C. モデル化とシミュレーション・最適化

• C1. モデルとは何かということや、汎用性のある代表的なモデ ルおよびモデル化手法に対する知識・理解。(知識:情報一般)、(知識:機械情報)
  • L1: プラモデル・地図・路線図などがモデルであると理解している。(中情)
  • L2: 数量的なモデル・離散的なモデルなどの例を理解している。(高必)
  • L3: 現象や事象をもとにモデルを組み立てる方法を理解している。(高必)
  • L4: モデル化時の選択で再現性やその精度が違うことを理解している。(大他)
• C2. 状態遷移やデータの流れなどの情報学と関連の深いモデル 化手法を活用する技能。(知識:情報一般)、(知識:機械情報)
  • L1: 状態遷移図やデータフロー図などのモデル図を読むことができる。(高選)
  • L2: 与えられた/見聞した事象に対するモデル図を描くことができる。(高選)
  • L3: モデル図を参照して(そのモデル図に適した)問題解決が行なえる。(大他)
  • L4: 事象や問題に対して適切なモデルを選んで問題解決が行なえる。[言心][生農][社経][理工]
• C3. モデルに基づくシミュレーションを用いて問題解決を行な う技能。(知識:機械情報)、(知識:システム)、(汎用:創造性)
  • L1: 間取り図や地図などのモデル上でコマ等を動かして問題を解くことができる。(中情)
  • L2: サイコロや乱数を用いたシミュレーションで問題を解くことができる。(高必)
  • L3: 連続モデルや離散モデルを動かして一見明らかでない現象を説明できる。(高必)
  • L4: モデル化とシミュレーションによる問題解決と解の評価ができる。[言心][生農][社経][理工]
• C4. モデルに評価関数を組み合わせて最適化問題としての定式 化や求解が行なえる技能。(知識:機械情報)、(汎用:論理)、(汎用:問題解決)
  • L1: モデルの上で目的(評価)関数を意識でき試行錯誤による最適化が行なえる。(中情)
  • L2: モデルの上で系統的に選択肢を列挙したり評価値を改良して最適化が行なえる。(高選)
  • L3: 問題状況を最適化が行えるような評価関数とともにモデル化できる。[生農][社経][理工]
  • L4: 問題状況を最適化問題として定式化し解を求めることができる。[生農][社経][理工]
• 中学校 --- C1L1、C3L1は、数学、理科、社会などで具体的な問題を 扱う際、機会をとらえてモデル・モデル化・シミュレーションなどの考 えを紹介し、問題の解決に役立てるようにするのがよいと考える。C4L1 はモデル化の用途の例として取り上げ考え方が分かるようにするのがよ いと考える。
• 高校 --- C2L2、C2L3、C3L2、C3L3は、情報科の必履修科目の 内容として、座学や実習を通じて取り扱うとともに、実際に問題解決を おこなう課題の一環としてこれらの内容を採り入れることが望ましい。 C1L2、C1L3については、情報科の選択科目中で情報システムを取り扱う ところで、情報システムの理解のためにモデル図を描いてみる、自分た ちで情報システムを考案する中でツールとしてモデル図を用いるなどの 形で取り入れるのがよいと考える。C4L2は同科目のデータサイエンスの 中で最適化問題としての定式化を行ないできる範囲で解いてみる形で 取り入れるのがよいと考える。
• 大学一般 --- C1L4、C2L3については、一般教育の中にそれぞれの 専攻分野に合った形でモデルを扱い、実習で問題解決を体験する科目として 含めることが想定される。
• 大学専門 --- C2L4、C3L4については、[言心]では言語・地理・人間の心理に係 わるモデル、[生農]では生物学的モデル、[社経]では社会モデル、[理工]では理工系の 各分野のモデルを実際に扱い体験することを想定する。 C4L3、C4L4ではC3L4で扱ったモデルについて最適化を体験し、また実習 も含めて最適化問題やそのための評価(目的)関数の構築と求解を学ぶこ とを想定する。