初年次ゼミナール理科 授業の目標・概要 （授業の概要） COVID-19で経験したように、医療は人類にとって文字通り生命線であると言えます。医療の発展には生命現象の理解が不可欠ですが、生命現象は非常に複雑で、一見すると無秩序であるかのように見えることもあります。しかしその原理の一部は、物理の法則のようにシンプルで美しい式で説明することができます。 本授業では、生命現象を定量的に理解する生体数理モデリングについて学びます。まずは簡単な物理モデル（振り子など）を例に、Pythonを用いた数値実験を体験します。生体数理モデルの例として、神経細胞の電気的モデルを紹介します。グループワークでは、生命現象の候補から一つを選び、どのような数理モデルで表現できるかを調査した上で、実際にプログラミングを行います。最後に、それぞれの生命現象を制御することを目的とした数値実験を計画し、その成果をグループで発表します。 実際に生体の数値モデルを「作る」「動かす」授業を通じて、精緻な生命現象の神秘と面白さを感じ取ってください。 （授業の目的） ・数理モデルのプログラミングと数値実験を体験します。 ・目的に沿った実験を計画し、データから導かれる結論を論理的かつ客観的に考察する力を身につけます。 ・自分の考えを他人に分かりやすく伝える科学技術プレゼンテーション能力と、他人とディスカッションを行うコミュニケーション能力の基礎を身につけます。 （授業の紹介資料） https://drive.google.com/file/d/1AoprfejM_YrEjwFT0zZddthpG1aGwzp9/view?usp=sharing 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 成績評価方法 授業のキーワード 数値シミュレーション、生体医工学、神経細胞・心筋細胞 教科書 ガイダンス 教科書は使用しない。／Will not use textbook 書名 著者（訳者） 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 授業の目標・概要 本ゼミでは、凡そ理科を志す者にとって必須のスキルとなる「未知の現象を正確に観察、定量化し、モデルを立てて振舞いを理解する」作業を、具体的な電子回路を例にとってわかりやすく学習し、身に付けることを目的とする。 本講義では、学生の理解の進捗を注意深く観察し、講義・演習の長短を含め柔軟に対応する。 対面を基本としつつ、突発的な事情に対応できるよう配慮した講義設計とする。 学習する回路の例: (0)実験設備製作体験 (1)線型な回路、非線形な回路(スケールの議論) (2)振動する現象I(定常状態) (3)振動する現象II(過渡的応答) (4)能動素子の考え方 (5)増幅回路 (6)発振回路 (7)変調復調回路(AM送受信機) (8)その他の素子(MEMS等) 身に付けらるスキルの例: (あ)現象を数式で表現して理解する手法 (い)スケール(ログ、リニア)を変えた特性の評価 (う)周波数領域での事象の理解 (え)時間領域での事象の理解と周波数との関連性 (お)線形化による見通しのよい特性理解 (か)電気系で使用する様々な器具に触れる(テスタ、オシロスコープなど) 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 成績評価方法 授業のキーワード 講義と演習、工学／実験による現象理解、電子回路、線形回路、非線形回路、線形化 教科書 ガイダンス 教科書は使用しない。／Will not use textbook 書名 著者（訳者） 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 31541 水 3 31542 水 3 生体数理モデリング入門 電子回路で学ぶモデリング手法 富井 直輝 三田 吉郎 工学部 工学部
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