理工学部Faculty of Science and Engineering
BSP100XG(初年次教育、学部導入教育及びリテラシー教育 / Basic study practice 100)科学実験リテラシーFirst step to Experiment and Analysis
田中 幹人Mikito TANAKA
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2021 |
授業コードClass code | H9269 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 春学期授業/Spring |
曜日・時限Day/Period | 水2/Wed.2 |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 小金井 |
教室名称Classroom name | |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | |
備考(履修条件等)Notes | |
他学部公開科目Open Program | |
他学部公開(履修条件等)Open Program (Notes) | |
グローバル・オープン科目Global Open Program | |
成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
成績優秀者の他学部科目履修(履修条件等)Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | ○ |
SDGsCPSDGs CP | |
アーバンデザインCPUrban Design CP | |
ダイバーシティCPDiversity CP | |
未来教室CPLearning for the Future CP | |
カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
千代田コンソ単位互換提供(他大学向け)Chiyoda Campus Consortium | |
カテゴリー<理工学部>Category |
創生科学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Practically learning Microsoft Excel, Word and introductory statistics using various data.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
科学実験の基礎となっている考え方(統計学)とデータ処理の技法(Excelの使い方)およびレポートの書き方を学ぶ。
到達目標Goal
1年生秋学期から始まる創生科学基礎実験I、および2年生の創生科学基礎実験II、IIIで必要となる誤差、有効数字、正規分布などの基礎概念、Excelを使ったグラフの書き方・読み方、データ整約の技法、およびそれらの基礎となっている統計概念を理解する。またレポートの書き方を理解する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
授業は原則オンラインとオンデマンドで実施し、試験を除いて対面では実施しない。
貸与PCの使用を前提とする。講義と演習を織り交ぜて授業を進めるが、講義と演習課題は事前にYouTubeで配信し、授業時間内では、Zoomを利用し、課題に関する質問対応と課題提出の時間に充てる。
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1:ガイダンス
授業の目的と進め方、学習内容、評価方法、心構えなど。貸与パソコンとExcelの初期設定。Hoppiiに登録。
2:初等統計学
Excelを使った基本統計量の計算。母集団と標本、平均と分散と標準偏差、中央値、最頻値、など。
3:散布図の描き方
Excelを使った1変量の散布図の描き方。グラフの体裁、線形目盛と対数目盛。
4:相関係数
Excelを使った2変量の散布図の描き方。様々な相関係数の算出。
5:回帰分析
最小二乗法の原理と計算法、Excelの回帰分析表の見方。
6:ヒストグラムと正規分布〜前編〜
ヒストグラムと分布、極限分布、正規分布(ガウス分布)。Excelを使って、ヒストグラムを描く。Excelを使って、ヒストグラムに正規分布を重ねる。
7:実験レポートにおける誤差評価の使い方
測定値の表現(最良推定値と誤差範囲)、有効数字、相対誤差、誤差伝播入門。
8:誤差の伝播
和と差、商と積、べき乗、任意の1変数関数、誤差の逐次伝播、誤差伝播の一般式。
9:ランダム誤差の統計的取扱い
ランダム誤差、系統誤差、標準誤差。
10:ヒストグラムと正規分布〜後編〜
68%信頼限界としての標準偏差、最良推定値として平均値を選んで良い理由、二乗和を使うことの根拠、平均値の標準偏差、測定値の受容可能性。
11:二項分布
二項分布の数学的理解。二項分布を使った、仮説検定。
12:ポアソン分布
ポアソン分布の数学的理解。ポアソン分布を使った、仮説検定。
13:大数の法則と中心極限定理
Excelの乱数を使ったシミュレーションを通じて、大数の法則と中心極限定理を理解する。
14:レポートの書き方
レポートの書き方。
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
本授業の準備・学習時間は、各4時間を標準とする。講義はYouTubeで配信するので、各自で予習復習を進め、理解できない箇所については授業内外で自主的に教員やTAに質問する必要がある。
テキスト(教科書)Textbooks
・J.R.Taylor著、林茂雄、馬場凉訳「計測における誤差解析入門」、東京化学同人、2000年
参考書References
・統計学入門 (基礎統計学)、東京大学教養学部統計学教室 (編集)、1991年
・岡村・三浦・玉井・伊藤編「理系ジェネラリストへの手引き」、日本評論社、2015年
・Excelの使い方については、インターネットで調べればたくさん出てくるので特に参考書は指定しない。
成績評価の方法と基準Grading criteria
毎週の課題の提出状況(40%)
期末試験(60%)
※期末試験は、試験中に貸与PCでExcelを使ってデータ分析し、Excelファイルを提出する内容である。試験中に持ち込み資料を確認することはできるが、インターネットに接続することはできない。
※出席は取らない。
※対面で試験実施が出来ない場合、期末レポートで評価を行う。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
創生科学基礎実験Iにつながるような授業構成を心がける。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
貸与パソコン。
その他の重要事項Others
国立大学で天文学の基礎研究に携わってきた教員が、当該分野の基礎概念について講義する。