2025年度後期プログラミング応用実習１

曜日・時限	木曜日１時限,木曜日２時限	期別	後期	週時間数	2
ナンバリング	FL230706
開講学科等	医療福祉工学部-医療福祉工学科医療健康科学部-医療科学科
教員名	水野　裕志水野　裕志職務履歴 https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e6%b0%b4%e9%87%8e%e3%80%80%e8%a3%95%e5%bf%97 教員情報データベースに遷移します

目的

現在、GUIを用いた様々なアプリケーションの普及により、プログラミングの上級者でなくとも、シミュレーション、計測、制御などを効率よく実現することが可能となっている。この実習では、世界中の何百万人もの科学者が使用している技術計算ソフトMATLABを使って、プログラミングの基礎、数値計算、データ処理・解析などのデータサイエンスを実践的に学び、理解できるようになることを目的とする。

授業計画

授業回	形式	学修内容	学修課題
1	A、C	＊この実習は、１回２コマの連続で実施する。ガイダンス・演習計画、評価方法の確認、MATLABの基礎から応用例の紹介・MATLAB Onlieの使用方法などについて MATLABの基本操作１・基本コマンドの確認・エディタの使用・数値計算① ・応用実習	事前学修	シラバスを読み、目的、実習計画、到達目標を知る。また、MATLABに関する知識や行列の基礎知識について、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
1	A、C		事後学修	行列の基礎知識、MATLABを用いた簡単な数値計算など、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
2	A、C	MATLABの基本操作２・数値計算② ・解の公式やベクトルの表現・正弦波などの出力・応用実習	事前学修	２次方程式やベクトルの基礎知識など、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
2	A、C	MATLABの基本操作２・数値計算② ・解の公式やベクトルの表現・正弦波などの出力・応用実習	事後学修	正弦関数などのグラフ出力など、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
3	A、C	MATLABの基本操作３・数値計算③ ・マトリクス計算(行列、逆行列など) ・MATLABに備わっているコマンド（階乗、複素数、三角関数、指数関数などの表現方法）・オリジナルのコマンド作成・応用実習	事前学修	行列計算などの知識など、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
3	A、C		事後学修	マトリクス計算やその他の数値計算方法など、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
4	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題１・MATLAの基本的操作に用いるコマンド・数値計算	事前学修	これまでの実習内容を見直して、課題を提出できるように必要な事前知識を確認する。（2時間）
4	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題１・MATLAの基本的操作に用いるコマンド・数値計算	事後学修	これまで実習した内容を整理して、期日までに実習課題１を提出する。（2.5時間）
5	A、C	ループと条件分岐(制御文)１・for文(ネストを含む) ・組み込み関数・応用実習	事前学修	代表的な構造化プログラミングとその特徴およびfor文の使い方について調べて、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
5	A、C	ループと条件分岐(制御文)１・for文(ネストを含む) ・組み込み関数・応用実習	事後学修	for文(ネストを含む)や関係する組み込み関数について、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
6	A、C	ループと条件分岐(制御文)２・if文(条件分岐) ・else if文・組み込み関数・応用実習	事前学修	if文(条件分岐)の使い方について調べて、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
6	A、C	ループと条件分岐(制御文)２・if文(条件分岐) ・else if文・組み込み関数・応用実習	事後学修	if文、else if文など、関係する組み込み関数も含めて、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
7	A、C	ループと条件分岐(制御文)３・while文・switch文・組み込み関数・応用実習	事前学修	繰返し処理であるfor文とwhile文の違いと特徴、用いられる場面について調べて、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
7	A、C	ループと条件分岐(制御文)３・while文・switch文・組み込み関数・応用実習	事後学修	while文、switch文など、関係する組み込み関数も含めて、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
8	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題２・構造化プログラミングについて・for文、if文、while文など	事前学修	これまでの実習内容を見直して、課題を提出できるように必要な事前知識を確認する。（2時間）
8	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題２・構造化プログラミングについて・for文、if文、while文など	事後学修	これまで実習した内容を整理して、期日までに実習課題２を提出する。（2.5時間）
9	A、C	グラフの表示方法・plotコマンドの使い方・グラフ装飾の関連コマンド・様々なグラフ表示(for文を用いたグラフ表示など) ・応用実習	事前学修	グラフの表示方法や関係するコマンドの使い方について調べて、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
9	A、C		事後学修	グラフの表示方法や関係する組み込み関数も含めて、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
10	A、C	３次元グラフ・３次元グラフ描画・曲面表示・数値計算と３次元グラフ・応用実習	事前学修	３次元グラフの表示方法や関係するコマンドの使い方について調べて、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
10	A、C	３次元グラフ・３次元グラフ描画・曲面表示・数値計算と３次元グラフ・応用実習	事後学修	数値計算結果を３次元グラフで表示する方法やその活用場面などについて見直し、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
11	A、C	データの統計解析・線形・非線形回帰、多項式曲面による近似、残差など・ファイルの入力方法(MATLABへのデータ読み込み) ・生体信号のデータ処理・解析やデータ補完など・応用実習	事前学修	統計学や生体信号の収集方法、信号処理、A/D変換や増幅器など、本実習に必要な事前知識を確認する。（2時間）
11	A、C		事後学修	回帰分析の方法や生体信号のデータ処理・解析について見直し、さらに、データ処理の応用として他の活用場面を調べて、実習時に実施した内容を復習する。（2.5時間）
12	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題３・２D・３Dグラフの表示・データ処理・解析	事前学修	これまでの実習内容を見直して、課題を提出できるように必要な事前知識を確認する。（2時間）
12	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題３・２D・３Dグラフの表示・データ処理・解析	事後学修	これまで実習した内容を整理して、期日までに実習課題３を提出する。（2.5時間）
13	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題の確認	事前学修	これまで実習する内容を再確認し、全ての課題を提出できるように必要な事前知識を確認する。（3時間）
13	A、C	実習の理解到達度を確認する実習課題の確認	事後学修	これまで実習した内容を整理して、期日までに全ての課題の提出する。（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

