数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象...

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− 1 − 2020 年度 通年 V学科①(普通)クラス[選択],N学部①(普通)クラス[選択] 水1 数学 (微分積分学) (Mathematics) 科目責任者 酒井 祐貴子 単 位 数 4単位 酒井 祐貴子 授業の目的 世の中には様々な現象が存在するが、その1つ1つの現象の変化を捉える上で必要不可欠なものが微分積分学である。 この講義では微分積分学についての基本的な知識を習得した上で計算力や応用力を身に着けることを目指す。また、講 義や演習を通して、論理的思考力や数学的なものの考え方に触れ、自分の力で数学的な概念を理解することの楽しさを 味わってほしい。 高等学校で学んだ数学の知識を土台に、微分積分学の基礎を解説する。前期の前半は高校の数Ⅲの範囲の内容の微分に ついて学び、前期後半から後期にかけての講義では高等学校では取り上げられなかった微積分のトピックや2変数関数 の偏微分、全微分、極値の問題などを扱う。 講義を中心に適宜問題演習を取り入れながら授業を進める。ほぼ毎回、授業の初めに理解度確認のための小テストを行う。 (予習・復習) 予習:次週扱う内容に関し、あらかじめ教科書の該当部分に目を通しておくことが望ましい。 復習:授業ノートと教科書の該当部分を比較して理解を深める。授業で扱った問題や小テストの復習だけでなく、教科 書や関連図書の演習問題を解くなど、自発的に十分な学習を行うこと。 【授業時間外に必要な学習の時間:総時間数:120 時間】 担当者 項目 授業内容 1 宮﨑 1変数の関数 関数の基本事項を復習し,逆関数(特に逆三角関数)について学ぶ. 2 関数の極限 関数の極限とその性質について学ぶ. 3 関数の連続性 関数の極限における不定形の扱い方および関数の連続性について学ぶ. 4 1 変数関数の微分法 導関数の定義を与え,和・差・積・商および逆関数の導関数について学ぶ. 5 三角関数・逆三角関数の導関数 三角関数の極限の計算法を理解し、三角関数および逆三角関数の導関数につ いて学ぶ. 6 指数関数・対数関数の導関数 ネピア数を定義し、それを用いて指数関数・対数関数の導関数について学ぶ. 7 合成関数・パラメーター表示関数の導関 合成関数およびパラメータ表示された関数を理解し、それらの導関数につい て学ぶ. 8 高階導関数 これまでに学んだ導関数の知識とライプニッツの公式を用いて、色々な関数 の高階導関数を計算する. 9 連続関数・微分可能な関数の性質 連続関数に関する最大値・最小値の存在定理,ロルの定理,平均値の定理,コー シーの平均値定理について学ぶ. 10 ロピタルの定理 極限の計算において強力な手法であるロピタルの定理について学ぶ. 11 関数の増減とグラフ 1 階導関数と関数の増減の関係について学び,それを用いて関数のグラフの 概形を描いたり,最大値・最小値を求める. 12 関数の凹凸とグラフ 2 階導関数と関数の凹凸の関係について学び,それを用いて関数のグラフの 概形を描く. 13 テーラーの定理・マクローリンの定理 テーラーの定理およびマクローリンの定理について理解し,様々な関数の テーラー級数やマクローリン級数を求める. 14 テーラー展開・マクローリン展開 テーラー展開およびマクローリン展開について学び,それらの応用例を学ぶ. 15 まとめ 1 変数関数の微分についてのまとめを行う. 16 不定積分 不定積分の定義と初等的な関数の不定積分の計算法について学ぶ. 17 不定積分の置換積分・部分積分 置換積分法および部分積分法について理解し,計算練習を行う. 18 有理関数の不定積分 有理関数の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う. 19 無理関数の不定積分 無理関数の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う. 20 三角関数の有理式の不定積分 三角関数の公式(2 倍角,3 倍角,積→和)を確認してから,三角関数の有 理式の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う. 21 定積分 定積分の定義と性質および微分積分学の基本定理について学ぶ. 22 定積分と図形の面積 定積分を利用して,様々な図形の面積を求める方法を学ぶ. 23 定積分と曲線の長さ・立体の体積 定積分を用いて曲線の長さや立体の体積を求める方法を学ぶ. 24 広義積分 広義積分について理解し,その計算方法を学ぶ. 25 2 変数の関数 2 変数関数の極限,極座標,2 変数関数の連続性について学ぶ. 26 2 変数関数の微分 偏導関数の定義,全微分可能性,接平面の方程式について学ぶ. 27 2 変数関数の合成関数の微分 2 変数関数による合成関数を理解し,その導関数について学ぶ. 28 高階偏導関数とテーラーの定理 2 変数関数の高階偏導関数および 2 変数関数のテイラーの定理について学ぶ. 29 2 変数関数の極値 簡単な 2 変数関数について,極値を求める方法を学ぶ. 30 まとめ 1 変数関数の積分法および 2 変数関数の微分法に関するまとめを行う. 1.1 変数関数の微分積分学の理論を深く理解し、様々な問題に応用できるようになる。 2.偏微分の基本事項を理解し、合成関数の偏微分や極値の問題への簡単な応用ができるようになる。 3.読み手を意識して、問題の解答を書くことができるようになる。 成績評価の 方法と基準 試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内 前期、後期1回ずつ行う定期試験の結果(90%)、小テストなど(10%)で成績評価を行う。 メッセージ (その他注意等) 授業内でも演習の時間は設けますが、それだけで全てを理解するのは不可能です。講義を聞くだけでなく自ら問題を解 くことで、より一層の理解を深めてください。わからない箇所に遭遇したら、どこまでわかってどこからわからないの かを自分で考えてみましょう。それでも疑問が生じた場合は積極的に質問してください。時には学生同士で教えあった りしながら疑問は早めに解消しましょう。そうすれば問題を考える楽しさや解けたときの喜びが味わるはずです。 教科書・参考書 書 名 著 者 名 (円) 教科書 微分積分学 加藤末広,勝野恵子, 谷口哲也 コロナ社 ¥2,600 [L101-GI01]

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Page 1: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 通年 授 業 対 象 V学科①(普通)クラス[選択],N学部①(普通)クラス[選択] 水1

科 目 名 数学(微分積分学)(Mathematics)

科 目 責 任 者 酒井 祐貴子 単 位 数 4単位担 当 者 酒井 祐貴子

授 業 の 目 的世の中には様々な現象が存在するが、その1つ1つの現象の変化を捉える上で必要不可欠なものが微分積分学である。この講義では微分積分学についての基本的な知識を習得した上で計算力や応用力を身に着けることを目指す。また、講義や演習を通して、論理的思考力や数学的なものの考え方に触れ、自分の力で数学的な概念を理解することの楽しさを味わってほしい。

教 育 内 容高等学校で学んだ数学の知識を土台に、微分積分学の基礎を解説する。前期の前半は高校の数Ⅲの範囲の内容の微分について学び、前期後半から後期にかけての講義では高等学校では取り上げられなかった微積分のトピックや2変数関数の偏微分、全微分、極値の問題などを扱う。

教 育 方 法 講義を中心に適宜問題演習を取り入れながら授業を進める。ほぼ毎回、授業の初めに理解度確認のための小テストを行う。

準 備 学 習(予習・復習)

予習:次週扱う内容に関し、あらかじめ教科書の該当部分に目を通しておくことが望ましい。復習:授業ノートと教科書の該当部分を比較して理解を深める。授業で扱った問題や小テストの復習だけでなく、教科書や関連図書の演習問題を解くなど、自発的に十分な学習を行うこと。【授業時間外に必要な学習の時間:総時間数:120 時間】

回 担当者 項目 授業内容1 宮﨑 1変数の関数 関数の基本事項を復習し,逆関数(特に逆三角関数)について学ぶ.2 〃 関数の極限 関数の極限とその性質について学ぶ.3 〃 関数の連続性 関数の極限における不定形の扱い方および関数の連続性について学ぶ. 4 〃 1変数関数の微分法 導関数の定義を与え,和・差・積・商および逆関数の導関数について学ぶ.5 〃 三角関数・逆三角関数の導関数 三角関数の極限の計算法を理解し、三角関数および逆三角関数の導関数につ

いて学ぶ.6 〃 指数関数・対数関数の導関数 ネピア数を定義し、それを用いて指数関数・対数関数の導関数について学ぶ.7 〃 合成関数・パラメーター表示関数の導関

数合成関数およびパラメータ表示された関数を理解し、それらの導関数について学ぶ.

8 〃 高階導関数 これまでに学んだ導関数の知識とライプニッツの公式を用いて、色々な関数の高階導関数を計算する.

9 〃 連続関数・微分可能な関数の性質  連続関数に関する最大値・最小値の存在定理,ロルの定理,平均値の定理,コーシーの平均値定理について学ぶ.

10 〃 ロピタルの定理 極限の計算において強力な手法であるロピタルの定理について学ぶ.11 〃 関数の増減とグラフ  1 階導関数と関数の増減の関係について学び,それを用いて関数のグラフの

概形を描いたり,最大値・最小値を求める.12 〃 関数の凹凸とグラフ 2階導関数と関数の凹凸の関係について学び,それを用いて関数のグラフの

概形を描く.13 〃 テーラーの定理・マクローリンの定理 テーラーの定理およびマクローリンの定理について理解し,様々な関数の

テーラー級数やマクローリン級数を求める.14 〃 テーラー展開・マクローリン展開 テーラー展開およびマクローリン展開について学び,それらの応用例を学ぶ.15 〃 まとめ 1変数関数の微分についてのまとめを行う.16 〃 不定積分 不定積分の定義と初等的な関数の不定積分の計算法について学ぶ.17 〃 不定積分の置換積分・部分積分 置換積分法および部分積分法について理解し,計算練習を行う.18 〃 有理関数の不定積分 有理関数の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う.19 〃 無理関数の不定積分 無理関数の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う.20 〃 三角関数の有理式の不定積分 三角関数の公式(2倍角,3倍角,積→和)を確認してから,三角関数の有

理式の不定積分の計算法を理解し,計算練習を行う.21 〃 定積分 定積分の定義と性質および微分積分学の基本定理について学ぶ.22 〃 定積分と図形の面積 定積分を利用して,様々な図形の面積を求める方法を学ぶ.23 〃 定積分と曲線の長さ・立体の体積 定積分を用いて曲線の長さや立体の体積を求める方法を学ぶ.24 〃 広義積分 広義積分について理解し,その計算方法を学ぶ.25 〃 2変数の関数  2 変数関数の極限,極座標,2変数関数の連続性について学ぶ.26 〃 2変数関数の微分 偏導関数の定義,全微分可能性,接平面の方程式について学ぶ.27 〃 2変数関数の合成関数の微分 2変数関数による合成関数を理解し,その導関数について学ぶ.28 〃 高階偏導関数とテーラーの定理 2変数関数の高階偏導関数および2変数関数のテイラーの定理について学ぶ.29 〃 2変数関数の極値 簡単な 2変数関数について,極値を求める方法を学ぶ.30 〃 まとめ 1変数関数の積分法および 2変数関数の微分法に関するまとめを行う.

到 達 目 標1.1 変数関数の微分積分学の理論を深く理解し、様々な問題に応用できるようになる。2.偏微分の基本事項を理解し、合成関数の偏微分や極値の問題への簡単な応用ができるようになる。3.読み手を意識して、問題の解答を書くことができるようになる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内前期、後期 1回ずつ行う定期試験の結果(90%)、小テストなど(10%)で成績評価を行う。

学 生 へ のメ ッ セ ー ジ

(その他注意等)

授業内でも演習の時間は設けますが、それだけで全てを理解するのは不可能です。講義を聞くだけでなく自ら問題を解くことで、より一層の理解を深めてください。わからない箇所に遭遇したら、どこまでわかってどこからわからないのかを自分で考えてみましょう。それでも疑問が生じた場合は積極的に質問してください。時には学生同士で教えあったりしながら疑問は早めに解消しましょう。そうすれば問題を考える楽しさや解けたときの喜びが味わるはずです。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 微分積分学 加藤末広,勝野恵子,谷口哲也

コロナ社 ¥2,600

[L101-GI01]

Page 2: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 通年 授 業 対 象 V学科②(基礎)クラス[選択],N学部②(基礎)クラス[選択]水2

科 目 名 数学(Mathematics)

科 目 責 任 者 宮﨑 直 単 位 数 4単位担 当 者 宮﨑 直

授 業 の 目 的世の中には様々な現象が存在しているが、その 1 つ 1 つの現象の変化の様子を捉える上で必要不可欠なのが微分積分学である。この講義では高校の数Ⅰ、数Ⅱ、数 A、数 B で学んだ内容の中で特に微分積分学と関連が深い項目を復習しながら、数Ⅲの内容を含めた 1 変数関数の微分積分学の基本事項を理解することを目指す。さらに、講義や問題演習を通して、自力で問題を解ける楽しさ、理論を理解することの楽しさを味わってほしい。

教 育 内 容前期の前半は主に色々な関数とそのグラフについて扱う。微分法については高校の数Ⅲの内容のほかに発展的内容としてロピタルの定理、テイラーの定理、マクローリン展開についても紹介する。積分法については不定積分、定積分の基本的な性質を学び、曲線で囲まれた面積や回転体の体積の計算法を学ぶ。

教 育 方 法 講義を中心に、適宜問題演習を取り入れながら授業を進める。また、知識の定着と応用力養成のために、ほぼ毎回の授業で演習を実施する。演習の答案は添削して返却する。

準 備 学 習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習の時間:1 コマあたり 4 時間(総時間数:120 時間)】予習:教科書の該当箇所にあらかじめ目を通しておくことが望ましい。復習:授業ノートと教科書の該当箇所を比較して理解を深める。演習で間違えた問題は必ず解き直し、次週までに理解しておくこと。また、教科書や関連図書の演習問題に取り組むなど、自発的に十分な学習を行うこと。

回 担当者 項目 授業内容1 宮﨑 数と式 ガイダンス。数と式に関する基本事項、因数定理についての復習。2 〃 関数とグラフ(1) 関数とグラフ、グラフの平行移動と対称移動、及び関数の最大値・最小値に

関する基本事項の確認。3 〃 関数とグラフ(2) 偶関数・奇関数、分数関数、無理関数の定義とそのグラフの理解。4 〃 関数とグラフ(3) 二次曲線(放物線、楕円、双曲線)の紹介、指数、累乗根の性質の確認。5 〃 関数とグラフ(4) 指数関数に関する基本事項の復習、及び問題演習。逆関数、単調関数の定義。6 〃 関数とグラフ(5) 対数関数とそのグラフに関する基本事項の復習、及び問題演習。7 〃 合成関数と三角関数の定義 合成関数の定義、三角関数の定義の確認、及び三角関数の相互法則について

の問題演習。8 〃 三角関数のグラフと加法定理 三角関数のグラフ、加法定理についての復習。9 〃 関数の極限 1 変数関数の極限の定義、及び問題演習。

10 〃 連続関数 1 変数関数に対する連続性の解説、中間値の定理の紹介。11 〃 微分法(1) 微分係数と導関数の定義の確認、微分係数を用いた曲線の接線の方程式に関

する問題演習。12 〃 微分法(2) 積の微分公式と商の微分公式の理解、及び問題演習。13 〃 微分法(3) 合成関数の微分公式の理解、及び問題演習。14 〃 微分法(4) 逆関数の導関数、パラメータ表示による関数の導関数の理解、及び問題演習。15 〃 まとめ まとめと解説16 〃 微分法(5) ネピアの数 e の定義、指数関数と対数関数の微分の理解、及び問題演習。17 〃 微分法(6) 三角関数の導関数の理解、及び問題演習。18 〃 微分法(7) 逆三角関数、及び逆三角関数の導関数の導出の理解。19 〃 微分法(8) 対数微分法、高次導関数の理解、及び問題演習。20 〃 ロルの定理とその応用 ロルの定理、平均値の定理の解説。21 〃 不定形の極限とロピタルの定理 ロピタルの定理の紹介、ロピタルの定理を用いた不定形の極限に関する問題

演習。22 〃 曲線のグラフ 関数の増減と凸凹、少し複雑な関数のグラフ。23 〃 テイラーの定理、マクローリンの定理 テイラーの定理、マクローリンの定理について入門的な内容の紹介。24 〃 マクローリン展開、オイラーの公式 マクローリン展開とオイラーの公式の紹介。25 〃 不定積分の定義と不定積分における置換

積分不定積分の定義と基本公式の確認。不定積分における置換積分の理解と問題演習。

26 〃 不定積分における部分積分、定積分の定義 不定積分における部分積分の理解、及び問題演習。定積分の定義の確認。27 〃 定積分の計算(1) 定積分の基本的な計算と定積分における置換積分の理解、及び問題演習。28 〃 定積分の計算(2) 定積分における部分積分の理解、及び問題演習。29 〃 定積分の応用 定積分を用いた図形の面積や回転体の体積の計算法の理解、及び問題演習。30 〃 まとめ まとめと解説

到 達 目 標

(1)n 次関数、無理関数、分数関数、指数関数、対数関数、三角関数を理解でき、それらのグラフをイメージすることができる。

(2)色々な 1 変数関数に対して導関数を求めることができる。(3)少し複雑な関数のグラフの概形をかくことができる。(4)不定形の極限を求めることができる。(5)不定積分、定積分の基本的な計算ができ、簡単な図形の面積や回転体の体積を求めることができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験の結果(80%)に,授業態度・演習(20%)を加味して評価する.なお欠席は減点する。

学 生 へ のメ ッ セ ー ジ

(その他注意等)

授業内でも演習の時間は設けますが、それだけですべてを理解するのは不可能です。なるべく自分で手を動かし、分からない箇所に遭遇したら、どこまで分かってどこから分からないのかを自分で考えてみましょう。それでも疑問が生じたら、気軽に質問してください。数学は積み重ねの学問です。時には学生同士で教え合ったりしながら、疑問は早めに解決しましょう。そうすれば、問題を考える楽しさや解けたときの喜びが味わえるはずです。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 改訂 微積分学入門 下田 保博、伊藤 真吾 コロナ社 ¥2,300参考書 高校の数学の教科書

[L101-GI01]

Page 3: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス [ 選択 ] 金2

科 目 名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))(Mathematics)

科 目 責 任 者 加藤 末広 単 位 数 4単位担 当 者 加藤 末広

授 業 の 目 的微分積分学と線形代数学の両方を学ぶコース。このコースを履修することで多次元の空間に対する取り扱いの基本を学ぶことができる。微分積分だけでなくベクトル、行列についての理論も知りたいという方に向いたコースで、代数・解析・幾何の総合的な数学の知識、見方の獲得を目指す。

教 育 内 容前半は微分積分学、後半は線形代数学を解説する。前期は、高校の数学Ⅲ程度の内容に関する復習及び若干の準備をした後、2変数関数の微分積分(偏微分法、2重積分)について時間をかけて詳しく学習する。後期は、ベクトル・行列についての性質、行列式の理論、連立1次方程式や行列の固有値・対角化の理論をできるだけわかりやすく説明する。時間が許せば、2変数関数の微分積分学に対する固有値の理論の応用にも触れたい。

教 育 方 法 講義と演習を中心に授業を展開する。なお、前期は教科書を用いるが、後期は配布プリントにより授業を行う。

準 備 学 習(予習・復習)

課題図書 : 教科書、配布プリントを参考。予習 1時間: 教科書や配布されているプリントをざっと見て、どのようなことが書かれているか掴んでおく。復習 3時間: ノート等を参考に授業内容を整理し、教科書や配布物の問題を自力で解いてみる。分からなかった箇所は、自分で調べるなり、友人や教員に聞くなりして理解に努める。

回 担当者 項目 授業内容1 加藤末広 1変数関数の微分法の基礎 講義内容や授業の進め方,評価方法について説明する。その後,微分係数と

導関数,導関数の性質について復習し,導関数を求める計算練習を行う.2 〃 逆三角関数の定義と導関数 まず,逆関数について復習する。その後,高等学校では未習である逆三角関

数を紹介し,その導関数について学ぶ。3 〃 高階導関数 高階導関数の計算方法およびライプニッツの公式を解説する。その他,1変

数関数の微分に関する注意,計算練習を行う。4 〃 テイラー展開 1変数関数について,テイラーの定理およびマクローリンの定理を紹介し,

テーラー級数,マクローリン級数を求められるようにする.また,テーラー展開およびマクローリン展開を紹介し,それらの応用法について学ぶ。

5 〃  2変数関数の偏微分 2変数関数の定義とその具体例を紹介する。また 2変数関数の偏導関数について学ぶ。

6 〃 2変数関数の全微分可能性 2変数関数の全微分可能性と接平面について学ぶ。また,全微分可能性と連続性・偏微分可能性との関係について学ぶ。

7 〃 2階偏導関数・合成関数の偏微分 2階の偏導関数および合成関数の偏導関数の求め方について学び,計算練習を行う。

8 〃 2変数関数の極値 簡単な 2変数関数の極値の求め方について学ぶ。 9 〃 陰関数の定理 陰関数の定理とその応用について学ぶ。

10 〃 2変数関数の微分の復習 2変数関数の微分の復習および問題演習を行う。11 〃 1変数関数の不定積分・定積分および置

換積分1変数関数の不定積分、定積分について復習し,微分積分学の基本定理について学ぶ。また,比較的な簡単な置換積分の計算を行う。

12 〃 複雑な関数に対する置換積分法・部分積分法 

置換積分法・部分積分法の復習を行い,それらを用いて,有理関数・無理関数・三角関数の有理関数を積分する方法について学ぶ。

13 〃 2重積分の計算 2重積分の定義と累次積分について学ぶ。14 〃 2重積分の体積への応用 2重積分を用いて,立体の体積を求める方法を学ぶ。15 〃 まとめ 2変数関数の微積分に関するまとめを行う。16 〃 行列、行列の演算 行列の定義と行列の計算方法について学ぶ。17 〃 いろいろな行列  対角行列、三角行列、対称行列、交代行列、正則行列、逆行列、直交行列な

どの意味を理解し,それらの性質を学ぶ。18 〃 行列式の定義 置換を用いて行列式を定義し,定義に従って行列式を求める。19 〃 行列式の性質 行列式の基本性質を紹介し,それらを用いた行列式の計算法について学ぶ。20 〃 行列式の展開 行列式の展開の仕方を紹介し,それを用いて行列式を計算する方法を学ぶ。21 〃 逆行列の計算(その1) 余因子行列による逆行列の求め方を学ぶ。また逆行列を用いた連立方程式の

解法(クラメルの公式)について学ぶ。22 〃 連立 1次方程式 行列の基本変形を学び、さらに、連立 1次方程式を行列を用いて解く方法を

学ぶ。23 〃 基本行列、行列の階数、連立方程式の解

の自由度基本行列と基本変形の関係を学ぶ。また行列の階数の求め方を学び、連立方程式の解の自由度を求める。

24 〃 逆行列の計算(その2) 掃出し法による逆行列の求め方を学ぶ。25 〃 ベクトルの 1次独立、1次従属、基底 幾何ベクトルの復習と用語の確認を行い、グラムシュミットの直交化法につ

いて学ぶ。26 〃 固有値、固有ベクトル 行列の固有値と固有ベクトルの定義、性質、求め方を学ぶ。27 〃 行列の対角化 行列を対角化する方法について学ぶ。また対角化が可能であるための条件に

ついて学ぶ。28 〃 実対称行列の対角化 対角可能な行列の例として知られている実対称行列に焦点をあてて、実対称

行列の対角化について学ぶ。29 〃 2次形式 実対称行列の対角化を 2次形式に応用する。30 〃 まとめ 行列、行列式、行列の対角化についてのまとめを行う。

到 達 目 標 1. 微分積分、線形代数の理論について、基本的な事項を理解し、基本的な計算がある程度すらすらできるようになる。2. 数学的思考力の強化。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験で 80%。小テスト、レポート、平常点で合わせて 20%。

学 生 へ のメ ッ セ ー ジ

(その他注意等)

数学は覚えることはあまりありません。論理の展開に慣れれば、公式や定理などの意味がすっきり理解できるでしょう。勉強の際は、友達同士で聞いたり聞かれたりすることが1番大切です。“なぜそうなるか” をしつこく追求してください。【受講にあたっての注意】微分積分学を基礎から学び直したい、あるいは深く極めたいという方には「数学」の他のコースの受講をお薦めする。また、数Ⅲを履修していない学生は、前期の授業を理解するため準備学習に相当な時間を割く必要があることを予め心得てほしい。

[L101-GI01]

Page 4: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 微分積分学 加藤 末広、勝野 恵子、谷口 哲也

