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科目の基本情報
| 開講年度 | 2024 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学研究科(博士前期課程)共生環境学専攻 | |
| 受講対象学生 |
大学院(修士課程・博士前期課程・専門職学位課程) : 1年次 |
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| 選択・必修 | 選択必修 |
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| 授業科目名 | 海洋気候学演習 | |
| かいようきこうがくえんしゅう | ||
| Seminar on Ocean Climate | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Envr-5172-003
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期集中 |
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| 開講時間 |
開講時間は適時指定する。１回の時間は２コマ（４限）分とする。 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 山田 二久次（生物資源学研究科） | |
| YAMADA Fukuji | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 海洋気候学に関連する学習の応用として、データ解析等の演習を行う。使用するデータ解析ソフトはRを想定している。 （育てたい資質や能力）この演習では、実際のデータを解析します。データ解析のスキルを身につき、得られた結果の解釈について考察することを通じて、海洋物理学やデータ解析手法を理解できる能力を身につけることを目指します。 （DP、CPとの関連）この演習では、三重大学の目標である４つの力の「感じる力」「考える力」「コミュニケーション力」「生きる力」を身につけることを目指します。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 海洋生態系および海洋生物資源は、海洋の物理的な環境に大きな影響を受けます。海洋は気候システムにおいて重要な役割を果たすため、複雑な環境・気候変動現象について理解を深めることは重要です。SDGsの目標である「気候変動に具体的な対策を」「海の豊かさを守ろう」を達成するためには、海に対する基礎知識や海洋循環の仕組みについて理解することに加え、実際のデータを解析し問題解決に結びつけることは重要です。この演習を受講する学生は、海洋についての基礎的な知識を習得とともに、海洋の様々な問題を解決するための実践的な力を身につけることができます。 |
| 学修の到達目標 | 海洋環境・気候変動現象に既存のデータ解析手法を応用します。データ解析の結果を考察することを通じて、海洋環境・気候変動現象のメカニズムを理解し、データ解析手法の仕組みやスキルを身につけることができます。 そのために、以下の学修到達目標を設定します。 （知識）海洋の基礎知識を習得し、データ解析手法の仕組みを理解することができます。 （態度）課題を通じて、主体的に学習に参加し、理解をより深めることができます。 （技能）実際にデータ解析を行うため、データ解析に関する実践的なスキルを養うことができます。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | プレゼンテーション、レポート等 |
| 授業の方法 | 演習 |
| 授業の特徴 |
問題自己設定型PBL グループ学習の要素を加えた授業 Moodleを活用する授業 |
| 授業アンケート結果を受けての改善点 | 実際の演習によいプログラムを提供する。 |
| 教科書 | 内容によって適宜提供する。 |
| 参考書 | 内容によって適宜提供する。 |
| オフィスアワー | 教官研究室(401号室)、随時 |
| 受講要件 | 各自のノートパソコンを使用することを想定していますので、毎回持ってくることが条件になる。また、自分のノートパソコンをある程度管理できる能力も必要条件になる。 |
| 予め履修が望ましい科目 | 大気海洋科学 |
| 発展科目 | |
| その他 |
授業計画
| 各回 共通 |
MoodleのコースURL |
|---|
| 第1回 | 概要 | 授業の進め方、課題や作業内容の説明、成績評価等についての解説とRのインストール |
|---|---|---|
| 授業時間内の学修内容 | 授業の進め方（課題や作業内容の説明、成績評価等）について解説した後、各自のノートパソコンにRのインストール作業を行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | データ解析（Data analysis） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 授業の進め方、課題や作業内容の説明、成績評価等について確認しておく。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第2回 | 概要 | Rの基本操作 |
| 授業時間内の学修内容 | Rの基本概念、変数と代入、変数名をつける際のルール、ベクトルとデータフレーム、データの型、データファイル読み込み、など | |
| キーワード(Key Word(s)) | データ解析（Data analysis） | |
| 事前学修の内容 | Rが正常に起動するかを含め、前回授業で行った内容までの動作確認を行っておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | 第２回の内容は一番の基礎となる内容なので、授業中に習ったことを完全に理解するよう復習する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第3回 | 概要 | Rを使った二群の検定 |
| 授業時間内の学修内容 | Rを使って、t検定（対応のあるt検定、スチューデントのt検定、ウェルチのt検定）とノンパラメトリック検定（WMW検定）を行う。また、前述の検定の仕組みや適用する際の条件等についても解説する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 二群の検定（Two-group test） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 二群の検定について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第4回 | 概要 | Rを使った多群の検定 |
| 授業時間内の学修内容 | Rを使って、分散分析、多重比較、クラスカル・ウォリス検定等を行う。また、前述の検定の仕組みや適用する際の条件等についても解説する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 多群の検定（Multigroup test） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 多群の検定について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第5回 | 概要 | Rを使った回帰分析（単回帰、重回帰、各種検定） |
| 授業時間内の学修内容 | Rを使って、単回帰分析、重回帰分析を行う。単回帰分析ではDW検定やBP検定も行う。重回帰分析では多重共線性について解説し、VIFやステップワイズ法による変数選択など多重共線性を回避するための方法についても実践する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 回帰分析（Regression analysis） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 回帰分析について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第6回 | 概要 | Rを使った主成分分析 |
