流体工学セミナー・教材サイト
工学院大学 工学部機械工学科 機械工学セミナー（流体工学セミナー）
この教材について¶
このサイトは、工学院大学 工学部機械工学科 機械工学セミナー（流体工学セミナー）の一部で使用している Pythonプログラミング演習教材をまとめたものである。
本教材は、セミナー全体を網羅するものではない。 授業で扱っている内容のうち、Pythonを用いたプログラミング演習部分を切り出し、整理した教材である。 そのため、CFD実習（OpenFOAM）やUNIX・Linux演習については、現時点ではこのサイトには含めていない。
この教材の目的は、 プログラミングの文法や知識を網羅的に学ぶことや、 完成度の高い作品を作ることではない。 それよりも、
自分で考えて試すこと
少しずつ動かしながら理解を深めること
分からないところで立ち止まり、調べたり試したりすること
を通して、プログラミングを「考えるための道具」として使い始めることを重視している。
なおこの教材では、if文やfor文、関数定義（def）といった
Pythonの基本的な文法要素を体系的に解説していない。
これらは、1年次に学んだVBAや、MATLABなどで扱ってきた考え方と共通する部分が多く、
書き方の違いについては、必要に応じて調べながら使っていけばよい。
分からない文法や書き方が出てきた場合には、 エラーメッセージや実行結果を手がかりにしつつ、 公式ドキュメントや解説資料を参照しながら理解してほしい。
この教材は、最初からすべてを完全に理解することを前提にしたものではない。 各段階で提示される内容や課題には真剣に取り組んでほしいが、 その時点ですべてを理解しきれていなくても構わない。
後の教材で同じ考え方や仕組みに再び触れることで、 「ああ、こういうことだったのか」と理解が深まることだろう。
このサイトで扱う教材の全体構成と学びの流れ¶
このサイトでは、流体工学セミナーで扱っている内容のうち、 Pythonを用いたプログラミング演習に関する教材をまとめている。
教材は、おおよそ次のような流れで構成されている。
Pythonを使うための環境準備
MiniforgeおよびJupyterLabを用いて、 Pythonプログラムを実行・試行するための環境を整える。
短い問題を通した試行練習
KodingBasicsを用いて、 小さな問題に対して「考えて書き、動かして確かめる」経験を積む。
問題を分解して考える練習
ハノイの塔を題材に、 複雑な作業を小さな手順に分けて考える方法を学ぶ。
画面上で動くものを作る
PyGame-CEを用いて、図形描画、アニメーション、簡単なゲーム制作に取り組む。
これまでの内容を使った自由制作
それまでに扱った要素をもとに、 作成・改良・振り返りなどを行い、学習内容を整理する。
これらの教材は、上から順に取り組むことで 無理なく次の内容に進めるよう設計している。 ただし、すべてを完全に理解してから次に進む必要はない。
各教材には、その時点で取り組むべき課題が含まれている。 課題には真剣に取り組んだうえで、次の内容に進んでほしい。
この教材の読み進め方¶
この教材は、講義資料として読むことよりも、 実際に手を動かしながら理解を深めることを前提としている。
各ページには、説明、例題、演習課題、提出を求める課題などが含まれている。 課題が提示されている場合には、その時点で扱っている内容を踏まえ、 自分なりに考え、試しながら取り組むことが重要である。
プログラムは、最初からきれいに書く必要はない。 まずは動かしてみて、結果を確認し、 うまくいかない点を修正しながら理解を深めていくことを想定している。
一方で、すべてのコードや仕組みをその場で完全に理解することまでは求めていない。 課題に取り組む中で生じた疑問や引っかかりは、 後の教材で同じ考え方に再び触れることで、徐々に整理されていくだろう。
分からない点があれば、そのままにせず、 資料を読み返したり、コードを動かし直したりすることが重要である。 必要に応じて、周囲と相談したり、質問したりしてよい。
教材内の表示について¶
この教材では、説明や課題の種類を区別するために、以下のような表示を用いている。
教材の公開と更新について¶
本教材は、GitHub Pages上で公開している。 授業で実際に使用している教材のうち、 Pythonを用いたプログラミング演習に関する部分を先行して整理・公開している。
教材の大枠となる構成や内容は整っているが、 授業を実施しながら作成・拡張してきた経緯もあり、
説明の順序が前後している部分
区切りが分かりにくい箇所
補足が不足している箇所
が残っている。 これらについては、授業実践を踏まえながら、 順次整理・修正・補足を行っていく予定である。
なお、流体工学セミナーでは、 本教材で扱っているプログラミング演習のほかに、 CFD実習（OpenFOAM）やUNIX・Linux演習も行っている。 これらの教材については、現時点ではこのサイトには含めていない。
今後、教材の整理状況や利用形態に応じて、 他の実習教材を別の形で公開したり、 関連資料へのリンクを追加したりする可能性がある。
（付記）他大学・他教員の方へ¶
本教材は、工学院大学の授業での使用を前提として作成しているが、 内容自体はプログラミング入門教材として汎用的に利用できることを目指して開発されている。
特定のカリキュラムや評価方法に強く依存しないよう設計しているため、 一部の教材のみを抜き出して利用したり、 順序を入れ替えて使用したりすることも想定している。
教材の構成や内容は、授業実践を通じて今後も整理・更新していく予定である。 利用にあたって気づいた点や所感などがあれば、 GitHubリポジトリのIssuesにフィードバックとして投稿していただければ幸いである。
ライセンスについて¶
本教材「流体工学セミナー」は、以下の条件で公開している。
教材本文・図版・JupyterLab操作例
→ CC BY-NC-SA 4.0コード・ノートブック・自動ビルドスクリプト
→ MIT License
※ 一部のスクリーンショットには第三者の著作物が含まれており、
表で「CCライセンス適用外」と明記した画像にはCCライセンスは適用されません。