１）GUIプログラミングとCUIプログラミングの違いを理解することができる。
２）データ入力と出力に関するプログラムを作成することができる。
３）制御（条件判断、ループ）に関するプログラムを作成することができる。
４）様々なデータの統計解析ができる。
５）臨床工学技士国家試験やME２種の問題をプログラミング数値計算できる。

科目に関連するディプロマポリシー項目
〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
　「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇 2023年度以前の入学生
修得する資質・能力：知識・理解【DP-L-1-1】【DP-L-1-2】【DP-L-1-3】

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	20%	90%	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	50%	50%	50%				100%
授業での姿勢（ノート、質疑など）	30%	70%			30%		100%
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%	64%	27%	0%	9%	0%	100%

教科書・参考書

【教科書】
・実習内容、課題を自主的に行えるオリジナル資料をmoodleに掲載もしくは配布する。
・上記のテキストとは別に資料プリントを配布することがあります。
【参考URL】
・MATLABを開発提供しているMathworks社のホームページ（https://jp.mathworks.com/products/matlab.html）

オフィスアワー

【日時】講義期間：火曜日(５限目)
【場所】８号館３０１(水野の居室)：変更することがあります。会議や出張などで不在の場合があります。
【その他】質問等についてはOECUメールで随時受け付けます（google meetなどのビデオ会議アプリケーションを提示することも可能です）。

その他

この実習は、実習状況の確認と要点整理、質疑討論を含めた対面形式です。
社会情勢等によっては講義形式を変更することがあります。詳細は、moodleにて案内しますので確認するようにしましょう。

【重要】本科目の単位を修得しなければ次年度の専門科目である「医療とICT」を履修することができません。

実務経験のある教員による授業科目

本実習は、技術計算ソフトMATLABを使って、プログラミングの基礎からデータ処理や解析などのデータサイエンスを実践的プログラミングを学ぶことが目的である。基礎的な技術を身につけることで、他科目の実験課題や卒業研究でのデータ処理などに役立てることができるので、興味を持って受講してほしい。
健康・医薬・医療機器の総合医療企業における技術開発者としての経験を活かし、これまでの医用工学技術からAIを取り込んだ技術への発展等について講義し、数値計算解析ソフトMATLABを用いた基礎演習を行い、解説する。

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