コロナ社 ¥2,860

参考書 定本 解析概論 高木貞治 岩波書店 ¥3,520参考書 入門線形代数 三宅敏恒 培風館 ¥1,650参考書 線形代数学 ( 新装版)(数学選書) 佐武一郎 裳華房 ¥3,740参考書 例題と演習で学ぶ線形代数 山崎丈明 培風館 ¥2,200

Page 5: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 通年 授 業 対 象 N学部[選択] 木4/ N学部(N+2N)[選択] 火1

科 目 名 統計学A(基礎統計)(Statistics A)

科 目 責 任 者 渡辺 一雄/宮﨑 直 単 位 数 4単位担 当 者 渡辺 一雄/宮﨑 直

授 業 の 目 的 統計学の手法は多種多様であるが、基本的な手法は数多くの分野で利用されている。この授業では、統計学を利用しようとする人なら誰もが知っていなければならないような基本的知識・方法を説明する。将来自分の仕事や現実の問題にこの統計的手法、思考を応用したいと心がけて、授業を聴講してもらいたい。

教 育 内 容 まず、データの整理の仕方や平均、標準偏差、相関係数、回帰直線などの記述統計学の内容と電卓の使い方を学ぶ。次に、二項分布や正規分布などの確率分布について学び、最終的に推定・検定といった推測統計学の手法を学ぶ。

教 育 方 法 講義形式で授業を行う。また、演習問題は頻繁に解いてもらい、基礎を固める。多くのデータを電卓を使うことによって整理するなど、理屈だけでなく手を動かしてもらい、学生全員が参加する授業を目指す。なお、電卓は初回の授業で指定されたものを購入し、必ず毎回もってくること。

準 備 学 習(予習・復習)

予習:教科書を読んで、概要を把握する ( 可能ならば、例題を予習し理解する )。それを 1 時間以上行うこと。復習:教科書の節末問題または与えられた演習問題を解く。授業後に内容をノートにまとめておくこと。それを3 時間以上行うこと。

回 担当者 項目 授業内容1 渡辺/岡本 授業ガイダンス、度数分布表 講義内容や授業の進め方が説明される。また、データの整理して度数分布表

やヒストグラムにまとめる方法を学ぶ。2 〃 平均、分散、標準偏差 データの特徴を表す値である平均、分散、標準偏差の定義と意味を学ぶ。さ

らに、それらの値を電卓で計算する方法を身につける。3 〃 2 変数データと散布図 2 変数データを散布図にまとめて分布を視覚的に把握する方法を学ぶ。また、

2 つの変数の関連性(相関)について、散布図を用いて考察する。4 〃 共分散と相関係数 共分散と相関係数について学び、それらが 2 つの変数の直線的な関係の強さ

を表すことを理解する。さらに、相関係数を電卓で求める方法を身につける。5 〃 回帰直線 2 つの変数の直線的な関係をもつとき、2 変数データの分布を表す直線 ( 回

帰直線 ) について考える。また、回帰直線を電卓で求める方法を身につける。6 〃 事象と確率 試行や事象などの確率論の基礎となる概念を学び、事象が起こる可能性の大

きさを表す量である確率の定義と基本的な性質を理解する。7 〃 条件付き確率 条件付き確率の定義と意味を学ぶ。また、事象が独立であるということの意

味を理解する。8 〃 ベイズの定理 原因の推測に用いられるベイズの定理について学ぶ。9 〃 離散型確率分布 離散型確率分布の基本事項(確率関数、期待値、分散、標準偏差など)を学ぶ。

10 〃 二項分布 代表的な離散型確率分布である二項分布について学ぶ。その確率の計算方法や期待値と分散を求める公式の使い方を身につける。

11 〃 ポアソン分布 まれな現象が一定時間内に起こる回数の確率分布であるポアソン分布について学ぶ。12 〃 連続型確率分布 連続型確率分布の基本事項(確率密度関数、期待値、分散、標準偏差など)を学ぶ。13 〃 正規分布 代表的な連続型確率分布である正規分布について学ぶ。標準正規分布表と確

率変数の標準化を用いて正規分布の確率を計算する方法を身につける。14 〃 二項分布の正規近似 正規分布による近似を用いて、二項分布の確率の近似値を計算する方法を身につける。15 〃 まとめ 前期の授業のまとめをする。16 〃 母集団と無作為標本 標本調査の基本的な考え方を学ぶ。母集団の特徴を表す母平均と母分散、基

本的な統計量である標本平均と不偏分散の定義と意味を理解する。17 〃 母平均の区間推定 ある確率で母平均を含む信頼区間を構成する方法を学ぶ。また、t 分布の定

義と性質を学び、t 分布表の使い方を身につける。18 〃 母分散の区間推定 ある確率で母分散を含む信頼区間を構成する方法を学ぶ。また、χ2分布の

定義と性質を学び、χ2分布表の使い方を身につける。19 〃 母比率の区間推定 ある確率で母比率を含む信頼区間を構成する方法を学ぶ。20 〃 検定の考え方 検定の考え方について学び、第1種の過誤と第2種の過誤の意味を理解する。21 〃 母平均の検定(両側検定) 母平均がある定数と等しいという帰無仮説の両側検定を学ぶ。22 〃 母平均の検定(片側検定) 母平均がある定数と等しいという帰無仮説の片側検定を学ぶ。23 〃 母分散の検定(両側検定) 母分散がある定数と等しいという帰無仮説の両側検定を学ぶ。24 〃 母分散の検定(片側検定) 母分散がある定数と等しいという帰無仮説の片側検定を学ぶ。25 〃 母比率の検定 母比率がある定数と等しいという帰無仮説の検定を学ぶ。26 〃 母平均の差の検定(母分散が既知の場合) 母分散が既知である 2 つの母集団に対し、それらの母平均が等しいという帰

無仮説の検定を学ぶ。27 〃 母平均の差の検定(母分散が等しい場合) 母分散が等しい 2 つの母集団に対し、それらの母平均が等しいという帰無仮

説の検定を学ぶ。28 〃 適合度の検定 いくつかのカテゴリーに分けられる母集団に対し、各カテゴリーの比率が理

論通りであるという帰無仮説の検定を学ぶ。29 〃 独立性の検定 2 つの属性が独立であるという帰無仮説の検定を学ぶ。30 〃 まとめ 後期の授業のまとめをする。

到 達 目 標1. データを整理し、平均・標準偏差・相関係数・回帰直線を電卓で計算できるようになる。2. 確率分布の概念を理解し、それを活用できるようになる。3. 標本調査の考え方を理解し、推定・検定を行うことができるようになる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験の得点 (70%) および平常点(レポート、問題演習、小テストなどが 30%)を総合して評価する。なお、欠席、遅刻は総合点から減点する。

学 生 へ のメ ッ セ ー ジ

(その他注意等)

「データはすべからくある確率変数の実現値である」ということをお忘れなく!高学年に進むと実験が多くなりますが、実験にはデータがつきものです。データを活かせるように統計学の基礎をここでしっかり学びましょう。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 はじめての統計学 道家 暎幸・伊藤 真吾・宮﨑 直・酒井 祐貴子

コロナ社

[L101-GI02]

Page 6: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 火5or 金3

科 目 名 数学の基礎(微分入門)(Basic Mathematics)

科 目 責 任 者 渡辺 一雄/古谷 倫貴 単 位 数 2単位担 当 者 渡辺 一雄/古谷 倫貴

授 業 の 目 的 極限,微分に関する基本的な計算技術の習得を目指す.微分の意味を理解し,複雑な関数のグラフを描けるようになることを目指す.

教 育 内 容 高等学校で学んだべき関数,指数関数,対数関数,三角関数などについて基本的な性質や計算方法を復習したうえで,導関数の計算法について学ぶ.また,その応用として複雑な関数のグラフの描き方について学ぶ.

教 育 方 法 講義形式および演習を行う.各項目について,要点を中心に具体例を多く扱うことでできるだけ分かりやすい解説を行う.また,講義で扱った内容の理解を深め,実際に用いることができるように,演習問題を豊富にとりあげる.

準 備 学 習(予習・復習)

課題図書:教科書を参考のこと.予習:1 時間。次回授業内容について,教科書の該当部分や配布プリントに目を通し,概要を把握しておく.復習:3 時間。授業で扱った問題の間違えた箇所を中心に復習を行う.また,課題や教科書の例題,章末問題に取り組む.

回 担当者 項目 授業内容1 渡辺/古谷 関数とグラフ(1) ガイダンスを行う.べき関数・分数関数の定義と性質を理解する.また,偶

関数・奇関数や平行移動といった,グラフの基本性質を学ぶ.2 〃 関数とグラフ(2)  無理関数の定義と性質を理解する.また,グラフの対称移動を学ぶ.3 〃 関数とグラフ(3) 三角関数の定義と性質を理解し,そのグラフを描けるようになる.4 〃 関数とグラフ(4) 指数関数と対数関数の定義と性質を理解し,そのグラフを描けるようになる.5 〃 関数の極限(1) 関数の極限,右極限と左極限の定義と性質を理解し,その計算ができるよう

になる.6 〃 関数の極限(2) 関数の極限の大小関係について理解する.また,三角・指数・対数関数に関

する極限の計算ができるようになる.7 〃 微分法(1) 関数の連続性と微分係数の定義と意味を理解する.基本的な関数の導関数を

求められるようになる.8 〃 微分法(2) 関数の和・差・積・商の微分と合成関数の微分の計算方法を理解し,実際に

導関数を求められるようになる.9 〃 微分法(3) 逆関数の微分法を理解する.また,対数微分法を理解し,計算ができるよう

になる.10 〃 微分法の応用(1) 平均値の定理を理解する.また,導関数の正負と関数の増減の関係を理解し,

関数の極値を求められるようになる.11 〃 微分法の応用(2) 2次導関数の正負と関数の凹凸の関係を理解し,関数の変曲点を求められる

ようになる.12 〃 微分法の応用(3) 微分法を用いて,関数の正確なグラフを描けるようになる.13 〃 微分法の応用(4) 前回の続きとして,より複雑な関数の正確なグラフを描けるようになる.14 〃 微分法の応用(5) テイラーの定理とマクローリンの定理を理解する.また,ロピタルの定理を

用いた極限の計算ができるようになる. 15 〃 まとめ 授業内容のまとめを行う.

到 達 目 標

1.べき関数,分数関数,無理関数,指数・対数・三角関数の性質やグラフの性質を理解し,使いこなすことができる.2.関数の極限の概念を理解し,計算を行うことができる.3.微分の概念を理解し,簡単な関数について,微分係数や導関数を求めることができる.4.導関数,2次導関数を用いて関数のグラフを描くことができる.5.数学に親しみ,問題に取り組むことができる.

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験の得点や平常点(小テスト・演習問題)などを総合して評価する ( 主に定期試験 ).なお欠席は減点する.担当者が二人のため , 成績評価方法の詳細は初回の講義の初めにそれぞれの担当者から説明をするので , 必ず出席すること .

