カリキュラムガイド 一覧
[2] 学部のカリキュラム
基礎教育部 > 数理?データサイエンス?AI教育課程
教育目標
「自ら考え行動する創造的探究?実践人材」に必要な数理系の基礎学力の向上と専門課程へのスムーズな接続を図るため、専門課程において求められる数理基礎(数学、物理、化学、生物)とその工学系、理工学系、情報学系に関わる応用、及び社会に浸透し始めたAI?データサイエンスの基礎を学び、それらの知識を取り込む力、思考?推論?創造する力を身につける。さらに、学習に取り組む姿勢を能動化させ、学習意欲をより一層喚起させることにより、予習?復習を主とした自学自習などの学びに向かう力や自己管理能力を養い、学び合いとコミュニケーションを通じて、課題解決能力を持つ人材を育成する。
キーワード
- 数理基礎能力
- 論理的思考力
- 学びに向かう力
- 自己管理能力
- 課題解決力
- 専門課程との接続
数理?データサイエンス?AI教育課程 科目概要
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G151 技術者のための数理Ⅰ
理系学問は、関数と微積分の知識を土台として構築されている。本科目では、関数と逆関数について学び、関数の極限について学習する。また、指数関数、対数関数、三角関数、逆三角関数の理解を深め、その計算に習熟することを目指す。
対面授業をベースとしながら、オンデマンド教材も用いて自学自習できる。
行動目標●関数の概念を理解し、基本的な関数のグラフを描くことができる。逆関数について理解し、基本的な関数の逆関数を求め、それらのグラフを描くことができる。指数関数?対数関数、三角関数?逆三角関数について理解し、それらを用いて計算することができる。関数の極限値を求めることができる。基礎的な数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応できる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努め、演習や宿題をやり遂げることができる。 -
G152 技術者のための数理Ⅱ
理系学問は、関数と微積分の知識を土台として構築されている。本科目では、微分法の考え方を理解し、積?商?合成関数の微分法や逆関数の微分法を修得する。さらに、求積法の概念を理解し、基本的な関数の積分について学ぶ。
対面授業をベースとしながら、オンデマンド教材も用いて自学自習できる。
行動目標●微分法の考え方を理解し、関数の接線の方程式を求めることができる。様々な微分法を用いて、基本的な関数の導関数を求めることができる。積分の概念を理解し、いろいろな関数の積分計算ができる。様々な関数の不定積分を求めることができる。基礎的な数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応できる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努め、演習や宿題をやり遂げることができる。 -
G153 線形代数学
線形代数は、「まっすぐな対象」を統一的に扱う分野であり、理学?工学、データサイエンスなど、さまざまな分野において必要不可欠な学問である。ベクトルの演算や行列の計算、連立1次方程式の解法、1次変換、行列式などの学習を通して、多次元の対象を代数的に扱える能力を養い、専門分野へ応用できる力を養う。また、地域に住む地域住民や企業と連携した授業運営?特別講演を行う。
行動目標●ベクトルと行列を理解し、その演算を計算し応用することができる。連立1次方程式を「掃き出し法」を用いて解くことができる。行列式の性質を理解し、それを用いて行列式を計算することができる。1次変換を理解し、その表現行列の固有値?固有ベクトルを求めることができる。基礎的な数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応できる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努め、演習や宿題をやり遂げることができる。 -
G154 情報のための数学Ⅰ
本科目では、情報フロンティア学部での学習の基礎となる数学を学習する。前半は、2進数、8進数、16進数などのn進法の基礎とその演算について学習する。また、コンピュータ内での数の表し方(浮動小数点数形式)について学ぶ。後半は、集合の考え方を論理代数に適用し、コンピュータ内での論理の表し方の基礎を学習する。さらに、論理代数演算をコンピュータ内で実現するための論理回路の構成法についても学習する。本科目では、n進法および論理代数の基礎知識の習得を目標とする。
行動目標●10進数?n進数の基数変換や、2進数の四則演算ができる。コンピュータ内での数の表し方が理解できる。集合?論理の概念が理解できる。論理演算?論理回路が理解できる。基礎的な数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応することができる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努めて、レポート?宿題をやり遂げることができる。 -
G155 情報のための数学Ⅱ
