C. モデル化とシミュレーション/最適化

• C1. [モデル化] 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)
  • lv1: 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)
  • lv2: 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)
  • lv3: 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)
  • lv4: 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] 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)(専門:情報処理)
  • lv1: 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)
  • lv2: 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)
  • lv3: 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)
  • lv4: 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. [シミュレーション] 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)(専門:システム)
  • lv1: 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)
  • lv2: ★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)
  • lv3: ★サイコロや乱数を用いた確率の関係する問題をシミュレーショ ンで解くことができる。(高必)
  • lv4: 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. [最適化] 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)(専門:情報処理)
  • lv1: 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)
  • lv2: 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た りして最適化が行なえる。(高選)
  • lv3: 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]
  • lv4: 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]
• (学校段階ごとの注記)
  • 中学校 -- C1lv1、C3lv1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。 C4lv1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。
  • 高等学校 -- C2lv2、C2lv3、C3lv2、C3lv3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。 C2lv1、C2lv2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。 C4lv2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 -- C1lv4、C2lv3は、共通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 -- C2lv4、C3lv4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。 C4lv3、C4lv4では C3lv4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。