロックには基本的な仕組み、動作が組み込まれている。それらを組み合わせて一連の働きをする仕掛けを作る。これは、まさに、イベントドリブン型のオブジェクト指向プログラミングの思考力を要する作業だ。

こうしたレッドストーンの信号を応用した仕組みを組み立てる作業は、間違いなく論理思考、とりわけ現代的プログラミングの思考力に重なり合っている。「マインクラフトとプログラミング教育」というものが俺のテーマの一つだったが、わが子の姿を見ていて気付かされたことは、大人があれこれ理屈をつけて「教育」に結びつけなくても、子供は自然に価値のあることを見つけ、遊び感覚で論理的思考を養っているということだ。

Written by Yoshio Matsumoto

2017年5月5日 at 8:40 AM

ESP8266 Wi-Fi SoC を搭載した nodeMCU には大きさ、形が異なるいくつかのタイプがある。一見同じもののように見える 2つのタイプを比べてみる。

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いわゆる nodeMCU と呼ばれるマイコンボードは、オンボードに ESP8266 の Wi-Fi モジュールを搭載しており、IoTデバイスとして安価で使いやすいものだ。IoT ではマイコンボードをネットワークにつなぐことに大きな意味があるのだが、他の多くの安価なマイコンボードではネットワーク関連のデバイスはオプションパーツ扱いになっていることが多い。パーツがオプションであるということは、自由度がある代わりに本体とパーツ、間のインタフェースと、トラブルシュートに要する項目が増える問題がある。その点、オンボードでネットワークモジュールを搭載しているマイコンボードでは、それらを考慮する必要がないので開発が楽だ。しかも nodeMCU は極めて安価である。

nodeMCU は日本の Amazon でも買うことができるが、大きさや形が異なるいくつかのタイプがある。このうち、よく似ていて一見すると同じもののように見える 2つのタイプを比べよう。

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こうして横に並べて比べると違いがわかるが、ネットで注文するときなどは、よく見ないと違いがわからない。まず全体の大きさが違うのだが、これらを別々のページで見たときには、大きさではわかりにくいだろう。そこで比べるには、搭載している部品の配置に注目するといい。わかりやすいのは USB コネクタの近くにある、おそらく USB シリアルインタフェースチップだと思われる黒い IC チップだ。写真の右側、「LoLin」と呼ばれる nodeMCU では横長のチップが搭載されているが、左側の「Amica」と呼ばれる nodeMCU では正方形の小さめのチップが搭載されている。あと違いが目に付くのは、左の「Amica」のきれいに整列したチップ抵抗だと思われる部品、あるいはチップコンデンサと思われるオレンジ色の大きめの部品あたりだろう。

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裏から見れば違いはよくわかる。写真の右側には、おそらく雲をイメージしてデザインしたシンボルマークと「NODEMCU Amica」の名前がある。右側は「LoLin」と書かれている。

さて、この 2タイプの nodeMCU だが、プロトタイピングにおいて大きさの違いが使い勝手に影響するところは、一般的な長潟のブレッドボードを使うときに、大きい方の「LoLin」ではピンの穴を全部覆ってしまい、信号を取り出せなくなるところだ。これに対して小さい方の「Amica」では、かろうじて 1ラインは信号を取り出せるように残っている。

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もし「LoLin」を長潟のブレッドボードで使いたいなら、2枚ならべて使うことになるだろう。

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