工学部での

熊本大学工学部 附属革新ものづくり教育センタ

平成25年度 年次報告書

演習科目「実験数学」を通した Sci lab Toolbox コンテスト 2014への応募

1 . はじめに

工学部での

ものづくり教育」において数学の重要 性が叫ばれるようになって久しいようにと思われる。

「ものjを作る上で、 原因と結果あるいは起承転結と いった数学的論理をきちんと運びながら、 制作してい くことは非常に大切である。 工学部における数学教育 では、 これらの論理的思考を養うことが重要と考え る。

ところで数理工学科のカリキュラムは

数理工学専 門科目」と

融合テ

マ専門科目」という大きな2本 の柱から成り立っている。 前者は、 数理工学科所属教 員による講義であり、 現代数学の基礎から各教員の専 門分野の最新の研究までを習得できる講義群である。

これに対して後者は、 学生

人

人の興味に応じて、

工学部の他の学科の科目を履修し、 その履修過程の中 で工学における数学の必要性を自分で

学び

取ってもら う、 という

旨の科目群である。 例えば、 社会環境工 学に興味がある学生ならば、

7.k理学Jなどの指定され た科目を履修する。

つの科目群は約1 0科目からな り、 各学生は少なくとも2つの科目群を履修すること が義務付けられている。 各科目群は各学科の助言によ り含まれる科目が決められた経緯がある。 というよう に、 数理工学科の学生は擬似的に工学部の2つ以上の 学科に属しているような感じである。

しかしながら、 この学生にとっての大きなメリット は、

部の学生を除いて、 十分に生かされているよう には思えない。 第

にこの科目群の選択は学生の自由 意志であること。 学生のモチベ

ションに大きく依存 するのであるが、 学生の興味がそんなに広いとは限ら ない。 自ずと単位取得が容易な科目に、 という方向に 流れてしまう。 第二に

数理工学専門科目」と

融合 テ

マ専門科目」の橋渡しが十分に行われていないと いうこと。 これはひとえに教員側の力不足ということ にほかならない。

数理工学概論」などの科目で、 橋渡 しを行おうとはしているが、 決して十分ではなし、。

ちなみに数理工学科では高校数学の教員免許が取得 可能であるが、 教員志望という明確な目的を持つ学生 は上記の例には当てはまらない。 彼らには、 工学にお ける数学の重要性、 用いられ方を、 のちの世代に伝え るという強固なモチベーションがあるので、 数学と工 学のつながりの追究に熱意を持っているからである。

100

数理工学科 代表者氏名：中村能久

本プロジェクトの究極の目的は、

数理工学専門科 目」で培われた論理的思考を、

融合テ

マ専門科目」

で学んだ分野の研究に生かす、 あるいは

ものづく りJに生かす、 ということである。 今回、 具体的に行 った内容は、 数値シミュレ

ションを行うためのプロ グラム作成に向けての基礎作りであり、 Scilab Toolbox コンテスト2014への応募という明確な目標 をおいた。 これは、 多くの工学に現れるモデノレの解析 において、 様々な微分方程式の数値解がシミュレ

シ ョンを行うことにより求められる。 多くの場合、 既存 の数値計算ソフトが用いられるのであるが、 そこを培 ってきた数学的思考力により、 自分でプログラムを組 むという目的による。 多くの数値計算ソフトにおいて C言語あるいは類似の言語が用いられているので、 C 言語を用いた数値計算フ

ログラムの初歩を演習し、 解 析すべきモデ

／レのための数値計算プログラムである Toolboxの作成ができるようになるというのが本プロ ジェクトの目的である。

2. プロジェクトの実施内容

数理工学科のカリキュラムには、 1-2年次において

「↑青報処理基礎」

情報処理第

J 「情報処理第二」と

いう情報の初歩を学ぶ科目が存在する。 これらの科目

ではUNIXあるいはWindowsマシン上でLATEXの

操作法やC言語によるプログラミングの基礎を履修す

る。 これらを踏まえて3年次の計算機演習科目「実験

数学jで数値計算の基礎を学ぶ。 この科目では、 前年

度まではMathematicaを用いてプログラミングを行

ってきたが、 将来のScilab上でのプログラミングを見

越したうえで、 C言語によるプログラミングを実施し

た。 教科書として、 皆本晃弥著

C言語による数値計

算入門 解法・ アノレゴ

リズム・ プログラム」（サイエン

ス社）を使用した。