科学技術数学演習

科目基礎情報

学校 長岡工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 科学技術数学演習
科目番号 0038 科目区分 専門 / 必修
授業形態 演習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 環境都市工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 学研:大学入試実戦力判定問題集 数学 I・A, 数学 II・B 大日本図書:新 基礎数学、実教出版 新版化学基礎・新版化学 啓林館:物理基礎
担当教員 山本 隆広,衞藤 俊彦

到達目標

(科目コード:51810、英語名:Math Exercises)
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、成績評価上の重み付け、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を以下の順に次に示す。①数学 I・A の定理と定義を自在に活用し,基礎問題を解ける。②数学 I・A の定理と定義を自在に活用し,発展問題を解ける。③数学 II・B の定理と定義を自在に活用し,基礎問題を解ける。④数学 II・B の定理と定義を自在に活用し,発展問題を解ける。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安最低限の到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1数学 I・A の定理と定義を自在に活用し,基礎問題を解ける。数学 I・A の定理と定義を理解し,基礎問題を概ね解ける。数学 I・A の定理と定義を理解し、基礎問題を少し解くことが出来る。数学 I・A の定理と定義が理解できず、基礎問題をしばしば解くことが全く出来ない。
評価項目2数学 I・A の定理と定義を自在に活用し、発展問題を解ける。数学 I・A の定理と定義を理解し,発展問題を概ね解ける。数学 I・A の定理と定義を理解しており、発展問題を少し解くことが出来るレベル。数学 I・A の定理と定義を理解しておらず、発展問題を全く解くことが出来ないレベル
評価項目3数学 II・B の定理と定義を自在に活用し、基礎問題を解ける。数学 II・B の定理と定義を理解し、基礎問題を概ね解ける。数学 II・B の定理と定義を理解でき、基礎問題を少し解くことが出来るレベル数学 II・B の定理と定義を理解できず、基礎問題を全く解くことが出来ないレベル
評価項目4数学 II・B の定理と定義を自在に活用し、発展問題を解ける。数学 II・B の定理と定義を理解し、発展問題を概ね解ける。数学 II・B の定理と定義を理解し、発展問題を少し解くことが出来るレベル。数学 II・B の定理と定義を理解できず、発展問題を全く解くことが出来ないレベル。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本校の第 1 学年および第2 学年で学ぶ数学、物理化学の実践力を演習問題を解くことによって涵養する。
〇関連する科目:
押木担当分: 基礎数学A、化学、物理
山本担当分:工学演習(1)、基礎数学 A、基礎数学 B、微分積分 I、代数幾何
授業の進め方・方法:
予習を中心とし、不完全な理解にとどまるものを授業で完全に能力を付ける。
注意点:
本科目は本来、面接授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウイルス感染症の拡大による緊急事態において、必要に応じ遠隔授業として実施するものである。 

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業内容の解説、物質量の計算 左記の内容を理解する。
2週 指数・対数の計算 左記の内容を理解する。
3週 方程式と不等式 左記の内容を理解する。
4週 力の合成・分解 左記の内容を理解する。
5週 物体の運動:落下、投げ上げ、投げ下ろし 左記の内容を理解する。
6週 物体の運動:放物運動 左記の内容を理解する。
7週 力のつりあいと運動方程式1 左記の内容を理解する。
8週 力のつりあいと運動方程式2 左記の内容を理解する。
2ndQ
9週 2物体の運動:押し合い 左記の内容を理解する。
10週 2物体の運動:張力、ばね 左記の内容を理解する。
11週 摩擦1 左記の内容を理解する。
12週 摩擦2 左記の内容を理解する。
13週 斜面にある物体の運動1 左記の内容を理解する。
14週 斜面にある物体の運動2 左記の内容を理解する。
15週 総合演習課題 これまでの内容に関する総合演習課題が解ける。
16週
後期
3rdQ
1週 授業内容の解説, 方程式と不等式 左記の内容を理解する。
2週 二次関数 左記の内容を理解する。
3週 図形と計量 左記の内容を理解する。
4週 集合と論理 左記の内容を理解する。
5週 数列 左記の内容を理解する。
6週 図形と方程式 左記の内容を理解する。
7週 後期中間試験 試験時間50分。
8週 三角関数 左記の内容を理解する。
4thQ
9週 指数・対数 左記の内容を理解する。
10週 初等微分学 左記の内容を理解する。
11週 応用微分学 左記の内容を理解する。
12週 ベクトル 左記の内容を理解する。
13週 初等積分学 左記の内容を理解する。
14週 応用積分学1 左記の内容を理解する。
15週 応用積分学2 左記の内容を理解する。
16週 期末試験
17週: 試験解説・発展授業
試験時間:50分

