自作教材など制作物

担当講義において教科書などの図表を補い,パラメータや設定を変化させるとそれらがどのように影響するかについて,理解を促すための教材群です.

JavaScript による動的グラフ

canvas要素にJavaScriptでグラフを描きます.GUIでパラメータを変更するとリアルタイムにグラフが動きます.

内容 分野 依存
正弦波の振幅,周波数,位相 数学一般,電子回路,信号処理 MathJax
simpleplot.js
指数関数の観察範囲と形状 数学一般,電子回路 MathJax
simpleplot.js
ダイオードの微分抵抗 電子回路 MathJax
simpleplot.js
バイポーラトランジスタの動作 電子回路 MathJax
simpleplot.js
FM変調のスペクトル 電子回路 MathJax
bessel.js
フーリエ級数:正弦波による周期信号の合成 (数学),信号処理 MathJax
simpleplot.js
非対称矩形波のフーリエ級数 (数学),信号処理 MathJax
simpleplot.js
正弦波重ね合わせによる波形合成と音色 (数学),信号処理 MathJax
simpleplot.js
フーリエ級数からフーリエ変換へ:矩形波の例 (数学),信号処理 MathJax
simpleplot.js
正弦波信号のサンプリング ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
離散時間正弦波の周波数に関する周期性 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
離散時間畳み込みの式における時間シフトと反転 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
離散時間信号の畳み込み ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
短い離散時間信号の離散時間フーリエ変換 (DTFT) ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
sinc関数と周期的sinc関数 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
離散時間信号から連続時間信号の復元:sinc関数内挿 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
直線畳み込みと循環畳み込み ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
一般化hamming窓(cosine窓)の係数と形状 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
一般化hamming窓(cosine窓)の原理 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
フーリエ級数におけるGibbs現象と周波数領域での窓関数 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
有限長で切り出した正弦波のDTFTとDFT ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
正弦波信号のDFTによるスペクトル:窓関数の形状と裾野 ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
零点・極の配置と周波数特性
1次ARMAシステムの場合
2次ARMAシステムの場合
ディジタル信号処理 MathJax
simpleplot.js
HMD使用時の遅延による世界揺れ VR MathJax
simpleplot.js
HMDの視野角不整合による世界変形 VR MathJax
simpleplot.js
HMDの瞳孔間距離不整合による世界変形 VR simpleplot.js
大型スクリーン利用時に頭部運動非対応の場合の世界変形 VR MathJax
simpleplot.js
simpleplot.js: 自作簡易関数プロットライブラリ 自分用ツール

他のサイトの利用

便利で有用なサイトを利用した教材です.

URL 内容 分野 利用サイト
https://www.geogebra.org/m/tcaetyry 複素数の積の図形的解釈 数学一般 GeoGebra
https://www.geogebra.org/m/bxgfze3u 指数関数のグラフ形状は観察範囲で大きく変わる 数学一般,電子回路 GeoGebra

制作の経緯

2020年4月,遠隔講義の実施に伴うサーバや回線の過負荷,学生の通信量制限などが懸念される中,なるべくビデオに頼らず,口頭で説明しなくても学生の理解を深めるにはどうすればよいか,と思案したことがきっかけで,自分なりの教材を作ってみようと思いました.紙の教科書やPDFによる資料という静的な媒体を補う形で,動的な素材を導入することにより,少しでも学習者の能動的な姿勢を引き出せればと考えました.

動的な教材を作る場合,私の担当講義の分野ではMATLABなどを使えばよいことはわかっているのですが,その分野を専門にするとは限らない学生も多いので,履修者にこうしたソフトウェアをインストールさせるのは,少々敷居が高そうです.Webブラウザさえあれば利用できる動的な教材があればよいと思い,HTML + JavaScript を試してみました.