到達目標
このコースを受けた成果として、以下のことができるようになる。
1. 確定論的現象(流体系、力学系、熱系、生態系)などのモデリング
2. 確定論的現象のシミュレーション
3. 確率論的現象(待ち行列、在庫システム)などのモデリング
4. 確率論的現象のシミュレーション
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：確定論的現象のモデリング | 与えられた現象のモデリングができる。 | 例題が提示されればそのモデリング手順が理解できる。 | モデリング手順がわからない。 |
| 評価項目２：確率論的現象のモデリング | シミュレーションを企画・実行できる。 | 例題が提示されればそのシミュレーション手順が理解できる。 | シミュレーション手順がわからない。 |
| 評価項目3：確率論的現象のモデリング | 与えられた現象のモデリングができる。 | 例題が提示されればそのモデリング手順が理解できる。 | モデリング手順がわからない。 |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標（本科のみ）】 ３
説明
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教育方法等
概要:
われわれはふだん物事を理解するときに、自分なりの「モデル」をつくり、それをもとに理解をする。「対象」から本質的な部分を抽出し「モデル」を作成する操作を「モデリング」という。このモデリングを通じて、その対象についての理解を深めることができる。また、「モデル」を動かす操作を「シミュレーション」という。モデルが数理記号系で記述されている時、その「シミュレーション」に計算機が用いられる。シミュレーションを行うことにより、「対象」のより深い理解が可能となり、その世界を擬似的に体験することができる。 本講義では、計算機シミュレーションについて、その基本的な考え方を紹介する。
授業の進め方・方法:
授業はスライド等による解説を基本とする。授業展開は問題ドリブンな形でおこなう。
注意点:
1.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
2.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。
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 |
オリエンテーション（シミュレーションとは？） |
授業マップを見て、その全体像を理解すること。
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| 2週 |
モデルと表現 |
現象の数学モデルの導出、ならびにその状態空間モデルへの変換ができる。
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| 3週 |
数値計算法の基礎(シミュレーター作成のための) |
状態空間モデルからデジタル・シミュレータが構成できる。
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| 4週 |
決定論的事象について[事例研究1から6まで]
事例研究1. 熱帯魚の水槽の温度制御問題 |
手法、シミュレーションを用いた問題解決のステップが理解できる。
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| 5週 |
事例研究2. ホールインワンを狙え！ |
物理系のモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 6週 |
事例研究3. 月蝕を予測せよ！ |
物理系のモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 7週 |
事例研究4. 「振動絶縁の原理」を見出せ！ |
物理系のモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 8週 |
事例研究5. 「生態系の法則」を引き出せ！ |
生態系のモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験 |
8週までの内容を理解っしていること。
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| 10週 |
事例研究6. 地球の年齢を予測せよ！ |
地球科学系のモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 11週 |
事例研究7. DDT拡散で生態系はどうなるか？ |
システム・ダイナミックスのアプローチに基づくモデリングならびにそのシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 12週 |
確率論の基礎 |
公理的確率論の基礎概念が理解できる。
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| 13週 |
事例研究8. カジノでの必勝法を探せ！ |
非決定論的現象のシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 14週 |
事例研究9. 君はSHOPを経営できるのか？ |
非決定論的現象のシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 15週 |
事例研究10. 待ち行列をなくせ！ |
非決定論的現象のシミュレータを用いて問題解決が図れる。
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| 16週 |
総括 |
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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 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 専門的能力 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 20 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |