学校情報学に関するメンデレーエフの表

（コントロールカード）

（化学元素の周期表の国際年専用）

（最新の追加は2019年4月8日に行われました。追加のリストはカットのすぐ下にあります）





（ メンデレーエフの花 、 ソース ）

アヒルを追い越したのを覚えています。 これらは一度に3つのレッスンでした。地理学、自然科学、ロシア語です。 自然科学の授業では、アヒルはアヒル、羽、翼、泳ぎ方などとして研究されました。 地理の授業では、同じカモが地球の居住者として研究されました。地図上で、それがどこに住んでいてどこに存在しないかを示す必要がありました。 ロシア語で、セラフィマ・ペトロヴナは「u-t-k-a」を書き、ブレムのアヒルについて何かを読むように教えてくれました。 ついでに、彼女はドイツ語でアヒルはまあまあで、フランス語ではまあまあだと私たちに知らせました。 当時は「複雑な方法」と呼ばれていたようです。 一般的に、すべてがついに出てきました。



ベンジャミン・カベリン 、2人の船長

引用された引用で、ベニアミン・カベリンは統合教育方法の欠点を巧みに示したが、いくつかの（非常にまれな）ケースでは、この方法の要素が正当化される。 そのようなケースの1つは、学校のコンピューターサイエンスレッスンでのD.I.メンデレーエフの周期表です。 周期表を使用した典型的なアクションのプログラム自動化のタスクは、化学の研究を始めた学童を例証するものであり、多くの典型的な化学的問題に分けられます。 同時に、コンピューターサイエンスの枠組みの中で、このタスクにより、グラフィックプログラミングに起因する制御カードの方法を簡単な形で示すことができます。



（2019年4月13日の追加：

付録3：化学クイズ

付録4：1つのプログラムに複数のタスクを統合する

2019年4月8日の追加：

付録1：化学計算機の仕組み

付録2：フィルターのサンプルタスク）



基本的なタスクから始めましょう。 最も単純な場合、周期表はフォームウィンドウの画面に表示される必要があります。各セルには、元素の化学記号（H-水素、He-ヘリウムなど）があります。 マウスカーソルがセルを指している場合、フォームの特別なフィールドに要素のシンボルとその番号が表示されます。 ユーザーがLMBをクリックすると、この選択された要素の指定と番号がフォームの別のフィールドに表示されます。







この問題は、ユニバーサルPLで解決できます。 ほとんどすべての人が理解できる単純な古いDelpi-7を使用します。 ただし、YPでプログラミングする前に、たとえばPhotoshopで2枚の絵を描きます。 まず、プログラムに入れたい周期表を描画します。 結果をグラフィックファイルtable01.bmpに保存します。







2番目の画像には、最初の画像を使用します。 グラフィックスがクリアされたテーブルセルは、RGBカラーモデルの一意の色で一貫して塗りつぶされます。 RとGは常に0、B = 1は水素、2はヘリウムなどになります。この数字はコントロールカードになり、 table2.bmpという名前でファイルに保存します。







Photoshopでのグラフィックプログラミングの最初の段階が完了しました。 Delpi-7 IDEのグラフィカルGUIプログラミングに移りましょう。 これを行うには、新しいプロジェクトを開きます。ここで、メインフォームにダイアログ呼び出しボタン（ tableDlg ）を配置します 。このボタンで、テーブルが処理されます 。 次に、フォームtableDlgを使用します。



TImageクラスのコンポーネントをフォームに配置します。 Image1を取得します。 一般的な場合、大規模なプロジェクトの場合、 Nが数十以上に達することがあるImageNタイプの自動生成された名前は最適なプログラミングスタイルではないため、より意味のある名前を付ける必要があります。 しかし、 Nが2を超えない小さなプロジェクトでは、生成されたままにしておくことができます。



Image1.Pictureプロパティで 、ファイルtable01.bmpをロードします。 Image2を作成し、 そこにコントロールカードtable2.bmpをロードします。 この場合、フォームの左下隅に示すように、コンポーネントを小さくしてユーザーに見えないようにします。 追加のコントロールを追加します。その目的は明らかです。 Delpi-7 IDEのGUIのグラフィカルプログラミングの第2段階が完了しました。







第3段階に進みます-IDE Delpi-7でコードを記述します。 このモジュールは、フォームの作成（ FormCreate ）、 Image1に沿ったカーソルの移動（ Image1MouseMove ）、セルのLMBクリック（ Image1Click ）、およびOK（ OKBtnClick ）またはキャンセル（ CancelBtnClick ） ボタンを使用したダイアログの終了の5つのイベントハンドラーのみで構成されます 。 これらのハンドラーのヘッダーは、IDEを使用して標準的な方法で生成されます。





このバージョンでは、サイズが104要素（一定サイズ ）のテーブルを使用しました。 明らかに、このサイズは増やすことができます。 要素の指定（化学記号）は、 TableSymbols配列に書き込まれます。 ただし、ソースコードのコンパクトさの理由から、これらの表記法のシーケンスを文字列定数PeriodicTableStr1 、...、 PeriodicTableStr4の形式で書き留めて、フォームが作成されるときにプログラムが配列要素によってこれらの表記法を分散させることをお勧めします。 要素の各指定は、1つまたは2つのラテン文字で構成され、最初の文字は大文字で、2番目の文字（ある場合）は小文字です。 この単純なルールは、配列をロードするときに実装されます。 したがって、表記のシーケンスはスペースなしで簡潔に記述できます。 シーケンスが4つの部分（ PeriodicTableStr1 、...、 PeriodicTableStr4の定数）に分割されているのは、ソースコードの読み取りの利便性を考慮したためです。 長すぎると、画面に完全に収まらない場合があります。



マウスカーソルがImage1の上に移動すると、このイベントのImage1MouseMoveハンドラーは、現在のカーソル座標のImage2コントロールマップのピクセルカラーの青色コンポーネントの値を決定します。 Image2の構築により、カーソルがセル内にある場合、この値は要素の数に等しくなります。 境界にある場合はゼロ、その他の場合は255。 プログラムによって実行される残りのアクションは簡単であり、説明は不要です。



上記のプログラミングのスタイル上のトリックに加えて、コメントのスタイルに注目する価値があります。 厳密に言えば、レビューされたコードは非常に小さくシンプルなので、コメントは特に有用ではありません。 ただし、それらは方法論的な理由を含めて追加されました-短いコードにより、いくつかの一般的な結論をより明確にすることができます。 提示されたコードでは、1つのクラスが宣言されています（ TtableDlg ）。 このクラスのメソッドは交換することができ、これはプログラムの機能には影響しませんが、読みやすさに影響する場合があります。 たとえば、シーケンスを想像してください：

 OKBtnClick, Image1MouseMove, FormCreate, Image1Click, CancelBtnClick.
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

あまり目立たないかもしれませんが、読むことと理解することはもう少し難しくなります。 5つのメソッドがなく、数十倍以上あり、 実装セクションでクラスの説明とは完全に異なる順序になっている場合、カオスは増加するだけです。 したがって、厳密に証明することは困難であり、不可能であっても、追加の注文を導入することでコードの可読性が向上することが期待されます。 この追加の順序は、同様のタスクを実行するいくつかのメソッドの論理的なグループ化によって促進されます。 各グループには、次のような見出しを付ける必要があります。

 //   :   
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これらのヘッダーは、モジュールの上部にコピーし、目次としてフォーマットする必要があります。 モジュールが十分に長い場合、このような目次は追加のナビゲーションオプションを提供します。 同様に、1つのメソッド、プロシージャ、または関数の長い本体では、まず、この本体の終わりをマークする価値があります。

 end; // FormCreate
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

次に、プログラムブラケットが始まる-終了する分岐文で、閉じブラケットが参照する演算子をマークします。

  end; // if s [j] in end; // for i :=1 end; // FormCreate
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

グループのヘッダーとメソッド本体の終わりを強調表示するために、ほとんどの演算子の長さを超える行を追加できます。たとえば、それぞれ「=」と「_」の文字で構成されます。

繰り返しますが、予約が必要です。例が単純すぎます。 また、メソッドコードが1つの画面に収まらない場合、コードの変更を行うために6つの連続した終了を把握することは容易ではありません。 一部の古いコンパイラ、たとえばIBM 360/370 OS用のPascal 8000では、左のリストにサービス列が次のように印刷されていました。

 B5 … E5
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

つまり、行E5の終了プログラムブラケットは、行B5の開始ブラケットに対応します。



もちろん、プログラミングスタイルは非常に物議を醸す問題であるため、ここで表明されたアイデアは、検討のための情報にすぎないものと見なされるべきです。 長年にわたってさまざまなスタイルを開発し、慣れてきた2人の経験豊富なプログラマーが働くのは非常に困難です。 別のことは、まだ自分のスタイルを見つける時間がない学生をプログラミングする学生です。 この場合、教師は少なくとも生徒にそのような単純だが、プログラムの成功はそのソースコードが書かれたスタイルに大きく依存するという考えを彼らに明らかではないと思います。 生徒は推奨スタイルに従わないかもしれませんが、少なくともソースコードの設計を改善するための「余分な」アクションの必要性については考えさせます。



