電子工作クラブ / 2023年7月8日

はじめて「電子工作クラブ」と銘打ってみました。

Scratch学習会(2021年11月～2022年3月)

プログラミング体験会(2023年1月、5月)

もっとふさわしい名称として「電子工作クラブ」としてみました。

なにをどうするかはみなさんのこのみによります。

そうは言っても、何か材料をお話したほうがいいと思いますので、おもいつくところを挙げていきます。

マイクロビット(ちっこいやつ)と呼ばれるマイコン基板があります。

https://microbit.org/ja/

児童教育用マイコン基板として、デファクト・スタンダードと言えます。

ここにあるものは、電池基板を重ねた形になっています。

２台でジャンケンを行うプログラムを書いてあります。

あるいはこれに、車を回すモーターが２個ついた基板をつなげれば、ラジコン・カーになります。

電子工作の例

実物を触っていきましょう。(ハードウエア、物理層)

プログラムを書くためのアプリをみていきましょう。(言語、作文、開発環境、ソフトウエア、論理層)

動く前にちょっと絵表示させたり、音を出してみませんか、そういったアイデアを考え出すことも面白さのみなもとなります。(ものがたり作り)

マイクロコンピューターにモーターなどのアクチュエーターを付けたり、距離を測るセンサーをつけたり、することで「思い描いたもの」を作り上げて、プログラムを書くことで自由に動かすこともできます。

さて、「デジタル」がどんなものか、ちょっとだけ見ておこう。

ここで実際のコンピューターの中のP0という名前の1ビットを表に出して見ましょう。P0の論理値が真のときLEDが点灯します。

コンピューターのP1というビットへ外部から情報を読み、高い電圧(3V)のときに、画面に1を表示するとともに、P1ビットを真としています。P1が真だったらP0も真としています。ここではスイッチのかわりに電線を抜き差します。電線を差し込みつないだ状態がスイッチが閉じたことに相当すると考えてください。

コンピューターのなかにあるのは単純に以下のことだけです。

論理={真、偽}　：0, 1

物理={開、閉}　：ここでは電線の抜き差し

処理={順序、組合せ}

演算={積、和}　：1x0=0, 1+0=1

このように単純ことを、たくさん、積み重ねることで、実社会の複雑なこともできるようになります。でもそれを自分で持ち込むことは時間がかかりすぎます。いままでに分かっていることは利用して翻訳してもらいましょう。そのうえで、自分のすきなことや思いついたことはなんでも書いて、それをまたほかの方に使ってもらえたらとてもうれしいものです。

ここで取り扱おうとしているScratch(スクラッチ)とMakeCode for micro:bit(メイクコードフォーマイクロビット)が通訳にあたります。プログラムを制作するための「開発環境」とも言われます。いずれもコンピューター自体の仕組みまでは知らなくても使えるように作られています。

コンピューターがわからなくてもプログラムが書けるという道具は、必要なものであり、一般的に使われています。例えば、ワードのファイルはまだ書類ではなく、それが生成する文書の予定書きとなっていますのでこれもプログラムと呼ぶことができます。コンピューターが普及していらいプログラムはどこにでも身近にあるものとなりました。業務に特化したツールやさまざまな分野で共通に使えるものもあります。

プログラムとは、コンピューター言語で書いた作文です。

こちらにはスクラッチ言語で一例として「サッカーゲーム」を書いてみましたのでちょっとお付き合いください。

緑の旗をクリックすると、前口上がはじまります。
スペースを押すと、サッカーゲームになります。ここは、キーボードの左右から2人でゴールを狙ってシュートを打っていただきたいです。

https://scratch.mit.edu/にアクセスしてみましょう。スクラッチというものの概要からスクラッチを学ぶためののチュートリアルから実際に作ってみるところまで完備されているサイトで、世界の1億人以上の小学生が使っていと言われているものです。

スクラッチのホームページ

トップメニューの「作る」をクリックしてください。すぐに正面にプログラム編集画面が出てきます。そして、その左側に命令がそろっています。それを、ドラッグして編集画面までもっていき放せば文章がとても簡単に書けます。ブロックがつながればOKということになっていますので、作文の規則、文法などはあまり心配しないでください。だめなものはダメとでます。

