到達目標
(1) 数値解析手法の重要性を認識し，基本的な手法についての内容を理解し，教科書を参照すれば確実に計算ができること．
(2) 表計算ソフトおよびVBAによって簡単な数値解析プログラムが作成できること．
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(良与えられた数値解析手法を選択し、データの収集、結果の表化が出来る。) | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | ① 与えられた課題に対して適切な数値計算法を選択し、VBA、FORTRANで与えられた問題を数値解析により計算できる． | ② VBA、FORTRANで与えられた問題を数値解析により計算できる． | ③ VBA、FORTRANで与えられた問題を数値解析により計算できない． |
| 評価項目2 | 専門分野の課題に対して適切な数値解析手法を選択し、データの収集、結果の表化が出来る。 | ② 与えられた数値解析手法を用いて、データの収集、結果の評価が出来る。 | ③ 与えられた数値解析手法を用いて、データの収集、結果の評価が出来ない。 |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 RB2
説明
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JABEE JB2
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教育方法等
概要:
現象を記述する数理モデルが見出されると，それを解いて未来の予測ができる．また，過去の出来事の推測も可能となる．しかしながら，このような数理モデルを解析的に解くことができる問題は限られている．したがって，具体的な数値として計算できることが重要である．現象の把握に必要な数値解析法の理解を主目的とする。
授業の進め方・方法:
講義により理論と解析手法の説明を行い、手計算による演習、表計算及びVBAおよびFORTRANによるプログラミング演習を実施する。
注意点:
講義により理論と解析手法の説明を行い、手計算による演習、表計算及びVBAによるプログラミング演習を実施する。専門分野における応用プログラミングをＦＯＲＴＲＡＮを用いて演習する。中間試験および期末試験4回（40％）、レポート（60％）で評価する。成績評価で60％以上を合格とする．
【学習・教育目標】
本科（準学士課程）：RB1(○),RB2(◎)
環境生産システム工学プログラム：JB1(○)，JB2(◎)
【関連科目】
解析III(本科4年)
【評価方法】
演習課題を60％、試験を年4回実施しその平均点を40％とし合計して評価する．
【評価基準】
成績評価で60％以上を合格とする．
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 |
シラバスの説明、数値解析における基本事項
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数値解析の歴史とプログラミング学習の意義について理解する
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| 2週 |
VBAとプログラム
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VBAおよびVBAによるプログラミングの基礎を理解する
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| 3週 |
セルの操作と変数
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セルの操作について理解する
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| 4週 |
簡単な計算とプログラムの流れ |
算術演算子と四則計算について理解する。流れ図と組み込み関数について理解する
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| 5週 |
分岐処理
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条件による分岐処理や複数の条件を使った分岐処理について理解する
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| 6週 |
繰り返し処理
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回数を指定した繰り返しや入れ子構造について理解する
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| 7週 |
前期中間試験 |
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| 8週 |
配列
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1次元および2次元配列について理解する
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| 2ndQ |
| 9週 |
プロシージャ
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サブプロシージャおよびファンクションプロシージャについて理解する
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| 10週 |
線形計算 |
方程式の解、連立1次方程式、行列、固有値と固有ベクトルについて理解する
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| 11週 |
関数近似
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最小二乗法、線形近似、対数近似と指数近似、累乗近似、多項式近似について理解する
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| 12週 |
データ補間
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曲線の推定と差分法、ラグランジュ補間、ニュートン補間、スプライン補間について理解する
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| 13週 |
数値積分
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数値積分、区分求積法、台形法、シンプソン法について理解する
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| 14週 |
微分方程式
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オイラー法、改良オイラー法、ルンゲ・クッタ法について理解する
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| 15週 |
前期課題の最終締め切り
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| 16週 |
前期期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フーリエ解析
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フーリエ解析、フーリエ変換について理解する
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| 2週 |
統計計算
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基本統計量、推定と検定、実験計画法、多変量解析について理解する
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| 3週 |
乱数とシミュレーション
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乱数の発生、ポアソン分布、モンテカルロ法、ランダムウォークについて理解する
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| 4週 |
グラフ作成
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グラフウィザード、ヒストグラム、散布図について理解する
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| 5週 |
FORTRANによる基礎プログラミング１
入出力、算術演算、代入文
データの型、組み込み関数 |
FORTRAN言語・文法について理解する
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| 6週 |
基礎プログラミング2
判断、飛越し、繰り返し
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FORTRAN言語・文法について理解する
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| 7週 |
基礎プログラミング3
関数複プログラム、サブルーチン副プログラム
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FORTRAN言語・文法について理解する
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| 8週 |
後期中間試験
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| 4thQ |
| 9週 |
応用プログラミング1
鉄筋コンクリートの曲げ部材の設計
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専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 10週 |
応用プログラミング２
ランキン土圧の計算 |
専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 11週 |
応用プログラミング３
ロジステック曲線のあてはめ |
専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 12週 |
応用プログラミング４
開水路におけるポテンシャル流れの計算ーSOR法ー |
専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 13週 |
応用プログラミング５
地震被害波及構造の問題明確化 |
専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 14週 |
応用プログラミング６
トラスの透視図
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専門分野におけるFORTRANプログラミングの応用について理解する
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| 15週 |
後期課題の提出締切
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| 16週 |
後期期末試験 |
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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 |
評価割合
| 試験 | レポート | 発表 | 相互評価 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 40 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |