授業/H25/情報処理

普遍授業：情報処理 - 生物学で必要なコンピュータスキル †

講義データ †

• 2013年・前期・木５, 1年次対象（1S生）, 2単位
• 講義・実習, 授業コード G2100126 , 科目コード G121001
• 授業科目名 情報処理（Information Processing）、副題 ：生物学で必要なコンピュータスキル
• 教室等 Ａ5F情報処理演習室１
• 担当教員 梶田　忠（理学部３号館407号室 内線番号 2818）
• 
• 授業概要 生物学を学ぶ上で、コンピュータを効率的に利用して情報の収集、加工、解析、整理、発信を行うことは、必要不可欠である。この講義では、生物学科の学生が求められる、コンピュータを使うための基本的な技術と知識を習得する。
• 目的・目標
• この講義では、普遍教育が掲げる目的のうち、特に、「幅広く深い教養」と「総合的な判断力」の育成に必要な情報処理技術の習得をめざしている。習得目標（習得を目指す知識とスキル）は以下の通り。
  • 論文やプレゼンテーションの作成に必要なコンピュータ利用の知識と技術を習得する。
  • 目的に合致したソフトウェアを選択し、使用できるようになる。
  • テキストデータの利用に習熟する。
  • 異なるソフトウェアの間で、データの共有や移動ができるようになる。
  • 大量のデータをコンピュータに自動処理させる方法を習得する。
  • ネットワークを用いてコミュニケーションを行うことができるようになる。
  • ネットワークの基本的な仕組みを理解する。
  • 基本的な統計解析の方法とプログラミングの基礎を習得する。

• 授業計画・授業内容 授業計画は以下の通りだが、習得状況によって進行速度や実施内容は調節する。前半（第８回まで）は計算機システムにインストールされているMS Officeなどの基本アプリケーションの解説を行う。後半（第９回以降）は様々なデータ処理に必要なソフトウェアを自分でインストールして操作する。
• 授業はウェブイト（本ページ）を各自のモニターで参照しながら行う。また、個別のアプリケーションの操作は、前方スクリーンを用いて解説する。課題の提出と教員と個別のコミュニケーションは、主に授業用Pukiwikiページ（認証付き・非公開）を用いて行う。

講義実施予定と獲得目標 †

昨年度の例を示した。概ねこのスケジュールで講義を行うが、進度や習得状況に応じて調整します。リンクがはってあるところは、今年度の情報に更新済み。

授業実施日 †

• 4月 18日、25日
• 5月 2日、 9日、16日、23日、30日
• 6月 6日、13日、20日、27日
• 7月 4日、11日、18日、25日

おおよその授業予定 †

第１回から第７回までは、基本ソフトウェアの使い方
第８回から第１３回までは、生物学に必要なスキル

• 第1回　教育用端末、履修登録、電子メールの利用説明、アンケート
  1. 教育用端末へのログインし操作できるようになる
  2. 履修登録システムの使用方法を習得する
  3. 大学の電子メール（統合メールシステム）を使ってメール送信ができるようになる
  4. コピー・ペーストの方法を習得する
• 第2回　電子メールの使い方注意＋レポートの書き方
  1. メールについての一般的注意を理解する
  2. 統合メールを使って、添付書類つき電子メールを送受信できるようになる
  3. Windows 7のシステムで、ファイルの拡張子を表示できるようになる
  4. レポート提出用・moodleサイトにアクセスできるようになる
• 第3回　テキストファイルを用いたアプリケーション間のデータ交換の概要
  1. Pukiwikiによるコミュニケーションに習熟する
  2. テキストデータ（テキストファイル）とは何かを理解する
  3. テキストエディタ(K2Editor)の基本的な使い方（テキスト入力、検索、置換）を体験する
  4. 異なるアプリケーションでテキストデータを共有する方法を体験する（テキストエディタとエクセル、ブラウザ等）
• 第4回 テキストファイルの加工と正規表現、エクセルの使い方
  1. ウェブページ経由で送信されるデータの種類を知り、セキュリティに関心を持つ
  2. 大量データ一括処理には検索・置換が有効であることを理解する
  3. 正規表現とはどのようなものかを理解し、テキストエディタによる正規表現検索、置換の便利さを実感する
  4. テキストエディタとエクセルの間でのデータの共有方法を習得する
  5. エクセルによる簡単な表計算の方法を習得する
• 第5回 Wordを使ったレポート作成
  1. 発展的な正規表現：後方参照への挑戦
  2. 「Wordのいろんな機能が覚えられない」という不安を持つ人は、「調べればできる」を目指そう
  3. Wordを使ったレポート作成
  4. Word以前の問題： レポートにはメッセージが不可欠
• 第6回　Excelによるデータ集計とグラフ作成
  1. 分かりやすいメッセージを伝える意識を持つ
  2. 正規表現検索・置換とエクセルの操作に習熟する
  3. エクセルによるデータの並び替え方法を習得する
  4. エクセルによるデータの集計方法を習得する
  5. エクセルによるグラフ作成方法を習得する
• 第7回　Excelによるデータソート・集計・グラフとRの初歩
  1. エクセルによるデータの並び替え・集計・グラフ作成に習熟する
  2. スクリーンキャプチャを使った画面の切り取りと保存
  3. Rの基本操作を習得する
  4. Rで「沢山のデータを一まとめにして扱う方法」を理解しよう
  5. Rでグラフを描いてみよう
• 第8回　Rの初歩
  1. Rの基本操作を習得する
  2. Rで「沢山のデータを一まとめにして扱う方法」を理解しよう
  3. Rでグラフを描いてみよう
  4. Rで簡単な統計処理をやってみよう
• 第9回　Rを使ったデータ解析：基本的な数値計算と様々な統計処理
  1. Rの基本操作を理解する
  2. Rを使って数値計算を行うことができるようになる
  3. Rで「沢山のデータを一まとめにして扱う方法」を理解する
  4. Rを使った簡単な統計解析とシンプルなグラフを作成できるようになる
  5. 統計的検定を直観的に理解する
• 第10回　Rを使ったプログラミング演習1
  1. Rを用いたデータ解析に習熟する
  2. プログラミングとは何かを理解する
  3. プログラミングにおける繰り返しと代入と条件分岐を修得する
  4. Rで基本的なプログラムを作成し、実行できるようになる
• 第11回　Rを使ったプログラミング演習2・Rを用いたシミュレーション
  1. プログラミングの基本：繰り返し・代入・条件分岐に習熟する
  2. ユーザー定義関数を理解する
  3. シミュレーションの考え方を習得する
  4. シミュレーションのプログラミングを体験する
  5. 遺伝的浮動のシミュレーションに挑戦する！
• 第12回　　図書館担当教員による、情報リテラシー授業
• 第13回　 DNAデータベースの利用と操作：塩基配列データのアラインメントと解析。系統解析に挑戦
  1. データベースとはどういうものかを理解する
  2. DNAデータベースにアクセスし、キーワードやアクセッション番号で配列データを検索する方法を習得する
     1. GenBankの利用に挑戦する
  3. 塩基配列を用いてデータベースを検索し、よく似た配列データを得る方法(BLASTサーチ）を習得する
  4. ダウンロードしたDNAの塩基配列データをアラインメント（整列）し、系統樹作成等の解析に用いる方法に挑戦する
• 第14回　大量データの一括処理：SQLiteによるリレーショナルデータベース入門
  1. リレーショナルデータベース（SQLite）を使える環境を作る：FireFoxによるアドオンの使用
  2. SQLという言語を使って、データベースとお話しする
  3. データベースにおけるテーブルの概念を理解する
  4. SQLを用いて、複数のデータテーブルを連結して、必要なデータだけを抽出する方法に挑戦する
• 第15回　

教科書・参考書 †

千葉大学情報処理教科書編集委員会編・「新しい大学情報リテラシー」（オーム社. H18. 1700円）。授業中に本書を参照させることは無い。講義は授業ウェブサイト（本ページ）の記載内容に従ってすすめる。

評価方法・基準 †

• 毎時間、予習課題と復習課題を出す。課題の総得点と出席点で100点満点で評価する。
• 課題の成否だけではなく、どれだけ論理的でわかりやすく内容を表現しているか、どれだけ意欲的に課題に取り組んでいるかという点も評価の対象とする。
• 試験は行わない。

