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数理・DS・AI教育課程 
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
数理・DS・AI教育課程
数理基礎科目
数理基礎
バイオ・化学のための数理Ⅰ
Integrated Math and Science for Bioscience and Chemistry I
4 G218-01 2022年度
1期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.関数 2.指数関数と対数関数 3.三角関数 4.微分法 5.積分法 ある量の変化に伴って、もう1つの量が定まるとき、この対応関係は関数で表現できる。こ の科目では、初等関数といわれる1次関数、2次関数、有理関数、無理関数、指数関数,対 数関数や周期的現象の解析に必要な三角関数について学ぶ。化学やバイオの分野においても 、このような関数の概念や性質、利用法を修得することが必要である。初等関数に対するよ り深い理解を目指す。また、関数の変化を調べるために、微分法の手法について習熟する。 さらに、積分法について学ぶ。
授業の概要および学習上の助言
○ 学習内容は下記の通りである. 第1章 関数とグラフ(初等関数について取り上げ,その構造や性質について学ぶ)  1.1 関数とグラフ  1.2 数列と極限 1.3 指数関数 1.4 対数関数 1.5 三角関数 第2章 統合課題Ⅰ(化学の数理1)(化学計算における指数,対数の計算やグラフの応用について学ぶ) 第3章 微分法(基本的な関数の導関数を求める)  3.1 関数の極限  3.2 微分係数と導関数  3.3 導関数の公式   3.4 合成関数の微分法 3.5 関数の増減と極値 第4章 積分法(不定積分の計算に習熟し,それが定積分とどのように関係してくるかを学ぶ)  4.1 不定積分  4.2 定積分  4.3 積分法とその応用 第5章 統合課題Ⅱ(化学の数理2)(化学反応速度,放射性原子の壊変速度などについて学ぶ)  関数の値の計算や微積分の計算に習熟すると共に,定義や理論的な側面にも注意してほしい. 学習支援としての数理工研究教育センターやオフィスアワーを積極的に活用すること. 英語での問題,課題を課すので,英語の言い回しや用語を覚えていくこと.
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:バイオ・化学のための数理I[金沢工業大学] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
数式に対する基本的な計算能力(整式の整理,整式の展開と因数分解,整式の除法,分数式の計算など)
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
D 関数の概念を理解し,1次関数,2次間数などのグラフを描くことができる.
D 指数法則や対数法則を理解し,指数関数,対数関数のグラフを描くことができる.
D 三角関数について理解し,そのグラフを描くことができる.
D 基本的な関数の導関数や不定積分を求めることができ,それを定積分に応用できる.
C 基礎的な数学用語の英単語を理解し,英語で出題された問題に対応することができる.
A 毎回の授業に出席し,授業内容の理解に努め,提出された課題をやり遂げることができる.
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 20 16 0 0 0 24 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 20 16 0 0 0 24 100
総合力指標 知識を取り込む力 30 10 4 0 0 0 0 44
思考・推論・創造する力 10 10 8 0 0 0 0 28
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 2 0 0 0 0 2
発表・表現・伝達する力 0 0 2 0 0 0 0 2
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 0 0 0 0 24 24
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 第1章の範囲で中間試験を,第3章,第4章の範囲で期末試験を行う.それぞれの評価割合を20%とし,合 計40%の評価割合とする.
クイズ
小テスト
前半の中間で小テスト(1)を,後半の中間で小テスト(2)を実施する.それぞれの評価割合を10%と して合計20%の評価割合である.実施日等の詳細は授業明細表に記す.
レポート 探求的な課題を自学自習で取り組む「レポート課題」を課し,その総合評価割合を6%とする.レポート 課題は取り組む期間を約1ケ月とし,課題に忍耐強く取り組むことによって、解答のプロセスを論理的に 記述し論理的思考力を養う.さらに,専門につながる「統合課題」を授業中に課し,その総合評価割合を 10%とする.統合課題は前半,後半の2回取り組み,原則授業中に作成し,提出するものとする.
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他 予習・復習として取り組んだ宿題,授業中や課外での演習について総合的に評価する.この評価割合を24 %とする.
