シラバス参照

年度 2024 
講義名 データサイエンス学 
担当教員

中西 崇文

石橋 直樹

浦木 麻子

清木 康

佐々木 史織

Thatsanee Charoenporn

長谷川 理

林 康弘

福原 義久

開講期・曜日・時限・教室 前期 金曜日 2時限 有明5-501
前期 金曜日 2時限 有明5-502
開講キャンパス 有明
開講学科 24 データサイエンス学科
23 データサイエンス学科
22 データサイエンス学科
21 データサイエンス学科
20 データサイエンス学科
19 データサイエンス学科
授業形態 講義 
授業の実施形態 対面/Face-to-Face 
使用言語 日本語 
科目番号(ナンバリング) DS 101 



授業概要
データサイエンスは、急激に変化している社会、自然環境におけるにおける多様な課題をエビデンスベースで解決するために不可欠な科学となってきている。本講義は、データサイエンスに関する様々なトピックを取り上げ、俯瞰的にデータサイエンス分野を眺めるとともに、データサイエンスに関わる基礎的な知識・スキルの修得を行い、データサイエンスのエッセンスを示していく。 
知識・専門性の到達目標 個人学習、グループ学習、教員からのアドバイスを組み合わせた自律的・主体的な学修スタイルと、データサイエンスのコアとなる実践知を習得する。【データサイエンスの専門性】 
関心・態度・人格の到達目標  
思考力・判断力の到達目標 データサイエンスの可能性を理解し、将来解決が望まれる実世界イシューを選択するための探索的活動通じてその候補案を論拠に基づいて合理的に選定および解決することができる。【課題発見力・課題解決力】
 
交感力・発信力の到達目標 『実世界イシューを選択するための探索的活動をエンカレッジしその候補案を論拠に基づいて合理的に選定する』課題をエビデンスに基づき身体的な表現を駆使した効果的な発表ができる。【表現力】
 
「響学スパイラル」取り組み方法
本講義は、データサイエンスに関わるテーマを総論的に展開することで、自身の「問い」を見つけ出し、実際にどのように考え、行動すればよいのかを考えることを重視しており、響学スパイラルにおける「問う」「考動する」のステップに特化している。 
授業における「アクティブな知」の要素
授業形態 対象
A:課題解決型学習(PBL)企業、自治体等との連携あり  
B:課題解決型学習(PBL)連携なし   ‐ 
C:反転授業(知識習得を授業外で行い、知識確認等の要素を教室で行う授業形態)   ◯ 
D:討議(ディスカッション、ディベート等)   ‐ 
E:グループワーク   ◯ 
F:発表(プレゼンテーション)   ◯ 
G:実習、フィールドワーク   ◯ 
H:双方向授業(ICT活用なし:対話型、リアクションペーパー等)   ‐ 
I:双方向授業(ICT活用あり:クリッカー、タブレット、スマートフォン等)   ‐ 
J:講義のみ   ◯ 
  ‐ 
授業における「ICTの活用」について
授業形態 対象
A:ノートPC必携   ◯ 
B:講義資料や授業教材のオンライン配信   ◯ 
C:レポート課題等のオンライン提出   ◯ 
D:質問やレポート課題等へのフィードバックにおける学修管理システムの活用
 (学修支援システム(Course Power)、Google Classroom、Teams等)  
E:オンラインメディアの活用
 (e-Learning、edX、Coursera、JMOOC等のOpen Educational Resources)  
F:Zoom、Google Meet等のミーティングツールの活用  
 