「チュートリアル」をクリックしてください。

そのタイトルが「さあはじめましょう」をクリックしてください。紙芝居のような画面がでますので、これをクリックして、動画による説明をお聞きください。これで、文章の組み立ては簡単そうだということは分かりますね！

それでも、つぎの瞬間、はたと困ってください。コンピューター言語がとても簡単になっているとはいえ、どうすれば面白い文章になるのかは、なかなか考え出しにくいものだということを。このことこそ、プログラミング体験をお勧めする目的です。ちまたのプログラム塾では、高額の機材や開発環境とテキストを与え例題演習をこなしているようですが、どうすれば楽しく遊べるのかをひねり出すことのほうを大事にしたいです。

そうは言っても、ここでは簡単でしかも多少は面白いゲームとして、チュートリアルのメニューから「クリッカーゲームをつくろう」に従って文章を組み立ててみましょう。

このチュートリアルの最後のことばにも注目しておいてください。「どうすればもっとおもしろくなりますか？」

Scratchができれば今後どんな仕事もできるということではありません。しかし、コマンドがブロックで現わされ、それをドラッグしてプログラムを組むという操作を指摘して、侮ってもらってはいけません。プログラムを記述する筋道は他の環境と共通です。自分の実現したいシステムやモデルをみずから組み立てていくという体験を大切にしたいところです。

いつか、モデルを書いてもらいたい、というのが私の思いです。「明日は、晴れかな曇りかな？」履いた下駄を明日天気になぁれと言いながら蹴り上げ表になったら晴れなどとする。これは「げた占い」と呼ばれるもの、伝統文化の一つとしてはおもしろいかもしれないが、今後の施策を決める根拠とはならない。

全球モデル

地球と大気の活動のようすを書き表したものを全球モデルと呼ぶ。このモデルに時間の推移を与えて、例えば24時間後の状態(=天気)を予測する。占い同様、こちらもはずれることもあるがそうであってもこようなモデルを根拠にすえて将来の災害の準備など社会施策というものを構想していくべきだろう。

気象の事例をあげたが、物理現象だけではなく、人のかかわる社会現象なども含め広い分野にてその予測や対応策を検討するうえでモデルを作ること、システムを記述することが有効である。

もう一つの事例：ソーラー・システム(太陽系)それを最初に記述したのがケプラーさん、その説明動画へのリンクを貼っておく。

これもコンピューターがわかればできるというものでは無く、さまざまな情報を組み合わせ、大勢の協力で作るもの。ケプラーさんもティコブラーエさんの観測データを良く分析することでこのシステム記述に到達したらしい。そして、ガリレオさん、ニュートンさんと引き継がれて万有引力の法則と惑星システムの記述ができ上って行った。

スクラッチでゲームを作るとして、それもモデルといえるか。ゲームもモデルであると言いたい。いま興味のあること、できる範囲でプログラム作りを体験することは、モデルをもとに考えることの良い体験になる。

コンピューターを勉強しましょうとか、電気工作を好きになってくださいとか、言うのではありません。政治家になろうが、芸術家になろうが、どうであれ、このように身近になったコンピューターを少なくとも嫌いにはならないでたくさん使っていただきたい。そして、世界中にたくさんいる人々のもつ技術や知見をあつめて、将来のことをみとおせるようになってほしいわけです。

この「電子工作クラブ」という旗を掲げて思うところを記しています。実際にやることは、あつまるひと次第ですが、検討のてがかりとしてマイクロビットやスクラッチのホームページを紹介してみました。

実施方法としては、学校や塾とは多少異なる価値観を持ちながら、児童の家族に地域ボランティアが時間や内容の点で協力して進めることを目指しています。

それにより、現役世代の家庭教育を多少なりお手つだいするとともに退職世代の生きがいづくりの効果を期待します。また児童にも学年別では味わえない多世代の多様な交遊の機会になります。

多少なり共感していただけるようでしたら、こういった活動を継続的なものにしていけるよう協力していただければありがたいです。

ご協力ありがとうございます