この科目では、情報フロンティア学部での学習の基礎となる数学を学習する。前半は、順列?組み合わせについて復習し、確率の基本と条件付き確率やベイズの定理について学ぶ。後半は、統計の基礎を学習し、Excelによる統計データ処理の基本操作を学習する。本科目では、Excelを利用したデータの整理と、それに関わる統計の基礎知識の習得を目標とする。
行動目標●確率、条件付き確率、ベイズの定理が理解できる。基本的な記述統計について理解できる。数学的意味を理解して、Excelによるデータの統計処理ができる。コンピュータを用いてデータを可視化できる。基礎的な数学用語?統計用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応することができる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努めて、レポート?宿題をやり遂げることができる。 -
G156 情報数理A
自然現象や社会現象の中には関数を用いて表現できるものが数多くある。本科目では、まず、関数の極限の概念を学び、微分係数や導関数の概念を理解し、関数のグラフの特徴量を調べることができることを学ぶ。さらに、和の極限としての定積分を理解し、微分の逆演算としての不定積分を利用して積分計算に取り組む。また、表計算ソフトExcelを用いた数理の解析も体験する。
行動目標●初等関数のグラフの概形や特徴を説明することができる。導関数の定義を理解し、基本的な関数の導関数を求めることができる。積分の意味を理解し、基本的な関数の不定積分を求めることができる。積分の定義を理解し、基本的な関数の定積分の値を求めることができる。基本的な数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応することができる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努め、課題等を期限内にやり遂げることができる。 -
G157 データサイエンス物理
身の回りの自然現象が物理法則に従っていることを学び、物理学を用いて考えることができる論理的思考力を養成する。また、測定データを解析して帰納的に未知の事象を推論することは、データサイエンスで必要となる重要なスキルである。本科目では、ベクトルと微分積分を用いて、位置?速度?加速度、運動の三法則、仕事とエネルギー、運動量と衝突、回転運動と振動等、物理学の基礎を学び、それらの知識を応用し、論理的思考に基づいたデータ解析を通して、自然現象の背景にある物理を洞察する能力を養成することを目標とする。
行動目標●位置?速度?加速度の関係を理解し、微分を用いて速度、加速度を求める計算ができる。積分と微分方程式の計算ができ、運動方程式を立てて解くことにより物体の運動を数式で表すことができる。仕事とエネルギーの関係を理解し、積分を用いて仕事やポテンシャルエネルギーの計算ができる。力学的エネルギー保存則、運動量保存則、角運動量保存則を理解し、数式で表すことができる。測定データを用いてデータ解析を行い、論理的思考に基づいてデータの解釈ができる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努めて、宿題をやり遂げ、グループ活動にも積極的に参加することができる。 -
G159 アドバンスト数理B
工学や理学、社会科学の諸問題は微分方程式で記述される場合が多い。この科目では1階の常微分方程式、2階の定数係数線形微分方程式および連立微分方程式の解法について学習し、①現象の数学モデルを構成する方法、②具体的な解法と幾何学的な考え方、③解の性質や特徴を分析する方法を理解する。MATLABを活用して微分方程式の解析解や幾何学的な描像により、物理現象を分析する汎用的能力を培うためのプログラミングの基礎を学修する。
行動目標●対象となる現象から1階の微分方程式を構成でき、解を求めることができる。対象となる現象から2階の線形微分方程式を構成でき、解を求めることができる。対象となる現象から連立1階微分方程式を構成でき、解を求めることができる。微分方程式から得た解を解釈し、現象の変動パターンや変化の速さ収束値などを評価できる。数学用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応することができる。毎回の授業に出席し、授業内容を理解し、宿題やレポート課題をやり遂げることができる。 -
G162 環境系数理
構造力学、土質力学、流体力学、材料学、測量学および環境学などに関する課題に取り組むことによって、これらの科目を履修するために必要な関数や微分積分、統計などの数学的知識を身に付ける。この取り組みによって、環境土木工学の問題解決にあたって、基礎数学の知識の重要性を理解するとともに、さまざまな問題に数学的知識を適用できるようになる。
行動目標●指数関数、対数関数および三角関数の数学的知識を環境土木の問題に活用できる。微分?積分の数学的知識を環境土木の問題に活用できる。Excelを使用して基本的関数等のグラフ作成、データ分析を行うことができる。統計処理の数学的意味を理解し環境土木の実験データの解析を行うことができる。基礎的な数学用語および環境土木の専門用語の英単語を理解し、英語で出題された問題に対応することができる。毎回の授業に出席し、授業内容の理解に努めて、レポート等をやり遂げることができる。