学生へのメッセージ(その他注意等)

数学は講義を聞いて理解したと思っていても,実際に問題を解いてみると多くの落とし穴が見つかります.理解を確かなものにするために,必ず手を動かして演習問題を行って下さい.また,分からないところについては積極的に質問し,解決するようにして下さい.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 大学新入生のための微分積分入門 石村園子 共立出版 ¥2,000参考書 改訂 微積分学入門 下田保博,伊藤真吾 コロナ社 ¥2,300参考書 高校で用いた教科書

[L101-GI05]

Page 7: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 木1

科 目 名 発展数学A(多変数関数の微積分)(Advanced Mathematics A)

科 目 責 任 者 伊藤 真吾 単 位 数 2単位担 当 者 伊藤 真吾

授 業 の 目 的高度な内容の数学を受講したいと希望する学生に対して開講する科目です。多変数関数(主に 2 変数関数)の微分積分学の理解と偏微分・重積分等の計算能力を修得すること、また、講義を通して数理的なものの考え方を身につけることを目的とします。注意:高校の「数学Ⅲ」を学んでいることを前提として授業を展開します。

教 育 内 容y が x の関数であることを y=f(x) などと表し、これを1変数関数と呼びます。一方、z が x と y の関数であることをz=f(x,y) などと表し、これを2変数関数と呼びます。本講義での主な内容はこの2変数に関する微分積分です。最初に1 変数関数について、(高等学校の数学Ⅲで学習しない内容である)逆三角関数、ロピタルの定理、テーラーの定理、広義積分を扱った後、2変数関数の微分(偏微分という)、積分(重積分という)を取り扱います。

教 育 方 法 講義および演習により授業を展開します。演習問題は毎回提出してもらい、添削したものを次回の授業時に返却する。準 備 学 習

(予習・復習)予習:教科書の講義予定の部分に目を通して、概要を把握しておくこと(1 時間程度)。復習:授業内容を復習し、配布プリントおよび教科書の演習問題に取り組むこと(3 時間程度)。

回 担当者 項目 授業内容1 伊藤 1 変数関数の微分法 (1)

逆三角関数、ライプニッツの公式逆三角関数を定義し、その導関数・不定積分について学ぶ。高階導関数の計算に便利なライプニッツの公式を学ぶ。

2 〃 1 変数関数の微分法 (2)ロピタルの定理

ロルの定理、コーシーの平均値定理からロピタルの定理を導き、複雑な極限の計算方法について学ぶ。

3 〃 1 変数関数の微分法 (3)テーラーの定理

テーラーの定理、マクローリンの定理の使い方を学ぶ。

4 〃 1 変数関数の積分法 広義積分を理解し、その計算方法を学ぶ。5 〃 2変数関数の微分法 (1)

2変数関数の基礎事項2変数関数の定義、グラフ、連続性およびその極限、偏導関数の計算法について学ぶ。

6 〃 2変数関数の微分法 (2)全微分

2 変数関数の全微分可能性、2 変数関数のグラフの接平面、接平面と全微分可能性の関係について学ぶ。

7 〃 2変数関数の微分法 (3)合成関数の偏微分

合成関数の偏微分公式を理解し、その使い方について学ぶ。

8 〃 2変数関数の微分法 (4)高階偏導関数

高階偏導関数、特に2階偏導関数についての基本を学びその応用を学ぶ。

9 〃 2変数関数の微分法 (5)極大・極小

2変数関数の極大、極小の調べ方について学ぶ。

10 〃 2変数関数の微分法 (6)陰関数定理

陰関数の定理の原理を理解し、曲線の接線や陰関数の極値問題の解き方を学ぶ。

11 〃 2変数関数の微分法 (7)ラグランジュの未定乗数法

条件つき極値問題をラグランジュの未定乗数法を用いて解く方法を学ぶ。

12 〃 2変数関数の積分法 (1)2重積分の定義と意味

重積分の定義と幾何学的な意味、累次積分について学ぶ。

13 〃 2変数関数の積分法 (2)2重積分の計算

重積分を累次積分を用いて計算する方法を学ぶ。

14 〃 2変数関数の積分法 (3)重積分の変数変換

重積分を変数変換により計算する方法(特に極座標変換による変換)について学ぶ。

15 〃 まとめ

到 達 目 標

1.偏微分の基本事項を理解し、偏導関数を求めることができる。2.2変数関数の極大・極小を調べることができる。3.陰関数を微分することができる。4.条件付極値問題を解くことができる。5.重積分の基本事項を理解し、その値を計算することができる。6.2重積分を利用して立体の体積を求めることができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験(80% 程度)、レポートおよび演習問題(20% 程度)を総合して評価する。なお、欠席は減点する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

分からないことは、遠慮なく質問してください。また、学生同士お互いに聞きあったり、教えたりすることも大切です。内容量が多いので、不明な点はできるだけ早く理解することが重要です。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 微分積分学 加藤 末広、勝野 恵子、谷口 哲也

コロナ社 ¥2,860

参考書 キーポイント多変数の微分積分 小形正男 岩波書店 ¥2,640

[L101-GI06]

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授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 木1

科 目 名 発展数学B(ベクトル解析)(Advanced Mathematics B)

科 目 責 任 者 伊藤 真吾 単 位 数 2単位担 当 者 伊藤 真吾

授 業 の 目 的 高度な内容の数学を受講したいと希望する学生に対して開講する科目。本講義では、ベクトル解析の基本的な概念を理解し、それらの計算ができるようになることを目的とする。

教 育 内 容 ベクトル解析は、3 次元の空間での微分積分学の理論で、曲線や曲面、立体図形の微積分を扱います。前半は、曲線、曲面、スカラー場、ベクトル場等の基本事項を解説し、後半は線積分、面積分、積分定理等の応用を解説する。

教 育 方 法 講義形式と演習を交互に繰り返しながら進める。演習問題は毎回提出してもらい、添削したものを次回授業時に返却する。準 備 学 習

(予習・復習)予習:次回内容に関する教科書の該当部分を一通り読んでおくこと(1 時間程度)。復習:教科書およびプリントの演習問題に取り組むこと(3 時間程度)。

回 担当者 項目 授業内容1 伊藤 ベクトルの内積 ベクトルについての復習(成分表示、大きさ、内積など)をする。2 〃 ベクトルの外積 行列式の理論の初歩、ベクトルの外積について学ぶ。3 〃 ベクトル関数の微分 ベクトル値をとる関数(ベクトル関数)の微分を定義し、その計算方法を学ぶ。4 〃 ベクトル関数の積分 ベクトル値をとる関数(ベクトル関数)の積分を定義し、その計算方法を学ぶ。5 〃 スカラー場の勾配 スカラー場の勾配を定義し、その幾何学的意味を学ぶ。6 〃 ベクトル場の発散 ベクトル場の発散を定義し、その幾何学的意味を学ぶ。7 〃 ベクトル場の回転 ベクトル場の回転を定義し、その幾何学的意味を学ぶ。8 〃 空間曲線(1) 空間曲線のベクトル方程式を定義し、弧長、接線ベクトル、法線ベクトル、

弧長によるパラメータ付けについて学ぶ。9 〃 空間曲線(2) フレネ・セレの公式について学ぶ。

10 〃 空間曲面 空間曲面のベクトル方程式を定義し、曲面積の求め方を学ぶ。11 〃 線積分 スカラー場およびベクトル場の線積分の定義とその計算方法について学ぶ。12 〃 面積分 スカラー場およびベクトル場の面積分の定義とその計算方法について学ぶ。13 〃 ストークス、ガウス、グリーンの定理 (1) ストークスの定理、ガウスの定理、グリーンの定理とそれらの意義について

学ぶ。14 〃 ストークス、ガウス、グリーンの定理 (2) ストークスの定理、ガウスの定理、グリーンの定理に関する演習を行う。15 〃 まとめ

到 達 目 標 1.曲線、曲面、スカラー場、ベクトル場を正しく理解し、それらの具体的な計算ができる。2.線積分、面積分、各積分定理を正しく理解し、それらの具体的な計算ができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内定期試験(80% 程度)、レポートおよび演習問題(20% 程度)を総合的に評価する。なお欠席は減点する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

発展数学 A程度に相当する2変数関数の微積分学に関する知識が必須です。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 ベクトル解析 矢野健太郎、石原繁 裳華房 ¥1,540参考書 キーポイントベクトル解析 高木隆司 岩波書店 ¥2,530

[L101-GI07]

Page 9: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 木4or 木5or 金1or 金2

科 目 名 情報科学A(Information Science A)

科 目 責 任 者 福田 宏 単 位 数 2単位担 当 者 福田 宏

授 業 の 目 的コンピュータに慣れ親しむ。コンピュータとインターネットの仕組みを理解する。コンピュータとインターネットを使って,情報を整理・分析し,情報収集や発信ができるようになる。

教 育 内 容初心者向け。以下の事を学ぶ。コンピュータの仕組みと使い方。コンピュータで情報を整理・分析する方法。インターネットの仕組みと使い方。インターネットで情報を収集・発信する方法。

教 育 方 法講義および Windows パソコンによる演習。講義資料と演習の教材は教員の Web サイトに掲載する。演習課題は学習支援システム Moodle に提出してもらう。授業理解と演習のヒントとなる問の答をプリントに記入してもらいながら授業を進める。答は教員との質疑応答により授業中にフィードバックする。プリントは次々回授業開始時に返却される。

準 備 学 習(予習・復習)

課題図書:教員の Web サイトに掲載する講義資料。予習(毎回 1 時間):授業前に Web サイトに目を通して概要を把握し,問の答を考えておく。復習(毎回 3 時間):プリントを整理して次回授業時に提出する。授業中に終わらなかった課題を完成する。より深く学びたい学生は発展課題にも取り組むこと。

回 担当者 項目 授業内容1 福田 オリエンテーション 授業の紹介。2 〃 コンピュータの歴史とソフトウエア コンピュータとは何かをその歴史から学ぶ。コンピュータを動かすソフト

ウェアの役割と種類を学ぶ。基本ソフトウェア (OS) と応用ソフトウェア ( 通称アプリ )。

3 〃 論理回路とハードウェア コンピュータのハードウェアの仕組みを学ぶ。コンピュータが論理回路で動作する原理を学び,実習で使うコンピュータのハードウェア構成を確認する。

4 〃 ユーザインタフェース,文書作成 (1) Windows の操作方法(ユーザインタフェース)を確認し,本学学生は無料で利用することができる MS-Office の Word で文書を作成する。

5 〃 文書作成 (2) 文書作成の続き。文書構造と装飾の分離,番号(ページ番号や図・表の番号)の自動管理に留意して文書作成する。題材はここまでの授業内容,形式は理系論文 / レポート。

6 〃 数式処理 無料のオープンソースソフトウェア Maxima で数式処理(因数分解や微積分)をおこなう。数学の問題を解いてみる。

7 〃 数式の書き方 数式まじりの理系文書を作る。8 〃 実験・観測データの整理 本学学生は無料で利用することができる MS-Office の Excel(表計算ソフト)

で,数値計算したり,実験・観測データを整理したりする。9 〃 理系論文の表とグラフ 表計算ソフトで,理系論文で使われる標準的な形式の,表やグラフを作る。

10 〃 データ解析 表計算ソフトで,実験データを直線や曲線にフィッティングして統計処理(回帰分析)する方法を学ぶ。

11 〃 インターネットと公開鍵暗号 インターネットと WWW の歴史と仕組み,インターネットでデータを安全にやりとりするための基盤技術である公開鍵暗号の仕組みを学ぶ。ビデオ視聴する。

12 〃 インターネットの利用 インターネットの様々なサービスとマナーを知る。Web の全文検索と検索結果を順位付けするページランク,公式情報・学術情報の所在,電子メールの仕組みと教員との連絡におけるマナー。

13 〃 HTML Web ページは HTML で書かれている事を学ぶ。ハイパーリンクと画像の入った Web ページを作成して,個人情報と著作権に留意して公開する。

14 〃 最終課題 4 種類の最終課題から興味のあるものを選択して取り組む。理系形式の文書作成,実験データの図・表作成とフィッティング,Web ページ作成のほか,「無料の百科事典ウィキペディアを編集することでその特性を知る」を選ぶこともできる。

15 〃 解説 授業内容や課題についての質問を受け付ける。

到 達 目 標コンピュータとインターネットの仕組みを説明することができる。数式まじりの理系文書を作成できる。実験データの図と表を作り,回帰分析に基づくデータのフッティングができる。簡単な数式処理をおこなうことができる。閲覧ソフトを使って情報収集ができる。教員と学生メールを使って連絡をとることができる。簡単な Web ページを作成できる。SSL や電子署名のセキュリティ証明書の意味が理解できる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外ほぼ毎回提出してもらう課題 59%,最終課題 41% で成績評価する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

コンピュータとインターネットの仕組みを知り,コンピュータを正しく利活用してください。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08]

Page 10: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 月3or 月4or 木1or 木2

科 目 名 情報科学A(Information Science A)

科 目 責 任 者 髙橋 勇 単 位 数 2単位担 当 者 髙橋 勇

授 業 の 目 的

コンピュータに慣れ親しむ。コンピュータを用いて簡単なテキスト、表、グラフ、画像を作成する技能を身につける。ネットワークの仕組みや構成の概要を理解し、演習を通じてそれらを活用するための基礎を身につける。インターネットを介して情報を通信、収集、発信する方法を理解する。ネットワークを利用する際の注意事項とマナー、関連する法律の概要を理解する。

教 育 内 容初心者を対象とします。下記の内容を扱います。MS-Windows を用いたコンピュータの基礎的な利用方法。Web ブラウザを用いた情報収集。メールの送受信とマナーの確認。表計算ソフトを用いた表とグラフの作成。エディタを用いた文書作成。描画ソフトを用いた画像作成。HTML による Web ページの作成。

教 育 方 法基礎概念を学習するための講義と、コンピュータを用いた演習を行います(演習が主)。e-Learning システム Moodle を用いて資料配布や小テスト、提出物の回収などを行います。各課題の採点の結果や再提出の指示などは Moodle 上で行います。

