計算機科学特論

科目基礎情報

学校 沖縄工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 計算機科学特論
科目番号 6311 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 情報工学コース 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教員自作プリント、および「複雑系入門〜知のフロンティアへの冒険(井庭&福原1998、NTT出版)」、 参考図書:「複雑系」「マルチエージェント・システム」「学習システム」「進化システム」等に関する学術書
担当教員 佐藤 尚

到達目標

・「複雑系」および周辺分野の応用について理解を深める。
・計算機を用いて、複雑系を科学的に理解するための手法について、具体的な事例を基に学ぶ。

ルーブリック

理想的な到達レベル(優)標準的な到達レベル(良)最低限必要な到達レベル(可)
複雑系の概念について理解する(レポートで評価する)。ルールダイナミクス、分離不可能生、創発などの複雑系に関する基礎的概念を理解し、自身の理解したい対象・現象を例として、これらの基礎的概念を具体的に説明できる。ルールダイナミクス、分離不可能生、創発などの複雑系に関する基礎的概念を理解し、与えられた基礎的な問題を例として、これらの基礎的概念を具体的に説明できる。複雑系の概念についての基礎を理解できる。
マルチエージェントシステムについて理解する(レポートで評価する)。マルチエージェント・システムについての基礎的知識をもとに、マルチエージェント・システムを用いた学術研究の内容を理解した上で、その研究における問題点を指摘でき、更にその問題点の解決策を提案できる。マルチエージェント・システムについての基礎的知識をもとに、マルチエージェント・システムを用いた学術研究の内容を理解できる。マルチエージェント・システムについての基礎を理解できる。
ニューラルネットワークについて理解する(レポートで評価する)。ニューラルネットワークについての基礎的知識をもとに、ニューラルネットワークを用いた学術研究の内容を理解した上で、その研究における問題点を指摘でき、更にその問題点の解決策を提案できる。ニューラルネットワークについての基礎的知識をもとに、ニューラルネットワークを用いた学術研究の内容を理解できる。ニューラルネットワークの基礎を理解できる。
強化学習について理解する(レポートで評価する)。強化学習についての基礎的知識をもとに、強化学習を用いた学術研究の内容を理解した上で、その研究における問題点を指摘でき、更にその問題点の解決策を提案できる。強化学習についての基礎的知識をもとに、強化学習を用いた学術研究の内容を理解できる。強化学習の基礎を理解できる。
遺伝的アルゴリズムについて理解する(レポートで評価する)。遺伝的アルゴリズムについての基礎的知識をもとに、遺伝的アルゴリズムを用いた学術研究の内容を理解した上で、その研究における問題点を指摘でき、更にその問題点の解決策を提案できる。遺伝的アルゴリズムについての基礎的知識をもとに、遺伝的アルゴリズムを用いた学術研究の内容を理解できる。遺伝的アルゴリズムの基礎を理解できる。
複雑系科学について理解する複雑系科学の基礎的知識・技術について理解し、構成論的手法を用いて、自身の理解したい対象・現象の構成要素について考察した結果に基づき、モデル化、実装・実験方法、解析手法、そして得られるであろう結果について議論できる。複雑系科学の基礎的知識・技術について理解し、構成論的手法を用いて、自身の理解したい対象・現象の構成要素について考察した結果に基づき、それらをモデル化できる。複雑系科学の基礎的知識・技術について理解できる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
生命、認知、言語、社会など、自律的に発展/進化するシステムである「複雑系」の概念、およびその研究手法として有効な構成論的アプローチや関連知識・技術ついて解説する。また、複雑系および周辺分野の応用に関する学術論文のサーベイ、および発表・議論を通して、複雑系を科学的に理解するための手法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
前期評価:レポート100%により評価し、60%以上を合格とする。
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 <複雑系科学>
複雑系に関する概念・知識について学ぶ。
・地球上の生物の多様性について理解している。
・生物の共通性と進化の関係について理解している。
・生物に共通する性質について理解している。
2週 <構成論的アプローチ>
理解したい対象の元となるシステムを作り・動かしてその対象の理解を試みる構成論的アプローチについて学ぶ。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
3週 <マルチエージェント・システム>
複数のエージェントによる相互作用系について学ぶ。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
4週 <学習システム1>
ニューラルネットワークについて学ぶ。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
5週 <学習システム2>
強化学習について学ぶ。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
6週 <進化システム>
遺伝的アルゴリズムについて学ぶ。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
7週 <事例研究1>
複雑系および周辺分野に関する学術論文の内容について議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
8週 <事例研究2>
複雑系および周辺分野に関する学術論文の内容について議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
2ndQ
9週 <事例研究3>
複雑系および周辺分野に関する学術論文の内容について議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
10週 <事例研究4>
複雑系および周辺分野に関する学術論文の内容について議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
11週 <事例研究5>
複雑系および周辺分野に関する学術論文の内容について議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
12週 <複雑系テーマ研究1>
複雑系に関する学術的テーマについて議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
13週 <複雑系テーマ研究2>
複雑系に関する学術的テーマについて議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
14週 <複雑系テーマ研究3>
複雑系に関する学術的テーマについて議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
15週 <複雑系テーマ研究4>
複雑系に関する学術的テーマについて議論する。
・基礎的原理や現象を理解するための実験手法、実験手順、実験データ処理法等について理解する。
・実験テーマの内容を理解し、実験・測定結果の妥当性評価や考察等について論理的な説明ができる。
・主要な計算モデルを説明できる。
・チームワークの必要性・ルール・マナーを理解し、自分の感情の抑制、コントロールをし、他者の意見を尊重し、適切なコミュニケーションを持つとともに、当事者意識を持ち協調して共同作業・研究をすすめることができる。
・組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。
・先にたって行動の模範を示すことができる。口頭などで説明し、他者に対し適切な協調行動を促し、共同作業・研究をすすめことができる。
・目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。
・身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。
・集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。
16週

評価割合

試験発表レポート態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合00100000100
基礎的理解002000020
応用力(実践・専門・融合)008000080
0000000