建設工学分野に関係する数物現象や環境・防災，資産の維持更新，社会問題の数理モデル化手法の一部を紹介する。解決のために主体的に情報を集め，手法，コンピュータのアルゴリズム（思考回路）を学びながら，プログラムを作成し，数値計算によってその解を求める技術を習得する。
連立方程式の解法や熱伝導方程式の差分計算などの基礎的なプログラミング演習を通して，将来AI，ICTなどの分野にもスムースに対応できる情報処理能力を身につける。
概要:
パソコン室にて，物理現象の数式による表現方法説明，パソコンを用いた計算手順の確認，実際のプログラミング，実行を行い，一連の作業経過，考察を，所定の書式の報告書にまとめる。
授業の進め方・方法:
確率論に基づいたアセットマネジメント，連立方程式の解，固体における熱移動問題のなど，既存の手法・情報･文献を授業前までに調査し，EXCELの関数，EXCEL付属のVisual Basicを利用して，自らの力でアクティブに解を求める手法を身につける。さらに，それら計算結果を所定のWordの概要形式の報告書にまとめる。
注意点:
Excel，Excel Visual Basic，Wordの操作方法，熱伝導型微分方程式の解法を復習しておくこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガウスの消去法による連立方程式の解法アルゴリズム，計算方法検討。 |
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| 2週 |
ガウスの消去法による連立方程式の解法アルゴリズム，計算方法検討。 |
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| 3週 |
ガウスの消去法による連立方程式のコーディングと計算。 |
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| 4週 |
ガウスの消去法による連立方程式のコーディングと計算。 |
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| 5週 |
コントロールボリューム，熱伝導方程式，差分化（陽解法）の説明。 |
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| 6週 |
コントロールボリューム，熱伝導方程式，差分化（陽解法）の説明。 |
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| 7週 |
シミュレーション方法検討。初期条件，境界条件。材料の熱伝導特性。 |
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| 8週 |
シミュレーション方法検討。初期条件，境界条件。材料の熱伝導特性。 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
差分法（陽解法）による熱伝導現象のシミュレーション |
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| 10週 |
差分法（陽解法）による熱伝導現象のシミュレーション |
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| 11週 |
差分法（陽解法）による熱伝導現象のシミュレーション |
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| 12週 |
差分法（陽解法）による熱伝導現象のシミュレーション |
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| 13週 |
報告書作成 |
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| 14週 |
アセットマネジメント手法 |
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| 15週 |
アセットマネジメント手法 |
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| 16週 |
アセットマネジメント手法，リスクマネジメント手法 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。 | 3 | 前3 |
| 逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。 | 3 | 前1,前2 |
| 行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。 | 3 | 前2 |
| 簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。 | 3 | 前5 |
| 自然科学 | 物理 | 熱 | 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | 前7 |
| 人文・社会科学 | 英語 | 英語運用能力向上のための学習 | 関心のあるトピックについて、200語程度の文章をパラグラフライティングなど論理的文章の構成に留意して書くことができる。 | 3 | 前1 |
| 関心のあるトピックや自分の専門分野のプレゼン等にもつながる平易な英語での口頭発表や、内容に関する簡単な質問や応答などのやりとりができる。 | 3 | |
| 関心のあるトピックや自分の専門分野に関する論文やマニュアルなどの概要を把握し、必要な情報を読み取ることができる。 | 3 | |
| 英文資料を、自分の専門分野に関する論文の英文アブストラクトや口頭発表用の資料等の作成にもつながるよう、英文テクニカルライティングにおける基礎的な語彙や表現を使って書くことができる。 | 3 | 前4 |
| 実際の場面や目的に応じて、効果的なコミュニケーション方略(ジェスチャー、アイコンタクト、代用表現、聞き返しなど)を適切に用いることができる。 | 3 | 前4,前5 |
| 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | 前7,前13 |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | 前13 |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | 前13 |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | 前2,前13 |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | 前2,前13 |
| 情報リテラシー | 情報リテラシー | 情報を適切に収集・処理・発信するための基礎的な知識を活用できる。 | 3 | 前2 |
| 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 前2 |
| 与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 3 | 前2 |
| 任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | 前2 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 水理 | 河川の管理と整備について、説明できる。 | 3 | 前16 |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる | 3 | |
| 複数の情報を整理・構造化できる。 | 3 | |
| 特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。 | 3 | |
| 課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。 | 3 | |
| グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。 | 3 | |
| どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。 | 3 | 前9 |
| 適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。 | 3 | 前13 |
| 事実をもとに論理や考察を展開できる。 | 3 | 前13 |
| 結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。 | 3 | 前12 |