準 備 学 習(予習・復習)

予習:学習内容の概要や連絡等は Moodle に掲載します。授業前に各自その確認をしてください。復習:授業後には、Moodle を用いて小テストや小課題等を達成する必要があります。全 15 回の授業を平均すると 1 回の授業ごとにおよそ 4 時間程度の予習・復習が必要です。

回 担当者 項目 授業内容1 高橋 勇 オリエンテーション この授業の目的と内容、実施方法、評価方法の説明をします。2 〃 コンピュータの基礎 1

(コンピュータの利用)コンピュータの基本的な構成と動作 ( コンピュータの5大要素、ソフトウエアとハードウエア、基本ソフトと応用ソフト ) について学び、コンピュータやアプリケーションの起動・終了の方法を学びます。

3 〃 コンピュータの基礎 2(データとファイルの管理)

コンピュータ内部でのアプリケーションやデータの扱われ方や、Windowsでの管理方法(ファイルとフォルダ,ウインドウやタスクバー等)について学び、エディタでファイルを作る演習をします。

4 〃 ネットワークの基礎 1(ネットワークの仕組み)

コンピュータを用いた情報通信の仕組みの基礎を理解し、Web アプリケーションの種類と利用例について学びます。

5 〃 ネットワークの基礎 2(Web の仕組みと情報検索)

Web検索の利用方法や高度な検索方法(AND検索、OR検索)について演習し、その基礎となる Web ページ閲覧の仕組みや論理演算の考え方を学びます。

6 〃 ネットワークの基礎 3(電子メール)

電子メールで情報を送受信する仕組みについて学習し、演習を通じてメールを送受信する方法を学びます。また電子メールの本文を作成する際の注意事項やマナーについて学びます。

7 〃 ネットワークの基礎 4(ネットワークと社会)

Web ページ上の情報の信頼性や危険性、著作権、セキュリティ対策など、ネットワークを活用する際に必要となる基礎的な概念や法律の概要について学びます。

8 〃 コンピュータの基礎3(表計算)

数値データの扱い方の基礎として表計算のしくみを学び、表計算ソフトで表を作る演習をします。また、グラフを描く際に注意すべき事柄について考えます。

9 〃 総合演習 パソコンの基礎的な操作ができることを確認するための演習を行います。10 〃 情報発信の仕組み 1

(Web サーバと HTML)Web ページを公開するための技術的な手続きと注意事項について学びます。また、一般的な文書の構成とマークアップ言語の概念について学び、簡単なHTML ファイルを公開する演習をします。

11 〃 情報発信の仕組み 2(HTML 入門・画像)

HTMLの基礎(見出しやハイパーリンク等)の学習をします。また、コンピュータ内部での画像の扱われ方について学び、描画ソフトを使って作成した画像を HTML で利用する演習をします。

12 〃 Web ページの作成 1(課題作成)

オリジナルの Web ページを作成します。

13 〃 Web ページの作成 2(課題作成)

オリジナルの Web ページを作成します。

14 〃 Web ページの完成と全体の復習(課題作成)

オリジナルの Web ページを完成させます。また、授業全体の復習を行います。

15 〃 Web ページの相互評価 各学生が作成した Web ページを互いに閲覧して評価します。

到 達 目 標テキスト・画像・表計算のファイルを作成でき、それをフォルダを用いて管理できる。パソコンやネットワークの仕組みや動作原理、利用時の注意事項等に関する基礎的な質問に答えることができる。Web ブラウザを用いた情報収集、電子メールによる情報伝達、HTML 文書による情報発信ができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外Moodle 上で出題する学習内容を確認するための小テストや小課題(Web 検索、電子メール、表計算など)の達成状況(6割)と、作成した Web ページが一定の条件(ページ数、リンクや画像の利用など)を満たせているかどうか(4 割)で評価します。

学生へのメッセージ(その他注意等)

詳細な連絡は e-Learning システム Moodle を用いておこないます。週1回は必ず見るようにしてください。(下記の参考書は授業では使用しません。網羅的・発展的な学習をしたい場合に参考にできる選択肢のひとつと考えてください)

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

参考書 学生のためのアカデミック情報リテラシー 阿部勘一 , noa 出版 noa 出版 ¥1,334

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08]

Page 11: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 火2or 火4or 火5or 水1or 水2

科 目 名 情報科学A(Information Science A)

科 目 責 任 者 小川 智也 単 位 数 2単位担 当 者 小川 智也

授 業 の 目 的 コンピューターに慣れ親しむ。インターネットを使って情報を収集し、コンピューターで情報を整理・分析する技術を身につける。

教 育 内 容 初心者を対象とする。ネットワーク利用時の注意事項、Windows パソコンの基本操作、Excel の使用法を学習する。

教 育 方 法 講義および Windows パソコンを使用した演習。

準 備 学 習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習の時間:60 時間】 ※授業時間外学習には、課題への取り組み時間も含む。予習:オンライン教材に目を通しておくこと。復習:操作方法を復習すること。

回 担当者 項目 授業内容1 小川 オリエンテーション この授業の紹介と説明。2 〃 ネットワーク利用 ネットワークの利便性と危険性、および著作権について。3 〃 Windows の基礎 ファイルのコピー・移動・削除、文字入力など Windows の基本操作と、タ

イピングの練習。4 〃 Excel の基本操作と作表 セル選択、データ入力など Excel の基本操作を学ぶ。表を作る。5 〃 グラフ 表のデータに基づいてグラフを作る。6 〃 書類作成 式と関数を利用して書類を作成する。7 〃 散布図と回帰分析 データを収集して表と散布図を作る。回帰直線を求める。8 〃 データベース 表をデータベースとして操作する。9 〃 データの収集と分析 これまでに学んだことを応用して、データを収集し分析する。

10 〃 図形と数式エディタ 図形の描く。数式を書く。11 〃 マクロと VBA マクロ(手順を記憶し自動的に実行する機能)の使い方を学ぶ。マクロと

Visual Basic for Applications(VBA)の関係を知り、簡単なプログラムを書く。

12 〃 VBA プログラミング VBA プログラミングの基礎を学ぶ。13 〃 カスタム関数 VBA でカスタム関数(ユーザー定義関数)を作る。14 〃 課題 課題内容は第 13 回までの授業中に指示する。15 〃 個別指導 個別指導。

到 達 目 標 インターネットを利用して情報を収集できる。Excel を使ってデータを分析できる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外VBA の回は小テストを毎回出す (30%)。Excel の課題を出す (70%)。

学生へのメッセージ(その他注意等)

情報化社会では、情報を収集・分析・整理する能力が重要です。インターネットを使った情報収集は多くの人が行なっていますが、パソコンによる情報の分析・整理にはある程度の技術と訓練が必要です。この授業で基本を身につけて下さい。欠席した場合は自習により補って下さい。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 オンライン教材を公開する。

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08]

Page 12: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 MB学部優先 月2or 火1or 火2/指定なし 火5

科 目 名 情報科学A(インターネット・Word・PowerPoint・テキストエディタ・HTML)(Information Science A)

科 目 責 任 者 髙野 保真 単 位 数 2単位担 当 者 髙野 保真※

授 業 の 目 的・コンピュータやインターネットの仕組みを理解すること・コンピュータに慣れ親しみ,大学で必要となるレポート作成方法を身につけること・インターネット上への情報発信の方法を理解すること

教 育 内 容

以下の内容について学びます.・講義形式によるコンピュータ・ネットワーク・インターネットの仕組み・マイクロソフトオフィスによるレポート・プレゼンテーションなどの作成演習・情報倫理を踏まえたメールやウェブブラウザなどのインターネットの利用演習・ウェブページの作成演習

教 育 方 法

・スライド資料による講義を行いながら,適宜自分でパソコンを操作する演習を行います.・各授業の最後に,その日の感想・分かったこと・分からなかったことをまとめて,e-learning システムに登録してもらい,出席の代わりとします.その感想などに対して,次回にフィードバックを行います.・3 回の中間課題を予定しており,採点後に採点基準を発表し,全体向けの講評を行います.最終課題では,1 〜 3 人のグループを組んでウェブページを作成し,そのウェブページに関するプレゼンテーション・レポートを作成してもらう予定です.

準 備 学 習(予習・復習)

予習(総計 15 時間):講義資料を事前に e-learning システム上に公開するので,各回 1 時間程度で授業の概要を把握しておいてください.復習(総計 30 時間):コンピュータの操作は毎回の積み重ねが重要なため,各回 2 時間程度の復習が必要です.特に,授業中に分かったと思った操作を繰り返し,本当に身に付けられるようにしましょう.課題作成(総計 15 時間):各課題について,授業内にも時間を取りますが,時間外に自分で計画を立てて進める必要があります.習熟具合にも依りますが,中間課題(3 回)で各 3 時間,最終課題(グループワーク)で 6 時間程度かかる分量を予定しています.

回 担当者 項目 授業内容1 髙野 オリエンテーション この授業の紹介とコンピュータの基本操作2 〃 ウェブブラウジング

メールの送受信情報倫理

ウェブブラウザーの使い方(閲覧と検索)メールの送受信(学生メールの ID とパスワードが必要です)インターネットを使う上での情報倫理

3 〃 コンピュータの仕組みネットワークの仕組みインターネットの仕組み

コンピュータを構成するソフトウェアとハードウェアの解説コンピュータ同士をつなげるネットワークの解説インターネットの歴史と仕組み

4 〃 文書作成(1) Word の基本操作5 〃 文書作成(2) Word を使ったレポート・論文を念頭に置いた文書の作成方法6 〃 中間レポート(1) Word によるレポート作成課題7 〃 プレゼンテーション PowerPoint を使ったプレゼンテーションスライドの作成方法8 〃 中間レポート(2) PowerPoint によるプレゼンテーション作成課題9 〃 テキストエディタ テキストエディタの基本操作

10 〃 ウェブと HTML ウェブの仕組みと,HTML の基礎11 〃 HTML HTML のタグ12 〃 中間レポート(3) テキストエディタを用いた HTML の記述課題13 〃 HTML と CSS HTML のタグ,CSS について解説14 〃 最終課題 最終レポートの作成15 〃 解説 講義全体の内容に対する,個別の質問対応

到 達 目 標・コンピュータ・ネットワークの基本的な仕組みを理解する・レポート・プレゼンテーションをコンピュータで作成できるようになる・メールやウェブブラウザなどのインターネットを安全に利用できるようになる・ウェブ上で情報発信できるようになる

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外単元ごとに出題する課題(中間課題 3 回 + 最終課題)で評価します.中間課題が各 20%,最終課題が 40% という配分を予定しています.授業で扱った操作を自分で応用できるかという点に主眼を置いて採点します.なお,他人の課題のコピーについては厳しく対処します.未提出の課題についても厳しく対処し,追加の課題などで単位を認定することはありません.

学生へのメッセージ(その他注意等)

これからの大学生活に向けてのコンピュータの仕組み・使い方の理解を重視した授業にしたいと思っています.自分で操作してみる演習が多くなると思うので,自発的に授業に参加することが求められます.

実 務 経 験 の授業への活用方法

ベンチャー企業でウェブページの作成・プログラミングなどを行っていました.その経験を活かして,実社会でも使われるようなツールを使って実践的な内容にしたいと思っています.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

参考書 基礎からわかる情報リテラシー[改訂第 3 版 ver.2] 奥村 晴彦,森本 尚之 技術評論社 ¥1,598

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08]

Page 13: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

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授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 金2or 金3or 金4or 金5

科 目 名 情報科学A(Information Science A)

科 目 責 任 者 吉田 勝彦 単 位 数 2単位担 当 者 吉田 勝彦

授 業 の 目 的近年の社会全般における情報化の流れに鑑み、コンピューターを日常的道具として使用できる能力を身に付けることが必要である。そのためには、まずコンピューターの基本的動作及びソフトウェアの使用法を知ることが大切である。 さらに、様々な情報の収集とその処理、及びそれらの要約と発表に関する能力も身に付けることが重要となる。

教 育 内 容電子メールおよびネットワークの利用法とセキュリティーに関する知識を学ぶ。インターネットからの情報の取得(ブラウザの利用法)を学ぶ。問題を解析し,解決するための手続きの考察 ( 表計算の使用法 ),および結果の視覚化 ( データのグラフ化 ) について学ぶ。インターネットへの発表方法(HTML の書式)を学ぶ。

教 育 方 法講義および演習(演習が主)。各人がそれぞれコンピューターを使用し、様々な操作を実際に行いながら学習する。操作法は、講義中にモニターに表示しながら説明するとともに、ホームページ上に解説してあるものを各人が必要に応じて自習する。

準 備 学 習(予習・復習)

授業時間外に必要な学習の時間:60 時間予習:ホームページの解説に目を通し,内容を把握すると共に課題について予め考え準備しておくこと。復習:授業内容を復習し修得しておくこと,やり残した課題がある場合は完成させ次回に持ち越さないこと。

回 担当者 項目 授業内容1 吉田 はじめに、基本操作 講義内容及びスケジュールの説明、コンピューター操作の基本2 〃 ネットワーク、インターネット ホームディレクトリー、インターネットの使用法3 〃 表計算の初歩 表計算ソフトの基本的使用法4 〃 表計算の基礎1 数式の使い方,相対参照,絶対参照5 〃 表計算の基礎2 関数の使用(基礎)6 〃 表計算の基礎3 関数の使用(応用)7 〃 課題作成 表計算を用いた課題を作成する8 〃 HTML の初歩 1 ホームページの作成に用いるソフトの使い方

ホームページに基本的な構造を与える:文章9 〃 HTML の初歩 2 ハイパーリンクの作り方

ファイル転送とホームページの公開方法10 〃 HTML の基礎 1 ホームページに様々な構造を与える1:画像,表11 〃 HTML の基礎 2 ホームページに様々な構造を与える2:箇条書き,その他12 〃 スタイルシートの初歩 ホームページにデザインを与える 1:基本的な使用法,記述の仕方13 〃 スタイルシートの基礎 ホームページにデザインを与える2:少し高度な使用法14 〃 課題作成 自分のホームページを作る15 〃 個別指導 提出課題について,指導が必要な者には解説する

到 達 目 標メールのやり取りができる。インターネットから必要な情報を検索し取得できる。取得したデータを基に、表計算ソフトを用いて計算することができる。取得した情報を整理し、要点をまとめ、理解しやすく整形できる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外毎回の講義において練習問題を課し、提出された練習問題の技術的内容に対する到達度に応じて評価する。成績に対する割合:80%講義終了時までに総合的な課題を課し、提出された課題の技術的内容に対する到達度に応じて評価する。成績に対する割合:20%講義中に説明した以上のことを自習し、用いた場合は加点する。欠席に伴う遅れは自習により取り戻すこと。

学生へのメッセージ(その他注意等)

オフィスアワーは5限終了後90分.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08]

Page 14: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 前期 授 業 対 象 指定なし 金3or 金4

科 目 名 情報科学A(Information Science A )

科 目 責 任 者 金子 直史 単 位 数 2単位担 当 者 金子 直史授 業 の 目 的 コンピュータに慣れ親しみ,大学生活で必要となる,コンピュータの基礎的な利用スキルを身に着ける.

教 育 内 容

初心者を対象とし,以下の内容について学ぶ.・インターネットからの情報収集・電子メールの利用・オフィスソフトによる文書・表計算・プレゼンテーションの作成・HTML の基礎と簡単なウェブページの作成

教 育 方 法

・スライド資料による講義および Windows パソコンを使用した演習を行う.・授業中に e-learning システムを通してアンケートや小課題を行い,次回の授業で回答内容に対するフィードバックを行う.・中間課題および最終課題を一回ずつ予定している.中間課題は採点後に全体向けの講評を行う.最終課題はグループごとに発表してもらい,発表後に講評を行うことでフィードバックする.

準 備 学 習(予習・復習)

予習:15 時間.事前に e-learning システム上で講義資料を公開するので,各回 1 時間程度の予習を行い,内容を把握しておくこと.復習:30 時間.コンピュータの利用スキルをしっかりと身に着けるには,繰り返し使うことが肝要である.各回 2 時間程度の復習を行い,演習の内容に加えて自分自身で様々な使い方を試してみること.課題作成:15 時間.中間課題および最終課題は授業中にも作成の時間を取るが,時間外にも取り組む必要がある分量を予定している.具体的には中間課題で 5 時間程度,最終課題では課題の作成に 7 時間,発表資料の作成と発表練習に 3時間程度を見込んでいる.

回 担当者 項目 授業内容1 金子直史 オリエンテーション 授業の紹介と説明.2 〃 Windows 操作の基礎

ウェブブラウジングWindows パソコンのファイル操作やウェブブラウザの利用方法を学ぶ.

3 〃 電子メール情報倫理

電子メールの利用方法とインターネットを使うにあたっての情報倫理を学ぶ.

4 〃 Word の基礎 Microsoft Word の基本操作を学ぶ.5 〃 文書作成 表や図を含む文書を作成する.6 〃 Excel の基礎 Microsoft Excel の基本操作を学ぶ.7 〃 表計算 データ集計のための表計算およびグラフ作成の方法について学ぶ.8 〃 PowerPoint の基礎 Microsoft PowerPoint の基本操作を学ぶ.9 〃 プレゼンテーション

中間課題の計画図や表,数式を含むプレゼンテーションスライドを作成する.また,中間課題で作成するプレゼンテーションの計画を練る.

10 〃 中間課題作成 これまで学んだ内容を活用して,オリジナルのプレゼンテーションを作成する.11 〃 HTML ウェブと HTML の基礎について学ぶ.12 〃 HTML と CSS

最終課題の計画HTML および CSS の記述方法について学ぶ.グループ分けを行い,最終課題で作成するウェブページの計画を練る.

13 〃 最終課題作成 最終課題としてグループごとにオリジナルのウェブページを作成する.14 〃 最終課題発表会 グループごとに作成したウェブページを発表する.15 〃 解説 講義内容に関して,必要に応じて個別に質問対応.

到 達 目 標・コンピュータおよびインターネットに関する基礎的な知識を身に着ける.・情報倫理を意識しながら,情報収集および電子メールの利用ができるようになる.・基本的な文書,表計算,プレゼンテーションの作成ができるようになる.・簡単なウェブページを作成できるようになる.

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外授業中に行う小テスト(30%)および中間課題(30%),最終課題(40%)で評価する.欠席者は当該授業で扱った内容について,次回の授業までに自分で復習しておくこと.

学生へのメッセージ(その他注意等)

これからの大学生活に向けて,基礎的な IT スキルを身に着けられるような授業にしたいと考えています.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI08 ]

Page 15: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 ML学科優先,N学部 , S学部教職履修者優先 金1/ 指定なし 水5

科 目 名 情報科学B(Information Science B)

科 目 責 任 者 福田 宏 単 位 数 2単位担 当 者 福田 宏

授 業 の 目 的コンピュータに慣れ親しむ。簡単なプログラミングができるようになる。プログラミング技法,構造化プログラミング,再帰的プログラミング,オブジェクト指向プログラミングを知る。アルゴリズムとデータ構造,計算量など,プログラムを作り,動かすために必要な基礎知識を学ぶ。

教 育 内 容 初心者向け。プログラミングの方法と,プログラミングに必要な基礎知識をプログラミング言語 Java によって学ぶ。

教 育 方 法講義および演習。講義資料と演習の教材は教員の Web サイトに掲載する。授業理解とプログラミングのヒントとなる問を解いてもらい答をプリントに記入してもらいながら授業を進める。問の答えは教員との質疑応答により授業中にフィードバックする。プリントは次々回授業開始時に返却する。

準 備 学 習(予習・復習)

課題図書:教員の Web サイトに掲載する講義資料。予習(毎回 1 時間):授業前には Web サイトに目を通して概要を把握し,問の答を考えておくこと。復習(毎回 3 時間):授業中のプリントを整理して次回授業時に提出する。授業中に終わらなかった必修課題を完成させる。より深く学びたい学生は発展課題に取り組む。

回 担当者 項目 授業内容1 福田 オリエンテーション 授業の紹介2 〃 コンピュータとプログラミング コンピュータの歴史と概要,プログラミングとは何か説明する。プログラミ

ング言語の歴史と種類,Java の歴史と特徴を学ぶ。3 〃 Hello, world Java プログラミングの手順を学ぶ。Hello, world! と表示するプログラムを

作る。4 〃 プログラム解説 Hello, world プログラムの内容を解説する。プログラムの読み方,書き方,

インデントとエラーについて学ぶ。5 〃 入出力命令と Java API 入出力命令を使ってプログラムを作る。パッケージとクラスで分類,整理さ

れた命令の一覧表 (Java API) の読み方を学ぶ。6 〃 変数と演算 変数に数値を格納して,式を計算する方法を学ぶ。四則演算と剰余。7 〃 反復構造 命令を繰り返す反復構造を学ぶ。カウンタと合計,階乗の計算。8 〃 多分岐構造,構造化プログラミング 条件に応じて実行する命令を変える多分岐構造を学ぶ。反復構造からの脱出。

構造化プログラミングの考え方を学ぶ。9 〃 配列,アルゴリズムとデータ構造 添え字のついた変数,配列と,疑似乱数を使った並び替えプログラムを作り,

アルゴリズムと計算量,データ構造について学ぶ。10 〃 プログラムの階層化 プログラムを小さなプログラム(メソッド)に分けて,階層的に作ってゆく

段階的詳細化の考え方を学ぶ。すでに作ったプログラムをメソッドで再構築する。

11 〃 再帰的プログラミング 自分自身を呼び出すメソッドを使った再帰的プログラミングを学ぶ。応用として適応型数値積分をとりあげる。

12 〃 オブジェクト指向プログラミング データとメソッドをひとつにまとめたクラスを使ったオブジェクト指向プログラミングの考え方を学ぶ。応用として適応型数値積分の誤差計算をとりあげる。

13 〃 GUI のクラス Java API の GUI のクラスを利用(継承)して,ウィンドウやメニューを備えたグラフィカルな GUI プログラムを作る方法を学ぶ。

14 〃 JAR と最終課題 Java プログラムをダブルクリックで起動するアプリケーション(JAR)にまとめる手順を紹介し,最終課題を提示する。次の 4 種類から興味のある課題を選択して最終課題として取り組むこと。JAR アプリケーション開発,GUIプログラムの解説レポート作成,指定した発展課題から幾つか,Android アプリケーション開発。

15 〃 解説 授業内容や課題についての質問を受け付ける。

到 達 目 標プログラミングとは何か,構造化プログラミングとは何か,再帰的プログラミングとは何か,オブジェクト指向プログラミングとは何かを説明することができる。アルゴリズムとデータ構造,計算量,ランダウの記号とは何かを説明することができる。Java でプログラムを作ることができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外ほぼ毎回提出してもらう課題 59%,最終課題 41% で成績評価する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

あらゆる分野でプログラミングは必須の素養となりました。Java 言語を通じて数値計算から GUI まで,プログラミングの様々な側面を学び,その楽しさを知って下さい。アンドロイド・スマートフォンのアプリはこの授業で学ぶ Javaで作られています。授業では Windows のアプリに留めますが,最終課題としてスマートフォンのアプリを作ることもできます。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI09]

Page 16: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 Z・E学科教職履修者優先 月1/指定なし 月2or 木1/OT専攻優先 木2

科 目 名 情報科学B(Information Science B)

科 目 責 任 者 髙橋 勇 単 位 数 2単位担 当 者 髙橋 勇

授 業 の 目 的コンピュータに慣れ親しむ。コンピュータの動作原理の概要を理解し、簡単なプログラムを作成する方法を身につける。様々な分野で応用可能なオブジェクト指向の初歩的な考え方を理解する。

教 育 内 容初心者を対象とします。プログラミング言語 JAVA を用いて簡単なプログラムを作成する方法を解説します。並行して、その背景にある概念(オブジェクト指向、アルゴリズム、論理演算など)の講義をします。プログラムを作る演習を通じて具体的なプログラミングの方法とコンピュータの基礎的な利用方法を学びます。

教 育 方 法基礎概念を理解するための講義と、コンピュータを用いた演習を行います(演習中心)。e-Learning システム Moodle を用いて資料配布や小テスト、課題の回収などを行います。各課題の採点の結果や再提出の指示などは Moodle 上で行います。

準 備 学 習(予習・復習)

予習:学習内容の概要や連絡等は Moodle に掲載します。授業前に各自その確認をしてください。復習:授業後には、Moodle を用いて小テストや小課題等を達成する必要があります。なお、授業の後半では予習・復習の時間も使ってオリジナルプログラムを作成する必要があります。全 15 回の授業を平均すると 1 回の授業ごとにおよそ 4 時間程度の予習・復習が必要です。

回 担当者 項目 授業内容1 高橋 勇 オリエンテーション この授業の目標、内容、授業の進め方、評価方法の説明をおこないます。2 〃 コンピュータの基礎 コンピュータの基本構成、内部でのアプリケーションやデータの扱われ方、

Windows でのファイルやフォルダの操作方法などについて学びます。3 〃 コンピュータとプログラム コンピュータに情報を処理させる際の基本的な考え方、プログラミングとは

何か、プログラムを実行する仕組み(ソースコードの作成とコンパイル)を学びます。

4 〃 変数と演算 JAVA を用いて、コンピュータに文字や数字を一時的に記録させたり計算させたりする方法の基礎(型,リテラル,変数,演算)を学びます。

5 〃 文字列の演算と入出力 ディスプレイにメッセージを表示させたり、プログラムの利用者がキーボードから入力した文字をコンピュータが利用できるようにする方法の基礎を学びます。

6 〃 オブジェクト指向 オブジェクト指向の概念の基礎(クラス,インスタンス)と、メソッド呼び出しの方法を学びます。また、Java で利用できるクラス群の説明書の読み方を学びます。

7 〃 制御構造と条件式 ひとつずつ順番に命令を実行させる方法(逐次構造)、記録した情報に応じて実行する命令を変えさせる方法(選択構造)、繰り返し命令を実行させる方法(反復構造)を学びます。

8 〃 総合演習 これまでに学習した内容の確認をするための演習をします。9 〃 複雑なプログラム 数字を大きい順に並べさせるプログラムの作成を通して、複雑な作業をコン

ピュータにさせる方法について体験的に学びます。10 〃 JAVA と GUI JAVA を用いて簡単なウインドウを表示させる方法について学びます。また、

他人が作成したクラスを、正しい方法で再利用する方法について学びます。11 〃 課題プログラムの作成 1

+ システム開発技法前半:システム開発モデルについて学習し、プログラム開発の流れを学びます。後半:テーマを決めてオリジナルのプログラムを作成します。

12 〃 課題プログラムの作成 2 + 画像の扱われ方

前半:コンピュータでの画像の扱われ方と著作権について学習します。後半:テーマを決めてオリジナルのプログラムを作成します。

13 〃 課題プログラムの作成 3 + 課題提出物の確認

前半:この授業の評価方法と課題提出物の再確認を行います。後半:テーマを決めてオリジナルのプログラムを作成します。

14 〃 課題プログラムの完成と全体の復習 オリジナルのプログラムを完成させます。また、この授業で学習した内容全体の復習を行います。

15 〃 学習内容の確認 自分が学習した内容をふりかえるレポートを作成します。

到 達 目 標プログラミング言語 JAVA を用いて簡単なプログラムを作成できる。

(基礎的な演算と入出力の処理、3種類の制御構造の活用、既存のクラスの利用、ソースファイル等の管理を含む)。コンピュータ、プログラミング、オブジェクト指向に関する基礎的な質問に答えることができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外Moodle 上で出題する学習内容を確認するための小テストと小課題の達成状況(3 割)と、作成したプログラムが課題の条件(入出力や内部の実装方法の条件)を満たせているか、追加での工夫をどの程度しているか(7 割)に応じて評価します。

学生へのメッセージ(その他注意等)

詳細な連絡は e-Learning システム Moodle を用いておこないます。週1回は必ず見るようにしてください。授業では初歩的な内容のみを扱います。GUI についてはウインドウを開いてラベルを配置する程度の内容のみを扱い、後半の課題プログラムの作成では、他人が作成したプログラムを再利用する方法を学習したうえで、こちらで用意したサポートプログラムを利用してプログラミングを行います。高度な学習をしたい場合は個別に質問に来てください。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI09]

Page 17: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 火4or 火5or 水 2 / ML学科優先 水 1

科 目 名 情報科学B(Information Science B)

科 目 責 任 者 小川 智也 単 位 数 2単位担 当 者 小川 智也※

授 業 の 目 的 コンピューターに慣れ親しむ。C言語でプログラムを書き、動作させることができるようになる。

教 育 内 容 初心者を対象とする。ネットワーク利用時の注意事項、Windows パソコンの基本操作、C言語プログラミング。

教 育 方 法 講義および Windows パソコンを使用した演習。

準 備 学 習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習の時間:60 時間】 ※授業時間外学習には、課題への取り組み時間も含む。予習:オンライン教材に目を通しておくこと。復習:文法(プログラミング言語の規則)等を復習すること。

回 担当者 項目 授業内容1 小川 オリエンテーション この授業の紹介と説明。2 〃 ネットワーク利用 ネットワークの利便性と危険性、および著作権について。3 〃 Windows の基礎 ファイルのコピー・移動・削除、文字入力など Windows の基本操作と、タ

イピングの練習。4 〃 C言語の基礎 機械語とプログラミング言語の関係を知り、C言語開発環境の役割と使い方

を学ぶ。文字列表示および整数の四則演算を含む簡単なプログラムを作る。5 〃 整数と実数 C言語において、整数と実数は扱われ方が異なること知り、正しく使い分ける。6 〃 変数と定数 変数(値を 1 つ記憶できる)と定数(値を文字列に置き換えたもの)の使い方。7 〃 数学関数 数学関数の使い方と応用例。8 〃 標準入力と型変換 キーボードから値を入力する(標準入力)。整数と実数を相互に変換する(型

変換)。9 〃 条件分岐と論理式 if 文の使い方を学ぶ。同時に、if 文および繰り返し処理で必要となる論理式

についても学ぶ。10 〃 繰り返し処理 1 for 文の使い方を学ぶ。11 〃 繰り返し処理 2 while 文の使い方を学ぶ。12 〃 繰り返し処理 3 繰り返し処理の少し複雑な応用例として、二重ループを作る。13 〃 擬似乱数 擬似乱数の作り方と応用例。14 〃 課題プログラム作成 課題内容は第 13 回までの授業中に指示する。15 〃 個別指導 個別指導。

到 達 目 標 C言語で条件分岐と繰り返し処理を使ったプログラムを作成することができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外基礎確認のため、小テストまたは簡単なプログラム作成の問題をほぼ毎回出す (60 点 )。最後にプログラム作成の課題を出す (40 点 )。

学生へのメッセージ(その他注意等)

プログラミング言語の学習では積極的に自習する姿勢が大切です。分からない事があったら、教材を読むだけでなく、自分でプログラムを作って動作を確認して下さい。キーボードを多用するのでタイピングの練習が必要です。欠席した場合は自習により補って下さい。

実 務 経 験 の授業への活用方法

情報通信研究機構での数値シミュレーションプログラム作成の経験を踏まえ、コンピューターで数値計算する意義について概説する。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 オンライン教材を公開する。

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI09]

Page 18: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 月3or 月4/ Z・E学科 ,N学部 , S学部教職履修者優先 火1/ HS学科優先 火2

科 目 名 情報科学B(LaTeX・Blockly・Python)(Information Science B)

科 目 責 任 者 髙野 保真 単 位 数 2単位担 当 者 髙野 保真※

授 業 の 目 的以下の内容により,プログラミングによる論理的な思考力を養います.・文書に構造を与えて,形式の整ったレポートを作成すること・プログラムの動作を理解し,基本的なプログラミングができるようになること

教 育 内 容・TeX(テフ,テック)という文書組版システムを使って,表,図,数式の入った文書を書く方法を学びます・Blockly というビジュアルプログラミング環境を用いて,プログラムの構成要素について学びます・プログラミング言語 Python の基礎を学習し,実社会で用いられているプログラムを概観します

教 育 方 法・スライド資料による講義を行いながら,適宜自分でコンピュータを操作する演習を行います・演習では,各自にコンピュータが割り当てられ,自発的に手を動かして取り組むことが期待されます・授業の最後に,その日の感想・分かったこと・分からなかったことをまとめて,e-learning システムに登録してもらい,出席の代わりとします.その感想などに対して,次回にフィードバックを行います

準 備 学 習(予習・復習)

予習(総計 15 時間):講義資料を事前に e-learning システム上に公開するので,各回 1 時間程度で授業の概要を把握しておいてください.復習(総計 30 時間):プログラミングは毎回の積み重ねが重要なため,各回 2 時間程度の復習が必要です.特に欠席してしまった場合には,さらに復習時間をかけて追い付かないと一度に分からなくなると思います.課題作成(総計 15 時間):全 3 回の課題について,授業内にも時間を取りますが,時間外に自分で計画を立てて進める必要があります.標準的に授業時間外に 5 時間ずつ必要な分量の課題を想定しています.

回 担当者 項目 授業内容1 髙野 オリエンテーション この授業の紹介2 〃 コンピュータとプログラム

プログラミング言語コンピュータの仕組みとプログラムの動作原理について概要色々なプログラミング言語の紹介

3 〃 文書組版システム TeX の紹介 TeX の紹介4 〃 LaTeX による文書作成(1) 箇条書き,表,図の入った文書の作成5 〃 LaTeX による文書作成(2) 数式の入った文書の作成6 〃 課題(1) LaTeX を利用したレポートの作成課題7 〃 プログラムの構成要素 ビジュアルプログラミング環境 Blockly によるプログラムの基本要素の解説8 〃 簡単なプログラムの作成 Blockly を使った簡単なプログラムの作成9 〃 課題(2) Blockly によるプログラムの作成課題

10 〃 Python(1) プログラミング言語 Python の基礎11 〃 Python(2) 分岐と繰り返し12 〃 Python(3) 関数呼び出しと関数定義13 〃 実社会での Python プログラム 実社会で使われているライブラリを使った Python プログラムの概要14 〃 課題(3) Python を使ったプログラム作成課題15 〃 解説 講義全体の内容に対する,個別の質問対応

到 達 目 標 ・今後,論文・レポートを書くベースとなる形式の整ったレポートが作成できるようになる・論理的な思考力を高めて,簡単なプログラムを作成できるようになる

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外TeX (40%), Blockly (20%), Python (40%) という配分で課題を出題します.それぞれの課題は,授業で示したプログラムを自分で応用できているかを元に採点します.他人の課題のコピーについては厳しく対処します.未提出の課題についても厳しく対処し,追加の課題などで単位を認定することはありません.

学生へのメッセージ(その他注意等)

前半に扱う TeX は,論文を記述するのに必須のプログラミング言語ですので,1 年生のうちから学習しておくことをおすすめします.特に,情報・物理・数学関係の研究に興味がある学生は,ぜひ履修してください.また,後半には,プログラムの基礎構造を学びます.本授業で扱う Python は,現在注目を集めている機械学習や人工知能分野で用いられることが多く,プログラミングを専門としなくても教養として知っておくべき内容だと思っています.プログラミングに関しては自習がなければ身に付かないものだと思っているため,自習のために参考書を複数挙げました.発展的な内容に興味がある学生も歓迎します.

実 務 経 験 の授業への活用方法

ベンチャー企業でプログラマとして働いていました.その経験を活かして,実社会でも使われるようなツールを使って実践的なプログラミングを紹介できる内容にしたいと思っています.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

参考書 LaTeX2 ε 美文書作成入門 奥村 晴彦,黒木 裕介 技術評論社 ¥3,456参考書 数学文章作法 基礎編 結城 浩 筑摩書房 ¥1,026参考書 Head First はじめてのプログラミング-頭とからだで覚える

Python プログラミング入門Eric Freeman(著), 嶋田 健志(監修),木下 哲也(翻訳)

オライリージャパン ¥3,300

参考書 退屈なことは Python にやらせよう - ノンプログラマにもできる自動化処理プログラミング

Al Sweigart (著),相川 愛三(翻訳)

オライリージャパン ¥4,070

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI09]

Page 19: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 火4or 火5

科 目 名 情報科学B(Information Science B )

科 目 責 任 者 谷津 元樹 単 位 数 2単位担 当 者 谷津 元樹※

授 業 の 目 的

以下の内容を通して,論理的な思考力を養い,プログラミングを用いたデータ処理・解析手法および解析で得た知見を他者に伝える能力を身に着ける.・コンピュータとプログラムの動作原理を知り,簡単なプログラムを作成できるようになる.・まとまったデータを読み込ませ,その可視化を行なうことができるようになる.・プレゼンテーション・レポート作成の基礎を習得する.