| 授業時間内の学修内容 | 主成分分析の仕組みについて解説し、Rで実際に計算する。採用する主成分の数について、伝統的な方法（スクリープロット、カイザーガットマン基準等）の解説に加えて、平行分析（Parallel analysis）の適用も試みる。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 主成分分析（Principal component analysis） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 主成分分析について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第7回 | 概要 | Rを使った因子分析 |
| 授業時間内の学修内容 | 因子分析の仕組み及び因子数の決定方法について解説し、Rで実際に計算する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 因子分析（Factor analysis） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | 因子分析について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第8回 | 概要 | Rを使ったクラスター解析 |
| 授業時間内の学修内容 | クラスター解析の仕組みについて解説する。代表的な手法であるウォード法を用いて階層的クラスタリングを行う。Rでの計算に加えて、エクセルでも計算してみる。また、非階層的クラスタリングでよく用いられるkmeans法を用いた分類も行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | クラスター解析（Cluster analysis） | |
| 事前学修の内容 | ||
| 事前学修の時間 | ||
| 事後学修の内容 | クラスター解析について復習し、わからない点や疑問点が無いかを確認しておく。あれば、授業担当教員に質問する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第9回 | 概要 | Rを使った描画 |
| 授業時間内の学修内容 | Rを用いて折れ線、散布図などの各種グラフや等高線等の描画も行う。使用データは勢水丸で実際に取られたCTDのデータを使い、海域や季節によって水温、塩分の構造が違うことを確認し、なぜそうなるか？背景にあるメカニズムについて考察する。また、事前に自分が描きたかった図について考えておき、その図についてのスクリプトを作成、描画も行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 折れ線グラフ（Line graph）、散布図（Scatter plot）、等高線図（Contour map） | |
| 事前学修の内容 | 自分が描きたい図について事前に考え、その図の描画に必要なパッケージをあらかじめ調べておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | 他の院生が描画した図等を参考に、自身が授業中に描画しなかった図の作成を行う。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第10回 | 概要 | 自分でやりたい解析法の実践（論文検索） |
| 授業時間内の学修内容 | 修論研究で実際に行いたい解析や興味がある解析を行うため、参考となる論文の検索を行う。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 科学論文（Scientific paper）、検索エンジン（Search engine） | |
| 事前学修の内容 | 検索エンジン（cinii、google scholarなど）の使用法を調べ、事前に使用しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | 講義中に検索して必要と感じた論文を熟読します。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第11回 | 概要 | 自分でやりたい解析法の実践（データ収集） |
| 授業時間内の学修内容 | 修論研究で実際に行いたい解析や興味がある解析を行うため、解析に実際に使用するデータの収集を行います。さらに、Rで使用できるようデータ形式を変更します。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | データ収集（Data collection）、データ形式（Data form） | |
| 事前学修の内容 | 事前に使用するデータの準備をしておく。既にデータがある場合は、授業中にすぐ使えるように準備しておく。データが手元にない場合は、関連サイトからダウンロードできるかどうかを確認しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | ||
| 事後学修の時間 | ||
| 自由記述欄 | ||
| 第12回 | 概要 | 自分でやりたい解析法の実践（パッケージの検索、インストール） |
| 授業時間内の学修内容 | CRANホームページから必要なパッケージをダウンロード、インストールします。同ホームページに英文マニュアル等が掲載されていますので、それらを参考にします。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | CRAN package, Installation of Packages | |
| 事前学修の内容 | 事前にCRANホームページおよびそのパッケージをダウンロード、インストールする場所を確認しておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | ||
| 事後学修の時間 | ||
| 自由記述欄 | ||
| 第13回 | 概要 | 自分でやりたい解析法の実践（スクリプトの作成と実行） |
| 授業時間内の学修内容 | 自分が行いたい解析のスクリプトを作成し、実行します。CRANホームページにある英文マニュアルやサンプルスクリプトが掲載されていますので、それらを参考にします。解析結果は図表等に可視化しておきます。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | Rスクリプト（R script）、可視化（Visualization） | |
| 事前学修の内容 | 公式のCRANホームページ以外にも、個人が作成したHPにわかりやすい説明やサンプルスクリプトが掲載されている場合があります。そのような情報があると、作成作業が飛躍的に早く進む場合がるので、事前に調べておきます。 | |
| 事前学修の時間 | 120分 | |
| 事後学修の内容 | エラー等でスクリプトファイルが完成できない可能性が多々あります。次回授業までに完成する必要があるので、修正作業を行い、どうしても完成しない場合は授業担当者に相談し、完成させます。 | |
| 事後学修の時間 | 120分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第14回 | 概要 | プレゼンテーションファイル作成 |
| 授業時間内の学修内容 | 解析結果を含めたプレゼンテーションを行うため、そのファイル作成を行います。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | プレゼンテーション（Presentation） | |
| 事前学修の内容 | 前回行った解析結果や先行研究の結果等について準備しておき、スムーズにプレゼンテーションファイルが作成できるよう準備しときます。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | 授業中に完成しなかったプレゼンテーションファイルを完成させます。質問等があった場合は、授業担当者に相談します。 | |
| 事後学修の時間 | 420分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第15回 | 概要 | プレゼンテーションの実施 |
| 授業時間内の学修内容 | 各自が自分が行ってきた解析の結果を発表します。発表者以外の受講生は質疑応答に参加し、発表者のプレゼンテーションについて評価を行います。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | プレゼンテーション（Presentation） | |
| 事前学修の内容 | うまく発表できるように発表練習を事前に行っておく。 | |
| 事前学修の時間 | 60分 | |
| 事後学修の内容 | 他の院生や授業担当者からの意見を基に、評価された点やまだ不十分な点など、自分の発表について自己で総括する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 |