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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1
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。3前1
分数式の加減乗除の計算ができる。3前1
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。3前1
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。3前1
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。3前1
解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。3前3
因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。3前3
簡単な連立方程式を解くことができる。3前3
無理方程式・分数方程式を解くことができる。3前3
1次不等式や2次不等式を解くことができる。3前3
恒等式と方程式の違いを区別できる。3前3
2次関数の性質を理解し、グラフをかくことができ、最大値・最小値を求めることができる。3前3
分数関数や無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前3
簡単な場合について、関数の逆関数を求め、そのグラフをかくことができる。3前3
累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。3前2
指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前2
指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3前2
対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。3前2
対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前2
対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3前2
角を弧度法で表現することができる。3前4
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前4
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。3前4
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3前4
2点間の距離を求めることができる。3前3
内分点の座標を求めることができる。3前3
2つの直線の平行・垂直条件を利用して、直線の方程式を求めることができる。3前3
簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。3前3
積の法則と和の法則を利用して、簡単な事象の場合の数を数えることができる。3後4
簡単な場合について、順列と組合せの計算ができる。3後4
等差数列・等比数列の一般項やその和を求めることができる。3後5
総和記号を用いた簡単な数列の和を求めることができる。3後5
不定形を含むいろいろな数列の極限を求めることができる。3後5
無限等比級数等の簡単な級数の収束・発散を調べ、その和を求めることができる。3後5
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。3後12
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。3後12
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。3後12
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。3後12
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。3後12
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。3後5
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後5
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後5
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。3後5
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。3後5
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。3後5
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。3後10
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。3後10
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。3後10
合成関数の導関数を求めることができる。3後10
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。3後10
逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。3後10
関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。3後10
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。3後10
簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。3後10
2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。3後10
関数の媒介変数表示を理解し、媒介変数を利用して、その導関数を求めることができる。3後10
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。3後13
置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。3後13
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。3後13
分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。3後13
簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。3後13
簡単な場合について、曲線の長さを定積分で求めることができる。3後13
簡単な場合について、立体の体積を定積分で求めることができる。3後13
2変数関数の定義域を理解し、不等式やグラフで表すことができる。3後11
合成関数の偏微分法を利用して、偏導関数を求めることができる。3後11
簡単な関数について、2次までの偏導関数を求めることができる。3後11
偏導関数を用いて、基本的な2変数関数の極値を求めることができる。3後11
微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。3後11
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。3後11
定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。3後11
独立試行の確率、余事象の確率、確率の加法定理、排反事象の確率を理解し、簡単な場合について、確率を求めることができる。3後4
条件付き確率、確率の乗法定理、独立事象の確率を理解し、簡単な場合について確率を求めることができる。3後4
1次元のデータを整理して、平均・分散・標準偏差を求めることができる。3後4
自然科学物理力学速度と加速度の概念を説明できる。3前5
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。3前5
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。3前5
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。3前5
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。3前5
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3前5
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3前5
物体に作用する力を図示することができる。3前10
力の合成と分解をすることができる。3前10
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3前10
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。3前10
慣性の法則について説明できる。3前10
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。3前10
運動方程式を用いた計算ができる。3前10
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。3前10
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。3前12
最大摩擦力に関する計算ができる。3前12
動摩擦力に関する計算ができる。3前12
仕事と仕事率に関する計算ができる。3前9,前12
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3前9,前12
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3前9,前12
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3前9,前12
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3前9,前12
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3前9
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。3前9
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3前9
化学(一般)化学(一般)物質が原子からできていることを説明できる。3前1
単体と化合物がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前1
同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前1
純物質と混合物の区別が説明できる。3前1
混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。3前1
原子の相対質量が説明できる。3前1
天然に存在する原子が同位体の混合物であり、その相対質量の平均値として原子量を用いることを説明できる。3前1
アボガドロ定数を理解し、物質量(mol)を用い物質の量を表すことができる。3前1
分子量・式量がどのような意味をもつか説明できる。3前1
気体の体積と物質量の関係を説明できる。3前1
電離について説明でき、電解質と非電解質の区別ができる。3前1
質量パーセント濃度の説明ができ、質量パーセント濃度の計算ができる。3前1
モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。3前1

評価割合

毎週の演習課題総合演習課題試験(後期中間)試験(学年末)ポートフォリオその他合計
総合評価割合3515252500100
基礎的能力0000000
専門的能力3515252500100
分野横断的能力0000000