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、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、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、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、プログラミングができず、それらを計算できない。 |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
機械システム工学科の教育目標②
説明
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本科の教育目標①
説明
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教育方法等
概要:
講義の前半では、数値計算法の基礎である連立１次方程式の解法、関数補間、数値積分の手法について学ぶ。また、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、講義の後半では、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15時間）
・自学自習時間(15時間)は、日常の授業(30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。
・前期中間試験において達成度試験を実施する。
・８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 |
ガイダンス
１．最小2乗法 |
実験データのような誤差を含むデータ群の関係を推論する最小2乗法を説明できる。
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| 2週 |
２．方程式の解
（１）2分法①
（２）ニュートン法① |
方程式の解を数値的に求める、2分法、ニュートン法を説明できる。
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| 3週 |
2分法②、ニュートン法② プログラミング |
2分法、ニュートン法の計算プログラムを作成できる。
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| 4週 |
３．連立1次方程式
（１）ガウス・ジョルダン法①
（２）ガウス・ザイデル法① |
連立方程式を解く，ガウス・ジョルダン法，ガウス・ザイデル法を説明できる。
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| 5週 |
ガウス・ジョルダン法② プログラミング |
ガウス・ジョルダン法の計算プログラムを作成できる。
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| 6週 |
４．関数補間と近似式
ラグランジュの補間法①
ラグランジュの補間法② |
データ群を補間すラグランジュの補間法を説明できる。
ラグランジュの補間法の計算プログラムを作成できる。
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| 7週 |
５．数値積分
（１）台形公式
（２）シンプソンの公式 |
数値積分である、台形公式、シンプソン公式を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
1．常微分方程式
（１）オイラーの公式①
（２）ルンゲ・クッタの公式① |
常微分方程式の数値解法を説明できる。
オイラーの公式を説明できる。
ルンゲ・クッタの公式を説明できる。
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| 10週 |
オイラーの公式②、ルンゲ・クッタ②の公式 プログラミング |
オイラーの公式、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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| 11週 |
（３）高階常微分方程式①
2．偏微分方程式
（１）偏導関数の差分近似 |
高階常微分方程式を解くことができる。
偏導関数の差分近似ができる。
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| 12週 |
高階常微分方程式② プログラミング |
高階常微分方程式の計算プログラムを作成できる。
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| 13週 |
（2）放物型偏微分方程式の解法①
（3）双曲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。
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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| 14週 |
放物型偏微分方程式②，双曲型偏微分方程式②
プログラミング |
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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| 15週 |
3．逆行列と固有値
（１）逆行列
（２）固有値と固有ベクトル |
逆行列の求め方が理解できる。
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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| 16週 |
前期末試験 |
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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 | 計測制御 | 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 | |
| 定数と変数を説明できる。 | 4 | |
| 整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。 | 4 | |
| 演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。 | 4 | |
| 算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 条件判断プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 繰り返し処理プログラムを作成できる。 | 4 | |
| 一次元配列を使ったプログラムを作成できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 演習・課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 90 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |