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事例・技術情報

電気系基本概念を理解するためにMapleを授業へ利用
北海道工業大学 電子電気工学科 中川嘉宏教授

北海道工業大学は札幌市の北西部に位置し、「人間科学系列」、「基盤工学系列」、「先端工学系列」の3つの系列を持つ工学系大学です。今回は「電子計算機演習」等の授業でMapleを利用しておられる電気電子工学科の中川先生にお話を伺いました。

Maple 導入のきっかけを教えていただけますか?

Mapleの位置づけをご理解頂くために、まず簡単に本学の情報ネットワーク工学科の構成から説明させて下さい。情報ネットワーク工学科には「情報デザイン学科」や「情報ネットワーク工学科」、私の所属している「電気電子工学科」など、8つの学科があります。それぞれ特色を持ち、プログラミングやソフトウェア工学などを専門的に学べるようになっています。「電気電子工学科」はご覧のように「情報」という文字がつかない学科です。ソフトウェア工学やシステム自体を学ぶというのは情報系の学科に任せるとして、私はこの学科で機器の設計や回路設計などの仕事において最先端のソフトウェアをツールとして使いこなせる技術者を育てようと思っています。「Maple」はそういった技術者の育成に非常に適したソフトウェアだと思っています。もとが大学の研究から来ているソフトということもあるのでしょうね。

Mapleには教育に特化したような機能などもありますし。
先生は他の数式処理ソフトウェアもお使いになられたことがあるのですか?


数式のグラフィック処理例
鞍点のあるポテンシャルのベクトル場
ええ。Mathematica R を使ったことがあります。MapleもMathematicaもどちらも良いソフトですが、Mapleを選んだ理由は2つありました。まずひとつめはお値段(笑)。Mapleの方がリーズナブルだったということ。それから2つめですが、僕が非常勤として講義をお手伝いしている北海道大学でもMapleを授業に使っていて、僕にとっては両方の授業で利用できるというメリットがあったという点です。北大では全学共通科目の情報処理の授業でMapleが使われています。

北海道工業大学ではどんな授業でお使い頂いているのでしょうか?

2002年後期から始まった「電子計算機演習II」で利用しています。これは電気電子工学科の2年生が対象の授業です。この授業では最初に数式処理システムとは何かを学び、工学系数学や物理学、電気回路理論などの現われる数式を勉強していきます。Mapleを利用して基本科目(基礎物理、電気回路、電気磁気学、電子回路等)に現われる数式の基本的概念を学んでいくというものです。Mapleは基本的な概念を理解するためのツールという位置づけです。Mapleで数式をグラフィック処理して表現することで、学生は感覚として数式が持つ意味を捉えることが可能になるのではと期待しています。この授業での達成目標は自分で任意の電気回路網を想定し、方程式に落して処理し、さらに複雑な回路の問題に挑戦するような意欲を持ってもらうということです。

講義要項(シラバス)を拝見すると定期試験、レポート、小テスト等、学生さんは結構大変そうですね(笑)

そんなことはありませんよ(笑)。意欲のある学生には楽しい授業になると思います。

授業の内容をホームページ上で公開したりするご予定は?

出来ればそういったことも考えたいと思っています。Mapleでの計算例をホームページにアップして自分のページからリンクさせたりとかね。MapleのワークシートをHTMLに変換できると思うのですが、数式の画像はどうなりますか?GIFか何かですか?

LaTeXとかMathMLにも変換できます。MapleはMathML2.0をサポートしているのをご存知ですか?

あ、それは今はじめて知った(笑)!今は自分でがりがり書いているんですよ。MathML2.0をサポートしているとなるとそれは便利ですね。早速使ってみます。Mapleはインターネット関連の対応が意外に早いんですね。これからも使いやすそうな機能があったらサイバネットの方も勉強してどんどん紹介して下さい(笑)!

北海道工業大学ホームページ( http://www.hit.ac.jp/ )
Mathematicaは米国Wolfram Research社の登録商標です。

(2002 年 9 月 9 日)



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