到達目標
□ シミュレーションの基本概念を理解できる
□ モデリングが理解できる
□ 自然現象、工学の分野での基本的なモデルの説明ができる
□ Scilab を使用し、基本的モデルのシミュレーションができる
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 | シミュレーションの基本概念を十分に理解できる | シミュレーションの基本概念を理解できる | シミュレーションの基本概念を理解できない |
| 評価項目2 | モデリングが十分理解できる | モデリングが理解できる | モデリングが理解できない |
| 評価項目3 | 自然現象、工学の分野での基本的なモデルの説明が十分にできる | 自然現象、工学の分野での基本的なモデルの説明ができる | 自然現象、工学の分野での基本的なモデルの説明ができない |
| 評価項目4 | Scilab を使用し、基本的モデルのシミュレーションが確実にできる | Scilab を使用し、基本的モデルのシミュレーションができる | Scilab を使用し、基本的モデルのシミュレーションができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現代社会では、社会、産業、経済すべてが複雑かつ大規模化し、これらに関する種々の問題を理解・予測をしていく
ことは容易ではない。また、気象や地震の予測の難しさをみればわかるように自然現象においても同様である。こう
した複雑・大規模なシステムの解析・予測に適した手法として、コンピュータ・シミュレーションはある。この授業
では、Scilab（サイラボ）という数値計算、可視化、プログラミングが容易に行える科学技術計算用汎用ソフトを用
い、「モデルの立て方」と「シミュレーション方法」について学ぶ。シミュレーションの題材は、各専攻の学生にと
って興味の持てる簡単な例題を用い、シミュレーションを実際に行いながら理解を深める。
授業の進め方・方法:
Scilab を用いることで、プログラミング経験のないあるいはプログラミングが不得手な人にも興味を持ってシミュ
レーション技術を学ぶことができると思います。また、環境工学専攻の学生にも配慮した内容にする予定です。なお
、プログラム保存のため、USB メモリを用意しておいてください。
注意点:
本科目は、授業時間30時間に加えて、自学自習時間60時間が授業の前後に必要となります。具体的な学修内容は、各単元で説明されるプログラムについて、授業中では完成できないものもあるので、各自で予習・復習にて完成させてください。
授業の連絡については、Teams および http://www9.gunma-ct.ac.jp/staff/ohtsuka/kougi/comp-simu/ を確認してください。
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 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シミュレーション工学とは |
シミュレーションの概要・歴史・目的
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| 2週 |
Scilabの使用方法 |
Scilabの基本操作実習
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| 3週 |
Scilabによる数学表現1 |
Scilabによる表現と解法1:線形代数、微分積分の問題
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| 4週 |
Scilabによる数学表現2 |
Scilabによる表現と解法2:応用数学の問題
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| 5週 |
自然科学モデル1 |
物理現象のシミュレーション
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| 6週 |
自然科学モデル2 |
うわさの拡散モデル、伝染病の流行
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| 7週 |
前半のまとめと間の試験 |
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| 8週 |
自然科学モデル3 |
捕食・被食種モデル、人口モデル
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| 2ndQ |
| 9週 |
確率モデル1 |
ランダムウォーク、経済モデル
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| 10週 |
確率モデル2 |
線形計画法、モンテカルロ法
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| 11週 |
フラクタル |
フラクタル図形の描画、フラクタル次元
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| 12週 |
総合実習０ |
自由課題選定とプレゼンテーション準備
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| 13週 |
総合実習1 |
自由課題の発表
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| 14週 |
総合実習２ |
自由課題の発表
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| 15週 |
全体のまとめ |
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| 16週 |
期末試験 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |