科目ナンバー

SE-ON1-6A05

履修条件・関連科目等

　高等学校における数学や物理の知識。情報機器の操作に必要なパソコンの操作。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

　化学・物理において必要な数学的バックグラウンドを培う。詳細な数学的証明等に立ち入らず、どのように数学的処理が化学・物理現象と結びついているかを理解する。直感的な理解を優先するために、データの処理において基本的なソフトであるExcelを通じて各種数学的処理を体感し、自ら計算できるようにする。また、中央大学後楽園ITセンターを利用する上で必要なシステム環境の理解、および情報機器の取り扱いに関する知識の習得を図る。

科目目的

　現代では、一般生活から研究領域に至るまでコンピュータの利用が不可欠となっている。化学・物理の分野でも実験データの処理から分子軌道計算などのような数値解析、数値シミュレーション等が必須となっている。しかし、これらの数学的処理と化学・物理現象との接続を十分に理解できていない場合が多い。本講義では、多くの学生が利用可能なExcelを用いて、基本的な計算手法を理解し、化学・物理現象との接続を行う。ここでは、Excelの基本的な操作を学びつつ、その応用性の高さを体感することで、コンピュータでの計算の取り扱いを学ぶことを目的とする。

到達目標

　Excelを用いて、基本的な計算手法を理解し、化学・物理現象とのつながりを理解できる。Excelの基本的な操作を学びつつ、その応用性の高さを理解し、コンピュータでの計算の取り扱いを可能とする。

授業計画と内容

第１回　身近な情報処理機器であるパソコンの取り扱い
ーインターネット、Manabaの使い方、レポート作成方法・提出方法、Webexの使い方
第２回　Excelを使った簡単な情報処理
第３回　方程式の解法（１）連立一次方程式
第４回　方程式の解法（２）非線形方程式
第５回　関数の近似（１）テイラー展開
第６回　関数の近似（２）漸近展開
第７回　フーリエ変換
第８回　積分計算（１）台形公式による無限積分
第９回　積分計算（２）シンプソン公式による数値積分
第１０回　微分計算（１）ルンゲ—クッタ法・単振り子の運動方程式
第１１回　微分計算（２）２質点系ばねマスモデルの振動解析
第１２回　固有値計算（１）ヤコビ法
第１３回　固有値計算（２）主成分分析と固有値計算
第１４回　モンテカルロシミュレーション

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

教員が指示する予定内容について教科書に目を通しておく。復習は特に力を入れ、次回までに曖昧な事項や疑問点を持ち越さないようにする。課題でレポートの提出がある場合は、必ず期日までに作成し、提出すること。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

ディスカッション、ディベート／グループワーク／実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

パソコンを使う。

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

テキスト：Excelで操る！ここまでできる科学技術計算　第2版　丸善出版 （2018）2,376円《税別2,200円》

その他特記事項

参考URL