到達目標
1. 工学分野の問題を数値的に扱う手法を説明でき、それらを計算できる。
2. 数値計算の手法を、C言語でプログラミングでき、それらを計算できる。
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 | 工学分野の問題を数値的に扱う手法の説明ができ、それらを導き出すことができる。 | 工学分野の問題を数値的に扱う手法の説明ができ、それらを計算することができる | 工学分野の問題を数値的に扱う手法の説明ができず、それらを計算することができない。 |
| 評価項目2 | 数値計算の手法を導き出し、C言語でプログラミングができ、それらを計算できる。。 | 数値計算の手法を、C言語でプログラミングができ、それらを計算できる | 数値計算の手法を、C言語でプログラミングができず、それらを計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 機械システム工学科の教育目標②
説明
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学習・教育到達度目標 本科の教育目標③
説明
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教育方法等
概要:
工学分野の現象は微分方程式や偏微分方程式で表されることが多いため、これらの解法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
計算式の導出や、理論的説明は最小限に留め、各テーマ毎に各自で計算プログラムを作成し、計算機による実行処理を行う演習を通して、計算方法や結果の精度に対する理解が深まるようにする。
注意点:
・総時間数45時間（自学自習30時間）
・自学自習時間(30時間)は、日常の授業(15時間)に対する予習復習、レポート課題の解答作成時間、試験のための学習時間を総合したものとする。
・評価については、合計点数が60点以上で単位修得となる。その場合、各到達目標項目の到達レベルが標準以上であることが認められる。
・予習復習の成果を確認するために、学習ノートの提出を求めることがある。
・16，17回目の授業については，補講日または時間割空き時間に実施する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
1．常微分方程式 |
常微分方程式の数値解法を説明できる。
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| 2週 |
（１）オイラーの公式① |
オイラーの公式を説明できる。
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| 3週 |
オイラーの公式② |
オイラーの公式を用いて、計算プログラムを作成できる。
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| 4週 |
（２）ルンゲ・クッタの公式① |
ルンゲ・クッタの公式を説明できる。
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| 5週 |
ルンゲ・クッタの公式② |
ルンゲ・クッタの公式を用いて、計算プログラムを作成できる。
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| 6週 |
（３）高階常微分方程式① |
高階常微分方程式を解くことができる。
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| 7週 |
高階常微分方程式② |
高階常微分方程式を解く計算プログラムを作成できる。
次週，中間試験を実施する。
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| 8週 |
中間試験 |
学んだ知識の確認ができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
2．偏微分方程式
（１）偏導関数の差分近似 |
偏導関数の差分近似ができる。
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| 10週 |
（2）放物型偏微分方程式の解法① |
放物型偏微分方程式を差分法で解くことができる。
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| 11週 |
（3）双曲型偏微分方程式の解法① |
双曲型偏微分方程式を差分法で解くことができる。
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| 12週 |
放物型偏微分方程式②，双曲型偏微分方程式② |
放物型偏微分方程式、双曲型偏微分方程式を差分法で解く計算プログラムを作成できる。
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| 13週 |
3．逆行列と固有値
（１）逆行列 |
逆行列と固有値を説明できる。逆行列の求め方が理解できる。
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| 14週 |
（２）固有値と固有ベクトル |
行列の固有値と固有ベクトルを求めることができる。
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| 15週 |
（３）演習問題 |
差分法と固有値の演習問題を解くことができる。
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| 16週 |
期末試験 |
学んだ知識の確認ができる。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 情報処理 | プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 定数と変数を説明できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 条件判断プログラムを作成できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | 後3,後5,後7,後12 |
評価割合
| 試験 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 20 | 90 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 10 | 10 |