教 育 内 容

・"TeX による文書作成 ": TeX という文書組版システムについて学び,プログラムによってレポート文書を作成する.・" プログラミング初歩 ": コンピュータの動作原理と,ほとんどのプログラムを構成する基本的なアルゴリズムを学び,自分で記述して結果を確認する.・" データの可視化 ": まとまったデータを扱う手段について考え,Python というプログラミング言語を用いるものを実践し,グループ発表を行なう.

教 育 方 法 講義および演習.e-learning システムを使って資料の配布,小テストなどを行う予定.

準 備 学 習(予習・復習)

予習(総計 15 時間):講義資料を事前にアップロードします.各回 1 時間程度で,概要を把握してください.復習(総計 30 時間):各回の「練習問題」を指示どおりの結果が得られるように作成・修正しておくこと.各回 2 時間程度取り組むことで,完全に要求を満たし,復習の効果も得られることを想定しています.この練習問題プログラムの完成が次の回の前提になります.課題作成(総計 15 時間):全 3 回の課題に,各々授業時間外に 5 時間ずつ取り組むことにより,課題の要求水準が満たされることを想定しています.

回 担当者 項目 授業内容1 谷津 オリエンテーション この授業の紹介.コンピュータの基本操作について解説する.2 〃 TeX による文書作成 (1)

文書組版システム TeX の紹介[TeX による文書作成]TeX とは何か ? HTML との違いは ?TeX 文書の構造を知り,タイトルと著者名の入った簡単な文書を作成する.

3 〃 TeX による文書作成 (2) 箇条書き,表,図,数式,化学式などの入った文書を作成する.4 〃 TeX による文書作成 (3)

レポートの作成レポートの書き方,レポートの構造について学ぶ.TeX を使って中間レポート ( 課題 1) を作成する.

5 〃 コンピュータとプログラム [プログラミング初歩]コンピュータの仕組みとプログラムの動作原理について概観する.

6 〃 プログラムの構成要素 プログラムを構成する基本的な要素を学ぶ.7 〃 簡単なプログラムの作成 ビジュアルプログラミング環境 Blockly を使って,簡単なプログラムを作成

する.8 〃 プログラミング言語 Python(1) プログラミング言語 Python の基礎について学習する.9 〃 プログラミング言語 Python(2) 関数呼び出しと関数定義について学習する.

ここまでの学習内容を応用したプログラム ( 課題 2) を作成する.10 〃 データの可視化(1) [データの可視化]

データを可視化する意義とその方法について学ぶ.11 〃 データの可視化(2) Matplotlib などのライブラリを使った Python によるデータの可視化方法を

学ぶ.12 〃 データの可視化(3)

最終課題に向けた準備(1)Python におけるデータの準備・データ読み込み方法について学習する.最終課題で可視化するデータについて計画を立てる.

13 〃 最終課題に向けた準備(2)プレゼンテーションの作り方

最終課題を進める.PowerPoint を使ったプレゼンテーション方法について学習する.

14 〃 最終課題発表(1) グループごとに最終課題の発表を行う.15 〃 最終課題発表(2) グループごとに最終課題の発表を行う.

到 達 目 標・論理的な思考とともに,簡単なプログラミングができるようになること.・データに応じた適切な可視化の方法を選択できるようになること.・得た知見をレポートとして簡潔明瞭にまとめ,プレゼンテーションにより要点を視聴覚的に伝えられるようになること.

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外小テストと課題で評価します.授業の 3 つのパートの配点比率は,TeX 文書作成 20%, プログラミング初歩 40%, データ可視化 ( 最終課題 ) 40% です.最終課題は,1 〜 3 人のグループ(受講者数に応じて変わる可能性あり)で,データを可視化するプログラムを作成し,そのプレゼンテーションを行ない,レポートの作成をしてもらう予定です.なお,他人の課題のコピーや剽窃については厳しく対処します.

学生へのメッセージ(その他注意等)

・この授業では,プログラムのもっとも簡単な構造に触れ,それを実社会で使われている言語である Python で記述してみます.また,それを研究や学習に活かす一つの手段として,データの可視化の実践をおこないます.・毎回の予習や復習は必要です.特にやっていただきたいこととして,その回で教室で実践した内容をもう一度やってみることや,自分のアイデアを取り入れて発展させてみることがあります.

実 務 経 験 の授業への活用方法

・担当者が研究活動において実際に行なっている統計データの可視化作業を授業の題材としています.・担当者の Python 言語の使用経験は,可視化作業のみならず,研究・サーバー管理全般において主となっているので,学び始めの際困難となる点等について適宜履修者への補助が可能です.

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

参考書 スラスラわかる Python 岩崎 圭 , 北川 慎治 他 翔泳社 ¥2,300参考書 Python によるデータ分析入門 第 2 版 Wes McKinney 他 オライリージャパン ¥4,180

教職(選択):教職免許法施行規則第 66 条の 6 に定める科目[L101-GI09 ]

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− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 金4

科 目 名 情報科学C(Information Science C)

科 目 責 任 者 福田 宏 単 位 数 2単位担 当 者 福田 宏

授 業 の 目 的コンピュータに慣れ親しむ。コンピュータのハードウェアの仕組みを理解する。ネットワーク・サーバの仕組みを理解する。コンピュータにソフトウェア,ハードウェアを追加して利用する事ができる。

教 育 内 容初心者向け。コンピュータを解体して組み立てたり,ソフトウェア,ハードウェアを追加しながら以下の事を学ぶ。コンピュータと CPU の仕組み,OS と応用ソフトウェアの役割,計測器からのデータの取り込みとデータ処理,インターネットとネットワーク・サーバの仕組み。

教 育 方 法講義と演習。演習は,コンピュータ本体とパーツ,周辺機器,有料(本学学生は無料)または無料の OS とソフトウェアを使う。演習は 2 名のグループ単位で行う。授業理解と演習のヒントとなる問を解いてもらいながら授業を進める。問の答は教員との質疑応答により授業中にフィードバックする。

準 備 学 習(予習・復習)

課題図書:毎回プリントで配布する講義資料。予習(毎回 1 時間):授業の Web サイトに配布予定の推敲前の講義資料を掲載するので目を通し概要を把握しておくこと。復習(毎回 3 時間):授業中にプリントに書き込んだメモや問の答を整理しておくこと。

回 担当者 項目 授業内容1 福田 オリエンテーション 授業内容の紹介と授業の進め方の説明。2 〃 ハードウェア パソコン(AT 互換機)の歴史と仕組み。班分けをして,次回分解するパソ

コンの内部を確認する。3 〃 ハードウェアの分解 パソコンを分解してハードウエア構成を学ぶ。CPU,マザーボード,メイン

メモリ,補助記憶装置,入出力デバイス。4 〃 ハードウェアの組み立て パソコン組み立て。5 〃 CPU と論理回路 スイッチを組み合わせた回路,論理回路で計算ができる仕組みを学ぶ。コン

ピュータの心臓部,CPU が論理回路でできていることを学ぶ。電気式スイッチ(リレー)で実現した半加算回路,全加算回路,4ビット加算回路を観察する。

6 〃 CPU の歴史 CPU の歴史と仕組みを概観する。世界初の CPU,4004 とムーアの法則。ビデオ視聴する。

7 〃 CPU の動作 4 ビット CPU に 16 進数で命令とデータ(機械語プログラム)を入力して動作させ,CPU の仕組を詳しく学ぶ。

8 〃 オペレーティングシステム サイトライセンス契約によって,学生が無料で使うことのできるオペレーティングシステム (Windows10) をインストールし,初期設定をおこなう。

9 〃 計測 Windows をインストールしたパソコンに計測器を接続して,演習室の環境を一週間記録する。

10 〃 データの解析と共有 Excel をインストールして,記録した大量のデータをグラフ化する。Windows 簡易ネットワークでデータとプリンタを共有し,ネットワークを介してグラフを印刷する。

11 〃 サーバ OS サーバ OS(Linux の一種 CentOS)をインストールする。12 〃 サーバ管理 サーバ OS の特徴であるマルチユーザー,マルチタスク,ネットワーク機能

を管理ユーザと一般ユーザの両方の立場から学ぶ。コマンド,ファイル,ディレクトリ,リモートログイン,パーミッション。

13 〃 サーバ稼動 Web サーバを稼動させ,サーバとインターネットの仕組みを学ぶ。サービス(デーモン),IP アドレス,ホスト名,DNS,サブネットマスク。

14 〃 公開鍵暗号と暗号化通信 インターネットの基盤技術の 1 つである公開鍵暗号を,サーバを安全に遠隔管理する暗号化通信(SSH)の公開鍵認証を例にして学ぶ。Web サーバで認証用公開鍵を公開する。

15 〃 まとめ まとめ

到 達 目 標 コンピュータのハードウェアの構成,CPU の仕組み,インターネットの仕組みとネットワーク・サーバの働きを説明することができる。ソフトウェアとハードウェアのインストールを行うことができる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:筆記試験  実施時期:試験期間内演習の習得度 59% および試験 41% で成績評価する。

学生へのメッセージ(その他注意等)

少人数の授業です。初心者でも教員の指導のもとで,コンピュータを解体して組み立てたり,ソフトウェア,ハードウェアを追加したり,サーバを構築することを体験できます。第 8 回までの授業内容をマスターすれば,パソコンを自作できるようになるでしょう。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

なし

[L101-GI10]

Page 21: 数学...− 1 − 授業期間 2020年度 通年 授 業 対 象 V・Z学科,N学部クラス[選択] 金2 科目名 数学(微分積分学、線形代数学(ベクトル・行列の理論))

− 1 −

授 業 期 間 2020 年度 後期 授 業 対 象 指定なし 火2

科 目 名 情報科学C(Information Science C)

科 目 責 任 者 小川 智也 単 位 数 2単位担 当 者 小川 智也

授 業 の 目 的コンピューターに慣れ親しむ。コンピューターとネットワークの仕組みを理解する。コンピューターに様々な機能を追加して利用する事ができる。

教 育 内 容初心者を対象とする。パソコンの解体と組立、計測器の接続、論理回路の作成などを行ないながら、コンピューターの仕組み、基本ソフトウェアと応用ソフトウェアの役割、測定とデータ処理、電気回路で計算する仕組み、インターネットとサーバーの仕組みを学ぶ。

教 育 方 法 講義と演習。演習は、コンピューター本体とパーツ、周辺機器、OS とソフトウェアを使い 2 〜 3 名のグループ単位で行なう。

準 備 学 習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習の時間:60 時間】予習:Web ページの資料に目を通しておくこと。復習:作業内容や計算方法を再確認すること。

回 担当者 項目 授業内容1 小川 オリエンテーション この授業の紹介と説明。2 〃 ネットワーク利用 ネットワークの利便性と危険性、および著作権について。3 〃 コンピューターの歴史

オペレーティングシステム1コンピューターの歴史と仕組みの概要。オペレーティングシステム

(Windows)のインストールと基本操作。タイピングの練習。4 〃 応用ソフトウェア 応用ソフトウェアの一例としてオフィスソフトをインストールし、基本的な

使い方を学ぶ。5 〃 計測 パソコンに接続した計測器による記録とデータ解析。6 〃 2 進数と論理演算 2 進数と論理演算の関係について学ぶ。7 〃 論理回路 論理回路(論理演算する電気回路)と加算器(足し算する電気回路)の仕組

みを学ぶ。論理回路を作成する。8 〃 加算器 論理回路を組み合わせて加算器を作成する。9 〃 ハードウェア構成 パソコンを解体して部品構成を把握し、組み立てて元に戻す。

10 〃 オペレーティングシステム2 オペレーティングシステム(Linux)のインストールと基本操作。11 〃 Linux 基礎 UNIX コマンドとマルチユーザー環境について学ぶ。12 〃 遠隔ログインと仮想マシン SSH による遠隔ログイン。仮想マシンのセットアップ。13 〃 課題 課題内容は第 12 回までの授業中に指示する。14 〃 サーバー Web サーバーを動かし、Web ページを作る。15 〃 個別指導 個別指導。

到 達 目 標 論理回路の仕組みを説明できる。PC パーツを交換し、OS とソフトウェアをインストールして設定できる。

成 績 評 価 の方 法 と 基 準

試験方法:その他  実施時期:試験期間外演習の習得度 (60%) と課題 (40%)。

学生へのメッセージ(その他注意等)

少人数の授業です。コンピューターの利用法は Web ブラウザー、メールクライアント、オフィスソフトなどが一般的ですが、この授業ではそれらとは異なることを体験できます。

教科書・参考書 書 名 著 者 名 出 版 社 名 定 価(円)

教科書 オンライン教材を公開する。

[L101-GI10]