データサイエンス演習

科目基礎情報

学校 明石工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 データサイエンス演習
科目番号 6119 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 退屈なことはPythonにやらせよう ――ノンプログラマーにもできる自動化処理プログラミング, Al Sweigart 著、相川 愛三 訳, オライリー・ジャパン
担当教員 土田 隼之,野村 隼人

到達目標

IoT、機械学習、人工知能など情報技術の概要と適用事例を説明できる。
計算機やネットワークの概要を説明できる。
情報セキュリティの概要、サイバー攻撃と防御の事例を説明できる。
ビッグデータ、IoTが出すデータ活用、分析を、データ処理言語(Python)を用いて実行できる。

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1IoT、機械学習、人工知能など情報技術の概要と適用事例について十分説明できるIoT、機械学習、人工知能など情報技術の概要と適用事例について説明できるIoT、機械学習、人工知能など情報技術の概要と適用事例について説明できない
評価項目2計算機やネットワークの概要について十分説明できる計算機やネットワークの概要について説明できる計算機やネットワークの概要について説明できない
評価項目3情報セキュリティの概要、サイバー攻撃と防御の事例について十分説明できる情報セキュリティの概要、サイバー攻撃と防御の事例について説明できる情報セキュリティの概要、サイバー攻撃と防御の事例について説明できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
情報と情報技術を適切かつ効果的に活用するための知識及び技能を身に付け、実際に活用する力を養うとともに、情報社会に主体的に参画する態度を養うことを目的とする。「数理/データサイエンス/AI」に関する知識の習得を経て、「IoT」「ビッグデータ」「AI」等の実データを活用、分析、評価ができる人材となるための初期導入教育としての位置づけで本科目を開講する。実データ、実課題を用いた演習など、社会での実例を題材に数理・データサイエンス・AIを活用することを通じ、現実の課題と適切な活用法を学ぶ。本講義は、企業にてミドルウェア(データベース)の研究開発に従事した経験を持つ教員が担当する。
[分担]1週~4週、6週~8週を土田、5週を榎本、9週~16週を野村が担当する。
授業の進め方・方法:
pythonプログラムを用いた実例を用いてプログラミング、データ解析、分析の実習を行う。毎回の授業の中で理解確認のための小試験を行う。小試験および提出物を確認テストの位置づけで評価を行う。
注意点:
評価の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 プログラミング入門(1) pythonの文法学習
2週 プログラミング入門(2) pythonの文法学習
3週 プログラミング入門(3) pythonの文法学習
4週 深層学習 サンプルコードの利用を通じて深層学習の実現について学ぶ
5週 システム制御におけるデータサイエンス パーセプトロン,ニューラルネットワークから学習制御までの発展の流れをシステム制御の立場から紹介し,具体的なシステム制御への応用課題に取り組む
6週 データ可視化 Webサーバーを用いたデータ可視化のデモが行える。
7週 統計解析(1) 簡単な回帰分析のデモが行える。
8週 統計解析(2)・レポート相互評価 簡単なクラスタリング(k-means)のデモが行える
4thQ
9週 計算機構成とプログラミング 計算機の構成と性能を、Pythonを用いたシステム情報取得と簡易ベンチマーク作成から確認する
10週 並列処理 Pythonで並列処理を記述、実行し、プログラムを高速化する方法を学ぶ
11週 ファイル処理自動化 Pythonでファイル処理の自動化を行い、単純作業の効率化について学ぶ
12週 Web情報取得自動化 PythonでWeb情報を自動で取得する手法、Webスクレイピングについて学ぶ
13週 ネットワーク処理(1) Webに関する処理をプログラムで自動化する方法を学ぶ
14週 ネットワーク処理(2) インターネット通信に関する処理をPythonを通じて詳細に知る
15週 セキュリティ、学習のまとめ 脆弱なWebサイトをPythonで再現し、その動作の確認を通じてセキュリティの必要性を学ぶ
ここまでの演習項目をおさらいし、それぞれの項目同士の関連性、組み合わせることでどのようなシステムを構築できるかを学ぶ
16週 期末試験 実施しない

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

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合00001000100
基礎的能力000040040
専門的能力000040040
分野横断的能力000020020