到達目標
・技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを活用できる。
・問題解法のために,特定の解析手法を活用できる。
・解法の結果データを,視覚的な手法で表現できる。
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 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを充分に活用できる。 | 技術的課題を分析・解決するためにコンピュータを活用できる。 | 技術的課題を分析するためにコンピュータを活用できない。 |
評価項目2 | 問題解法のために,各種解析手法を応用できる。 | 問題解法のために,特定の解析手法を活用できる。 | 問題解法のための各種解析手法を活用できない。 |
評価項目3 | 解法の結果データを,図表を効果的に用いて視覚的な手法で表現できる。 | 解法の結果データを整理し,視覚的な手法で表現できる。 | 解法の結果データを,視覚的な手法で表現できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
昨今,工場で稼働する工作・生産機械に携わる技術者に対して,コンピュータを用いて解析制御できる技術力の修得への要求が増大している。このような状況に対処するため,解析制御の基礎の知識や手法を修得する。
用いるソフトウェアは数値解析ソフトウェアMATLAB およびMATLABクローンソフトのScilabである。
メカトロニクス関連科目で培ったプログラミングの知識に加え,数値解析処理と制御処理を活用でき,実際的な問題に対処する能力を育成する。
授業の進め方・方法:
・これまでに履修した情報処理でのプログラミング手法の知識と,解析と制御に必要な数学的,工学的知識を必要とする。教科書に沿った講義スライドを用いて授業を進め,moodleを利用した演習レポートを毎回課す。
・演習の理解促進のために,数学,物理,力学関係,制御工学などで使用した教科書を参考書として利用すること。
・合否判定:定期(中間,期末)試験は実施せず,替わりとして単元毎の演習レポートが全て提出され,各回(100点満点)の合計が6割(例えば合計1500点満点の場合は900点)を超えていること。なお,合計点が6割に至らない場合は,補講と再試験等を実施する。
・最終評価:定期試験は実施せず,替わりとして演習レポートのみによる評価とする。
・演習レポート評価基準:スクリプトの内容と考察について,期限内に提出されたものについては100点満点,
期限を越えたものについては60点満点で評価する。
・再試験:演習レポートがすべて提出された場合に再試験の受験資格を与える。
再試験,もしくは再レポートの結果が60点以上となった場合は最終評価を60点とする。
・関連図書として,以下のようなものがあるので参考にすると良い。
1.MATLAB ハンドブック(小林一行著,秀和システム)
2.使える!MATALAB/Simulinkプログラミング(青山貴伸著,講談社サイエンティフィク)
3.MATLAB数値解析(G.J.Borse著,オーム社)
注意点:
・moodleを利用した演習レポートを毎回課すため,自ら学ぶ姿勢が重要である。
・Scilabの科学計算機能は極めて高いので,卒業研究,実験で利用できるように理解に勤めること。
・講義はできるだけ平易におこなうが,わからないところなどは積極的に質問すること。
・講義は月1回の対面授業とほかTeamsによる遠隔授業のハイブリッド方式となるので,留意すること。
・講義終了後,演習室等のPCを利用し復習をすること。あるいは,オープンオフィスアワーを利用して遠隔接続にて質問すること。
・各講義の前に配布資料を用意するが,学びを深化させたい学生は,講義の素となる参考図書:”最新 使える!MATLAB 第2版 (青山貴伸他著,講談社サイエンティフィク)”を利用して学びを補強することを推奨する。ScilabのクローンであるMATLAB書籍は充実しており,高専図書館に懸架されています。
・本科目は学修単位であるため,授業時間相当の自主学習(授業の予習・復習を含む)を行う必要がある。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス,イントロダクション |
・Scilabの起動方法などの環境設定ができる。
|
2週 |
Scilab の基本操作と主要な関数① |
・スカラー計算や行列の操作と計算ができる。
|
3週 |
Scilab の基本操作と主要な関数② |
・様々な関数を用いて,スカラー計算や行列の操作と計算ができる。
|
4週 |
ScilabとExcelの連携とデータ処理 |
・Excelデータのインポートやグラフ化,抽出をおこなうことができる。 ・Excelデータの処理やレポートの作成ができる。
|
5週 |
簡単な行列計算の適用例 |
・簡単な工学問題へ適用できる。
|
6週 |
グラフィックス① |
・解析結果を各種グラフに変換しデータの可視化がおこなえる。
|
7週 |
グラフィックス② |
・グラフィックスの属性を理解し活用できる。
|
8週 |
中間演習 |
|
4thQ |
9週 |
データとファイル |
・データ変数とデータファイルの入出力管理ができる。
|
10週 |
制御構造 |
・構造化制御のためのif文,switch文を計算に利用できる。 ・構造化制御のためのfor文,while文を計算に利用できる。
|
11週 |
スクリプトファイル |
・専用の関数処理プログラムを作成できる。
|
12週 |
制御理論への適用と実機操作 その1(アナログ編) |
・Scilabを用いてArduinoを用いた電子回路を制御し,動作結果のデータを取得できること。
|
13週 |
制御理論への適用と実機操作 その2(デジタル編) |
・Scilabを用いてArduinoを用いた電子回路を制御し,動作結果のデータを取得できること。
|
14週 |
データ解析 |
・第12週および第13週の実験で得られた計測データを集計やデータ解析ができる。
|
15週 |
総合演習 |
|
16週 |
|
|
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 |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 0 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |