到達目標
1. プログラミングを通して各種データ処理方法の原理を理解する
2. 簡単なデータ処理計算をプログラミングできる
3. 簡単な数値解析をプログラミングできる
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 | 各種データ解析方法の原理をプログラムに実装することができる。 | 各種データ解析方法の原理を説明できる。 | 各種データ解析方法の原理を説明できない。 |
| 評価項目2 | 自分でデータ解析用のプログラムを作成・実行できる。 | 他のプログラムを参考に、データ解析用のプログラムを作成・実行できる。 | 他のプログラムを参考にしても、データ解析用のプログラムを作成・実行できない。 |
| 評価項目3 | 自分で作成したプログラムを使ってデータ解析を行うことできる。 | 数値計算ソフトを使ってデータ解析を行うことができる。 | 数値計算ソフトを使ってデータ解析を行うことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
研究を進めると様々な測定を行うことになり、多種多様な膨大なデータを取得することになる。そこから意味のある情報を引き出すには、適切なデータ解析が必要である。最近は測定装置がデータ処理やデータ解析までやってくれることが多いが、その原理や意味を理解していないと結果の検証や解釈に支障をきたすことがある。「基礎プログラミング」では実際に各種解析のプログラミングを行うことでその原理を理解するとともに、簡単なプログラミング技術を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
実際にパソコンを使った演習形式で進める。
注意点:
原理の理解・プログラミング技術の習得には、実際に自分でプログラミングして実行してみることが必要不可欠である。小テスト・課題の提出にはmanabaを使うので、あらかじめアクセス環境を確保しておくこと。
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 |
プログラミングによる効率化とExcelを使ったモル計算 |
プログラミングの目的と利点について説明できる。Excelを使って、効率的な分子量計算、試薬重量計算ができる。
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| 2週 |
さまざまなデータ可視化・グラフ描画法 |
データを種類に応じたグラフで可視化できる。
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| 3週 |
スペクトル解析(1) |
スペクトルデータの積算、ピーク面積の計算ができる。
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| 4週 |
スペクトル解析(2) |
線形最小二乗法を用いて検量線を引くことができる。
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| 5週 |
スペクトル解析(3) |
非線形最小二乗法による関数のフィッティングの原理を理解し、計算できる。
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| 6週 |
スペクトル解析(4) |
非線形最小二乗法によりスペクトルデータのバックグラウンド解析、ピーク分離ができる。
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| 7週 |
中間試験 |
これまでの学習内容に関する試験問題を解くことができる。
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| 8週 |
FFT解析(1) |
フーリエ変換の原理を理解しFFT解析を行うことができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
FFT解析(2) |
FFT を用いて信号の周波数解析ができる。
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| 10週 |
寿命解析 |
減衰曲線から寿命を解析できる。
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| 11週 |
画像解析と統計処理(1) |
顕微鏡画像に対して画像処理・長さ解析・粒子解析ができる。
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| 12週 |
画像解析と統計処理(2) |
画像解析結果のヒストグラム化・統計解析のプログラミングができる。
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| 13週 |
化学工学計算(1) |
ニュートン法による微分方程式のプログラミングができる。
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| 14週 |
化学工学計算(2) |
エネルギー収支・物質収支などの計算ができる。
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| 15週 |
シミュレーション |
モンテカルロ法による簡単なシミュレーションのプログラミングができる。
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| 16週 |
答案返却 |
期末試験で不正解だった箇所を解き直し、正解を得ることができる。
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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 | 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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 50 |
| 専門的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |