2025年度前期プログラミング基礎演習

曜日・時限 金曜日3時限 期別 前期 週時間数 2
ナンバリング EN240303
開講学科等 工学部-基礎理工学科
工学部-環境科学科
工学部-基礎理工学科 数理科学専攻
工学部-基礎理工学科 環境化学専攻
教員名 柳田 達雄
柳田 達雄
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e6%9f%b3%e7%94%b0%e3%80%80%e9%81%94%e9%9b%84

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目的

自然・社会現象を数理モデル化してコンピュータ・シミュレーションにより解析することは,現代の科学・技術において重要な役割をになっている.本演習では,python言語の文法を理解し説明でき,基礎的なpython言語によりプログラミングができるようになる.また,整数の問題や数値解析をするための基礎的なアルゴリズムを理解しプログラムを実装することができるようになる.これにより,問題解決するためのアルゴリズムを考え出し,プログラミングする能力の修得を目指す.これら総合的なプログラミング力を応用して,自然現象のモデル化とシミュレーションの基礎スキルを養うことを目的とする.
なお,後期のコンピュータシミュレーションを受講予定の学生はプログラミング基礎演習を必ず履修すること.

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A,C コンピュータの基礎とプログラミング
・プログラムとは何かを知る.
・python言語による簡単なプログラミングをし,実行させるための基本的な操作を学ぶ
・ターミナル(画面)に文字を表示させるプログラミングを作成する.
事前学修 本科目のシラバスをよく読んでくること.キーボードのタイプ練習やwindowsOSの操作に慣れておくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(第1省)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いておくこと.
(2時間)
2 A,C プログラムの基礎
・プログラム作成の環境の確認
・四則演算をし,その結果を表示できるようにする
・データ型,変数・代入演算子を理解する.
事前学修 テキスト(2.1節 変数と型)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(2.1節 変数と型)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いておくこと.
(2時間)
3 A,C 条件分岐について学ぶ.
・条件判断と論理演算子を理解し使えるようになる.
・条件判断と論理演算子について学ぶ.
事前学修 テキスト(2.2節の条件分岐)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(2.2節の条件分岐)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて課題提出をしておくこと.
(2時間)
4 A,C 繰り返し処理について学ぶ
・反復(ループ)とは何かを知る
・for文の文法を学ぶ
・for文を用いて反復処理ができるようになる.

事前学修 テキスト(2.2節の繰り返し処理)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(2.2節の繰り返し処理)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(2時間)
5 A,C 応用問題1
・ニュートン法について学ぶ
・方程式の解を求めるニュートン法のアルゴリズムを理解する
・ニュートン法を実装し,方程式の解を求める
事前学修 テキスト(2.3ニュートン法)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(2.3ニュートン法)読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(2時間)
6 A,C 関数について学ぶ
・While文について学ぶ
・繰り返しからの脱出法
・関数
事前学修 テキスト(while文,関数)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(3章)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(2時間)
7 A,C 関数とスコープについて学ぶ
・関数とスコープの関係を理解する
応用問題2
・ロジスティック写像について知る
・ロジスティック写像の解を求める
事前学修 テキスト(3章)を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト(3章)を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
8 A,C 応用問題3
・コラッツ問題とは何かを知る
・コラッツ問題をプログラムにより解く
事前学修 テキスト3.5.3節にあるコラッツ問題を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキストを読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
9 A,C リストとタプル
・リストとは何かを学び,使えるようになる.
・タプルとは何かを学び,使えるようになる
事前学修 テキスト4.1節を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキストを読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
10 A,C メモリ上でのリストの表現・参照渡し
事前学修 テキストでメモリ上でのリストの表現・参照渡しに関する部分を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキストを読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
11 A,C 応用問題4
・内包表記
・コッホ曲線とは何かを知る
・コッホ曲線(フラクタル曲線)を描くプログラムを作成する
・オリジナルのフラクタル曲線を作成する
事前学修 テキスト4.7節を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト4.7節を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
12 A,C 文字列処理
・コンピュータにおける文字(文字コード)とは何かを学ぶ
・辞書型のデータを学ぶ
・正規表現とは何かを学ぶ
応用問題5
・ワードクラウドとは何かを知る.
・ワードクラウドの作成アルゴリズムを学ぶ
・ワードクラウドのプログラムを実装する.
事前学修 テキスト5.4節を読でおくこと.
(2時間)
事後学修 テキスト5.4節を読み返し再確認すること.授業時間内に終わらなかった演習問題を解いて提出しておくこと.
(3時間)
13 A,C これまでのまとめと最終確認テスト 事前学修 テキストおよび,公開している授業スライドを読でおくこと.これまでの小テストを復習しておくこと
(3時間)
事後学修 授業テキストを読み返し,授業内容を再確認すること.
(3時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

ー目的に応じてコンピュータを適切に活用できる能力を習得することを目標とする.
ープログラミングの基本的な概念と構築能力を身につける.
ー基本的なプログラムを自力で作成する能力を身につける.

本科目に関連するディプロマポリシー項目
〇2024年度以降の入学生
  下記リンク先のカリキュラム・マップを参照
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
〇2023年度以前の入学生
  ・修得する資質・能力:知識・理解【DP-N-1-1】
  ・修得する資質・能力:汎用的技能【DP-N-2-2】
  ・修得する資質・能力:態度・志向性【DP-N-3-1】【DP-N-3-2】【DP-N-3-3】

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 60% 70% 20% 10% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 40% 50% 10% 15% 15% 10% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 62% 16% 12% 6% 4% 100%

教科書・参考書

教科書:
「ゼロから学ぶPythonプログラミング」 渡辺宙志(著)講談社
教科書中の問題などを演習やレポートの課題としても使用する.

オフィスアワー

柳田:前期 月曜5限,後期 月曜5限,A棟3階教員室21 (A-S348)
ただし,学内外の用務のため、オフィスアワーでも教員が教員室に不在の可能性がある.

その他

小テストおよび演習課題は採点後,内容チェックの上 ,MC2共有ファイル,Moodleなどにより返却する.また,授業で使用する資料はMoodleにて配布する.

・学習者の理解度に応じて内容を変更することがある.
・授業外においてもプログラミング言語の予習・復習をすること.
・windows OSの操作に慣れておくこと,また,キーボード入力の練習をしておくこと.

実務経験のある教員による授業科目