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改訂版プログラミングで科学を学ぼう！ Vol. 7 確率と統計・セルオートマトン（雪の結晶・感染症・森林火災）
上級A 確率と統計の初歩を学ぶとともにモンティーホール問題などの興味深い話題も深く考察します。また、セルオートマトンの応用をいくつか体験します。 感染症の広がりをシミュレーションしよう！
Created by平山 雄三
Last updated 2/2025
Japanese
Japanese [Auto],
What you'll learn
- コンピュータープログラムをツールとして扱うのに最低限必要なプログラミングの基礎知識を習得できます。
- 教養として知っておきたいITの基礎知識を習得できます。
- 科学の興味深い話題に触れることができます。本コースの前半では「確率と統計」の初歩的な基礎知識を身につけるだけでなく、ベンフォードの法則やモンティーホール問題などの興味深い話題も理解できるようになります。
- 本コースの後半では「セルオートマトンの応用」として囚人のジレンマ、雪の結晶、感染症の広がり、森林火災のシミュレーションを体験できます。
- 科学を題材としたプログラミング学習を通じて科学的思考を身に付けることができます。科学的思考は普段の生活をより知的で賢く豊かなものにしてくれます。
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Course content
15 sections • 43 lectures • 5h 20m total length
Requirements
- できれば高校生レベルの数学の知識があると理解が早いです。
- 実際に自分のPCを使ってプログラミングしてみることをお勧めします。WindowsでもMacでも対応しています。
- 使用するプログラミング言語はProcessingで、インストールの方法や使い方はVol.1のレクチャーをご覧ください。
Description
学習指導案
■単元名
上級Aコース Unit1-6 確率と統計
■単元の学習目標
確率と統計の基礎事項を学ぶ。
ベイズ統計など応用上重要な話題にも触れる。
■テーマ選定の理由
様々な情報が世界中を飛び交っているが、適切に情報処理することにより、生活に役立てることもできる。そのためには確率と統計の知識が必要となる。また、間違って情報処理された結果をみて、だまされたりするリスクも近年高まっている。そのようなことがないように、確率と統計の知識を有しておくことは現代人とって必須である。
■単元の学習計画
カリキュラム
確率と統計の基礎 Unit1 60分
ベンフォードの法則 Unit2 60分
出会いの確率（モンモール問題）1 Unit3 60分
出会いの確率（モンモール問題）2 Unit4 60分
ベイズ的意思決定（モンティーホール問題）1 Unit5 60分
ベイズ的意思決定（モンティーホール問題）2 Unit6 60分
■育成したい思考力
ロジカルシンキング
クリティカルシンキング
■評価計画
確率と統計の基礎を理解している。
ベンフォードの法則を理解している。
モンモール問題を理解している。
モンティーホール問題を理解している。
■応用・発展
ベイズ統計について調べてみましょう。
学習指導案
■単元名
上級Aコース Unit7-12 セルオートマトンの応用
■単元の学習目標
オブジェクト指向プログラミングによるセルオートマトンを使い社会現象、自然現象をシミュレーションする。
■テーマ選定の理由
様々な社会現象、自然現象をコンピューターでシミュレーションすることにより、自らが興味を持つ現象を自分でシミュレーションできるようにする。このことにより、世の中の見方が変わり、世界が広がるものと期待できる。また、社会課題の解決にもつながる可能性がある。
■単元の学習計画
カリキュラム
囚人のジレンマ1 Unit7 60分
囚人のジレンマ2 Unit8 60分
雪の結晶1 Unit9 60分
雪の結晶2 Unit10 60分
感染症の広がり1 Unit11 60分
感染症の広がり2
森林火災 Unit12 60分
■育成したい思考力
ロジカルシンキング
キープイットシンプル。単純な法則が複雑な世界を創る。
ラテラルシンキング
■評価計画
オブジェクト指向プログラミングによるセルオートマトンについて理解している。
■応用・発展
自分が興味を持つ社会現象、自然現象についてオブジェクト指向セルオートマトンにより調べてみましょう。
Who this course is for:
- 教養としてプログラミングを学びたいという一般の初心者の方にお勧めです。
- 大学１年生、あるいは社会人１年生でこれからプログラミングを始めたいという方にも適しています。
- プログラミングを学んだことのない中学生、高校生を持つ保護者にもお勧めです。
- 小学生高学年で算数や理科が得意なお子様を持つ保護者にもお勧めです。