数値計算法

科目基礎情報

学校	岐阜工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	数値計算法
科目番号	0020	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	環境都市工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	1
教科書/教材	工学のためVBA VBAプログ ラミン基礎（村木正芳，東京電機大学出版局 ，2009 .10.10 ）
担当教員	鈴木 正人,菊 雅美

到達目標

授業の目標と期待される効果：
　科学技術における共通の情報技術リテラシープログラミング能力を身につける．また，工学の分野で多用される数値計算法について学ぶ．身につけたプログラミング能力を活かし，数値計算法をプログラムとして実現することで，より数値計算法に対する理解を深める．
　これら一連の学習を通し，プログラミング能力と数値計算法が，専門科目の主要分野で応用できる能力を涵養する．
　以下に具体的な学習・教育目標を示す．
①VBAエディタを使用し，マクロを組める
②VBAで基本的なプログラムを組み，実行できる
③VBAで分岐，ループ，関数を含んだプログラムを作成できる
④VBAで基礎的な数値計算を行える
⑤非線形方程式の解を数値計算処理により求めることができる
⑥連立一次方程式の解を数値計算処理により求めることができる
⑦数値計算処理により関数近似を行える
⑧数値計算処理により定積分の解を求めることができる
⑨常微分方程式の近似解を数値計算処理により求めることができる
⑩実践的な数値計算処理を行える

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	VBAエディタを使用しマクロを正確に（8割以上）編集することができる	VBAエディタを使用しマクロをほぼ正確に（6割以上）編集することができる	VBAエディタを使用しマクロを編集することができない
評価項目2	VBA言語を用いて基本的なプログラムを正確に（8割以上）組むことができる	VBA言語を用いて基本的なプログラムをほぼ正確に（6割以上）組むことができる	VBA言語を用いて基本的なプログラムを組むことができない
評価項目3	VBA言語で分岐とループ，および関数を含んだプログラムを正確に（8割以上）組むことができる	VBA言語で分岐とループ，および関数を含んだプログラムをほぼ正確に（6割以上）組むことができる	VBA言語で分岐とループ，および関数を含んだプログラムを組むことができない
評価項目4	VBA言語で基礎的な数値計算を正確に（8割以上）行うことができる	VBA言語で基礎的な数値計算をほぼ正確に（6割以上）行うことができる	VBA言語で基礎的な数値計算を行うことができない
評価項目5	非線形方程式の解を反復法，ニュートン法を用いて正確に（8割以上）解くことができる	非線形方程式の解を反復法，ニュートン法を用いてほぼ正確に（6割以上）解くことができる	非線形方程式の解を反復法，ニュートン法を用いて解くことができない
評価項目6	非線形方程式の解を反復法，ニュートン法を用いて正確に（8割以上）解くことができる	連立方程式の解を反復法，ガウスの消去法を用いてほぼ正確に（6割以上）解くことができる	非線形方程式の解を反復法，ニュートン法を用いて解くことができない
評価項目7	ラグランジュ補間，最小二乗法を用いて正確に（8割以上）補間できる	ラグランジュ補間，最小二乗法を用いてほぼ正確に（6割以上）補間できる	ラグランジュ補間，最小二乗法を用いて補間できない
評価項目8	区分求積法，台形法，シンプソン法を用いて正確（8割以上）に積分することができる	区分求積法，台形法，シンプソン法を用いてほぼ正確（6割以上）に積分することができる	区分求積法，台形法，シンプソン法を用いて積分することができない
評価項目9	オイラー法，ルンゲクッタ法を用いて正確に（8割以上）常微分方程式の近似解を求めることができる	オイラー法，ルンゲクッタ法を用いてほぼ正確に（6割以上）常微分方程式の近似解を求めることができる	オイラー法，ルンゲクッタ法を用いて常微分方程式の近似解を求めることができない
評価項目10	ルンゲクッタ法によって開水路不等流の水面形を正確（8割以上）に求められる	ルンゲクッタ法によって開水路不等流の水面形をほぼ正確（6割以上）に求められる	ルンゲクッタ法によって開水路不等流の水面形を求めることができない

教育方法等

概要:

授業の進め方・方法:

前期は，ExcelVBA言語によるプログラミングの講義および演習を主体に行う．マクロの作成から始めてVBA言語に慣れ親しんだ後は，VBA言語を用いた数値計算の初歩について学ぶ．
後期は，環境都市工学の分野で必要となる各種の数値計算処理について講義および演習を主体に行う．前期に学んだ知識を活かし，ExcelおよびVBA言語を用いて，実践的な数値計算法について学ぶ．

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	VBAプログラムの実行と終了
		2週	VBAプログラムの編集(VBAエディタの使用方法)
		3週	VBA記述の基本
		4週	セルの操作と変数
		5週	簡単な計算とプログラムの流れ
		6週	分岐を使ったプログラムその1
		7週	分岐を使ったプログラムその2
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	繰り返し処理を使ったプログラムその1
		10週	繰り返し処理を使ったプログラムその2
		11週	配列変数を用いたプログラム
		12週	ファンクションとプロシージャ
		13週	VBAを用いた基礎的な数値計算の方法その1
		14週	VBAを用いた基礎的な数値計算の方法その2
		15週	期末試験の解答の解説および総括
		16週
後期
	3rdQ
		1週	繰り返し計算による波長の算出1
		2週	繰り返し計算による波長の算出2
		3週	連立1次方程式の解法1（反復法）
		4週	連立1次方程式の解法2（反復法・消去法）
		5週	連立1次方程式の解法3（消去法）
		6週	関数近似1（ラグランジュ補間）
		7週	関数近似2（最小二乗法）
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	数値積分の解法1（区分求積法）
		10週	数値積分の解法2（シンプソン法）
		11週	常微分方程式の解法1（オイラー法）
		12週	常微分方程式の解法2（ルンゲクッタ法）
		13週	開水路不等流の水面形1
		14週	開水路不等流の水面形2
		15週	期末試験の解答の解説および総括
		16週

評価割合

	中間試験	期末試験	課題	合計
総合評価割合	200	200	90	490
前期	100	100	40	240
後期	100	100	50	250