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
・関数の概念を理解し,1次関数,2次間数などのグラフを描く ことができる.また,関数を用いて具体的な現象を表現できる . ・指数法則や対数法則を理解し,指数関数,対数関数のグラフ を描くことができる. また,具体的な現象に応用できる. ・三角関数について理解し,グラフを描くことができる. ・合成関数の微分法を用いて,いろいろな関数の導関数を求め ることができる. ・いろいろな関数の不定積分を求めることができ,それを定積 分に応用できる. ・毎回の授業に出席し,授業内容の理解に努め,提出された課 題をやり遂げることができる. ・関数の概念を理解し,1次関数,2次間数などのグラフを描く ことができる. ・指数法則や対数法則を理解し,指数関数,対数関数のグラフ を描くことができる. ・三角関数について理解し,グラフを描くことができる. ・基本的な関数の導関数を求めることができる. ・基本的な関数の不定積分を求めることができ,それを定積分 に応用できる. ・授業に出席し,授業内容の理解に努め,提出された課題をや り遂げることができる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分※
1回 ○科目ガイダンス ○関数とグラフについて学習する. ○ガイダンス 学習支援計画 書を配布し,達成目標,授業 方針,評価の要点などを示す . ○講義と演習 ○学習支援計画書と教科書により ,学習内容,行動目標,評価の要 点を確認する. ○各回の学習課題について復習し ,1.1 の問を解答する。 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 30 60 30
2回 ○関数とグラフについて学習する. ○講義と演習 ○各回の学習課題について復習し ,1.1 の問を解答する。 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく 60 30
3回 ○関数とグラフについて学習する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく 60 60
4回 ○数列と極限について学習する. ○講義と演習 ○今回の学習課題について復習し ,1.2 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
5回 ○指数関数について学習する. ○講義と演習 ○各回の学習課題について復習し ,1.3 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
6回 ○指数関数について学習する. ○講義と演習 ○小テスト(1)に備え,これま での学習課題について復習してお く. 120
7回 ○小テスト(1) ○対数の性質について学習する. ○小テスト(1)を実施する . ○講義と演習 ○今回の学習課題について復習し ,1.4 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
8回 ○対数関数について学習する. ○講義と演習 ○自己点検 ○各回の学習課題について復習し ,1.4 の問を解答する。 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. ○自己点検 60 60
9回 ○対数関数について学習する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 30
10回 ○三角関数について学習する. 復習(1) ○講義と演習 ○レポート課題を配付する. ○各回の学習課題について復習し ,1.5 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
11回 ○三角関数について学習する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
12回 ○三角関数について学習する. ○講義と演習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. ○統合課題について予習する. 60 60
13回 ○統合課題Ⅰ(化学の数理,指数,対数)  化学計算における指数,対数の計算や,グラフによ る表現を学ぶ. ○統合課題による演習を行う . ○復習 ○統合課題について予習する. 60 60
14回 ○統合課題Ⅰ(化学の数理,指数,対数)  化学計算における指数,対数の計算や,グラフによ る表現を学ぶ. ○統合課題による演習を行う . ・中間試験に備え,第1章の総復 習をする. 120
15回 ○中間試験(第1章の範囲) ○中間試験を実施する. ○前半の初等関数についての 総まとめをする. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60
16回 ○関数の極限について学習する. ○講義と演習 ○自己点検 ○今回の学習課題について復習し ,3.1 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. ○自己点検 60 60
17回 ○微分係数と導関数について学習する. ○講義と演習 ○今回の学習課題について復習し ,3.2 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
18回 ○導関数の公式について習熟する. ○講義と演習 ○各回の学習課題について復習し ,3.3 の問をそれぞれ解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 30
19回 ○導関数の公式について習熟する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
20回 ○合成関数の微分法について学習する. ○関数の増減と極値について学習する. ○講義と演習 ○各回の学習課題について復習し ,3.4,3.5 の問をそれぞれ解答 する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
21回 ○合成関数の微分法について学習する. ○関数の増減と極値について学習する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
22回 ○小テスト(2) ○不定積分の定義について学習する. ○第3章の内容に関して小テ スト(2)を行う. ○講義と演習 ○今回の学習課題について復習し ,4.1 の問を解答する. ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 30 60
23回 ○不定積分について学習する. ○講義と演習 ○自己点検 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. ○自己点検 60 60
24回 ○定積分について学習する. ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
25回 ○微分積分学の基本定理と,それを用いた定積分の計 算に習熟する. 復習(2) ○講義と演習 ○復習 ○次回の学習課題について,例題 を中心に学習しておく. 60 60
26回 ○微分積分学の基本定理と,それを用いた定積分の計 算に習熟する. 復習(2) ○講義と演習 ○復習 ○次回の統合課題について予習し ておく. 60 60
27回 ○後半の総まとめ ○講義と演習 ○後半の微分積分について, 復習しまとめる. ○復習 ○次回の統合課題について予習し ておく. 60 60
28回 ○期末試験 ○統合課題Ⅱ(微分法,積分法)  化学反応速度,放射性原子の壊変速度などについて 学ぶ. ○期末試験を実施する. ○試験の後に統合課題による 演習を行う. ○復習 ○期末試験に備え,後半の学習課 題について復習し,問や章末の演 習問題をやってみる. 60 120
29回 ○統合課題Ⅱ(微分法,積分法)  化学反応速度,放射性原子の壊変速度などについて 学ぶ. ○試験の後に統合課題による 演習を行う. ○復習 ○自己点検授業のために,授業で 配布された資料の整理,小テスト ,中間試験の結果,提出物の確認 をしておく. 120
30回 ○期末試験の解説+自己点検 ○期末試験の解説をする. ○出欠,課題の提出状況や各 評価項目の自己点検を行う. ○授業アンケートの実施 ○期末試験の結果について検討す る. 30