授業の進め方 †

授業ウェブサイトは毎回授業の直前に更新される。どのような流れで授業が行われるかや課題の内容については、前年度のウェブページにも詳しい情報がある。

資源の無駄を省くため、印刷物はできる限り配布しない。情報伝達の必要があれば、電子媒体を用いる。

H24年度授業全体を通した学生の分野別希望と感想 †

• 個別のテーマへの５段階の感想は、「短く・簡単に← 1 -- 2 -- 3 -- 4 -- 5 →長く・詳しく」
  
• BGPlantsの説明もしてほしかった。
  RのプログラミングよりもC++を使いたかった。
  DNAデータベースは非常に役立つと思う。
  
• PCを生物学のデータ解析に利用する方法がいろいろ学べて良かった。ありがとうございました。
• とても実践的で役に立つ授業でした。ありがとうございました。
  夏休み期間また少し見直したいので、授業ページはしばらくそのままにしていただけるとありがたいです。
• 提出を忘れていました、すみません。提出期限の延長ありがとうございます。
• 正規表現とプログラミングの課題が難しかったです。
• 今後この授業で習ったことを生かしていけたらいいなと思います。
• とてもためになりました。
  ありがとうございました。
• 正規表現やRといった今まで知らなかったことができるようになったのでよかったと思う
• DropBoxの共有機能を学科で使い始めたら、使い方が分からないとか共有ってなに？とか聞かれました。
  マインドマップについてはよく知りませんでしたが、生物科の先生でも使う方がいてとても理解がしやすいと実感しました。自分でも使いたいと思います。
• パソコンは全く分からないのでもう諦めようと思います
  わからないところの質問に答えていただきありがとうございました
• もっとパワーポイントをやってほしかったです。

昨年度からのアイデアメモ †

• Wordのdocとdocxの違いを説明する。
• PDFならレイアウトも崩れないので、人にわたす資料で編集する必要の無いものはPDFの方が良い。
• 講義項目の整理と分類：　基本ソフトの利用法、生物学に必要なスキル、ウェブ経由の情報伝達、など、今、どの部分の技術を習っているのか分かる方が学生にとっては安心　→　対応済み
• 次世代の情報処理技術の紹介を簡単に：クラウドコンピューティング、インターネットアプリケーションなどの紹介
• HTMLの解説はH19にやったように、予習課題で考えさせ、授業で演習するという形式の方が良い。
• 第6, 7回のワードとパワーポイントの回は、説明をゆっくりにしたせいで、課題の説明が十分にできなかった。来年度は説明内容を増減することで調整が必要。ただし、ほとんどの学生は課題をできていたし、高校で習ったので簡単だという意見もあった。どのレベルの学生を対象にするか、第５回ぐらいまでに十分見極めておく必要がある。恐らく、最初のアンケート調査でワード、エクセル、パワーポイントについて高校で習った内容をもう少し詳しい内容を聞くと良いだろう。
  
• 第１回授業の課題で、基本的なオフィスソフトの使用に関する課題を出し、スキルレベルをチェック。
• 第9回のRのインストールを授業中にやると時間がかかりすぎる。第8回に予習課題としておくべき。
• 第9回の統計的検定の話しは、やはり、理解しがたいよう。直観的説明だけに絞って、そこに、帰無仮説とか、対立仮説という言葉を組み合わせた教材を工夫する方がいい。
  また、ジャンケンの例は分かりにくいのかも。コイン投げの例にもどして、第8回の予習課題も、コインの話しにする。（例えば、コインを１枚投げて、裏が出るか、表が出るか、友達と賭をしようとしている。友達が持ってきたコインがイカサマコインじゃないかどうかを確かめるために、試しに、20回、コインを投げてみた。そしたら、表が5回、裏が15回でた。このコインはイカサマコインだろうか？）
• 第11回は、前半の円周率のところをゆっくり話したため、後半の遺伝的浮動のシミュレーション解説の最後の方が駆け足になってしまった。解説のスピードをもう少し工夫するほうがいい。
• 再履修の学生については、受講を許可する前にインタビューを行い、全回出席の意思を確認。普遍教育の授業では出席が基本とされているため、出席しないとレポートで評点に達していても不可はありうる。
• アンケート提出だけでも評点がつくということを、繰り返し説明。
• Wordの課題は、画像で出来上がり見本を見せ、それに合わせて編集したWord書類を提出させる。
• プレゼンの授業は、時間厳守を徹底させないと授業時間以内に終われないことがある。
• インストーラーでインストール場所を指定するときに、Z:\　を指定すること。
• 第12回のプログラミングは、何をやっているか分からないという意見も多い。命令を1行ずつ新たに加えることで、プログラムが完成に近づく楽しさを教えるためには、演習問題を円周率か遺伝的浮動のどちらかだけに絞り、H18年度のように、自分で１ぎょうずつ入力させて、try and errorを繰り返させる方が、良いのかもしれない。