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
離散スペクトル (DFT) による連続スペクトル (DTFT) 復元 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.