授業科目名	数値計算及び実習
時間割番号	UPC154
担当教員名	梶山　慎太郎
開講学期・曜日・時限	後期・金・IV	単位数	2
＜対象学生＞
1年次
＜授業の目的＞
教育の情報化の推進のための取組が小学校，中学校，高等学校等で進められているように，デジタル人材の需要が高まる中，本講義では実験データの統計処理や微分方程式の求解など，今後の学業および就職後に求められるコンピュータを用いた数値計算を行うための基礎を学びます．そのために，初学者用のプログラミング言語として，また科学計算のための言語として利用が進んでいるPythonを用いて，数値計算のための基本的な知識を身につけます．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>工学科1年次向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   工-A 専門 ①教養・基礎知識 工学の広い教養と自然科学の基礎知識を活用 ○ 工-B ②専門的知識 専門分野の基礎的知識を体系的に理解して説明 ○ 工-C ③数理データ分析力 ICT等により多様な情報を適切に収集し数理的に分析 ◎
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 工学 1 Pythonのプログラム言語を理解し，計算を行うことができる． 工-A 2 Pythonを用いて複雑な処理を行うことができる. 工-B 3 Pythonを用いて多様な情報を数理的に分析することができる． 工-C
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 80% プログラムを作成する4回程度のレポートにより評価する. 2 20% 最終課題に関するレポートにより評価する. 3 % 合計 100%
＜授業の方法＞
コンピュータを用いてプログラムの作成を行い，様々な数値計算を行う．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
プログラミングの基礎は，科学技術に関わるうえで必要な知識です．
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
山田祥寛著, 独習Python, 翔泳社, ISBN:9784798163642, (2020年出版)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 講義の概要 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 プログラミングの必要性とPython言語について 2 タイトル 変数の型と四則演算 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 変数とその型について理解し、四則演算について学習する。 3 タイトル 配列とベクトル 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 プログラムにおける配列とベクトルの表現について学習する。 4 タイトル 演習：配列とベクトル 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 配列とベクトルについて演習を行う。 5 タイトル 演習：行列 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 配列を用いて行列の計算について演習を行う。 6 タイトル 繰返し演算 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 for文を用いた繰返し演算について学習する。 7 タイトル 演習：繰返し演算 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 for文を用いた繰返し演算について演習を行う。 8 タイトル 条件分岐 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 if文を用いた条件分岐の処理方法について学習する。 9 タイトル 複雑なフロー制御 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 for文やif文を組み合わせて、複雑なフロー制御の方法について学習する。 10 タイトル 組込み関数 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 Pythonの組込み関数について学習する。 11 タイトル ファイルの読み書き 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 ファイルからデータを読み込む方法について学習する。 12 タイトル 連立1次方程式の解法（前進消去） 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 ガウスの消去法により連立1次方程式を解く方法について学習する。 13 タイトル 連立1次方程式の解法（後退代入） 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 ガウスの消去法により連立1次方程式を解く方法について学習する。 14 タイトル ライブラリ 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 Pythonのライブラリを用いる方法について学習する。 15 タイトル まとめ 事前学習 事後学習 事前学習：講義内容に関する情報を図書やWebで調べる 事後学習：講義で学習した内容について確認する 授業内容 Pythonによるプログラミングについて総括し、最終課題レポートに取り組む。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
新規開設科目のため該当しない
＜備考＞
本科目は，以下のような位置づけである． プログラミング基礎（1年前期）　→　数値計算及び実習（１年後期）