周期表の基本的なタスクに戻ります。さらなる開発はさまざまな方向に進むことができます。 指示の1つは参照用です。マウスをテーブルセルの上に置くと、指定されたアイテムに関する追加情報を含む情報ウィンドウがポップアップ表示されます。 さらなる開発はフィルターです。 たとえば、インストールに応じて、情報ウィンドウには、最も重要な物理的および化学的情報、発見の履歴に関する情報、自然界の分布に関する情報、最も重要な化合物のリスト（この要素を含む）、生理学的特性、外国語の名前などのみが表示されます。 e。この記事が始まるカベリンの「アヒル」を思い出して、このプログラムの開発により、コンピュータサイエンス、物理学、化学に加えて、生物学、経済地理学、科学の歴史、さらには自然科学の完全なトレーニングコンプレックスを受け取ることができます。 nostrannye言語。



ただし、ローカルデータベースは制限ではありません。 プログラムは自然にインターネットに接続します。 要素が選択されると、リンクがトリガーされ、この要素に関するウィキペディアの記事がWebブラウザーウィンドウで開かれます。 ご存じのように、ウィキペディアは信頼できる情報源ではありません。 たとえば、化学百科事典、TSB、要約雑誌、この要素の検索エンジンでの注文検索など、信頼できるソースへのリンクを設定できます。 T.O. 学生は、DBMSとインターネットのトピックについて、シンプルだが有益なタスクを実行できます。



単一の要素に対する要求に加えて、たとえば、特定の基準に対応するテーブル内のセルを異なる色でマークする機能を作成できます。 たとえば、金属と非金属。 または、地元の化学プラントによって池に排出される細胞。



ノートブックオーガナイザーの機能を実装することもできます。 たとえば、試験に含まれる要素を表で強調表示します。 次に、試験に備えて学生が学習/繰り返した要素を強調します。



そして、ここで、例えば、学校の化学の典型的なタスクの1つ：



チョーク10 gが与えられます。 このチョークをすべて溶解するには、どれくらいの塩酸を摂取すればよいですか？



この問題を解決するには、化学を書く必要があります。 反応とその中に係数を入れて、炭酸カルシウムと塩化水素の分子量を計算し、比率を構成して解決します。 私たちの基本的なプログラムに基づいた計算機は、計算して解くことができます。 確かに、酸は適切な過剰で適切な濃度で摂取しなければならないことを考慮する必要がありますが、これは化学であり、コンピューターサイエンスではありません。





それは注目に値する：

今日、科学者が新しいオプションを提供している間、テーブルには数百のバリエーションがあります。 （ ウィキペディア ）

生徒はこの方向で賢く、すでに提案されているオプションを実現するか、独自のオリジナルを作成しようとします。 これは、コンピュータサイエンスのレッスンで最も有用でない方向であると思われるかもしれません。 ただし、この記事で実装した周期表の形式では、一部の学生は、標準のTButtonボタンを使用した代替ソリューションに対するコントロールカードの特別な利点を理解していない場合があります。 スパイラル形式のテーブル（セルの形状が異なる）は、ここで提案されているソリューションの利点をより明確に示しています。





（ Theodore Benfeiによる要素の代替システム 、 ソース ）



また、周期表用の既存のコンピュータープログラムの多くは、最近Habréで公開された記事に記載されていると付け加えます。











以前に事前定義されたコントロールカードを使用しましたが、プログラム中に変化する動的なコントロールカードを使用できる重要なタスクが多数あります。例としては、ユーザーがマウスを使用して頂点の位置をポイントし、それらの間にエッジを描画するグラフエディターがあります。頂点またはエッジを削除するには、ユーザーはそれを指す必要があります。しかし、円で示された頂点を示すのがかなり簡単な場合、細い線で描かれたエッジを指すのがより難しくなります。この場合、コントロールマップが役立ちます。このマップでは、頂点とエッジが、表示されているFigureよりも広い領域を占有します。



興味深い副次的な問題は、対処された統合学習の方法に関連しています。この方法は、AIを教えるのに役立ちますか？