工業解析(前期)

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 工業解析(前期)
科目番号 0084 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材
担当教員 臼井 邦人,森 康久仁

到達目標

・数値計算における誤差の発生要因を理解し、代数方程式の数値解の計算、各種データに対する近似処理ができる。
・C言語の配列を用いた行列の基本演算操作を理解できる。連立1次方程式を数値的に解くことができる。またそれを工学問題に適用できる。
・数値積分の実装と誤差解析ができる。乱数を用いた算法を理解できる。またそれを工学問題に適用できる。
・微分方程式を数値的に解くことができる。またそれを工学問題に適用できる。

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・数値計算における誤差の発生要因を理解し、代数方程式の数値解の計算、各種データに対する近似処理ができる。またそれを工学問題に適用できる。・数値計算における誤差の発生要因を理解し、代数方程式の数値解の計算、各種データに対する近似処理を理解している。・数値計算における誤差の発生要因を理解していない。代数方程式の数値解の計算、各種データに対する近似処理を理解していない。
評価項目2・C言語の配列を用いた行列の基本演算操作を理解できる。連立1次方程式を数値的に解くことができる。またそれを工学問題に適用できる。・C言語の配列を用いた行列の基本演算操作を理解できる。連立1次方程式を数値的に解く方法を理解している。・C言語の配列を用いた行列の基本演算操作を理解していない。連立1次方程式を数値的に解く方法を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
工学問題を解決するためにコンピュータを使って問題の応じた数値計算の方法や算法を学ぶ.
授業の進め方・方法:
座学と計算機演習によって講義をすすめる.
座学では数値計算の方法や算法についての解説を行う.計算機演習では,C言語により各種数値計算手法を実装し,工学問題に適用する.
注意点:
•学習に必要十分な資料を授業で紙および電子的に配布する。教科書を特に指定しないが、多くの図書や文献を参考に理解を深めることを奨励する。
•W. H. Press et al, Numerical Recipes in C, Cambridge Univ Pr (Sd), 1993. •金谷健一著「数値で学ぶ計算と解析」共立出版、2010 •田中敏幸 著「数値計算法基礎」コロナ社、2006 •堀之内聰一、酒井幸吉、榎園茂 共著「ANSI C による数値計算法入門 第2版」森北出版、2002
•各種数値解法の原理を理解し応用することが目標だが、演習では実装にC言語を用いる。例題を参考にしたプログラミングを心がけ、C言語の理解が不十分な場合は各自で復習すること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ・C言語の復習 ・C言語での簡単なプログラムの作成、 数値計算の必要性と利用上の心得
2週 ・数値計算と誤差 ・コンピュータ内部における数値の表現と誤差
3週 ・非線形方程式の解法 ・2分法
4週 ・非線形方程式の解法 ・ニュートン法
5週 ・非線形方程式の解法
・データ近似
・ニュートン法
・ラグランジュ補間
6週 ・データ近似 ・ラグランジュ補間
・スプライン補間
7週 ・データ近似
・前期前半まとめ
・スプライン補間
8週 前期中間試験 前期中間試験までの学習内容
2ndQ
9週 ・データ近似 ・最小2乗法
10週 ・データ近似 ・最小2乗法
11週 ・行列演算 ・行列の基本操作
12週 ・連立1次方程式 ・ガウス・ジョルダン法、LU分解、反復法、逆行列の計算
13週 ・連立1次方程式 ・ガウス・ジョルダン法、LU分解、反復法、逆行列の計算
14週 ・連立1次方程式 ・ガウス・ジョルダン法、LU分解、反復法、逆行列の計算
15週 ・連立1次方程式 ・ガウス・ジョルダン法、LU分解、反復法、逆行列の計算
16週 前期定期試験 前期中間試験以降の学習内容

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
基礎的能力工学基礎工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法)物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。3
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。3
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。3
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。3
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。3
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。3
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。3
専門的能力分野別の工学実験・実習能力機械系分野【実験・実習能力】機械系【実験実習】実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。3
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。3
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。3
実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。3
電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。3
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。3
オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。3
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。3
ディジタルICの使用方法を習得する。3
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。2
他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。2
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。2
日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。2
円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。2
他者の意見を聞き合意形成することができる。2
合意形成のために会話を成立させることができる。2
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。2
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。2
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。2
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。2
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。2
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。2
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。2
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。2
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。2
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。2
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている2
法令やルールを遵守した行動をとれる。2
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。2
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。2
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。2
要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。2

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85000015100
基礎的能力0000000
専門的能力85000015100
分野横断的能力0000000