令和2年度ひらめき☆ときめきサイエンス「人工知能を知り、プログラミングし、動かしてみよう!」を開催しました
令和2年度 名古屋市立大学 ひらめき☆ときめきサイエンス 開催報告
プログラム名「人工知能を知り、プログラミングし、動かしてみよう!」
開催日
令和2年12月19日(土曜日)
開催場所（開催方法）
名古屋市立大学 滝子キャンパス （オンライン開催）
実施代表者（所属・職名）
渡邊 裕司（大学院理学研究科・准教授）
受講生
高校生23名
令和2年12月19日(土曜日)
開催場所（開催方法）
名古屋市立大学 滝子キャンパス （オンライン開催）
実施代表者（所属・職名）
渡邊 裕司（大学院理学研究科・准教授）
受講生
高校生23名
プログラムの目的
このプログラムでは、機械学習を用いた手書き数字の認識を実際にプログラミングすることにより、人工知能、機械学習、プログラミングについての理解を深めることを目的とします。機械学習を含めた様々な人工知能の研究を紹介することで高校生に研究の楽しさを知ってもらいます。また、大学や研究で実際に使われるPythonというプログラミング言語を体験することで知的探究心も持ってもらいます。さらに、機械学習やニューラルネットワークには、高校生が習うベクトルや微分などの数学や生物も関わっていることを説明することで、科学全般に対する興味も引き出します。
実施内容
最近話題の人工知能について、その内容を知らずに言葉だけが独り歩きしている場合があります。このプログラムでは、まずは人工知能が命名された1956年から行われてきた様々な研究を紹介しました。そして今のブームの火付け役である深層学習とそのベースとなる機械学習を説明し、この機械学習をPythonというプログラミング言語で実際に動かして理解を深めてもらいました。
【プログラムを留意、工夫した点】
- Zoomを用いたオンライン開催において当日開始時の接続トラブルをできるだけ避けるために、事前に接続テストをする機会を設け、受講生に音声や映像の確認をしてもらいました。
- 受講生のブラウザ上で容易にPythonプログラミングを体験できるように、「Google Colaboratory」を使いました。そのために、受講生に事前にGoogleアカウントを取得してもらいました。
- 受講生のプログラムを講師側でも共有してリアルタイムにプログラミングの個別指導を行えるように、事前に取得したGoogleアカウント情報を講師に伝え、プログラムをGoogleドライブ上の共有アイテムとしました。
- 事前準備または当日後の質問にオフラインでも回答できるように、「Slack」を用いて専用のワークスペース「ひらめきサイエンス2020」を用意しました。
- 事前に郵送するテキストを「事前準備＆操作方法」と「プログラミングテキスト」の2冊に分けて、「事前準備＆操作方法」ではスクリーンショットを多用して分かりやすく、「プログラミングテキスト」では文字を大きくして見やすくなるように留意しました。
- 事前に公開されているスケジュールを変更して、プログラミング演習に多くの時間をかけるようにしました。
- プログラミング、そして機械学習を含む人工知能について、難解な内容を受講者にできるだけ分かりやすく伝えるために、イラストや具体例を多用したスライド資料をテキストとは別に用意しました。
- 受講生のパソコンやプログラミングの経験の差が大きいと予想されたため、事前に経験の有無についてインターネット上でアンケートを行うとともに、初心者に対しては当日入力してもらうプログラムを減らすことによって自らのペースで取り組めるように留意しました。
- 受講生と年齢の近い実施協力者（学部生や大学院生）を配置し、Zoomのブレイクアウトルームを活用して、割り当てられた受講生の疑問点などに気軽かつ迅速に回答できるようにしました。また、チャットタイム時には、積極的に会話をしてもらい皆が話しやすいようにしました。
- 実施後に、事前送付のテキストに加えて、当日の説明に用いたスライド資料をGoogleドライブ上にアップロードして共有できるようにしました。また、インターネット上での事後アンケートも行いました。
【当日のスケジュール】
午前9時30分まで Zoomミーティングの受付
午前9時30分から9時45分 開講式（挨拶、オリエンテーション、科研費の説明）
午前9時45分から10時15分 ミニ講義「プログラミング入門」（講師：渡邊裕司 准教授）
午前10時15分から11時15分 プログラミング演習1「基本的な文法1」（20分説明、40分演習）
午前11時15分から11時30分 休憩
午前11時30分から午後0時30分 プログラミング演習2「基本的な文法2」（20分説明、40分演習）
午後0時30分から1時30分 昼休憩
午後1時30分から2時30分 講義「人工知能AIと機械学習」（講師：渡邊裕司 准教授）
午後2時30分から2時45分 休憩
午後2時45分から3時45分 プログラミング演習3「機械学習の準備」（20分説明、40分演習）
午後3時45分から4時15分 チャットタイム＆休憩
午後4時15分から5時15分 プログラミング演習4「機械学習に挑戦」（20分説明、40分演習）
午後5時15分から5時30分 修了式（アンケートの記入など）
午後5時30分 Zoomミーティングの終了
【実施の様子】
午前9時30分まで Zoomミーティングの受付
午前9時30分から9時45分 開講式（挨拶、オリエンテーション、科研費の説明）
午前9時45分から10時15分 ミニ講義「プログラミング入門」（講師：渡邊裕司 准教授）
午前10時15分から11時15分 プログラミング演習1「基本的な文法1」（20分説明、40分演習）
午前11時15分から11時30分 休憩
午前11時30分から午後0時30分 プログラミング演習2「基本的な文法2」（20分説明、40分演習）
午後0時30分から1時30分 昼休憩
午後1時30分から2時30分 講義「人工知能AIと機械学習」（講師：渡邊裕司 准教授）
午後2時30分から2時45分 休憩
午後2時45分から3時45分 プログラミング演習3「機械学習の準備」（20分説明、40分演習）
午後3時45分から4時15分 チャットタイム＆休憩
午後4時15分から5時15分 プログラミング演習4「機械学習に挑戦」（20分説明、40分演習）
午後5時15分から5時30分 修了式（アンケートの記入など）
午後5時30分 Zoomミーティングの終了
【実施の様子】
実施協力者（学部生や大学院生）による受講生とのやり取り1
実施協力者（学部生や大学院生）による受講生とのやり取り2
受講生のプログラミング画面・講師のドライブ画面など
まとめ
- 実施後に行ったオンラインアンケートでは、18名から回答があり、
「1.今回の企画はいかがでしたか？」に18名全員が「面白かった」と回答
「2. 今回の企画は、分かりやすかったですか？」に18名全員が「分かりやすかった」と回答
「3.科学（学問）に興味がわきましたか？」に18名全員が「興味がわいた」と回答などの結果であり、今回の内容に対する受講者の満足度は非常に高かったといえます。