予習
(事前学修)
各授業   各担当教員から提示される調査課題について、データサイエンス分野の論文、文献を用いて調査し、まとめる。 
[ 平均130  ]分
復習
(事後学修)
各授業   講義で指定された課題について取り組む。課題の内容については、各担当教員に確認すること。なお、文献調査のみならず、プログラミングなどの実装が課題となることもある。 
[ 平均130  ]分
成績評価
評価項目 評価項目の詳細内容 割合
課題提出(レポート)   各担当教員から出題される課題レポートから総合的に判定する  100  %
小テスト     0  %
試験     0  %
実習・学外学修活動     0  %
その他     0  %
授業計画
授業回 内容
1. データサイエンス学 (担当:清木 康)
データサイエンス学を形成する主要3基軸を規定し、それら3基軸を対象とする技術、知識、方法論について解説する。(1)「データサイエンス技術」:先端的システム構築を実現するデータサイエンス技術。(2)「データサイエンス応用」:多様な応用分野の設計を実現するデータサイエンス応用技術。(3)「ソーシャルイノベーション」:それらの先端技術・応用を対象とし、環境システム、社会システムを実現する方法論。 
2. 学際的データサイエンスと社会実装 (担当:石橋 直樹)
近年、社会の変動にともなってデータサイエンスへの要求は高まっている。本講義では、主にデータベース技術を中心として、データサイエンス技術を社会へ応用した事例を紹介する。特に、心理学、環境学、人文社会学、芸術学などの分野を事例としてとりあげ、社会の要求に応じた学際的知見からの技術の設計・実現・応用、ならびに、これらを通じたデータサイエンスにおける社会実装について述べる。 
3. データにおける物事の比較手法(1)(担当:中西 崇文)
本講義では、「Space」と「Metrics」という概念を導入した上で、その世界を表現する「ベクトル」について深掘りする。さらにベクトルによって物事を比較する「Metrics」である「norm」、「distance」、「inner product」を導入し、これらをデータサイエンスでどのように応用していくかについて述べ、Pythonを用いた実際のプログラムにて、これらの実例を体験する。
(各自でGoogle Colaboratory(Pythonを動作させる環境)を事前に準備しておくこと。方法については授業資料に記載する。) 
4. データにおける物事の比較手法(2) (担当:中西 崇文)
「データにおける物事の比較手法(1)」でのグループワークの結果について、グループごとにプレゼンテーションを行う。
データ・アルゴリズムに潜むバイアスとそれを取り除く方法について理解を深める。 
5. Social Innovation and Design Thinking (1) (Thatsanee Charoenporn)
Participants will be instructed to undertake self-research to understand social innovation. The concept, process, and its relevant components with current examples will be the issues for discussion. Social entrepreneurs, who are organizations that develop, fund, and implement solutions to society, will also be introduced to discuss further profoundly. 
6. Social Innovation and Design Thinking (2) (Thatsanee Charoenporn)
The concept of Design Thinking will be introduced with group practice. The participants will design their venture using Empathy, Problem Define, Ideate, Prototype, Test, and Implementation.  
7. データサイエンスと環境(1)(担当:佐々木 史織)
本講義では、データサイエンス技術を活用した環境測定、環境観測、環境分析手法について紹介し、環境データ分析や環境政策立案に対する科学的な見方や考え方を解説する。
第1回では、環境データ分析や環境政策立案の基礎となる、環境経済モデルについて紹介、解説する。 
8. データサイエンスと環境(2)(担当:佐々木 史織)
本講義では、データサイエンス技術を活用した環境測定、環境観測、環境分析手法について紹介し、環境データ分析や環境政策立案に対する科学的な見方や考え方を解説する。
第2回では、環境センシング技術や地理情報システムを応用した環境データ分析の事例について紹介、解説する。 
9. データサイエンスとビジネス(1)(担当:福原 義久)
本講義では、ビジネスシーンにおけるデータサイエンスの活用事例とそのインパクトについていくつかの事例を紹介しながら考察します。
技術変革はIT企業だけのものではなく、どのような産業であっても活用できる時代が来ています。こういった現状をふまえ、我々の経済活動がどのような影響を受け、今後どのように変化していくのかを考察します。 
10. データサイエンスとビジネス(2)(担当:福原 義久)
本講義では、ビジネスシーンにおけるデータサイエンスの活用事例とそのインパクトについていくつかの事例を紹介しながら考察します。
技術変革はIT企業だけのものではなく、どのような産業であっても活用できる時代が来ています。こういった現状をふまえ、我々の経済活動がどのような影響を受け、今後どのように変化していくのかを考察します。 
11. データサイエンスと教育(1)(担当:林 康弘、浦木麻子)
本講義はサイバー・フィジカルシステムの応用例として教育分野を設定し、それを活用した学習支援方式と実現方法について取り扱う。
第1回では、これまでの国内外における教育のIT化とICT教育の現状、LMS(Learning Management System)により取得される学習履歴DBから学習者の学習状況について解説する。 
12. データサイエンスと教育(2)(担当:林 康弘、浦木麻子))
本講義はサイバー・フィジカルシステムの応用例として教育分野を設定し、それを活用した学習支援方式と実現方法について取り扱う。
第2回では、コロナ禍で拡がったオンライン授業の可能性、サイバー・フィジカルシステムの概念と要素技術、その活用として学習者・モノ・環境の状況把握による新たな学習環境デザインの方法について解説する。また、学習環境で用いられるデータの意味・データと実空間との関連性・データと時間の関連性・当該分野の今後の展望等について解説する。 
13. データサイエンスと統計学(1)(担当:長谷川 理)
本講義では,ここまでの講義内容を踏まえ,今後の実践的な取り組みに繋げるため,データ分析の基礎となる統計学の理論や基本的な解析手法を紹介する。
第1回では,下記について解説する。
・データの表現・分類
・データ系統図
・記述統計学
 ・データをわかりやすく可視化する方法や技法
 ・目的に合致した,わかりやすいデータ表現方法 
14. データサイエンスと統計学(2)(担当:長谷川 理)
本講義では,ここまでの講義内容を踏まえ,今後の実践的な取り組みに繋げるため,データ分析の基礎となる統計学の理論や基本的な解析手法を紹介する。
第2回では,下記について解説する。
・推測統計学
 ・標本調査
・相関と因果
 ・関係性,相関関係を求める
 ・因果関係と相関関係の違い
 ・相関関係があり,因果関係があるもの,相関関係があるが因果関係は認められない例 
留意事項
教科書
(購入必要)
1.
書籍名   『Information Modelling and Knowledge Bases, IOS Press, Vol. VII-XXXIII, Series(1987-2023)』 
著者   Professional Data Scientists in world-wide area 
出版社   IOS Press,  ISBN(13桁)    
その他、教科書に関する履修学生への連絡事項   1987-2024まで、毎年発行されているデータサイエンスの国際論文集 
2.
書籍名   『データサイエンティストのための数学基礎』 
著者   中西 崇文 
出版社   サイエンス社  ISBN(13桁)   978-4-7819-1600-2 
その他、教科書に関する履修学生への連絡事項   第3回、4回において、本書の第1章、第2章を使用するため必ず準備すること 
参考図書
(任意購入)
その他
(配布教材等により購入不要)
参考URL
実務経験のある教員等による授業科目
(実践的教育を行う授業科目)

実践的教育を行う授業科目の種別


対象

a.実務経験を有する担当教員による実践的な授業科目  
担当教員の実務経験(経歴・資格等)  
 
授業内容との関連性  
 
b.企業や自治体等、学外から実務経験を有する講師を招いて行う授業科目  
学外講師の経歴・資格等  
 
授業内容との関連性  
 
c.企業や自治体等との連携により、学外でのインターンシップや実習、研修を行う授業科目  
実習先・実習の目的  
 
備考


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